Способ утилизации биокомпоста пониженного качества и применения

(51) 05 11/08 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(72) Джамантиков Хасый Умирзаков Серикбай Идрисович Смирнова Ирина Эльевна Джамантикова Майра Хасыевна Байманов Жанузак Нурдилдаевич(73) Товарищество с ограниченной ответственностью Казахский научноисследовательский институт рисоводства им. Ибрая Жахаева(54) СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ БИОКОМПОСТА ПОНИЖЕННОГО КАЧЕСТВА И ПРИМЕНЕНИЯ(57) Изобретение относится к сельскому хозяйству и биотехнологии, в частности к способам вторичной переработки биокомпоста пониженного качества,ранее полученного из отходов растениеводства,преимущественно рисоводства с применением микробных композиций. Способ включает перемешивание биокомпоста пониженного качества с подготовленным, заранее ферментирующей добавкой, которой поглощается водная суспензия закваски с ингридиентами и выдерживание смеси 3-5 суток в анаэробных условиях в ферментере и выгрузку их для применения. Для утилизации залежавшегося компоста из соломы и шелухи риса и восстановления их качества используются ассоциации на основе взятых в равных пропорциях штаммов бактерийВКПМ В-4465 иВКПМ В-4441 21 21(2) и 21, в виде водной суспензии при титре культуры 102 клетки в расчете на 1 г растительных отходов в массе готового биокомпоста. В состав закваски затем добавляют биоэнергетических ингридиентов гумата натрия, Жер Нуры, навоз-сыпец, минеральные удобрения, включающие азот, фосфор и калий различных в соотношениях с дозировкой в сумме 92,41 г на 1 кг рабочего раствора закваски. Улучшенный по качеству биокомпост применяется на фоне зафосфаченной почвы фосфорными удобрениями в дозах Р 300 и удобренных 909060, а если почва посева вторично засолена, то применяется доломит в дозе 1 т/га. Семена риса перед посевом обрабатывается препаратом-стимулятором. Биокомпост также используется на посевах почвы других сельскохозяйственных культур, цветочных и садоводческих хозяйств в дозах 3-5 т/га. Изобретение относится к сельскому хозяйству и биотехнологии, в частности способам вторичной переработки цродукции производства комплексных органоминеральных удобрений из отходов растениеводства, преимущественно рисоводства, с целью улучшения ее качества с применением микробных композиции. Известны несколько способов получения биокомпоста перемешиванием органических отходов с влагопоглощающим органическим материалом и инокулирующей добавки и подача полученной смеси в ферментер, ее аэробное компостирование и выгрузка , патент 2257366,МПК-7 05 11/08. Способ получения органического удобрения путем утилизации целлюлозосодержащих промышленных отходов / Российская Федерация, г. Москва, Г-165, а/я 15,ООО ППФ-ЮСТИС - Заявка 2004121617/12 Заявлено 2004.07.15 Опубл. 2005.07.27 ,патент 2392258, МПК-7 05 3/00. Способ получения биокомпоста / г. Москва, ул. Талмыская,11, карп.1, кВ. 309, Иевлеву - Заявка 2008136665/12 Заявлено 2008.09.12 Опубл. 2010.06.20 и , патент 2418778, МПК-7 05 3/00. Способ получения биокомпоста / ВНИПТИОХ Россельхозакадемии Заявка 2009102794 Заявлено 2009.01.28 Опубл. 2010.08.10. Общими недостатками для исследуемых патентных документов являются- введение в инокулирующую добавку термофильных микроорганизмов и оно не приемлемо для предлагаемого нами способа, так как его осуществление связано с разложением свежего остатка растениеводства- включение в качестве ингридиентов торфа,опилки и других, недоступных для региона рисоводства материалов,также применение доломитовых крошек и прогрев ферментирующей смеси, удорожающей себестоимость производимого биокомпоста- выдерживание инокулирующей добавки в буртах в течение 30 дней не приемлемый процесс для предлагаемого нами способа, так как в нашей разработке не осуществляется разложение свежих сухих отходных субстратов растениеводства- применение навозосодержащих сточных вод свиноводческих предприятий, которые не развиты в регионе рисоводства Казахстана. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ получения биокомпоста,предусматривающий проведения перемешивания органических отходов с влагопоглащающим материалом с использованием в качестве инокулирующей добавки микробную композицию, включающие целлюлолитических бактерии, которые стимулируются в 10-ной массе готового биокомпоста, затем эта ферментирующая масса перемешивается с измельченным органическими отходами и компостируется ,патент 2230721, МПК-7 05 3/00. Способ получения биокомпоста / Всероссийский НИ и проектно-тех. институт хим. Заявка 2001104602/12 Заявлено 2003.06.20 Опубл. 2004.06.20. Отличием предлагаемого изобретения является способ осуществления вторичной переработки готовых биокомпостов пониженного качества и восстановления их ценных удобрительных свойств на основе применения водной суспензии из совместимых микробных совместных сообществ,свежих и отборных целлюлазных бактерий и добавлением в эту закваску активных стимуляторов роста и растений, также азотофиксирующих почвенных бактерий, смесь минеральных удобрений в оптимальных соотношениях и концентрации для активизации жизнедеятельности ассоциации микроорганизмов и рабочий раствор закваски поглощается ферментируемой добавочной смесью,состоящей из части готового биокомпоста, почвы и закваски и готовится эта масса в определенных соотношениях. Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение повышение эффективности утилизации отходов растениеводства, например, рисовой соломы и шелухи, независимо от времени хранения в пределах более 1-3 года в емкостях путем научнообоснованного восстановления качества залежавшегося компоста в объеме от 1 тонны до 100-1000 тонн массы и далее их рационального применения на почвах посева государственной и частной собственности для улучшения условий роста и развития сельскохозяйственных и декоративных культур, повышения плодородия почвы и охраны окружающей среды. Техническими результатами изобретения являются- получение дешевого органического удобрения,сопоставимого по питательной ценности с птичьим пометом- доступность, дешевизна и экологичность способа в повышении питательной ценности биокомпоста, утерянных удобрительных ценностей- освобождение емкостей для продолжения непрерывности технологического цикла производства биокомпоста- повышение интенсивности применения биокомпостов из соломы и шелухи риса с целью усиления биологической активности почв,увеличение урожайности зерна риса на уровне полных доз минеральных удобрений или с превышением более на 3-5 ц/га на посевах производства. Указанные технические результаты достигаются тем, что для восстановления качества залежавших биокомпостов из соломы и шелухи риса используются ассоциации эффективных исследованных ранее нами при компостировании штаммов целлюлазных бактерииВКПМ В-4465 иВКПМ В 4441 (Джамантиков ., Джамантикова Е.Х.,Смирнова И.Э., Абжалелов А.Б., Джамантикова М.Х. -заявки 2008/0984.1, заявлено 04.09.2008,опубл. 15.09.2009, бюлл. 9// Промышленная собственность, официальный бюллетень. - 2009.27473 9) и преимущественно относящихся к родаминовых культур 21, 21(2) и 21 в виде водной суспензии клеток при титре смеси культур 102 клеток на 1 г растительных отходов (1 масс.от биомассы отходов). В состав закваски, помимо смеси штаммов микроорганизмов,вводят для усиления микробиологического процесса биоэнергетические ингредиенты навоз-сыпец, ,гумат натрия, Жер Нуры в соотношении 0,9700,0100,0100,050 и их дозировка в сумме составляет 92,41 г на 1 л рабочего раствора закваски из ассоциации микроорганизмов. Закваска с ингредиентами сорбируется сорбционными материалами, которые состоят из почвы и увлажненной массы готового биокомпоста, взятые в соотношении 0,10,30,6 соответственно и это составляет ферментирующую массу. Эта инокулирующая масса смешивается к основной массе готового биокомпоста пониженного качества. Смесь готовится за 3-5 суток до внесения в почву и немедленно заделывается в почву и затапливается водой, если культурой является рис. Сведения,подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключается в следующем в 2007-2008 