Способ получения биологического удобрения на основе ферментированного птичьего помета

(51) 05 3/00 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ наполнителем соломой (измельченной до размеров 1-2 см). Для ускорения процесса ферментируемую массу подогревают до температуры 60-70 С в течение первых 6 суток. Доступ воздуха обеспечивают перемешиванием массы один раз в сутки. Процесс ферментирования протекает в течение 22 суток. По окончании процесса получают темно-коричневую рассыпчатую масса без специфического запаха, соответствующую нормам качественного органического удобрения. Для достижения наибольшей эффективности препарата,в состав ферментированного птичьего помета вводят фосфатмобилизующие и фунгицидные микроорганизмы. Эффективность удобрения определяется содержанием комплекса минеральных и органических компонентов(азота,фосфора,органических веществ и т.д.),наличием биологически активных микроорганизмов,способствующих улучшению фосфорного питания растений и предотвращающих развитие фитопатогенных микроорганизмов (.,., .). Экологически чистое биоудобрение на основе высоко активных штаммов фунгицидного микроорганизма- иммобилизованных на ферментированном птичьем помете перспективно для применения в качестве комплексного минерально-органического биоудобрения.(72) Раманкулов Ерлан Мирхайдарович Балпанов Дархан Серикович Тен Олег Андреевич Сураганова Динара Аскаровна Есенбаева Акмарал Ертугановна(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Национальный центр биотехнологии Комитета науки Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОГО УДОБРЕНИЯ НА ОСНОВЕ ФЕРМЕНТИРОВАННОГО ПТИЧЬЕГО ПОМЕТА(57) Изобретение относится к биотехнологии,сельскому хозяйству и касается способа получения биологического удобрения на основе ферментированного птичьего помета. Технический результат данного изобретения заключается в том, что, сокращается срок процесса обеззараживания птичьего помета предлагаемый способ проводится без применения химических реагентов является экологически безопасным и экономически оправданным в состав удобрения вводятся фосфатмобилизующие и фунгицидные микроорганизмы. Сущность изобретения заключается в том, что ферментацию птичьего помета проводят в установке с паровым подогревом и встроенной мешалкой, с Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к комплексным минерально-органическим бактериальным удобрениям,на основе иммобилизованных фосфатмобилизирующих и фунгицидных микроорганизмов. Птичий помет является одним из наиболее ценных органических удобрений. Питательные вещества в помете находятся в оптимальном для растений и почвенной микрофлоры соотношении,быстро растворяются в воде и легко усваиваются. По действию на урожай птичий помет близок к минеральным удобрениям. Высокая концентрация органических компонентов в птичьем помете и их постепенное высвобождение оказывает влияние на урожай и в следующие 2-3 года после внесения в почву. Одновременно с созданием комплексного биоудобрения на основе птичьего помета решается такая проблема, как загрязнение окружающей среды отходами птицефабрик, которые являются одним из источников загрязнения атмосферного воздуха,подземных и грунтовых вод. Одним из направлений решения данной проблемы является переработка отходов птицеводческих и животноводческих комплексов в экологически чистые органические биоудобрения путем компостирования. Микроорганизмы, вносимые в почву в составе комплексных удобрений и удобрений на основе монокультур,способствуют повышению биологической активности почвы, оздоровлению почвы от фитопатогенов, активизации микробнорастительного взаимодействия, получению высоких урожаев экологически чистой сельскохозяйственной продукции, восстановлению микробиоценоза почв,нарушенного вследствие антропогенного воздействия. Уровень техники Известен ряд способов утилизации птичьего помета. К их числу относится метановое сбраживание для получения биогаза, длительное компостирование навоза или помета для получения органических удобрений, смешивание с различными наполнителями с этими же целями, химическая обработка помета. Используется также термическое высушивание помета при различных температурных режимах. Применяют переработку помета насекомыми и червями. Известно несколько технических решений для осуществления микробиологической конверсии навоза и помета. Известен способ переработки птичьего помета в гранулы, используемые в качестве органического удобрения, кормовой добавки в птицеводстве и топлива, включающий снижение влажности до 50 и менее, сушку и грануляцию Заявка на Патент РФ 2337901 от 20.05.2008. Недостатками данного способа переработки птичьего помета в сыпучее гранулированное удобрение являются высокая энергоемкость процесса, связанная с расходом энергии на сушку помета и гранулирование,выделение при