Спосіб отримання біологічно активного добрива

Реферат: Спосіб отримання біологічно активного добрива включає змішування вологопоглинаючого матеріалу (торф, солому) та відходів птахівництва. До компостування солому обробляють розчином 1 % гумату калію та розчином 0,1 % азотофіту в кількості, що забезпечує вологість маси на рівні 20 %. Витримують в буртах протягом 1 місяця, періодично перевертають її фронтальним навантажувачем або спеціальним перегрібачем. До соломи додають торф і пташиний послід у співвідношенні 2:1:1 і витримують в буртах протягом 1 місяця з періодичним перемішуванням, в результаті отримують органічне добриво вологістю 50-60 %, з вмістом органічної речовини 87 % для використання в органічному землеробстві. UA 121447 U (12) UA 121447 U UA 121447 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі органічного сільського господарства й може бути використана для приготування органічних добрив із соломи зернових культур, відходів птахівництва і торфу. З введенням промислових способів та відокремлення рослинництва від птахівництва істотно знизилась кількість традиційних органічних добрив у вигляді пташиного посліду на підстилці, а переважаючим став безпідстилковий послід, зберігання якого представляє серйозну екологічну проблему. Незадовільні фізико-хімічні властивості свіжого посліду призводять до нераціонального використання притаманним йому поживних речовин рослинами та негативному впливу на навколишнє середовище. В той же час сільське господарство відчуває гострий дефіцит в органічних добривах. Об'єм внесення органічних добрив у сільськогосподарських підприємствах у 2010-2016 pp. через нестачу фінансових і технічних можливостей не перевищував 35 млн. т. замість 280 млн. тонн у 1991 p., тобто скоротився в 6,5 разів. Специфічні принципи ведення органічного виробництва передбачають збереження та відтворення родючості ґрунтів методами, які оптимізують їх біологічну активність, забезпечують збалансоване постачання рослинам поживних речовин, що покращують якість продукції. Ці питання можливо частково вирішити за рахунок раціонального застосування як добрив місцевих ресурсів, зокрема побічну продукцію рослинництва, послід і торф. Виробництво органічних добрив слід сприймати як необхідність створення комплексу таких технологічних прийомів і процесів, що забезпечували б перетворення органічної сировини у високоефективне добриво із сприятливими агрохімічними та санітарно-гігієнічними властивостями. Одним зі шляхів створення таких добрив є компостування, однак причина низької біохімічної активності компосту це наявність в його складі важкорозчинних органічних речовин, які потребують додаткової обробки. Відомим аналогом є спосіб одержання органічного добрива (UA Пат. № 12792), що включає змішування рослинних залишків зі стимулятором розкладання й компостування. Як стимулятор використовують католіт електрохімічного розкладання розчину кухонної солі з рН 9,0-11,0 у кількості, що забезпечує вологість маси 30-50 %. Подальше компостування виконують у скирті 3 щільністю 100-110 кг/м упродовж 6-8 днів, що призводить до ферментації, у результаті чого важкозасвоювані поживні речовини переходять у легкозасвоювані - протеїн, жири й біологічно активні речовини. Це створює сприятливі умови для швидкого розкладання отриманого органічного добрива в ґрунті й поліпшує засвоєння поживних речовин сільськогосподарськими культурами. Недоліком аналога є те, що як стимулятор використовують значну кількість католіту електрохімічного розкладання розчину кухонної солі з рН 9,0-11,0. Оскільки католіт - водний розчин хлориду натрію насичений лужними елементами його застосування в органічному землеробстві заборонено. Відомим аналогом є спосіб одержання органічного добрива (UA Пат. № 101271 Спосіб одержання органічного добрива біопрофіт), який базується на змішуванні курячого посліду з цільовими добавками і подальшим сушінням. Як цільові добавки використовують суміш триосновних кислот - лимонної і борної, сушіння здійснюють за температури 60-65 °C при перемішуванні з видаленням води до вмісту її у добриві до 20-25 %. Недоліком аналога є сушіння за температури 60-65 °C, що призводить до суттєвого зменшення у добриві корисних органічних сполук, при цьому гине