Способ получения жидкого органического удобрения

Изобретение относится к способам переработки вторичного возобновляемого сырья с целью получения стимулятора роста растений.

Процесс обеззараживания навоза в естественных условиях занимает 1-3 года и требует определенных затрат, на которые не всегда идут хозяйства, и вследствие этого полного обеззараживания не достигается, что приводит к заражению полей. Сохранившие всхожесть семена сорняков засоряют поля. При неукоснительном соблюдении всех требований ведения процесса образуется рыхлая масса темного цвета - перегной, содержащая необходимые растениям питательные вещества и полностью безопасная. Но даже после этого необходимо соблюдать некоторые правила по его хранению во избежание снижения питательных свойств. Кроме того, при данном способе переработки навоза крупного рогатого скота требуются большие свободные площади и использование специализированной сельскохозяйственной техники.

Кроме широко используемого естественного обеззараживания в лагунах с вывозом на поля сельскохозяйственные предприятия ограниченно применяют компостирование и вермикомпостирование, биотермическое обеззараживание, ускоренную ферментацию и некоторые другие способы переработки.

Известен способ получения биокомпоста на основе навоза крупного рогатого скота, включающий формирование, по крайней мере, одного бурта из навоза. В компостируемую массу вносят посевной компост в количестве 10-15 кг/т. Увлажняют и осуществляют биологический разогрев и периодическое перемешивание компостируемой массы. В качестве посевного компоста в компостируемую массу вносят компост на основе птичьего помета и консорциума штаммов микроорганизмов Bacillus subtilis В-168, Bacillus mycoides В-691, Streptomyces sp. Ac-154, Mukor psychrophilus F-1441, Candida utilis Y-2441 в количестве 1⋅10⁶-1⋅10⁷ клеток в 1 мл на 1 т птичьего помета. Изобретение позволяет повысить технологичность процесса, упростить приготовление посевного компоста и снизить расход микроорганизмов (патент РФ №2445296, МПК C05F 3/00 (2006.01), C05F 11/08 (2006.01), C12N 1/20 (2006.01), опубл. 20.03.2012). Полученный биокомпост складируют в хранилища или направляют на фасовку.

Таким образом, заявляемый способ позволяет повысить технологичность процесса и снизить затраты, что способствует сохранности экологии окружающей среды за счет переработки навоза крупного рогатого скота в больших количествах. Пониженная цена биокомпоста обеспечит широкое внедрение в сельское хозяйство и реализацию среди населения.

Известен способ переработки навоза, включающий распределение навоза крупного рогатого скота с соломой в определенном соотношении, в зависимости от характеристики навоза, на предварительно уплотненной до объемного веса 1,4-1,6 г/см³ грунтовой площадке слоем 35-45 см. В этот слой затем высевают семена кормовой культуры. Выращивание зеленой массы производят при периодическом поливе фермовыми стоками, разбавленными водой. Скашивание зеленой массы, которая используется на корм животным, производят 2-4 раза за весь период вегетации растений. Способ позволяет снизить материальные и трудозатраты, уменьшить загрязнение почвы (патент РФ №2301515, МПК A01C 3/00 (2006.01), C05F 3/00 (2006.01), опубл. 27.06.2007). Способ позволяет снизить материальные и трудозатраты, уменьшить загрязнение почвы.

Описан способ получения стимулятора роста растений путем гидролиза навоза крупного рогатого скота в аэробных и анаэробных условиях с использованием в качестве посевного материала на различных стадиях ведения процесса специально подобранных ассоциаций лактобактерий и аборигенных микроорганизмов при реализации процесса используется отъемно-доливная технология, обеспечивающая полную замену сырья в биореакторе в течение 7-10 суток (патент РФ №2542113, МПК C05F 3/00 (2006.01), A01N 63/00 (2006.01), опубл. 20.02.2015). Этот способ обеспечивает получение жидких органических удобрений, обеззараженных от патогенной микрофлоры, обезвреженных от семян сорных растений. Недостаток описанного способа состоит в необходимости использования дополнительных культур микроорганизмов, способствующих протеканию процесса микробиологической деструкции.

Технический результат - упрощение способа переработки навоза крупного рогатого скота и расширение ассортимента эффективных органических удобрений.

