початок розділу Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві	хитрощі майстру електроніка фізика технології винаходи	таємниці космосу таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу
Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2286974

СПОСІБ ОДЕРЖАННЯ КОМБІНОВАНОГО БАКТЕРІАЛЬНОГО ДОБРИВА ДЛЯ РОСЛИН

Ім'я винахідника: коща Андрій Георгійович
Ім'я патентовласника: Кубанський державний аграрний університет
Адреса для листування: 350044, г.Краснодар, вул. Калініна, 13, КГАУ, ПІО
Дата початку дії патенту: 2004.12.06

Винахід відноситься до сільськогосподарської біотехнології. Спосіб включає Вермікомпостірованіе органічних відходів з використанням гібрида червоного каліфорнійського хробака з дощовими черв'яками кубанської природної популяції в кількості 10 ⁴ черв'яків на м ^2, причому в якості органічних відходів використовують гній сільськогосподарських тварин, попередньо нейтралізований до рН 7-8. Вермікомпостірованіе здійснюють протягом 2-3 місяців при температурі 16-32 ° С в природних умовах, причому після відділення черв'яків з біогумусу вібросито з розміром пір 0,5-1,0 см, його підсушують до вологості 50-60%, фасують в пакети з поліпропілену, в яких автоклавують протягом 45-75 хв при 0,8-1,2 атм, і вносять мікроорганізми, що відносяться до пологів Rhizobium і Agrobacterium і витримують до досягнення титру 8 × 10 ^12. Винахід дозволяє розширити асортимент мікробіологічних добрив, підвищити їх біологічну активність за рахунок збільшення життєздатності мікроорганізмів, знизити матеріальні витрати при виробництві за рахунок спрощення технології приготування і скоротити час виготовлення препарату.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до сільськогосподарської біотехнології, зокрема до технології приготування почвоудобрітельних препаратів для рослинництва.

В останні роки все більше застосування в сільському господарстві знаходить біогумус - продукт вермікомпостірованія різних органічних відходів промислового і сільськогосподарського виробництва спеціально виведеної расою дощових черв'яків. Біогумус містить гумінові і фульвокислоти, макро- і мікроелементи, амінокислоти і гібереліни і інші біологічно активні речовини в доступній рослинам формі. Тому саме по собі застосування біогумусу підвищує врожайність сільськогосподарських культур і збільшує родючість грунтів.

Відомий спосіб утилізації органічних відходів в біогумус включає приготування субстрату шляхом змішування компонентів, одним з яких є відходи тваринного походження, внесення в нього черв'яків і / або їх коконів, укладання субстрату в коробку або гряди і компостування при вологості 65-80% і аерації, відділення черв'яків від отриманого біогумусу. В якості головного компонента в субстрат вводять скоп, що є відходом виробництва картону, в кількості 20-80% до загальної маси субстрату. Як відходів тваринного походження застосовані гній великої рогатої худоби і / або гній свиней і послід птахів, застосовані черв'яки виду Eisenia foetida в кількості 15-25 тис. Особин на 1 м ^2. При низькому вмісті азоту в субстраті після змішування компонентів вводять добавки азоту мінеральних добрив у вигляді сечовини в кількості не більше 5% від загальної маси субстрату з одночасною добавкою вапнякової муки в кількості, що забезпечує рН середовища готового субстрату не більше 8 (пат. РФ №2057743, кл. C 05 F 3/06. 10.04.1996).

Однак даний спосіб має деякі недоліки. Введення скопа (відходів виробництва картону) не завжди можливо в зв'язку з відсутністю сировини. Крім того, широкий діапазон величини його введення не дозволяє стандартизувати процес вермікомпостірованія, так як частка скопа впливає на активність черв'яків. Викликає сумнів, що сечовина може забезпечувати заявляється ефект. Крім того, як і в вищевказаному аналогу, малоймовірно, щоб отриманий таким способом біогумус включав в себе необхідну кількість корисних мікроорганізмів, в тому числі і здатних до азотфіксації.