сушке помета вредных газовых выбросов, требующих дорогостоящей очистки. Известен способ переработки органосодержащего сырья, включающий нагрев 2 сырья до температуры деструкции с последующим отводом образующихся твердых компонентов и парогазовой фракции, конденсацию парогазовой фракции с образованием жидкого продукта и несконденсированного горючего газа, сжигание несконденсированного горючего газа и использование образующейся в результате сжигания несконденсированного горючего газа теплоты для обеспечения процесса деструкции и предварительной сушки органического сырья Патент РФ 2352606 от 20.04.2009. Недостатками данного способа являются низкая энергетическая эффективность процесса и высокое содержание в выбрасываемых в атмосферу отходящих газах вредных веществ. Низкая энергетическая эффективность способа связана с предварительной сушкой исходного органосодержащего сырья (на испарение 1 кг воды согласно тепловому балансу необходимо затратить 2260 кДж тепла при 0 С). Кроме того, согласно материальному и тепловому балансу энергии,образующегося несконденсированного газа недостаточно для нагрева сырья до температуры деструкции и поддержания режима термохимического разложения органосодержащего сырья (пиролиз). Очистка отходящих газов от содержащихся в выбросах в атмосферу веществ требует существенных дополнительных затрат. Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является способ получения комплексного органоминерального удобрения из птичьего помета или навоза животных путем их обеззараживания химическими агентами, введения органических и минеральных соединений. Обработку проводят при перемешивании водным раствором формальдегида, затем аммиачной водой,что является экологически опасным для окружающей среды, экономически не рентабельным и требуется продолжительная (6-12 месяцев) выдержка на площадках компостирования, а также использование сложных установок для обеззараживания отходов Патент РФ 2093498 от 20.10.1997. Сущность изобретения заключается в том, что ферментацию птичьего помета проводят в установке с паровым подогревом и встроенной мешалкой, с наполнителем соломой (измельченной до размеров 1-2 см). Для ускорения процесса ферментируемую массу подогревают до температуры 60-70 С в течение первых 6 суток. Доступ воздуха обеспечивают перемешиванием массы один раз в сутки. Процесс ферментирования протекает в течение 22 суток. По окончании процесса получают темно-коричневую рассыпчатую массу без специфического запаха, соответствующую нормам качественного органического удобрения. Для достижения наибольшей эффективности препарата,в состав ферментированного птичьего помета вводят фосфатмобилизующие и фунгицидные микроорганизмы. Технический результат данного изобретения заключается в том, что, сокращается срок процесса обеззараживания птичьего помета предлагаемый способ проводится без применения химических реагентов является экологически безопасным и экономически оправданным в состав удобрения вводятся фосфатмобилизующие и фунгицидные микроорганизмы. Целью заявляемого изобретения является разработка получения комплексного минеральноорганического удобрения на основе почвенных и ризосферных микроорганизмов в сочетании с биологически активным органическим носителемферментированным птичьим пометом. Отличие разработки от используемого прототипа заключается в получении комплексного биологического удобрения на основе иммобилизованных на подстилочном помете почвенных микроорганизмов. Эффективность удобрения определяется содержанием комплекса минеральных и органических компонентов (азота,фосфора, органических веществ и т.д.), наличием биологически активных микроорганизмов,способствующих улучшению фосфорного питания растений и предотвращающих развитие фитопатогенных микроорганизмов (.,., .). Осуществление изобретения достигается следующим образом. Ферментацию птичьего помета проводили в установке с паровым подогревом и встроенной мешалкой вместимостью 60 кг. В качестве наполнителя для ферментации птичьего помета использовали измельченную солому размером 12 см. Использовали подстилочный птичий помет с исходной влажностью 50-60,6,0. Для доведения влажности до 50 помет смешивали с измельченной соломой в соотношении 100 г соломы на 1 кг помета. Для ускорения процесса ферментируемую массу подогревали до температуры 60-70 С в течение первых 6 суток. Доступ воздуха обеспечивали перемешиванием массы один раз в сутки. Процесс ферментирования протекал в течение 22 суток. Для получения комплексного биологического удобрения на основе иммобилизованных на подстилочном помете почвенных микроорганизмов,использовали штаммы-2 и-1 обладающие фунгицидной и фосфатмобилизирующей активностью соответственно,предотвращающих развитие фитопатогенных микроорганизмов (.,.,.) и способствующих улучшению фосфорного питания