Для достижения технического результата в биодинамический реактор помещают смесь, содержащую навоз крупного рогатого скота и соломенную нарезку, взятые в соотношении 8:1, обеспечивают влажность массы 60-65%, и при периодическом перемешивании доводят до температуры 65-75°C за счет жизнедеятельности аборигенных микроорганизмов, после чего отбирают жидкое органическое удобрение - элюат, которое естественным образом вытекает из отверстий в днище реактора, при поддержании влажности на заданном уровне. Время сбора элюата определяется исходя из содержания общего органического углерода и составляет 72 часа, т.к. по истечении указанного времени происходит снижение содержания органического углерода в элюате на 24% до значения 14,9 г/л (таблица 1).

Использование соломенной нарезки продиктовано необходимостью введения наполнителя, предотвращающего слипание навоза и обеспечивающего более равномерную аэрацию. Оптимальное соотношение навоза крупного рогатого скота и соломенной нарезки определено в предварительных экспериментах, в которых было выявлено, что при данном соотношении достигается максимальное содержание в элюате ценных питательных веществ и элементов, обеспечивающих жизнедеятельность растений (таблица 2). Влажность массы должна быть доведена до значения 60-65%, обеспечивающего максимальный выход жидкого органического удобрения при оптимальном времени от 125 до 130 часов, необходимом для разогревания до 65-75°C, что показано серией экспериментов, в которых проводили варьирование влажности сырья от 50% до 75% (таблица 3).

Осуществление способа получения жидкого органического удобрения при температуре 65-75°C, достигаемой за счет тепла, выделяемого при микробиологической деструкции смеси, обеспечиваемой жизнедеятельностью аборигенных микроорганизмов, обуславливает обеззараживание от патогенной микрофлоры и обезвреживание от семян сорных растений.

После истечения 72 ч сбор жидкого органического удобрения - элюата прекращают. Остаток, представляющий собой компост, может быть направлен на вермикомпостирование или использован как экологически чистый компост, так как он не содержит патогенной микрофлоры и в нем нет семян сорных растений, которые могут прорасти - это обеспечивает безотходность производства жидкого органического удобрения.

В полученном жидком органическом удобрении (элюате) присутствует комплекс ценных органических соединений, таких как аминокислоты, гуминовые кислоты, фульвокислоты, набор микроэлементов, необходимых для нормальной жизнедеятельности растений и способствующих стимулированию их роста. Эффект от использования получаемого жидкого органического удобрения продемонстрирован на ряде полевых опытов. Во всех опытах применение приготовленного по предлагаемому способу жидкого органического удобрения позволило повысить урожайность испытуемых культур (см. таблицы 6, 8, 10, 12).

Кроме того, для получения жидкого органического удобрения не нужно вносить дополнительные культуры микроорганизмов. Процесс микробиологической деструкции протекает за счет жизнедеятельности аборигенных микроорганизмов, что обеспечивает преимущества предлагаемого способа получения жидкого органического удобрения, делает его проще, а получаемое органическое удобрение по качеству превосходит известные, в том числе и прототип.

Пример 1. Получение жидкого органического удобрения.

В биодинамический реактор (12 м × 4 м × 2,5 м) с системой желобов в днище, обеспечивающих отток жидкости, помещают 81 т смеси, приготовленной из 72 т навоза крупного рогатого скота и 9 т соломенной нарезки и увлажненной до значения относительной влажности 65%. Смесь периодически перемешивают и следят за изменением ее температуры под воздействием аборигенных микроорганизмов. По истечении 125 ч смесь разогревается до 65°C и начинается отток элюата, который отводят по системе желобов в емкость для сбора. Влажность массы в биодинамическом реакторе поддерживают увлажнением до уровня 65%. Процесс отбора элюата продолжали 72 ч и прекращали при снижении температуры массы до 65°C. В результате было собрано 2500 л элюата в виде жидкости коричневого цвета, имеющего характеристики, представленные в таблице 4.

Полученное жидкое органическое удобрение - элюат было испытано на полях ООО «Кубанский агробиокомплекс» на различных культурах.

Пример 2. Место проведения - крестьянско-фермерское хозяйство (КФХ) «Емелева Л.В.» ст. Старокорсунская.