основна частина корисної мікрофлори, яка міститься в посліді. Найближчим аналогом корисної моделі є спосіб переробки відходів птахівництва на органічне добриво (UA Пат. № 35474), який включає завантаження у ферментатор відходів птахівництва і вологопоглинаючого матеріалу (торф, солома) в кількості, що забезпечує співвідношення C:N у межах 20-25, суміш компостують без накривання її шаром готового компосту за вологості 72-78 % протягом 4-6 діб. Недоліком найближчого аналога є те, що лігнін нативної соломи (від 14,5 до 16,7 % сухої речовини), який найбільш стійкий до розкладання, виконує роль баласту, тому частина готового добрива не мінералізується у ґрунті і поживні речовини не використовуються рослинами в повній мірі. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення способу прискорення розкладу сполук органічного походження для отримання органічного добрива з високою мікробіологічною активністю з подальшим застосуванням під сільськогосподарські культури в органічному землеробстві. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб отримання біологічно активного добрива включає змішування вологопоглинаючого матеріалу (торф, солому) та відходів птахівництва, 1 UA 121447 U 5 10 15 згідно з корисною моделлю, до компостування, солому обробляють розчином 1 % гумату калію та розчином 0,1 % азотофіту в кількості, що забезпечує вологість маси на рівні 20 % і витримують в буртах протягом 1 місяця, періодично перевертають її фронтальним навантажувачем або спеціальним перегрібачем, після чого до соломи додають торф і пташиний послід у співвідношенні 2:1:1 і витримують в буртах протягом 1 місяця з періодичним перемішуванням в результаті отримують органічне добриво вологістю 50-60 %, з вмістом органічної речовини 87 % для використання в органічному землеробстві. На якість та інтенсивність біотермічного процесу впливає однорідність змішування. Суміш періодично перевертають, що забезпечує повне заміщення вуглекислого газу, який утворюється в результаті мікробіологічних процесів під час розкладання матеріалу, на кисень. За наявності в бурті осередків посліду і вологопоглинаючого матеріалу, мікробіологічні процеси протікають тільки в зоні контакту компонентів, тому необхідно періодичне перемішування за яким досягається однорідність суміші та формується конусоподібний бурт і істотно знижується температура всередині нього. Компостування в буртах проводиться на відкритих майданчиках. Під час виготовлення органічного добрива втрачається неприємний запах, характерний для свіжого пташиного посліду. В результаті проведених досліджень було отримано дані щодо агрохімічних параметрів органічного добрива у процесі компостування що наведені у таблиці 1. Таблиця 1 Показники Масова частка вологи, % Масова частка сухої речовини, % Масова частка золи, %, на суху речовину Масова частка органічної речовини, %, на суху речовину Масова частка загального вуглецю, Сзаг., %, на суху речовину Масова частка вуглецю гумінових кислот, %, в сухій речовині Масова частка фульвокислот, %, в сухій речовині Масова частка загального азоту, N, % в сухій речовині Масова частка загального фосфору, Р2О5, % в сухій речовині Масова частка загального калію, К2О, % в сухій речовині рН сол Органічне добриво 61,0 39,0 13,0 87,0 37,8 3,86 3,0 2,24 1,29 2,10 7,9 20 25 За внесення однієї тонни органічного добрива, що пропонується, у ґрунт вноситься до 348 кг органічної речовини, крім того, надходить значна кількість гумінових (15 кг) та фульвокислот (12 кг), до 9 кг азоту та калію і 5 кг фосфору. За рахунок підвищеного вмісту загального вуглецю в добриві буде поліпшуватися гумусовий стан ґрунту, що сприятиме підвищенню продуктивності сівозмін в органічному землеробстві. В процесі виготовлення органічного добрива втрачається токсичність, яка притаманна свіжому пташиному посліду в результаті чого вміст цинку зменшується на 40 %, міді - на 50 %, свинцю - на 40 %, хрому - на 85 %, кадмію - на 91 % порівняно з послідом. Вміст мікроелементів та важких металів у посліді та органічному добриві наведено в таблиці 2. 