PL241559B1

PL241559B1 - Plant growth stimulating biopreparation and method of making the same

Info

Publication number: PL241559B1
Application number: PL434435A
Authority: PL
Inventors: Katarzyna Chojnacka; Dawid Skrzypczak; Mariusz Korczyński; Anna Witek-Krowiak; Katarzyna Mikula; Grzegorz Izydorczyk
Original assignee: Politechnika Wroclawska
Priority date: 2020-06-24
Filing date: 2020-06-24
Publication date: 2022-10-24
Also published as: PL434435A1

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest biopreparat stymulujący wzrost roślin, do stosowania zarówno w roli biostymulatora jak też nawozu mineralno-organicznego, na bazie biologicznych osadów ściekowych. Biopreparat zawiera, bloki budulcowe dla roślin w postaci krótkich peptydów w ilości od 0,8% do 62% i aminokwasów w ilości od 0,8% do 80% oraz składniki nawozowe, pozyskane z hydrolizatu białka zawartego w biologicznych osadach ściekowych, takie jak azot w ilości od 1 do 10%, potas w ilości od 0,1 do 2% fosfor w ilości od 0,1 do 15% w przeliczeniu na P2O5 oraz makroskładniki w ilości od 0,1 do 2%, takie jak Mg, Ca, S i mikroelementy w ilości od 0,01 do 0,2% takie jak Cu, Mn, Zn oraz do 8% Fe. Przedmiotem wynalazku jest również sposób wytwarzania biopreparatu stymulującego wzrost roślin, który polega na tym, że biologiczny osad ściekowy, pochodzący z biologicznych oczyszczalni ścieków komunalnych, ścieków z przemysłu spożywczego i hodowli zwierząt lub poferment z biogazowni, poddaje się hydrolizie kwasowej, w obecności kwasu siarkowego użytego w proporcji od 5 do 96% (m/m) lub/i kwasu fosforowego użytego w proporcji od 5 do 85% (m/m), w temperaturze od 20 do 100°C, w proporcji osadu ściekowego do kwasu w zakresie od 1:1 do 100:1, po czym hydrolizat neutralizuje się do uzyskania pH od 5,0 do 6,0. W odmianie sposobu, równolegle z hydrolizą kwasową, część biologicznego osadu ściekowego poddaje się hydrolizie alkalicznej, przy użyciu wodorotlenku potasu, o stężeniu od 5 do 80% m/m, w temperaturze od 20 do 100°C, zachowując stosunek osadu ściekowego do zasady w zakresie od 1:1 do 100:1. Wytworzone hydrolizaty kwaśny i alkaliczny miesza się ze sobą do uzyskania pH od 5,0 do 6,0, w zakresie stosunków od 0,5:1,5 do 2:0,5 odpowiednio hydrolizatu kwaśnego i alkalicznego.The subject of the invention is a biopreparation stimulating plant growth, for use both as a biostimulator and as a mineral-organic fertilizer, based on biological sewage sludge. The biopreparation contains plant building blocks in the form of short peptides in the amount of 0.8% to 62% and amino acids in the amount of 0.8% to 80% and nutrients obtained from protein hydrolyzate contained in biological sewage sludge, such as nitrogen in an amount of 1 to 10%, potassium in an amount of 0.1 to 2%, phosphorus in an amount of 0.1 to 15% in terms of P2O5 and macronutrients in an amount of 0.1 to 2%, such as Mg, Ca, S and trace elements from 0.01 to 0.2%, such as Cu, Mn, Zn and up to 8% Fe. The subject of the invention is also a method of producing a plant growth stimulating biopreparation, which consists in the fact that biological sewage sludge from biological municipal wastewater treatment plants, wastewater from the food industry and animal breeding or digestate from a biogas plant is subjected to acid hydrolysis in the presence of sulfuric acid used in the proportion of 5 to 96% (m / m) and / or phosphoric acid used in the proportion of 5 to 85% (m / m), at a temperature of 20 to 100 ° C, in the ratio of sewage sludge to acid in the range of 1 : 1 to 100: 1, and then the hydrolyzate is neutralized until a pH of 5.0 to 6.0 is obtained. In a variant of the method, in parallel with the acid hydrolysis, part of the biological sludge is subjected to alkaline hydrolysis with potassium hydroxide at a concentration of 5 to 80% m / m at a temperature of 20 to 100 ° C, maintaining the sludge to base ratio in range from 1: 1 to 100: 1. The produced acid and alkaline hydrolysates are mixed together until a pH of 5.0 to 6.0 is obtained, in a ratio of 0.5: 1.5 to 2: 0.5 of the acid and alkaline hydrolyzate, respectively.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest biopreparat stymulujący wzrost roślin do stosowania zarówno w roli biostymulatora wzrostu i rozwoju roślin, jak też nawozu mineralno-organicznego.The subject of the invention is a biopreparation stimulating plant growth to be used both as a biostimulator of plant growth and development, as well as a mineral-organic fertilizer.