В качестве испытуемой культуры была взята озимая пшеница сорта «Иришка», площадь посева - 100 га; предшествующая культура на этом поле - подсолнечник, внесено минеральных удобрений - Р₅₀ с осени; N₆₀ весной. Обработка жидким органическим удобрением - элюатом в концентрации 5 г/га действующего вещества в пересчете на гуминовые кислоты (д.в.) проводилась по следующей схеме (Таблица 5).

В таблице 6 приведены данные, характеризующие озимую пшеницу сорта «Иришка» после сбора урожая.

Из приведенных данных следует, что при применении полученного по предлагаемому способу жидкого органического удобрения по сравнению с контролем:

- масса тысячи зерен больше на 5,3 г, а количество зерен в колосе больше на 7 шт.;

- средняя длина колоса 9,91 см, а в контроле 8,33 см;

- процент озерненности колоса больше на 1,4%;

- прибавка урожая составила 11,9 ц/га (19,35%).

Пример 3. Место проведения - КФХ «Осечки» ст. Воронцовская.

В качестве испытуемой культуры была взята озимая пшеница сорта «Таня», площадь посева - 100 га; предшествующая культура на этом поле - подсолнечник, внесено минеральных удобрений - N₁₂P₅₀ с осени; N₁₂₀ весной. Обработка обогащенным жидким органическим удобрением - элюатом в концентрации 5 г/га д.в. проводилась по следующей схеме (таблица 7).

В таблице 8 приведены данные, характеризующие озимую пшеницу сорта «Таня» после сбора урожая.

Как показал анализ данных таблицы 8 по сравнению с контролем:

- масса тысячи зерен больше на 2,3 г, а количество зерен в колосе больше на 9 шт.;

- средняя длина колоса 9,94 см, что на 2,41 см больше;

- процент озерненности колоса выше на 2,2%;

- прибавка урожая на 11,77 ц/га (18%) больше.

Пример 4. Место проведения - КФХ «Емелева Л.В.» ст. Старокорсунская.

В качестве испытуемой культуры была взята озимый лук сорта «Элан», площадь посева - 4 га; предшествующая культура на этом поле - озимая пшеница, посев - 20.08.2014 г.; всходы - 2.09.2014 г.; фаза двух настоящих листьев - 27.10.2014 г. Обработка жидким органическим удобрением - элюатом в концентрации 5 г/га д.в. проводилась по следующей схеме (Таблица 9).

В таблице 10 приведены данные, характеризующие озимый лук сорта «Элан» после сбора урожая.

Как видно из таблицы 10, по результатам эксперимента по сравнению с контролем:

- значительно повысилась урожайность озимого лука - на 24 т, что составило 63%; за счет того, что все показатели выше по сравнению с контрольными данными.

Кроме того, следует отметить, что:

- растения весь цикл вегетации стояли дружными рядами, каких-либо всплесков заболеваний не было зарегистрировано;

- луковицы вызревшие, здоровые, чистые, целые, непроросшие, без повреждений сельскохозяйственными вредителями, типичной для данного сорта формы и окраски;

- вкусовые качества лука - отменные: не горчит, имеет «ядреный» аромат, на вкус сладок и приятен.

Пример 5. Место проведения - КФХ «Осечки» ст. Воронцовская.

В качестве испытуемой культуры был взят озимый ячмень сорта «Морозко», площадь посева - 100 га; предшествующая культура на этом поле - кукуруза на зерно, внесено минеральных удобрений - N₁₂P₅₀N₇₀. Обработка обогащенным жидким органическим удобрением - элюатом в концентрации 5 г/га д.в. проводилась по следующей схеме (таблица 11).

В таблице 12 приведены данные, характеризующие озимый ячмень сорта «Морозко» после сбора урожая.

Как видно из таблицы 12, по результатам эксперимента по сравнению с контролем:

- масса тысячи зерен больше на 2,5 г, а количество зерен в колосе больше на 3 шт.:

- средняя длина колоса на 0, 61 см больше;

- процент озерненности колоса лучше на 3,2%.

В конечном результате получилась прибавка урожая - 4,4 ц/га (6,4%) по сравнению с контролем.

На основании анализа урожайности различных культур с применением жидкого органического удобрения можно сделать вывод об эффективности его применения.

По сравнению с прототипом предлагаемый способ получения жидкого органического удобрения из навоза крупного рогатого скота проще, а результативность применения жидкого органического удобрения - высокая.