Біоорганічне добриво “фосфогумін”

Біоорганічне добриво, що містить гній великої рогатої худоби, фосфоритне борошно, активний фосфатмобілізувальний штам бактерій та вермикультуру, яке відрізняється тим, що як фосфатмобілізувальний штам бактерій містить штам 9 Pseudomonas putida 17 (титр 4 х 10 ) при такому співвідношенні компонентів, мас. %: гній великої рогатої худоби 83-88 фосфоритне борошно 9-12,5 фосфатмобілізувальний штам бактерій 9 Pseudomonas putida 17 (титр 4 х 10 ) 2-2,5 вермикультура 1-2. Винахід належить до біоорганічних добрив, збагачених водорозчинними фосфатами і може бути використаний у сільському господарстві, зокрема при вирощуванні овочевих культур із метою покращення їх фосфорного живлення. Найпростішим засобом регулювання фосфорного живлення сільськогосподарських рослин є внесення фосфорних добрив [Носко Б.С. Проблема оптимізації фосфорного живлення сільськогосподарських культур та шляхи їх вирішення / Б.С. Носко, В.В. Медведев, А.О. Христинко // Фосфор і калій у землеробстві. Проблеми мікробіологічної мобілізації: міжнародна науково-практична конференція, 12-14 липня 2004 р. - Чернігів - Харків, 2004. - С 107-114]. Проте зазначений захід є високозатратним. Це зумовлено тим, що фосфорні добрива виробляються з використанням імпортної сировини, яка має високу вартість. Щодо місцевої сировини, то вона представлена великою кількістю природних фосфоритів, зокрема апатитів, які характеризуються низьким вмістом Р2О5 і її використання для виготовлення фосфорних добрив нерентабельне. Відомо, що застосування біоорганічних добрив у технологіях вирощування сільськогосподарських культур сприяє оптимізації фосфорного живлення рослин. Відомий спосіб мобілізації фосфору фосфоритів, який включає змішування фосфоритного борошна з органічною речовиною, та внесення суміші в ґрунт. Фосфоритне борошно змішується з сумішшю будь-якої органічної речовини, яка додатково оброблена амонійними формами азотних добрив, та одразу, без додаткового компостування, вноситься локально в підорний шар. Мобілізація фосфору фосфоритів відбувається завдяки впливу на них гуматів амонію, які трансформують малорозчинні фосфорити у більш доступні для рослин рухомі фосфатні сполуки [Пат. 63613 А Україна, МПК(2006) А01С 21/00, С09К 17/00. Спосіб мобілізації фосфору фосфоритів / Трускавецький Р.С., Цапко Ю.Л., Чешко Н.Ф., Чмирь Д.О., Горякіна В.М.; заявник і патентовласник Національний науковий центр "Інститут ґрунтознавства та агрохімії ім. О.Н. Соколовського. №2003054299; заявл. 13.05.03; опубл. 15.01.04, Бюл. №1. - 3 c.]. (19) UA (11) 97198 (13) (21) a201012767 (22) 28.10.2010 (24) 10.01.2012 (46) 10.01.2012, Бюл.№ 1, 2012 р. (72) ВОЛКОГОН ВІТАЛІЙ ВАСИЛЬОВИЧ, ГАЦЕНКО МИРОСЛАВА ВАСИЛІВНА, ЛУЦЕНКО НАДІЯ ВАСИЛІВНА (73) ІНСТИТУТ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКОЇ МІКРОБІОЛОГІЇ ТА АГРОПРОМИСЛОВОГО ВИРОБНИЦТВА НАЦІОНАЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ АГРАРНИХ НАУК УКРАЇНИ (56) RU 2086522, C1, 10.08.1997 RU 2205816, C1, 10.06.2003 RU 2004135692, A, 20.05.2006 C2 1 3 Отримана суміш має наступні недоліки: невисокі агрохімічні показники, наявність токсичних речовин, патогенної мікрофлори та насіння бур'янів, що зумовлено відсутністю етапу компостування. Відомий спосіб отримання біодобрива, що полягає в одержанні біогумусу шляхом компостування субстрату з органічних відходів сільського господарства і промисловості за участі "Смоленського гібриду", отриманого в результаті схрещення червоного каліфорнійського гібриду з російською популяцією дощових черв'яків Eisenia foetida. Вермикомпостування здійснюється при температурі 16-24 °C протягом 4-6 місяців. В отриманий біогумус вносять мікроорганізми, що мають фунгіцидні властивості. Мікроорганізми вносять після відділення черв'яків і дозрівання біогумусу. Як продуцент фунгіцидів використовують штам бактерій Bacillus subtilis ИПМ-215 у кіль9 12 кості 1×10 -1×10 спор на 1 кг біогумусу, або культуру мікофільного гриба Trichoderma viride Pers ex 4 8 S.F. Grey 16 у концентраціях 1×10 -1×10 колоній утворюючих одиниць на 1 кг біогумусу [Пат. 2125549 Российская Федерация, МПК C05F 11/08, C05F 11/00. Способ получения биоудобрения / Киселева Н.