и 2012 годы были проведены испытания биокомпоста из соломы и шелухи риса на вегетационных и полевых опытах. Данные полевых опытах подтверждались,показателями на вегетационных опытах. В этой связи для обсуждения приводятся показатели урожайности зерна риса, полученные, в основном,на полевых опытах. В 2007 г. биокомпосты готовились в больших сосудах, объемом 10-20 л, для применения в полевых опытах (рисунок, 2007 г.). Данные урожайности риса сорта Маржан, полученные под влиянием биокомпостов из соломы и шелухи риса приведены в таблице 1. Свеживнесенные биокомпосты из соломы и шелухи риса действуют на величину урожайности зерна риса сорта Маржан в дозах 2 т/га равноценно с птичьим пометом (2 т/га) и таковой, полученной на варианте, где внесены минеральные удобрения в нормах (12012090) полученных на фоне засоленных почв их залежи. Урожайность зерна риса колеблется на удобренных посевах в пределах 36-40 ц/га. Препараты-стимуляторы способствуют получению дополнительной прибавки зерна в пределах 3-5 ц/га. Растения, возделываемые на фоне свежих биокомпостов, формируют равные величины урожаев зерна по сравнению с растениями,произрастающих на фонах минеральных удобрений и птичьего помета. Однако, величины урожая зерна растений риса на полевых опытах в 2008 году по сорту Маржан(таблицы 2), возделываемого на фоне биокомпоста из соломы риса, хранившихся в емкостях 1 год существенно уступает варианту по таковой, где внесены минеральные удобрения (12012090) по предшественнику - рис по рису 3 год и где почва посева была слабозасолена. Таблица 1 Влияние биокомпостов из шелухи и соломы риса (ВКПМ В- 4465 иВКПМ В-4441) и на их фоне биопрепарата (ускорителя всхожести семян) и стимуляторов роста Мэрса и гумата натрия на урожайность риса сорта Маржан (полевой опыт, почва среднезасоленная,предшественник - залежь, 2007 г.) Без препарата, ц/га прибавка от 1. Контроль (без удобрений) 2. 12012090 3. Биокомпост из шелухи (2 т/га) 4. Биокомпост из соломы (2 т/га) 5. Птичий помет (2 т/га) НСР 05, ц Р,Препараты-стимуляторы, ц/га ускоритель Мэрс гумат всхожести натрия семян прибавка Отсюда ясно видно, что биокомпостов необходимо применять в свежеприготовленном состоянии. При хранении в емкостях более 1-го года их качество снижается резко. Таблица 2 Влияние органо-минеральных удобрений и биошунгита при обработке семян с препаратами и без него на урожайность риса сорта Маржан (почва слабозасоленная, предшественник - рис 3-го года возделывания,биокомпост из соломы риса (КС) приготовлен 2007 г., полевой опыт 2008 г.) Варианты опыта НСР 05, Д для сравнения частных МЭРС Гумат натрия средних урожайность прибавка урожайность прибавка от О 40,5 2,9 42,2 4,6 2,4 61,9 3,6 65,9 7,6 46,5 4,0 50,3 7,8 50,1 зд 55,6 8,6 Экспериментальные работы по получению вторично восстановленных по качеству биокомпостов из массы ранее подготовленного биопродукта, проводились в пластмассовых бидонах с емкостью 22 л с плотно закрывающей резбовой крышкой. В начале для отдельного приготовления ферментирующей массы в 1 или 2 бидона укладывались компоненты, состоящих из массы готового биокомпоста пониженного качества,приготовленного в 2007 году и к этой массе добавлялась почва, затем в бидон приливалась закваска, приготовленная из ассоциации штаммов бактерий с добавлением биоэнергетических ингридиентов и эта смесь перемешивалась. Готовая ферментируемая масса смешивается к основной массе пониженного качества частями и оставляется для улучшения свойства утилизируемой массы биокомпоста. Таким образом приготовленный,улучшенный по качеству, биокомпост в 2012 году исследовался в условиях вегетационных и полевых опытов в сравнении с показателями эффективности вермикомпостов,полученных в результате деятельности технологических червей на различных агрохимических и мелиоративных фонах в зависимости от уровня засоления почвы. По данным урожайности риса сортов Арал 202 и Маржан в таблицах 3 (вегетационный опыт) и 4(полевой опыт) видно, что преимущество по эффективности лежит на стороне биокомпоста, 4 оживленного