растений. Штамм- депонирован и хранится в коллекции культур РГП Республиканская коллекция микроорганизмов Центральный музей микроорганизмов под регистрационным номером(свидетельство о депонировании от 09.08.13 г.). Штамм-2 депонирован и хранится в коллекции культур РГП Республиканская коллекция микроорганизмов Центральный музей микроорганизмов под регистрационным номером-0516 (свидетельство о депонировании от 09.08.13 г.). Способ получения биомассы в высушенном виде-. Получение бактериального удобрения на основе микроорганизмов-. Штамм-1 выращивали на скошенном картофельно магаре в течение 72 часов при температуре 28(1)С. Биомассу смывали со скошенного агара 10 мл стерильного физиологического раствора, по 5 мл суспензии использовали для засева качалочных колб,содержащих жидкую пептонную среду. Наработку посевного материала осуществляли в инкубаторешейкере при 220 об/мин, 28 С в течение 72 часов. Титр посевного материала после инкубации составлял не менее (9,10,14)108 КОЕ/мл. 400 мл бактериальной суспензии использовали для засева ферментера объемом 10 л при температуре 28(1)С,6,8-7,2, давлении 0,02-0,04 МПа. Титр микроорганизмов-1 после 72 часов культивирования, определяемый по Коху (6,50,10)108 КОЕ/мл. Культуральную жидкость высушивали на распылительной установке при температуре 110 С на входе и 72 С на выходе, в качестве наполнителя использовали 5 натрия хлорида, титр микроорганизмов составил (5,30,12)109 КОЕ/г. Полученный сухой порошок использовали для иммобилизации на птичьем помете. Способ получения биомассы в высушенном виде-2. Штамм-2 выращивали на скошенной агаризованной питательной пептонной среде в течение 48 часов при температуре 30(1)С. Биомассу смывали 10 мл стерильного физиологического раствора, по 5 мл суспензии использовали для засева качалочных колб,содержащих жидкую пептонную среду. Наработку посевного материала осуществляли в инкубаторешейкере при 220 об/мин, 30 С в течение 48 часов. Титр посевного материала после инкубации составлял не менее (4,80,15)109 КОЕ/мл. 800 мл бактериальной суспензии использовали для засева ферментера объемом 10 л при температуре 30(1)С,6,8-7,2, давлении 0,02-0,04 МПа. Титр микроорганизмов-2 после 48 часов культивирования, определяемый по Коху (3,20,13)109 КОЕ/мл. Культуральную жидкость высушивали на распылительной установке при температуре 110 С на входе и 72 С на выходе, в качестве наполнителя использовали 5 натрия хлорида, титр микроорганизмов составил (2,20,20)1010 КОЕ/г. Полученный сухой порошок использовали для иммобилизации на птичьем помете. Для проверки эффективности полученного комплексного биоудобрения провели полевые испытания по оценке эффективности применения комплексного биоудобрения на количественнокачественные показатели роста и развития культур картофеля, рапса и огурца. Пример 1. 3 Для проведения полевого опыта использовали 3 варианта посадки испытуемых растений Вариант 1 - Чистый ферментированный птичий помет без добавления микроорганизмов 5 т/га Вариант 2 - Чистый помет 5 т/гфосфатмобилизирующие,азотфиксирующие микроорганизмы и бактерии,обладающие фунгицидной активностью по 0,5 г Вариант - без удобрения (контроль). В таблице 1 представлены результаты данных по урожайности культур картофеля, рапса, огурца с использованием комплексного биоудобрения и просто минерально-органического биоудобрения по сравнению с контролем. Таблица 1 Влияние комплексного биоудобрения на урожайность сельскохозяйственных культур Эксперимент Вариант 1 Вариант 2 Контроль Вариант 1 Вариант 2 Контроль Вариант 1 Вариант 2 Контроль В результате апробации различных вариантов биоудобрения в полевых условиях из таблицы видно, что использование ферментированного птичьего помета повышает урожайность картофеля на 25,6, огурцов на 12,5, ярового рапса на 18,2 по сравнению с контролем, а использование биоудобрение на основе ферментированного птичьего помета и иммобилизованных на нем высокоактивных почвенных микроорганизмов приводит к повышению урожайности картофеля на 37,2, огурцов на 20,5 и ярового рапса на 26,6 по сравнению с контролем. Экологически чистое биоудобрение на основе высоко активных штаммов фунгицидного микроорганизма-2 и фосфатмобилизующих бактерий-1 иммобилизованных на ферментированном птичьем помете перспективно для применения в качестве комплексного минерально-органического биоудобрения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ получения биологического удобрения на основе ферментированного птичьего помета,отличающийся тем, что ферментацию птичьего помета проводят при нагревании до температуры 60-70 С в течении 22 суток, с использованием в качестве наполнителя измельченной соломы, при этом в состав полученного ферментированного птичьего помета дополнительно вводят штаммы фунгицидного микроорганизма-2 и фосфатмобилизующих бактерий