И., Жариков Г.А., Галкина Н.Н., Коломбет Л.В., Боровик Р.В., Дядищев Н.Р.; заявитель и патентообладатель Научно-исследовательский центр токсикологии и гигиенической регламентации биопрепаратов. - №97122342/13; заявл. 29.12.97; опубл. 27.01.99, Бюл. №1]. Але біогумус, одержаний описаним способом, не вирішує проблему фосфорного живлення рослин. Відомий спосіб отримання комбінованого удобрювального ґрунту на основі біогумусу. Спосіб передбачає вермикомпостування органічних відходів із використанням гібриду червоного каліфорнійського черв'яка з дощовими черв'яками кубанської природної популяції, в кількості 104 особини 2 на1 м . Як органічні відходи використовують гній сільськогосподарських тварин. Вермикомпостування триває протягом 2-3 місяців при температурі 16-32 °C у природних умовах. Після відокремлення черв'яків від біогумусу вносять штам Bacillus megaterium var. phosphaticum і штам Agrobacterium radiobacter для забезпечення рослин азотфіксувальними та фосфатмобілізувальними мікроорганізмами. [Пат. 2286981 Российская Федерация, МПК(2006.01) C05F 11/08, C05G 3/04, C12N 1/20. Способ приготовления комбинированного удобрительного грунта на основе биогумуса / Кощаев А.Г.; заявитель и патентообладатель Кубанский государственный аграрный университет. №2004135695/13; заявл. 06.12.04; опубл. 10.11.06, Бюл. №11]. Отриманий компост має не задовільну кількість розчинних фосфатів через відсутність впливу застосованих мікроорганізмів на процеси розчинення фосфоритів безпосередньо в процесі компостування. Найбільш близьким до винаходу, що заявляється, є мікробіологічне добриво на основі біогумусу, яке отримано шляхом вермикомпостування органічних відходів із використанням дощових че 97198 4 рв'яків і внесення в біогумус мікроорганізмів. Як джерело органічних відходів використовується гній сільськогосподарських тварин, а як дощові черв'яки використовується гібрид червоного каліфорнійського черв'яка з дощовим черв'яком кубанської 2 природної популяції, в кількості 104 на 1 м . Вермикомпостування триває протягом 2-3 місяців за температури 16-32 °C в природних умовах. Після відокремлення черв'яків від біогумусу, субстрат підсушують до вологості 50-60 %, фасують у пакети з поліпропілену, вносять кукурудзяний екстракт у кількості 1,0-5,0 % маси біогумусу і автоклавують протягом 45-75 хв. при 0,8-1,2 атм. Після цього вносять штам Bacillus megaterium var. phosphaticum 319 і витримують до досягання титру 10 8×10 . Отриманий біогумус є сприятливим субстратом для розвитку фосфатмобілізувальних мікроорганізмів та має поживні і рістстимулювальні речовини, що активують розвиток рослин. [Пат. 2286979 Российская Федерация, МПК(2006.01) C05F 11/08, C05G 3/04, C12N1/20. Способ получения микробиологического удобрения на основе биогумуса / Кощаев А.Г.; заявитель и патентообладатель Кубанский государственный аграрный университет. - №2004135692/13; заявл. 06.12.04; опубл. 10.11.06, Бюл. №11]. Недоліками даного мікробіологічного добрива на основі біогумусу є велика трудозатратність та багатоетапність процесу виробництва. В основу винаходу поставлено задачу створення біоорганічного добрива, яке б характеризувалося високим вмістом водорозчинних фосфатів. Поставлена задача вирішується шляхом створення біоорганічного добрива Фосфогумін, що містить гній великої рогатої худоби (ВРХ), фосфоритне борошно, активний фосфатмобілізувальний штам бактерій та вермикультуру при такому співвідношенні компонентів, мас. %: Гній ВРХ 83-88; Фосфоритне борошно 9-12,5; Бактеріальна