Найбільш близьким до заявляється способу є спосіб отримання біодобрива, що полягає в отриманні біогумусу шляхом вермікомпостірованія сільськогосподарських і промислових відходів з використанням дощових черв'яків, відділення біогумусу від черв'яків і його досушування, причому з дощових черв'яків використовують хробаків "Оболенський гібрид", отриманих шляхом схрещування "Червоного каліфорнійського гібрида "з російської популяцією дощових черв'яків Eisenia foetida, при цьому Вермікомпостірованіе здійснюють при температурі 16-24 ° с протягом 4-6 місяців, в отриманий біогумус вносять мікроорганізми, що володіють фунгіцидними властивостями. У способі мікроорганізми, що володіють фунгіцидною активністю, вносять після відділення черв'яків або після дозрівання біогумусу, крім того, в якості них використовують штам бактерій Bacillus subtilis ІПМ-215 в концентраціях 1 ^х 10 ⁹ -1 × 10 ¹² спір на 1 кг біогумусу або культуру мікофільного гриба Trichoderma viride Pers ex SFGray 16 в концентраціях 1 × 10 ⁴ -1 × 10 ⁸ колонієутворюючих одиниць на 1 кг біогумусу (пат. РФ №2125549, кл. C 05 F 11/08, 1999 г., бюл. №3. - прототип).

Однак даний спосіб має ряд істотних недоліків. По-перше, використання зазначеного гібрида не дозволяє повсюдно отримувати якісний біогумус, так як кліматичні умови нашої країни дуже різноманітні. По-друге, викликає сумнів можливість використання даної технології в південних регіонах Росії, так як вказаний діапазон температур не дозволяє в теплі місяці проводити культивування даного гібрида, а час культивування (4-6 місяців) не дозволяє отримувати достатню кількість біогумусу. Крім того, дефіцит азоту в багатьох агроландшафтах вимагає додаткового азотного харчування, що не може забезпечити пропонований препарат. Крім того, низький титр препарату вимагає високих доз внесення для боротьби з хворобами, що робить економічно неефективним застосування біопрепарату.

Відомі способи не дозволяють отримувати біопрепарат з високим титром корисних мікроорганізмів і володіє комбінованої азотфиксирующей активністю.

Технічним рішенням завдання є розширення асортименту біопрепаратів, підвищення їх біологічної активності спектра дії за рахунок декількох штамів в складі препарату, поліпшення агрохімічних показників грунту за рахунок поживних речовин, що знаходяться в біогумусі, наявності у препарату азотфиксирующей активності, як симбіотичного, так і асоціативної, і високого титру корисних мікроорганізмів за рахунок стимуляції один одного.

Поставлена ​​задача досягається тим, що в способі отримання комбінованого бактеріального добрива для рослин, що включає отримання біогумусу шляхом вермікомпостірованія органічних відходів з використанням дощових черв'яків і внесення в біогумус мікроорганізмів, як органічних відходів використовують гній сільськогосподарських тварин, попередньо нейтралізований до рН 7-8, а як дощових черв'яків використовують гібрид червоного каліфорнійського хробака з дощовими черв'яками кубанської природної популяції в кількості 10 ⁴ на м ^2, при цьому Вермікомпостірованіе здійснюють протягом 2-3 місяців при температурі 16-32 ° с в природних умовах, причому після відділення черв'яків з біогумусу віброситом з розміром пір 0,5-1,0 см біогумус підсушують до вологості 50-60%, фасують в пакети з поліпропілену, в яких автоклавують протягом 45-75 хв при 0,8-1,2 атм, вносять мікроорганізми, що відносяться до роду Rhizobium і роду Agrobacterium, при співвідношенні,%:

і витримують до досягнення титру 8 × 10 ^12. Як мікроорганізмів, що відносяться до роду Rhizobium, використовують Rh. japonicum, Rh. meliloti, Rh. vigna, Rh. legummogarum, а з мікроорганізмів, що відносяться до роду Agrobacterium, використовують Ag. chroococcum, Ag. radiobacter.

Заявлений спосіб отримання комбінованого бактеріального добрива для рослин відрізняється від прототипу режимами виготовлення біогумусу і видами і комбінацією використовуваних мікроорганізмів.

Ці відмінності дозволяють зробити висновок про відповідність заявлених технічних рішень критерію "новизна".

Ознаки, що відрізняють заявляється технічне рішення від прототипу, спрямовані на досягнення поставленого завдання і не виявлені при вивченні патентної і науково-технічної літератури в даній і суміжній галузях науки і техніки і, отже, відповідають критерію "винахідницький рівень".

Спосіб отримання комбінованого бактеріального добрива для рослин реалізується в такий спосіб.