Dla zapewnienia roślinom odpowiednich warunków do wzrostu i rozwoju niezbędne jest ich zaopatrzenie w pierwiastki biogenne oraz w mikroelementy, których źródłem mogą być również surowce wtórne.In order to provide plants with appropriate conditions for growth and development, it is necessary to supply them with biogenic elements and microelements, the source of which may also be secondary raw materials.

W uprawach roślin stosuje się biostymulatory wzrostu, w celu usprawnienia procesów wzrostu i rozwoju roślin. Usprawniają one pobieranie składników mineralnych z podłoża, przyspieszają procesy fotosyntezy oraz stymulują wzrost korzeni. Wpływ biostymulatorów na rośliny nie polega na bezpośrednim udziale w regulacji procesów życiowych, lecz na oddziaływaniu na metabolizm rośliny, a także zmniejszaniu wpływu środowiska zanieczyszczonego toksycznymi substancjami lub metalami ciężkimi na ich wartości odżywcze.Growth biostimulators are used in plant cultivation in order to improve the processes of plant growth and development. They improve the uptake of minerals from the substrate, accelerate photosynthesis and stimulate root growth. The effect of biostimulators on plants does not consist in direct participation in the regulation of life processes, but in influencing the metabolism of the plant, as well as reducing the impact of the environment polluted with toxic substances or heavy metals on their nutritional values.

Biostymulator znany z europejskiego zgłoszenia patentowego EP 2735232A dotyczy kompozycji do oprysku dolistnego, zawierającej hydrolizat białkowy uzyskany z biomasy alg, którą poddaje się reakcji enzymatycznej wspomaganej ultrasonifikacją. Hydrolizat jest zagęszczany metodą ultrafiltracji stycznej, a uzyskany retentat ponownie poddawany hydrolizie enzymatycznej i wzbogacany w selen. Zastosowanie takiego rozwiązania jest kosztowne i stwarza ryzyko zarażenia patogenami, których fragmenty mogą być obecne w preparatach biologicznych.The biostimulator known from the European patent application EP 2735232A relates to a foliar spray composition containing a protein hydrolyzate obtained from algae biomass, which is subjected to an enzymatic reaction assisted by ultrasonication. The hydrolyzate is concentrated by tangential ultrafiltration, and the obtained retentate is again subjected to enzymatic hydrolysis and enriched with selenium. The use of such a solution is expensive and poses a risk of infection with pathogens whose fragments may be present in biological preparations.

Znany jest z amerykańskiego opisu patentowego US 8 603799 środek stymulujący wzrost roślin oraz chroniący je przed chorobami bakteryjnymi i grzybiczymi, otrzymany ze Streptomyces scopuliridis. W sposobie tym wykorzystuje się elementy grzybowych patogenów roślin: fragmentów komórek, białek lub polipeptydów.From the American patent description US 8 603799, a plant growth stimulating agent and protecting them against bacterial and fungal diseases, obtained from Streptomyces scopuliridis, is known. This method uses elements of fungal plant pathogens: cell fragments, proteins or polypeptides.

W opisie patentowym PL 224604 opisany jest kompleksowy środek stymulujący wzrost roślin. Środek ten zawiera kwas indolilo-3-masłowy (IBA) w ilości 0,30-0,39% wagowych, 6-benzyloaminopurynę (BAP) w tej samej ilości oraz askorbinian tytanu w ilości 0,009-0,02% wagowych.The patent description PL 224604 describes a complex plant growth stimulating agent. This agent contains indolyl-3-butyric acid (IBA) in the amount of 0.30-0.39% by weight, 6-benzylaminopurine (BAP) in the same amount and titanium ascorbate in the amount of 0.009-0.02% by weight.