суспензія Pseudomonas 9 putida 17 (титр 4×10 ) 2-2,5; Вермикультура 1-2. Спосіб отримання біоорганічного добрива здійснюється наступним чином. Компостування гною ВРХ здійснюють у буртах (висота - 1,5 м, ширина - 2,5 м) упродовж 3-3,5 місяців за температури 17-24 °C із перемішуванням компостної маси 1 раз на 2 тижні та підтриманням вологості субстрату на рівні 70-80 %. Вермикомпостування здійснюється за використання червоного каліфорнійського черв'яка з розрахунку 1-2 % від маси субстрату. До органіки вноситься фосфоритне борошно з розрахунку 9-12,5 % від маси субстрату та штам фосфатмобілізувальної 10 бактерії Pseudomonas putida 17 у кількості 4×10 10 8×10 колоній утворюючих одиниць на 1 кг компосту. Штам Pseudomonas putida 17 депоновано у Депозитарії Інституту мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного Національної академії наук України (вул. Академіка Заболотного, 154, м. Київ) 25 травня 2010 року з присвоєнням реєстраційного номеру Pseudomonas putida 1MB В-7316. Після внесення фосфоритного борошна та бактеріальної суспензії, гній ретельно перемішують з метою рів 5 97198 номірного розподілу мікроорганізмів у субстраті. Отриманий через 3-3,5 місяці компост підсушують до вологості 45-50 % та гранулюють (розмір гранул від 2,5 мм до 4 мм). У результаті поєднання вермикомпостування гною з фосфоритним борошном та фосфатмобілізувальною бактерією отримано біоорганічне добриво Фосфогумін, збагачене водорозчинними фосфатами, яке може використовуватись у технологіях вирощування сільськогосподарських культур. Завдяки вдалому поєднанню зазначених компонентів відбувається максимальне вивільнення розчинних фосфатів, якого неможливо досягти 6 за відсутності одного з компонентів або при використанні кожного з компонентів окремо. Для кращого розуміння суті технічного рішення приводяться конкретні приклади. Приклад 1 Вплив інтродукованого штаму Pseudomonas putida 17 на розчинність фосфоритного борошна в умовах вермикомпостування. Біоорганічне добриво, отримане шляхом компостування гною з фосфоритним борошном за участі штаму Pseudomonas putida 17, характеризується найвищим вмістом водорозчинних сполук фосфору (табл.1). Таблиця 1 Вміст водорозчинних фосфатів у субстратах Склад субстратів Гній (вихідний субстрат) Компост без добавлення фосфоритного борошна і бактеріальної суспензії Компост із фосфоритним борошном Компост із фосфоритним борошном та бактеріальною суспензією штаму Pseudomonas putida 17 ("Фосфогумін") Як демонструють отримані результати, вермикомпостування гною ВРХ, збагаченого фосфоритами, за участі штаму Pseudomonas putida 17 забезпечує зростання вмісту загальних водорозчинних фосфатів до 25 % по відношенню до вихідного субстрату і до 11,5 % відносно добрива, отриманого шляхом компостування гною з фосфоритним борошном без участі штаму Pseudomonas putida 17. Приклад 2 Технологічні параметри біокомпостування гною ВРХ із фосфоритами за участі селекціонованих штамів фосфатмобілізувальних бактерій. Внесення фосфоритного борошна в кількості 9 % та бактеріальної суспензії Pseudomonas putida 17-2 % від загальної маси субстрату забезпечило найвищий показник вмісту загального водорозчинного фосфору в одержаному біогумусі (табл.2). На початку компостування, за таких умов загальна кількість Р2О5 у субстраті дорівнювала 53800,0 мг/кг, з них вміст загального водо Загальний водорозчинний P2O5, мг/кг 16220,8±190,8 18243,7±182,0 18119,6±167,7 20352,4±286,7 розчинного Р2О5 складав 16500,0 мг/кг (30 %). За таких концентрацій бактеріальної суспензії та фосфоритного борошна, спостерігається збільшення вмісту водорозчинних форм фосфору до 23200 мг/кг, що складає 43 % від валового вмісту фосфору в компості. Це пояснюється інтенсивним розвитком інтродукованого мікроорганізму у процесі компостування. Щодо мінеральних водорозчинних фосфатів, то їх вміст