Приклад 1. Гній великої рогатої худоби складується в бурти розміром 1х5х1,5 метрів. Гній перелопачується до досягнення нею температури навколишнього середовища. Для регуляції кислотності використовується крейда або гашене вапно. Защелачивание проводять пошарово до досягнення гноєм рН 7-8. Якщо кислотність гною буде менше 7 од., То черв'яки розвиватися в ньому не будуть, а значить, біогумус буде утворюватися. Якщо кислотність гною буде більше 8 од., То черв'яки розвиватися і в ньому не будуть, так як це значення рН для них і не оптимально, крім того, буде перевитрата защелачівающего агента, що призведе до додаткових витрат на підготовку субстрату для черв'яків. Таким чином, оптимальною кислотністю гною для розвитку черв'яків є рН 7,5.

Як кільчастих хробаків використовується гібрид червоного каліфорнійського хробака з дощовими черв'яками кубанської природної популяції, отриманий при спільному культивуванні гібрида червоного каліфорнійського хробака з кубанської популяцією кільчастих гнойових черв'яків. Це пов'язано з тим, що гібрид червоного каліфорнійського хробака дуже чутливий до умов зовнішнього середовища і вимагає оптимальної температури, визначених якостей субстрату, що робить його нетехнологічним в наших умовах. У той же час кільчасті гнойові черв'яки, що живуть у ґрунті, хоча і всеїдні, але низькопродуктивні і зберігають інстинкт до міграції, що робить їх незручним об'єктом для вермікомпостірованія. Тому використання адаптованої породи забезпечує досить високу ступінь продуктивності черв'яків і одночасно низьку сприйнятливість до зовнішніх умов середовища.

Готовий до використання гній заселяють черв'яками з розрахунку 10 тис. Черв'яків на 1 м ^2, попередньо перевіривши тестом "50 черв'яків", який дозволяє оцінити якість субстрату. Заселення проводиться ввечері або в похмурий день, так як хробаки не виносять прямих сонячних променів. Навали з заселеним хробаками субстратом зверху накривають травою для захисту від сонця і зниження випаровування води. Навали періодично поливають, розпушують верхній шар субстрату. Вермікомпостірованіе здійснюють протягом 2-3 місяців. Якщо час культивування становить менше 2 місяців, то гібрид червоного каліфорнійського хробака та кільчастого хробака кубанської популяції не переробить субстрат, а значить, вихід біогумусу буде незначний. Якщо час культивування становить більше 3 місяців, то гібрид червоного каліфорнійського хробака та кільчастого хробака кубанської популяції, переробивши весь субстрат, начтет придушуватися і втрачати продуктивність, а крім того, це збільшує час процесу приготування біопрепарату, що збільшує його собівартість. Тому оптимальним часом культивування черв'яків в субстраті становить 2,5 місяців. Оптимальне культивування черв'яків в субстраті здійснюють при температурі 24 ° С. Якщо температура культивування становить менше 16 ° С, то метаболізм і зростання гібридних черв'яків сповільнюється, а значить, і ефективність конверсії субстрату в біогумус буде низька. Якщо температура культивування становить більше 32 ° С, то зростання вермікультури і буде низьким.

В результаті зростання і розмноження черв'яків відбувається переробка гною в біогумус. Відділення черв'яків здійснюють на механічних віброситами, причому залишаються на ситі черв'яки використовуються для подальшого отримання біогумусу з наступної партії гною. При цьому оптимальним є розмір пір сита 0,75 см, що дозволяє отримувати чистий біогумус, вільний від часток непереробленого субстрату і залишків сміття. Якщо величина пір сита буде менше 0,5 см, то швидкість просіювання буде низька, що збільшить час технологічної операції. Якщо величина пір сита буде більше 1,0 см, то разом з частинками біогумусу в ємність з готовим продуктом будуть потрапляти і частки непереробленого субстрату, що буде негативно позначатися на якості готового продукту.

Отриманий біогумус підсушується в потоці гарячого повітря до вологості 55% і складується в крафт-мішки. Якщо вологість готового біогумусу буде менше 50%, то буде відбувається перевитрата теплоносія при сушінні продукту і це зажадає додаткового введення води для комфортного розвитку внесених в біогумус азотфіксуючих мікроорганізмів. Якщо вологість готового біогумусу буде більше 60%, то якість готового продукту погіршиться, так як отримується добриво втратить сипучість, а крім того, аерація субстрату буде низька, що призведе до уповільнення розвитку мікроорганізмів.