отборными видами целлюлолитических бактерий на фоне с ингридиентами, усиливающих микробиологических процессов в биокомпостной массе и продолживших таковой деятельности в почве посева по возобновлению в создании условий для факторов почвообразования,обеспечивающих развитие плодородия почвы. Бедная по плодородию рисовые почвы высоко реагируют на продукты жизнедеятельности микроорганизмов (таблица 3),которые выражаются существенными прибавками зерна (4-9 г/сосуд) по сравнению с величинами урожаев на фоновых полных минеральных удобрений (24-26-29 г/сосуд) и удобрений внесенных на фоне зафосфачивания почвы (фонР 300 28-31-34 г/сосуд) и на почвах слабо- и средних уровней засоления. Аналогичные результаты были получены в полевых опытах, проведенных в 2012 году (таблица 4). Результаты полевых опытов на рисе сорта Маржан, возделываемого на почве со слабосредним засолением показывают, что улучшенный по качеству биокомпост путем вторичной переработки микроорганизмами позволил повысить уровень урожайности зерна риса до 56 ц/га, тогда как на фоне только с минеральными удобрениями она была 45 ц/га, а на варианте с вермикомпостом - 53 ц/га при НСР 055,8 ц/га. Таблица 3 Влияние на урожайность риса сортов Маржан (М) и Арал 202 (А), возделываемых на фоне зафосфачивания почвы, разного вида биокомпоста на базе обычной агротехнологии с применением в обработку семян нового препарата- стимулятора отечественного производства и без препарата (вегетационные опыты, почва слабозасоленная (о) и среднезасоленная (ср) с доломитом, отчет о НИР за 2012 г.) Среднезасоленная почва на фоне доломита, г/сосуд АсрД АсрДАЕС 17 прибавка от прибавка от фона фона Слабозасоленная почва, без доломита,г/сосуд М 0 А 0 прибавка от прибавка от фона фона урожайность Примечание Биокомпост из шелухи риса (Ки), полученный микробными бактериями в 2007 году и улучшенный в 2012 г. с внесением отборных ассоциации совместимых целлюлолитических бактерий с ингридиентами (совместная работа с институтом микробиологии и вирусологии КН МОН РК) вермикомпост (Кх) - разработка производственного кооператива ЖанРосс -гасыр, полученный с использованием технологических червей Р 300 - фон зафосфачивания почвы Д - минерал доломитпочвоулучшатель АЕС 17 - препарат-стимулятор. Таблица 4 Влияние различных биокомпостов на урожайность риса сорта Маржан (полевой опыт 2012 г., почва слабосреднезасоленная). Исследуются биокомпост (Ки) из шелухи риса (2007 г.) и вермикомпост,полученный с использованием технологических червей в 2011 году, на делянках 20 м 2 в 4-х кратной повторности Варианты опыта 1. Контроль без удобрений 2. 9012060 - фон 3. ФонКи - биокомпост из шелухи риса в дозе 5 т/га, улучшенной ассоциацией штаммов совместимых целлюлолитических бактерий с ингридиентами 4. ФонКх - вермикомпост в дозе 5 т/га, полученный от кооператива ЖанРосс -гасыр, г. Тараз НСР 05, Ц Р,Таким образом, о жизненности предлагаемого изобретения по утилизации биокомпоста пониженного качества доказывают положительные результаты, полученные на примере риса на вегетационных и полевых опытах. Урожай зерна, ц/га урожайность прибавка от контроля фона 26 45 19 56 30 11 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ утилизации биокомпоста пониженного качества и применения, включающий в состав микробной закваски стимуляторов усиливающих микробиологических процессов в массе раннее приготовленного биокомпоста, отличающийся тем,что используется закваска из ассоциации штаммов целлюлостических бактерии относящихся к родам 5 и(пять видов), в виде водной суспензии при титре смеси культур 102 клеток на 1 гр растительных отходов с биоэнергетическими ингредиентами с дозировкой в сумме 92,41 г/кг рабочего раствора закваски, впитывающихся ферментирующей массой, состоящих из массы готового биокомпоста и почвы, которая затем смешивается с массой биокомпоста пониженного качества по частям и смесь выдерживается 3-5 суток в анаэробной среде,далее вносится на зафосфаченную и мелиорированную почву в дозе 35 т/га на фоне половинной дозы удобрений .