30 Таблиця 2 Варіант Свіжий послід органічне добриво ГДК* Zn мг/кг 230,0 136,2 200 Ni 1,6 11,3 25 Мn 491,0 323,5 Fe 711,0 2128,7 Сu 108,8 54,6 70 Со 8,7 0,3 Pb 23,9 14,5 45 Cr 43,8 6,4 70 Cd 3,3 0,3 0,7 Примітка - "Гранично допустимі концентрації важких металів в компостах, що застосовуються в органічному землеробстві 35 У процесі аерації отриманої маси відбувається інтенсивне розмноження бактерій і грибів, що активізують біохімічні процеси. Мікробіологічна характеристика отриманого добрива наведена у таблиці 3. Спостерігається збільшення популяції мікроорганізмів, що засвоюють органічні форми азоту та зростання оліготрофності. Гриби відіграють важливу роль в деструкції 2 UA 121447 U целюлози та лігніну. Наявність великої кількості грибів у органічному добриві свідчить про процес інтенсивного розкладу соломи. Таблиця 3 Гриби, тис КУО/г 26,4 5 10 15 Мікроорганізми, що засвоюють М/о, що мінеральні форми азоту, млр/г засвоюють Азотфіксатори, органічні загальна актиноміцети, КУО, млр/г форми азоту чисельність КУО, КУО, млр/г КУО, млр/г млр/г 0,54 0,26 0,05 0,35 Олігонітрофіли, КУО, млр/г 0,17 Біологічно активне добриво сприятиме збагаченню фунту корисною мікрофлорою з переважанням мікроорганізмів азотфіксаторів, що буде забезпечувати найбільше надходження поживних речовин до сільськогосподарських культур. Корисну модель виконують наступним чином. На одну тонну подрібнених рослинних решток, зокрема соломи зернових, додають 100 л 1 % робочого розчину гумату калію та 100 л 0,1 % робочого розчину біоактиватора азотофіту, 9 3 який містить клітини Azotobacter chroococcum 10 КУО/см . Оброблену солому витримують протягом 1 місяця, після чого додають послід свіжий вологістю не більше 75 % і торф низинний вологістю не більше 30 % у співвідношенні 2:1:1. Отриману суміш висушують за температури 20-22 °C з періодичним перемішуванням протягом 1 місяця для досягнення однорідності та вологості 50 %. В результаті отримуємо однорідну масу темно-коричневого кольору без специфічного запаху з якісними показниками, що наведені в таблиці 4. Таблиця 4 Найменування показників Зовнішній вигляд, колір та запах Вміст частинок, більших за 5 мм Масова частка вологи, % Зольність, % (на абс. суху речовину) рНсол Вміст органічної речовини, %, на суху речовину N, % в сухій речовині Р2О5, % в сухій речовині К2О, % в сухій речовині Вміст важких металів Мікроорганізми, що засвоюють органічні форми азоту КУО, млр/г Азотфісатори, КУО, млр/г Гриби, тис КУО/г Патогенні мікроорганізми 20 25 Характеристика однорідна маса темно-коричневого специфічного запаху не допускається 50-55 % не більше 30 7,5-8,5 кольору без 87,0 не менше 2,0 не менше 1,3 не менше 2,0 не перевищує ГДК не менше 0,5 0,35 26,0 відсутні Біологічно активне органічне добриво за внесення у ґрунт поліпшує вуглецеве і мінеральне живлення сільськогосподарських культур, біота у складі добрива буде вступати до активної життєдіяльності і формувати біоценоз збагачений агрономічно цінними групами мікроорганізмів серед яких домінантними є азотфіксатори. Корисна модель дає можливість залучити місцеві сировинні ресурси (солома зернових культур, пташиний послід, торф) до господарчої діяльності, скоротити дефіцит органічних добрив. Внесення біологічно активного органічного добрива буде сприяти збагаченню ґрунту компонентами мінерального і органічного живлення, що покращує поживний режим сільськогосподарських культур під час вегетації, завдяки наявності корисних мікроорганізмів буде відбуватися оздоровлення ґрунту, накопичення в ньому біологічно активних речовин. 3 UA 121447 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Спосіб отримання біологічно активного добрива, що включає змішування вологопоглинаючого матеріалу (торф, солому) та відходів птахівництва, який відрізняється тим, що до компостування солому обробляють розчином 1 % гумату калію та розчином 0,1 % азотофіту в кількості, що забезпечує вологість маси на рівні 20 % і витримують в буртах протягом 1 місяця, періодично перевертають її фронтальним навантажувачем або спеціальним перегрібачем, після чого до соломи додають торф і пташиний послід у співвідношенні 2:1:1 і витримують в буртах протягом 1 місяця з періодичним перемішуванням, в результаті отримують органічне добриво вологістю 50-60 %, з вмістом органічної речовини 87 % для використання в органічному землеробстві. Комп’ютерна верстка О. Рябко Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4