W literaturze naukowej istnieją wzmianki o użyciu osadów ściekowych do otrzymania nawozów (Kirchmann, H., Boijesson, G., Katterer, T., Cohen, Y., 2017. Ambio 46, 143-154). W publikacji Belhaj, D., Elloumi, N., Jerbi, B., Zouari, M., Abdallah, F. Ben, Ayadi, H., Kallel, M., 2016. Environ. Sci. Pollut. Res. 23, 20168-20177 opisano wykorzystanie świeżego niehigienizowanego osadu czynnego w różnych dawkach w uprawie słonecznika, zawartość związków anty oksydacyjnych w osadzie pozwala na uzyskanie dobrego plonu. W publikacji Waste and Biomass Valorization 8, 1781-1791 opisano otrzymywanie nawozów z użyciem osadów ściekowych, poprzez ich zmieszanie z substancjami korygującymi jak: wapienie, odpady węglowe, pyły z produkcji cementu i jego przetwórstwa czy popioły lotne ze spalania węgla kamiennego. Opisano również sposób wytwarza nawozów z suchego osadu ściekowego, poprzez wymieszanie z klasycznymi solami nawozowymi - chlorkiem potasu oraz wodorofosforanem diamonu (DAP) (Kominko, H., Gorazda, K., Wzorek, Z., Wojtas, K., 2018. Waste and Biomass Valorization 9, 1817-1826).The scientific literature mentions the use of sewage sludge to obtain fertilizers (Kirchmann, H., Boijesson, G., Katterer, T., Cohen, Y., 2017. Ambio 46, 143-154). In Belhaj, D., Elloumi, N., Jerbi, B., Zouari, M., Abdallah, F. Ben, Ayadi, H., Kallel, M., 2016. Environ. sci. pollut. Res. 23, 20168-20177 describes the use of fresh unhygienic activated sludge in various doses in sunflower cultivation, the content of antioxidant compounds in the sludge allows for a good yield. The publication Waste and Biomass Valorization 8, 1781-1791 describes the preparation of fertilizers with the use of sewage sludge, by mixing them with correcting substances such as: limestone, coal waste, dust from cement production and processing, or fly ash from hard coal combustion. The method of producing fertilizers from dry sewage sludge by mixing with classic fertilizer salts - potassium chloride and diammonium hydrogen phosphate (DAP) was also described (Kominko, H., Gorazda, K., Wzorek, Z., Wojtas, K., 2018. Waste and Biomass Valorization 9, 1817-1826).

Znany jest z chińskiego zgłoszenia patentowego CN101962302A sposób wytwarzania nawozu organicznego z wykorzystaniem osadu ściekowego, obejmujący zakwaszenie osadu, obróbkę cieplną, filtrację i neutralizację zawiesiny. Po granulacji i wysuszeniu uzyskuje się nawóz bogaty w cenne makroelementy (NPK), stosowany do upraw na dużą skalę. Sposób wytwarzania nawozu wieloskładnikowego z osadów ściekowych opisany w innym chińskim zgłoszeniu patentowym CN1459437A polega na zmieszaniu osadu komunalnego z kwasem siarkowym i fosforytami, w temperaturze 100-120°C przez 24 h, w celu otrzymania nawozu zawierającego 10-20% fosforu oraz 20-40% magnezu. W chińskim dokumencie CN101429066A opisano sposób wytwarzania nawozu z osadu ściekowego z produkcji papieru, w którym szlam po kompostowaniu w warunkach tlenowych mieszany jest z węglem, mocznikiem i fosforanem jednoamonowym oraz mikroelementami (Zn, Mn). Uzyskany produkt stosowany jest w uprawach warzyw, drzew owocowych, chińskich ziół leczniczych oraz pszenic i kukurydzy.From the Chinese patent application CN101962302A, a method for producing organic fertilizer using sewage sludge is known, including sludge acidification, heat treatment, filtration and suspension neutralization. After granulation and drying, a fertilizer rich in valuable macroelements (NPK) is obtained, used for large-scale cultivation. The method of producing a compound fertilizer from sewage sludge described in another Chinese patent application CN1459437A consists in mixing municipal sludge with sulfuric acid and phosphate rock at a temperature of 100-120°C for 24 hours to obtain a fertilizer containing 10-20% phosphorus and 20-40 % magnesium. Chinese document CN101429066A describes a method for producing a fertilizer from papermaking sewage sludge, in which sludge after composting under aerobic conditions is mixed with carbon, urea and monoammonium phosphate and microelements (Zn, Mn). The obtained product is used in the cultivation of vegetables, fruit trees, Chinese medicinal herbs as well as wheat and corn.

Z polskiego zgłoszenia patentowego PL 395594 znany jest sposób utylizacji nadmiarowego osadu ściekowego zawierającego w 100 j. w. 20-40 j. w. suchej masy, który polega na tym, że osad mineralizuje się kwasem siarkowym o stężeniu powyżej 80% w ilości 20-70 j. w., po czym dodaje się środek zobojętniający odczyn, taki jak magnezyt kaustyczny, tlenek wapnia lub mieszanina tlenku magnezu i tlenku wapnia w ilości 20-90 j. w., a po zakończeniu reakcji osad miesza się z węglanem wapnia jako inhibitorem wilgoci i przetwarza na granulki o średnicy 3-10 mm.From the Polish patent application PL 395594, there is known a method of utilizing excess sewage sludge containing 20-40 wt.w. of dry matter in 100 wt. An antacid such as caustic magnesite, calcium oxide or a mixture of magnesium oxide and calcium oxide is added in the amount of 20-90 w.u., and after the reaction is completed, the precipitate is mixed with calcium carbonate as a moisture inhibitor and processed into granules with a diameter of 3-10 mm.

PL 241 559 B1PL 241 559 B1

Znany jest z chińskiego zgłoszenia patentowego CN1301679A sposób wytwarzania wieloskładnikowego nawozu z osadów przemysłowych, do których dodaje się odpadowy kwas przemysłowy. Mieszaninę po sterylizacji i dezynfekcji poddaje się hydrolizie zakwaszającej przez 45 min w temp. 75°C i uzupełnia sproszkowaną rudę bogatą w P, K, Si, Ca i Mg, łuskami ryżowymi, trocinami oraz nieorganiczną sól amonową, po zneutralizowaniu wapnem, wysuszone granule stosowane są jako nawóz. Opisany w innym chińskim zgłoszeniu patentowym CN102584463A sposób wytwarzania wieloskładnikowych nawozów z osadów komunalnych, obejmuje zatężanie osadu, oddzielenie szlamu od wody, suszenie i sterylizację w temp. 80-90°C. Ponadto w zależności od rodzaju uprawy czy warunków glebowych, nawóz uzupełniany jest substancjami dodatkowymi. W innym chińskim zgłoszeniu patentowym CN104803733A opisano sposób wytwarzania nawozu poprzez przekształcenie osadu z oczyszczalni ścieków, obejmujący oczyszczanie osadu chlorem, filtrację, oddzielenie supernatantu i usunięcie metali ciężkich. Osad neutralizuje się wapnem do pH=7,8 i dodaje tetraboran sodu, molibdenian amonu, chlorek manganu i siarczan cynku. Uzyskany nawóz granulowany jest łatwo przyswajalny przez rośliny, łatwo rozpuszczalny i zawiera: 2-7% B, 4-9% Mn, 4-9% Mo, 3-6% Zn a zawartość wody w granuli wynosi 5-7%.From the Chinese patent application CN1301679A, a method of producing a multi-component fertilizer from industrial sludge to which waste industrial acid is added is known. After sterilization and disinfection, the mixture is subjected to acidifying hydrolysis for 45 minutes at 75°C and supplemented with powdered ore rich in P, K, Si, Ca and Mg, rice husks, sawdust and inorganic ammonium salt, after neutralization with lime, dried granules used they are as fertilizer. The method of producing multi-component fertilizers from municipal sludge, described in another Chinese patent application CN102584463A, includes sludge concentration, sludge separation from water, drying and sterilization at 80-90°C. In addition, depending on the type of cultivation or soil conditions, the fertilizer is supplemented with additional substances. Another Chinese patent application CN104803733A describes a method for producing fertilizer by converting sludge from a sewage treatment plant, including purifying the sludge with chlorine, filtration, separating the supernatant and removing heavy metals. The precipitate is neutralized with lime to pH=7.8 and sodium tetraborate, ammonium molybdate, manganese chloride and zinc sulfate are added. The obtained granulated fertilizer is easily assimilated by plants, easily soluble and contains: 2-7% B, 4-9% Mn, 4-9% Mo, 3-6% Zn and the water content in the granule is 5-7%.

W amerykańskim zgłoszeniu patentowym US 2015027180 A opisano sposób przetwarzania odwodnionego niejednorodnego szlamu, zawierającego organiczne materiały odpadowe w jednorodny ekstrakt węgla i aminokwasów, mający zastosowanie jako nawóz; polegający na tym, że po wymieszaniu kwasu siarkowego o stężeniu 93%, w ilości 5-15% w. z osadem do pH 1, dodaje się kwas fosforowy jako środek kondycjonujący i miesza do uzyskania jednorodnego ekstraktu. Z tego dokumentu znany jest również nawóz wytworzony ww. sposobem, który zawiera: azot, fosfor, siarkę oraz co najmniej 0,5% wag. całkowitego węgla i aminokwasów.US patent application US 2015027180 A describes a method for processing dewatered heterogeneous sludge containing organic waste materials into a homogeneous extract of carbon and amino acids for use as a fertilizer; consisting in the fact that after mixing sulfuric acid with a concentration of 93%, in the amount of 5-15 wt.% with the sediment to pH 1, phosphoric acid is added as a conditioning agent and mixed until a homogeneous extract is obtained. From this document is also known the fertilizer produced by the above-mentioned a method which comprises: nitrogen, phosphorus, sulfur and at least 0.5 wt. total carbon and amino acids.

Celem wynalazku jest opracowanie biopreparatu dynamizującego wzrost i rozwój roślin, pobudzającego wzrost komórek roślinnych oraz stymulującego ich podział, z wykorzystaniem biologicznych osadów ściekowych, zawierających zhydrolizowane białko, unieszkodliwione mikroorganizmy, w tym patogenne bakterie i grzyby, takie jak Pseudomonas aeruginosa, Salmonella, Escherichia coli, czy drożdżaki Candida.The aim of the invention is to develop a biopreparation that stimulates the growth and development of plants, stimulates the growth of plant cells and stimulates their division, using biological sewage sludge containing hydrolyzed protein, neutralized microorganisms, including pathogenic bacteria and fungi, such as Pseudomonas aeruginosa, Salmonella, Escherichia coli, or Candida yeast.

Istotę wynalazku stanowi biopreparat stymulujący wzrost roślin, na bazie biologicznych osadów ściekowych, który zawiera 10-70% m/m hydrolizatu białka zawierającego od 0,8% do 62% oligopeptydów oraz od 0,8% do 80% aminokwasów, stanowiących bloki budulcowe dla roślin, uzyskanych w wyniku hydrolizy kwasowej i ewentualnie zasadowej odpadowych osadów ściekowych pochodzących z biologicznych oczyszczalni ścieków komunalnych, z przemysłu spożywczego, z hodowli zwierząt lub z pofermentu usuniętego z biogazowni. Biopreparat otrzymany w procesie hydrolizy kwaśnej i ewentualnie alkalicznej jest jednocześnie nawozem mineralno-organicznym, bogatym w istotne składniki nawozowe, obejmujące azot w ilości od 1 do 10%, potas w ilości od 0,1 do 2%, fosfor w przeliczeniu na P2O5, w ilości od 0,1 do 15% oraz makroskładniki takie jak: magnez, wapń, siarka, w ilości od 0,1 do 2% i mikroelementy takie jak: miedź Cu, mangan Mn, cynk Zn, w ilości od 0,01 do 0,2% oraz do 8% żelaza Fe. Korzystnie biopreparat zawiera dodatkowo biostymulujący składnik w postaci tytanu Ti, w ilości od 0,01 do 0,2%.The essence of the invention is a biopreparation stimulating plant growth, based on biological sewage sludge, which contains 10-70% m/m of protein hydrolyzate containing from 0.8% to 62% of oligopeptides and from 0.8% to 80% of amino acids, which are building blocks for plants, obtained as a result of acidic and possibly alkaline hydrolysis of waste sewage sludge from biological municipal sewage treatment plants, from the food industry, from animal husbandry or from digestate removed from biogas plants. The biopreparation obtained in the process of acidic and possibly alkaline hydrolysis is also a mineral and organic fertilizer, rich in essential fertilizing ingredients, including nitrogen in the amount of 1 to 10%, potassium in the amount of 0.1 to 2%, phosphorus in terms of P2O5, in amounts from 0.1 to 15% and macronutrients such as: magnesium, calcium, sulfur, in amounts from 0.1 to 2% and micronutrients such as: copper Cu, manganese Mn, zinc Zn, in amounts from 0.01 to 0 .2% and up to 8% Fe. Preferably, the biopreparation additionally contains a biostimulant component in the form of titanium Ti, in the amount of 0.01 to 0.2%.

Powstałe w procesie hydrolizy kwaśnej i zasadowej w wyniku chemicznego kondycjonowania białka, oligopeptydy i aminokwasy, stanowiące gotowe bloki budulcowe dla roślin, aplikuje się na uprawy w roli biostymulatorów wzrostu oraz nawozów mineralno-organicznych.Oligopeptides and amino acids, formed in the process of acid and alkaline hydrolysis as a result of chemical conditioning of proteins, constituting ready-made building blocks for plants, are applied to crops as growth biostimulators and mineral-organic fertilizers.

Zaletą wynalazku jest zagospodarowanie odpadowych osadów ściekowych jako surowca wtórnego, w celach intensyfikacji produkcji rolnej, tym bardziej cenne, że od 1 stycznia 2016 r. tego typu odpady nie mogą być składowane.The advantage of the invention is the use of waste sewage sludge as a secondary raw material for the purpose of intensifying agricultural production, all the more valuable as from January 1, 2016, this type of waste cannot be stored.

Nieoczekiwanie stwierdzono, że możliwe jest wpływanie w skuteczny sposób na wzrost roślin dzięki zastosowaniu biodostępnych aminokwasów, oligopeptydów oraz jonów makro- i mikroelementów, takich jak N, P, K, Fe, Zn, Cu, Mn, Ti, uzyskanych w wyniku hydrolizy i sanityzacji osadów ściekowych pochodzących z komunalnych biologicznych oczyszczalni ścieków, osadów z przemysłu spożywczego, hodowli zwierząt i pofermentu z biogazowni. Opłacalny sposób wytwarzania biopreparatu według wynalazku zapewnia roślinom odpowiednie warunki do wzrostu i rozwoju przez ich zaopatrzenie w pierwiastki biogenne oraz w mikroelementy, których źródłem są osady ściekowe.Unexpectedly, it was found that it is possible to effectively influence plant growth through the use of bioavailable amino acids, oligopeptides and ions of macro- and microelements, such as N, P, K, Fe, Zn, Cu, Mn, Ti, obtained as a result of hydrolysis and sanitation sewage sludge from municipal biological sewage treatment plants, sludge from the food industry, animal husbandry and digestate from biogas plants. The cost-effective method of producing the biopreparation according to the invention provides plants with appropriate conditions for growth and development by supplying them with biogenic elements and microelements, the source of which are sewage sludge.

Szczególnie ważną zaletą wynalazku jest wykorzystanie mikroorganizmów, zawartych w osadach ściekowych, które ze względu na możliwość powodowania zakażeń, poddawane są procesowi higieniA particularly important advantage of the invention is the use of microorganisms contained in sewage sludge, which, due to the possibility of causing infections, are subjected to a hygiene process.

PL 241 559 B1 zacji/sanityzacji, podczas której zachodzi hydroliza białek w osadach. Zawarte w preparacie aminokwasy mają właściwości stymulujące wzrost roślin, dzięki czemu zwiększają potencjał nawozowy preparatu, przyjaznego dla środowiska naturalnego.EN 241 559 B1 sanitation/sanitization, during which the hydrolysis of proteins in the sludge takes place. The amino acids contained in the preparation have plant growth stimulating properties, thanks to which they increase the fertilizing potential of the environmentally friendly preparation.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w poniższych przykładach wykonania. We wszystkich przykładach otrzymany biopreparat zawiera hydrolizat białka, mający w swoim składzie od 0,8% do 62% oligopeptydów i od 0,8% do 80% aminokwasów, oraz zawiera makroskładniki takie jak: Mg, Ca i S, w ilości 0,01% do 2%, które nie zostały w tych przykładach szczegółowo określone.The subject of the invention is presented in the following embodiments. In all examples, the obtained biopreparation contains a protein hydrolyzate containing from 0.8% to 62% of oligopeptides and from 0.8% to 80% of amino acids, and contains macronutrients such as: Mg, Ca and S, in the amount of 0.01 % to 2%, which are not specifically specified in these examples.

P R Z Y K Ł A D 1EXAMPLES 1

Biopreparat stymulujący wzrost roślin według wynalazku otrzymano z 1000 kg osadu ściekowego, pochodzącego z biologicznej oczyszczalni ścieków w fermie drobiu, poddanego hydrolizie kwasowej, w reaktorze ze stali kwasoodpornej, przy użyciu 111 kg kwasu siarkowego o stężeniu 96% (m/m) przez 1 godzinę w temperaturze 20°C. Hydrolizat zawierający oligopeptydy i aminokwasy neutralizuje się, przy użyciu 389 kg popiołu drzewnego pochodzącego ze spalania biomasy. Otrzymano preparat zawierający 0,03% Zn, 0,05% Cu, 8% Fe, 0,1% Mn, 1% K2O, 1,5% P2O5, 1,5% N oraz 10% zhydrolizowanego białka. Biopreparat stosuje się pod uprawę ogórka w dawce 550 kg/ha, uzyskując wzrost plonu ogórka o 50%. Wzrost przyrostu biomasy roślin wynosi 70%, w tym 60% przyrost długości korzeni oraz 50% przyrost długości łodyg.The biopreparation stimulating plant growth according to the invention was obtained from 1000 kg of sewage sludge from a biological sewage treatment plant in a poultry farm, subjected to acid hydrolysis, in a stainless steel reactor, with the use of 111 kg of sulfuric acid with a concentration of 96% (m/m) for 1 hour at 20°C. The hydrolyzate containing oligopeptides and amino acids is neutralized using 389 kg of wood ash from biomass combustion. A preparation containing 0.03% Zn, 0.05% Cu, 8% Fe, 0.1% Mn, 1% K2O, 1.5% P2O5, 1.5% N and 10% hydrolyzed protein was obtained. The biopreparation is used for cucumber cultivation at a dose of 550 kg/ha, resulting in an increase in cucumber yield by 50%. The increase in plant biomass is 70%, including a 60% increase in root length and a 50% increase in stem length.

P R Z Y K Ł A D 2EXAMPLES 2

Biopreparat stymulujący wzrost roślin otrzymano z 500 kg biologicznych osadów ściekowych z zakładów przetwórstwa spożywczego, poddanych hydrolizie kwasowej w reaktorze ze stali kwasoodpornej przy pomocy 55 kg kwasu siarkowego o stężeniu 96% (m/m) oraz z 500 kg osadu ściekowego poddanego hydrolizie alkalicznej przy pomocy 111 kg wodorotlenku potasu o stężeniu 50% m/m. Po godzinnej hydrolizie w temperaturze 20°C, miesza się kwaśny i zasadowy hydrolizat, zawierający oligopeptydy i aminokwasy, do uzyskania pH 5.0. Otrzymano preparat zawierający 50% zhydrolizowanego białka oraz 0,03% Zn, 0,01% Cu, 7% Fe, 0,05% Mn, 0,2% K2O, 2% P2O5, 7,6% N, który zastosowano pod uprawę kukurydzy w dawce 250 kg/ha.The biopreparation stimulating plant growth was obtained from 500 kg of biological sewage sludge from food processing plants, subjected to acid hydrolysis in a stainless steel reactor with 55 kg of sulfuric acid with a concentration of 96% (m/m) and from 500 kg of sewage sludge subjected to alkaline hydrolysis with 111 kg of potassium hydroxide with a concentration of 50% m/m. After one hour of hydrolysis at 20°C, the acidic and basic hydrolyzate containing oligopeptides and amino acids are mixed until pH 5.0 is reached. A preparation containing 50% of hydrolyzed protein and 0.03% Zn, 0.01% Cu, 7% Fe, 0.05% Mn, 0.2% K2O, 2% P2O5, 7.6% N was obtained, which was used for cultivation corn at a dose of 250 kg/ha.

Uzyskano o około 40% większy przyrost biomasy roślin, w tym 30% przyrost długości korzeni 25% przyrost długości łodyg oraz 40% wzrost plonu.A 40% increase in plant biomass was obtained, including a 30% increase in root length, a 25% increase in stem length and a 40% increase in yield.

P R Z Y K Ł A D 3EXAMPLES 3

Biopreparat stymulujący wzrost roślin otrzymano z 500 kg biologicznego osadu ściekowego, pochodzącego z oczyszczalni ścieków komunalnych, poddanego hydrolizie przy pomocy 55 kg mieszaniny kwasu siarkowego o stężeniu 96% (m/m) oraz kwasu fosforowego o stężeniu 85% (m/m), w stosunku 1:1 oraz zmieszanego z hydrolizatem alkalicznym, otrzymanym z 500 kg biologicznego osadu ściekowego, poddanego hydrolizie alkalicznej przy pomocy 111 kg wodorotlenku potasu o stężeniu 50% (m/m). Po godzinnej hydrolizie w temperaturze 50°C, hydrolizaty kwaśny i zasadowy, zawierające oligopeptydy i aminokwasy, miesza się do uzyskania pH 5.0.The biopreparation stimulating plant growth was obtained from 500 kg of biological sewage sludge from municipal sewage treatment plants, hydrolysed with 55 kg of a mixture of sulfuric acid with a concentration of 96% (m/m) and phosphoric acid with a concentration of 85% (m/m), in ratio 1:1 and mixed with alkaline hydrolyzate, obtained from 500 kg of biological sewage sludge, subjected to alkaline hydrolysis with 111 kg of potassium hydroxide with a concentration of 50% (m/m). After an hour's hydrolysis at 50°C, the acidic and basic hydrolysates containing the oligopeptides and amino acids are mixed to pH 5.0.

Otrzymano biopreparat zawierający 0,05% Zn, 0,01% Cu, 5% Fe, 0,05% Mn, 0,2% K2O, 4% P2O5, 6% N i 0,2% Ti oraz 40% zhydrolizowanego białka.A biopreparation containing 0.05% Zn, 0.01% Cu, 5% Fe, 0.05% Mn, 0.2% K2O, 4% P2O5, 6% N, 0.2% Ti and 40% hydrolyzed protein was obtained.

Preparat, będący biostymulatorem i nawozem zastosowano pod uprawę pszenicy w dawce 300 kg/ha. Uzyskano o około 20% większy przyrost biomasy roślin, w tym 15% przyrost długości korzeni oraz 12% przyrost długości łodyg i 30% wzrost plonu.The preparation, which is a biostimulant and fertilizer, was used for wheat cultivation at a dose of 300 kg/ha. A 20% increase in plant biomass was obtained, including a 15% increase in root length, a 12% increase in stem length and a 30% increase in yield.

P R Z Y K Ł A D 4EXAMPLES 4

Biopreparat stymulujący wzrost roślin otrzymano z 1000 kg biologicznego osadu ściekowego, pochodzącego z biogazowni, poddanego hydrolizie przy pomocy z 111 kg kwasu fosforowego o stężeniu 85% (m/m) przez 1 godzinę w temperaturze 70°C. Hydrolizat zawierający oligopeptydy i aminokwasy neutralizuje się, przy użyciu wodorotlenku potasu w postaci stałej, do uzyskania pH 5,0. Otrzymano biopreparat zawierający 0,01% Zn, 0,1% Cu, 2% Fe, 0,01% Mn, 1% K2O, 5% P2O5, 9% N oraz 60% zhydrolizowanego białka. Preparat, będący biostymulatorem i nawozem, stosuje się pod uprawę rzepaku w dawce 300 kg/ha. Uzyskuje się o 28% większy przyrost biomasy roślin: 10% przyrost długości korzeni oraz 16% przyrost długości łodyg i 27% wzrost plonu rzepaku.The biopreparation stimulating plant growth was obtained from 1000 kg of biological sewage sludge from a biogas plant, hydrolysed with 111 kg of 85% (m/m) phosphoric acid for 1 hour at 70°C. The hydrolyzate containing oligopeptides and amino acids is neutralized with solid potassium hydroxide to pH 5.0. A biopreparation containing 0.01% Zn, 0.1% Cu, 2% Fe, 0.01% Mn, 1% K2O, 5% P2O5, 9% N and 60% hydrolyzed protein was obtained. The preparation, which is a biostimulator and fertilizer, is used for rapeseed cultivation at a dose of 300 kg/ha. A 28% increase in plant biomass is obtained: a 10% increase in root length, a 16% increase in stem length and a 27% increase in rapeseed yield.

Claims

Patent claims

1. Biopreparation stimulating plant growth, based on biological sewage sludge, obtained in the process of acidic and possibly alkaline hydrolysis of biological sewage sludge, characterized in that it contains 10-70% m/m of protein hydrolyzate, containing from 0.8% to 62% of oligopeptides and from 0.8% to 80% of amino acids, which are building blocks for plants, obtained as a result of acidic and possibly alkaline hydrolysis of waste sewage sludge from biological municipal sewage treatment plants, from the food industry, from animal husbandry or from digestate removed from biogas plants, and in addition, the biopreparation contains fertilizing ingredients such as: nitrogen in the amount of 1 to 10%, potassium in the amount of K2O, in the amount of 0.1 to 2%, phosphorus in the amount of P2O5, in the amount of 0.1 to 15% and macronutrients such as: magnesium, calcium, sulfur, in the amount from 0.1 to 2% and microelements such as: copper Cu, manganese Mn, zinc Zn, in the amount from 0.01 to 0.2% and up to 8% iron Fe.

2. The biopreparation according to claim The composition of claim 1, characterized in that it additionally contains a biostimulant component in the form of titanium Ti, in the amount of 0.01 to 0.2%.