при внесенні до компосту 2 % суспензії Pseudomonas putida 17 і 9 % фосфоритного борошна є найнижчим, що можна пояснити іммобілізацією фосфату. Ці результати підтверджуються високим вмістом органічних водорозчинних фосфатів. Тобто, зростання загальних водорозчинних фосфатів здійснюється за рахунок збільшення вмісту його органічних форм. Збільшення вмісту фосфоритного борошна та бактеріальної суспензії не приводить до покращення показників, через зменшення частки органіки в компості. Таблиця 2 Вплив різних доз фосфоритного борошна та суспензії штаму Pseudomonas sp. 17 на ступінь розчинення фосфатів у вермикомпості на кінцевому етапі компостування Варіанти досліду Загальний водорозчинний Р2О5, мг/кг Контроль (без внесення фосфоритного борошна і бактеріальної 19608,1±59,6 суспензії) Компост із внесенням фосфоритного борошна - 9 % Без внесення бактеріальної су19064,3±816,2 спензії Бактеріальна суспензія - 1 % 21611,9±167,7 Бактеріальна суспензія - 2 % 23176,7±175,2 Бактеріальна суспензія - 3 % 22966,8±41,6 Мінеральний водороз- Органічний водорозчинчинний Р2О5, мг/кг ний Р2О5, мг/кг 3531,0±8,7 16260,3±38,5 2631,7±21,6 16455,6±801,0 2572,3±18,4 2461,8±24,3 2544,3±11,4 19127,0±184,0 20716,6±191,2 20422,5±36,0 7 97198 8 Продовження таблиці 2 Загальний водорозчинний Р2О5, мг/кг Бактеріальна суспензія - 4 % 22947,7±182,0 Бактеріальна суспензія - 5 % 22938,2±110,0 Компост із внесенням фосфоритного борошна - 12,5 % Бактеріальна суспензія - 1 % 22632,8±66,8 Бактеріальна суспензія - 2 % 22537,4±76,3 Бактеріальна суспензія - 3 % 22518,3±41,6 Бактеріальна суспензія - 4 % 22480,2±140,6 Бактеріальна суспензія - 5 % 22470,6±162,8 Компост і з внесенням фосфоритного борошна - 16 % Бактеріальна суспензія - 1 % 22174,8±74,5 Бактеріальна суспензія - 2 % 22165,3±91,0 Бактеріальна суспензія - 3 % 22155,8±178,8 Бактеріальна суспензія - 4 % 21996,4±144,7 Бактеріальна суспензія - 5 % 21860,0±74,5 Початковий субстрат (гній) 16220,8±190,8 Мінеральний водороз- Органічний водорозчинчинний Р2О5, мг/кг ний Р2О5, мг/кг 2541,0±16,5 20406,7±175,8 2544,3±22,7 20393,9±95,3 Варіанти досліду Приклад 3. Вплив біоорганічного добрива Фосфогумін на урожайність огірків. Отримане біоорганічне добриво Фосфогумін сприяє активному проростанню насіння, розвитку і росту рослин, ранньому квітуванню та зростанню показників врожайності. У польових умовах досліджено вплив експериментальних компостів на урожайність огірків. Біоорганічне добриво вносили локально. Оскіль 2184,6±31,48 2182,9±20,6 2178,0±24,4 2171,4±29,3 2169,7±15,7 20448,2±90,7 20354,5±56,8 20340,3±54,2 20308,8±154,5 20300,9±147,3 1722,6±28,1 1744,0±12,9 1739,1±1,6 1730,8±7, 1724,2±20, 2968,3±31,8 20452,2±59,7 20421,2±86,7 20416,7±180,0 20265,6±137,5 20135,7±64,0 13252,5±222,4 ки Фосфогумін містить значні кількості фітогормонів, внесення його було обмежене (2 гранули на 1 насінину). Як свідчать одержані результати, достовірне збільшення урожайності огірків відмічено при внесенні Фосфогуміну. Так, застосування зазначеного біоорганічного добрива сприяє зростанню врожайності культури на 41,8 % у порівнянні з контролем, (табл.3). Таблиця 3 Вплив біоорганічних добрив на урожайність огірків Варіанти досліду Урожайність огірків, кг/10 рослин Середня урожай- Приріст урожайносність огірків, кг/10 ті до стандартного рослин компосту, % 2008 Контроль (без внесення біоорганічного добрива) Гній + 10 % фосфоритного борошна Гній + 10 % фосфоритного борошна + 2 % бактеріальної суспензії штаму Pseudomonas putida 17 ("Фосфогумін") 2009 2010 6,2±1,0 6,5±0,2 3,9±0,4 5,5±0,8 100 5,0±0,6 6,8±0,2 4,7±0,3 5,5±0,7 100 9,4±1,3 8,1±0,3 5,9±0,4 7,8±1,0 141,8 Біоорганічне добриво "Фосфогумін", що заявляється, є безпечним для людини і тварин і дозволяє отримувати екологічно чисту продукцію. Комп’ютерна верстка А. Рябко Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601