Отриманий вищевказаним способом біогумус використовується одночасно в якості і носія, і субстрату для розвитку і розмноження азотфиксирующим мікроорганізмів. У міру необхідності біогумус з крафт-мішків розфасовується по поліпропіленовим пакетам в залежності від обсягів використання від 1 кг до 5 кг в пакет. Пакети закриваються ватно-марлевими пробками і стерилізують в автоклаві при режимі 1 атм протягом однієї години, що є оптимальним режимом стерилізації. Якщо час стерилізації буде менше 45 хв, а тиск в автоклаві менше 0,8 атм, то повної стерилізації субстрату не відбудеться і в ньому залишаться мікроорганізми, які будуть заважати росту і розвитку азотфіксуючих мікроорганізмів, а значить, їх потрібного титру мікроорганізми не досягнуть, що знизить якість препарату. Якщо час стерилізації буде більше 75 хв, а тиск в автоклаві понад 1,2 атм, то за рахунок жорсткого режиму автоклавіровнія в субстраті (біогумусі) утворюються речовини, токсичні для азотфіксуючих мікроорганізмів, і якість препарату знизиться, крім того, собівартість бактеріального препарату буде висока за рахунок перевитрати теплоносіїв.

Для засіву біогумусу бульбочкових мікроорганізмами використовують посівний матеріал з колекції чистих культур. Пробірку з ліофілізованої чистою культурою Rhizobium japonicum B-2437 оживляють за допомогою живильного розчину. Проводять засів жвавій культури в колби на 750 мл по 200-250 мл живильного середовища, що представляє собою гороховий відвар, який додатково містить сахарозу і мінеральні солі. Потім отриманий матковий розчин засівають в бутлі об'ємом 5 літрів, що містять по 2,0-2,5 літра живильного середовища, що включає в себе кукурудзяний екстракт, мелясу і мінеральні солі. Аналогічним чином роблять пожвавлення, засівши і напрацювання рідкої культури Agrobacterium chroococcum 204.

Отриманий таким чином робочі розчини штамів Rhizobium japonicum B-2437 і Agrobacterium chroococcum штам 204 засівають стерильно в біогумус з розрахунку кінцевого загального титру мікроорганізмів 5 ^х 10 ^9. Якщо мікроорганізмів роду Rhizobium буде менше 30%, то ефективного симбіотичного процесу азотфіксації з бобовими рослинами не відбудеться. Якщо мікроорганізмів роду Rhizobium буде більше 70%, то співвідношення симбіотичних і асоціативним штамів буде неоптимальним і ефективної взаємодії з рослинами цих штамів не відбудеться і якість препарату буде низьким. Таким чином, оптимальним вмістом в препараті представників роду Rhizobium буде 50%. Якщо мікроорганізмів роду Agrobacterium буде менше 30%, то ефективного асоціативного процесу азотфіксації з рослинами не відбудеться. Якщо мікроорганізмів роду Agrobacterium буде більше 70%, то співвідношенні симбіотичних і асоціативним штамів буде неоптимальним і ефективної взаємодії з рослинами цих штамів не відбудеться і якість препарату буде низьким. Таким чином, оптимальним вмістом в препараті представників роду Agrobacterium буде 50%.

Перемішування біогумусу і засіяних мікроорганізмів виробляють механічно таким чином, щоб не пошкодити поліпропіленові пакети. Потім засіяні пакети поміщають в термостатіруемого приміщення з кімнатною температурою.

Після закінчення 7-10 днів перевіряють титр посіяних мікроорганізмів, який повинен збільшитися на 2-3 порядки за рахунок спільного зростання бактерій на біогумусі і досягати 8 × 10 ^12.

Подальше зберігання препаратів в непошкоджених пакетах протягом 3-х місяців не знижувало титру азотфіксуючих мікроорганізмів препарату нижче 9 х 10 ^10, що пов'язано з оптимальним вмістом в біогумусі необхідних для азотфіксуючих мікроорганізмів поживних речовин і стимуляцією мікроорганізмами один одного за рахунок синтезу речовин.

Приклад 2. Відповідно до технології отримання комбінованого бактеріального добрива для рослин за прикладом 1, в якості сировини для культивування черв'яків використовують курячий послід з додаванням подрібненої соломи.

Приклад 3. Відповідно до технології отримання комбінованого бактеріального добрива для рослин за прикладом 1, в якості сировини для культивування черв'яків використовують кінський гній.

Приклад 4. Відповідно до технології отримання комбінованого бактеріального добрива для рослин за прикладом 1, в якості сировини для культивування черв'яків використовують гній телят на відгодівлі з додаванням подрібненої соломи.

Результати визначень кількості бактерій Rhizobium japonicum В-2437 і Agrobacterium chroococcum 204 в біогумусі різного походження представлені в таблиці 1.

Результати лабораторних випробувань за прикладами 1, 2, 3, 4 показали, що незалежно від походження відходів тваринництва біогумусом, отриманим на його основі, забезпечується високий титр азотфіксуючих бактерій, необхідний для отримання якісного комбінованого бактеріального препарату для рослин.

Нами отримано комбіновані бактеріальні добрива з використанням різних видів роду Rhizobium і роду Agrobacterium. Результати загального титру цих бактерій при отриманні препарату за вказаним способом представлені в таблиці 2.

Як видно з таблиці 2, використання різних видів бульбочкових бактерій спільно з асоціативними за вказаною способу дозволяє незалежно від виду мікроорганізмів отримати значний титр, а значить, і високу якість препарату.

Крім того, слід зазначити, що технологія отримання біогумусу - це простий процес, а сировину (органічні відходи сільського господарства) загальнодоступне. Одночасно з отриманням біогумусу вирішується і проблема захисту навколишнього середовища, що актуально особливо в аграрних регіонах з розвиненим тваринництвом.

Результати аналізу хімічного складу біогумусу і перегною, отриманих з гною великої рогатої худоби, представлені в таблиці 3.

Як видно з таблиці 3, використання біогумусу дозволяє не тільки забезпечити високі показники концентрації азотфіксуючих бактерій, але і використовувати біогумус як високоефективний джерело поживних речовин для росту рослин (дані хімічного складу біогумусу наводяться в порівнянні зі складом перегною).

Не слід забувати і про те, що використання біогумусу в якості наповнювача для препарату, одержуваного пропонованим способом, не тільки забезпечує рослини корисними мікроорганізмами, але і само по собі є джерелом поживних речовин за рахунок біогумусу. Слід зазначити, що препарати на основі біогумусу при використанні для обробки насіння бобових практично не вимагають прилипача і дозволяють рівномірно розподілити бактерії по поверхні насіння, що в цілому підвищує біологічну активність пропонованого препарату.

Таким чином, спосіб отримання комбінованого бактеріального добрива для рослин на основі біогумусу не тільки дозволяє отримати високий титр азотфіксуючих мікроорганізмів за рахунок наявності в ньому поживних речовин, а й цей ефект забезпечується одночасним культивуванням двох родів мікроорганізмів, які здатні стимулювати зростання і розвитку один одного. Крім того, пропонований препарат здатний активізувати бобові рослини і їх насіння за рахунок наявності поживних і прискорюють речовин самого біогумусу, забезпечуючи тим самим розширення асортименту біопрепаратів, і нарешті, частково вирішити проблеми утилізації відходів тваринництва за рахунок можливості розміщення малотоннажних виробництв безпосередньо в регіонах.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Спосіб отримання комбінованого бактеріального добрива для рослин, що включає отримання біогумусу шляхом вермікомпостірованія органічних відходів з використанням дощових черв'яків і внесення в біогумус мікроорганізмів, що відрізняється тим, що в якості органічних відходів використовують гній сільськогосподарських тварин, попередньо нейтралізований до рН 7-8, а в як дощових черв'яків використовують гібрид червоного каліфорнійського хробака з дощовими черв'яками кубанської природної популяції в кількості 10 ⁴ на 1 м ^2, при цьому Вермікомпостірованіе здійснюють протягом 2-3 місяців при температурі 16-32 ° с в природних умовах, причому після відділення черв'яків з біогумусу віброситом з розміром пір 0,5-1,0 см біогумус підсушують до вологості 50-60%, фасують в пакети з поліпропілену, в яких автоклавують протягом 45-75 хв при 0,8-1,2 атм, вносять мікроорганізми, що відносяться до роду Rhizobium і роду Agrobacterium, при співвідношенні,%:

і витримують до досягнення титру 8 × 10 ^12.

2. Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що в якості мікроорганізмів, що відносяться до роду Rhizobium, використовують Rh. japonicum, Rh. meliloti, Rh. vigna, Rh. leguminogarum.

3. Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що в якості мікроорганізмів, що відносяться до роду Agrobacterium, використовують Ag. chroococcum, Ag. radiobacter.

Версія для друку
Дата публікації 04.03.2007гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів