RU2579254C1 - Method of producing biological fertiliser - Google Patents

Method of producing biological fertiliser Download PDF

Info

Publication number
RU2579254C1
RU2579254C1 RU2015114948/13A RU2015114948A RU2579254C1 RU 2579254 C1 RU2579254 C1 RU 2579254C1 RU 2015114948/13 A RU2015114948/13 A RU 2015114948/13A RU 2015114948 A RU2015114948 A RU 2015114948A RU 2579254 C1 RU2579254 C1 RU 2579254C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mixture
hours
amount
bioconversion
biofertilizer
Prior art date
Application number
RU2015114948/13A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Галина Юрьевна Рабинович
Дарья Васильевна Тихомирова
Ирина Александровна Мартемьянова
Людмила Вячеславовна Пушкина
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт мелиорированных земель" (ФГБНУ ВНИИМЗ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт мелиорированных земель" (ФГБНУ ВНИИМЗ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт мелиорированных земель" (ФГБНУ ВНИИМЗ)
Priority to RU2015114948/13A priority Critical patent/RU2579254C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2579254C1 publication Critical patent/RU2579254C1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/20Fertilizers of biological origin, e.g. guano or fertilizers made from animal corpses

Landscapes

  • Fertilizers (AREA)

Abstract

FIELD: agriculture.
SUBSTANCE: method of producing organic fertilizer includes preliminary milling of chicken excrement and peat, taken in ratio 50:50 to grain size of not more than 10 mm with subsequent stirring and alkalinity of 0.5% aqueous solution of potassium hydroxide in amount of 1.5 l per 1 kg of mixture at temperature 20-22°C during 24 hours, adding the obtained primary biological fertiliser wheat bran in an amount of 3 wt% mixture with subsequent stirring of components and conducting the process bioconversion in two steps at high temperature Note here that first stage bioconversion is carried out in temperature range 36-39°C during 96 hours, second-in temperature interval of 55-60°C during 24 hours, during bioconversion mixture is periodically blown air in longitudinal and transverse directions for 30 minutes every other 24 hours, simultaneously with wheat bran in primary biological fertiliser potassium tartrate is introduced in an amount of 0.1 wt% of mixture and citric acid in amount of 0.1 wt% of the mixture.
EFFECT: invention allows to produce a new biological fertiliser, enriched with potassium-sodium tartrate and citric acid, providing effective action on plants growth and development.
1 cl, 2 dwg, 5 tbl, 2 ex

Description

Изобретение относится к биотехнологии и к сельскохозяйственной микробиологии.The invention relates to biotechnology and agricultural microbiology.

Разработка получения новых биоудобрений путем переработки органического сырья с добавлением различных добавок в исходную смесь, дальнейшей ферментацией (биоконверсионный процесс) сводится к поиску усовершенствованных, экономически выгодных и экологически приемлемых технологий получения биоудобрений.The development of obtaining new biofertilizers by processing organic raw materials with the addition of various additives to the initial mixture, further fermentation (bioconversion process) is reduced to the search for improved, cost-effective and environmentally acceptable technologies for producing biofertilizers.

Известен способ биоконверсии органических отходов в кормовую добавку и удобрение (Патент РФ №2151133, Кл. C05F 3/00, 1998), включающий измельчение органических отходов и торфа с последующим их перемешиванием, введением в смесь сложнокомпонентной микроэлементной добавки и проведение процесса биоконверсии в две стадии при повышенной температуре.A known method of bioconversion of organic waste into a feed additive and fertilizer (RF Patent No. 2151133, Cl. C05F 3/00, 1998), including grinding of organic waste and peat with their subsequent mixing, introducing a complex microelement additive into the mixture and carrying out the bioconversion process in two stages at elevated temperature.

Недостатком данного способа является большое количество микроэлементов, входящих в комплексную микроэлементную добавку за счет сочетания очень большого количества подобранных солей, которые предварительно взвешиваются по отдельности, что в целом приводит к удорожанию продукта биоконверсии.The disadvantage of this method is the large number of microelements included in the complex microelement supplement due to the combination of a very large number of selected salts that are previously weighed separately, which generally leads to an increase in the cost of the bioconversion product.

Известен также способ получения кормовой добавки биоконверсией органических отходов (Патент РФ №2153262, Кл. A23K 1/00, 1999), включающий измельчение органических отходов и торфа с последующим их перемешиванием, введение в смесь биошрота от производства амилоризина и проведение процесса биоконверсии в две стадии при повышенной температуре.There is also known a method for producing a feed additive by bioconversion of organic waste (RF Patent No. 2153262, Cl. A23K 1/00, 1999), which includes grinding organic waste and peat with their subsequent mixing, introducing bio-meal from the production of amylorizin into the mixture and conducting the bioconversion process in two stages at elevated temperature.

Недостаток данного способа заключается в том, что его реализация сопряжена с производством амилоризина, что приводит к удорожанию конечного продукта. Биошрот от производства амилоризина представляет собой твердые отходы поверхностного культивирования плесневого гриба Aspergillus oryzae на питательной среде, включающей непостоянные по составу компоненты - пшеничные отруби, солодовые ростки и древесные опилки, что отражается на качестве конечного продукта. При производстве плесневого гриба Aspergillus oryzae не исключено накопление токсинов в питательной среде, используемой в качестве биошрота. Кроме того, как и в описанном выше способе биоконверсии органических отходов в кормовую добавку и удобрение (Патент РФ №2151133), большой диапазон температур, а также временные интервалы проведения каждой стадии процесса могут привести к изменению условий развития микроорганизмов, и, следовательно, к изменению состава готового продукта.The disadvantage of this method is that its implementation is associated with the production of amylorizin, which leads to a rise in price of the final product. Bio-meal from the production of amylorizin is a solid waste from the surface cultivation of Aspergillus oryzae mold on a nutrient medium that includes components of varying composition - wheat bran, malt sprouts and sawdust, which affects the quality of the final product. In the production of Aspergillus oryzae mold, the accumulation of toxins in the nutrient medium used as bio-meal is not ruled out. In addition, as in the method of bioconversion of organic waste into a feed additive and fertilizer described above (RF Patent No. 2151133), a large temperature range, as well as time intervals for each stage of the process, can lead to a change in the conditions for the development of microorganisms, and therefore the composition of the finished product.

Известно много способов получения биологически активных средств, предназначенных для роста и развития растений. Среди них способ получения биологически активного средства (Патент РФ №2264460, Кл. C12P 1/00, C05F 3/00, 2003), в котором в исходную смесь, состоящую из органических отходов и торфа, дополнительно вводят фосфорнокислый калий в количестве 0,01-0,5 мас. % и проводят процесс биоконверсии.There are many methods for producing biologically active agents intended for the growth and development of plants. Among them, a method for producing a biologically active agent (RF Patent No. 2264460, Cl. C12P 1/00, C05F 3/00, 2003), in which potassium phosphate in the amount of 0.01 is additionally introduced into the initial mixture consisting of organic waste and peat -0.5 wt. % and carry out the bioconversion process.

Известны также способы оптимизации роста и развития сельскохозяйственных культур за счет использования различных стимуляторов не только при получении различных биосредств биоконверсией органического сырья, но и при их непосредственном применении в течение вегетации. В любом случае выбор эффективного стимулятора весьма важен для использования в растениеводстве.There are also known methods of optimizing the growth and development of crops through the use of various stimulants not only in the production of various biological agents by bioconversion of organic raw materials, but also in their direct use during the growing season. In any case, the choice of an effective stimulant is very important for use in crop production.

Известен способ использования калия-натрия виннокислого в качестве стимулятора роста растений (Патент РФ №2399181, Кл.), включающий предпосевную обработку семян растений водным раствором калия-натрия виннокислого в концентрации 0,01-0,05% или использование этого соединения в концентрации 0,1-0,5% на вегетирующих растениях.A known method of using potassium sodium tartrate as a stimulator of plant growth (RF Patent No. 2399181, Cl.), Including pre-sowing treatment of plant seeds with an aqueous solution of potassium sodium tartrate at a concentration of 0.01-0.05% or the use of this compound at a concentration of 0 , 1-0.5% on vegetative plants.

Наиболее близким к заявленному является способ получения биоудобрения (Патент РФ №2539781, Кл. C05F 3/00, C05F 11/02, C05F 15/00, C05F 17/00, C05G 3/00, 2013, прототип), включающий измельчение куриного помета и торфа, взятых в соотношении 50:50 до гранулометрического состава не более 10 мм, перемешивание и ощелачивание 0,5% раствором KOH в объеме 1,5 л на 1 кг смеси при 20-22°C в течение 24 часов. Вводят в полученное первичное биоудобрение пшеничные отруби в количестве 3 мас.% и перемешивают. Проводят первую стадию биоконверсии смеси при температуре 36-39°C в течение 96 часов. Затем проводят вторую стадию биоконверсии при температуре 55-60°C в течение 24 часов. При этом через каждые 24 часа смесь продувают воздухом в продольном и поперечном направлениях в течение 30 минут.Closest to the claimed is a method of producing biofertilizer (RF Patent No. 2539781, CL. C05F 3/00, C05F 11/02, C05F 15/00, C05F 17/00, C05G 3/00, 2013, prototype), including grinding chicken manure and peat, taken in a ratio of 50:50 to a particle size distribution of not more than 10 mm, stirring and alkalization with a 0.5% KOH solution in a volume of 1.5 L per 1 kg of mixture at 20-22 ° C for 24 hours. Enter into the obtained primary biofertilizer wheat bran in the amount of 3 wt.% And mix. The first stage of bioconversion of the mixture is carried out at a temperature of 36-39 ° C for 96 hours. Then carry out the second stage of bioconversion at a temperature of 55-60 ° C for 24 hours. Moreover, every 24 hours, the mixture is blown with air in the longitudinal and transverse directions for 30 minutes.

Недостатком полученного биоудобрения является то, что при его получении не использовались добавки, например микроэлементы, которые могли бы привести к улучшению свойств конечного продукта - биоудобрения, и при использовании которого оказывать более эффективное влияние на рост и развитие растений. Кроме того, к важным элементам регулирования процесса биоконверсии относят использование органических носителей, способных осуществлять дополнительное влияние на интенсивность биохимических преобразований. Пшеничные отруби, используемые в этом процессе, не полностью удовлетворяют данному требованию.The disadvantage of the obtained biofertilizer is that it was not used additives, for example microelements, which could lead to improved properties of the final product - biofertilizer, and when used, have a more effective effect on plant growth and development. In addition, the use of organic carriers capable of additionally affecting the intensity of biochemical transformations is considered an important element in regulating the bioconversion process. The wheat bran used in this process does not fully satisfy this requirement.

Задача, решаемая данным изобретением, заключается в получении в ходе биоконверсионного процесса нового более эффективного биоудобрения путем введения стимуляторов для улучшения роста и развития растений.The problem solved by this invention is to obtain during the bioconversion process a new more effective biofertilizer by introducing stimulants to improve plant growth and development.

Технический результат изобретения - получение нового биоудобрения, обогащенного калием-натрием виннокислым и лимонной кислотой, оказывающего эффективное воздействие на рост и развитие растений.The technical result of the invention is to obtain a new biofertilizer enriched with potassium-sodium tartaric acid and citric acid, which has an effective effect on the growth and development of plants.

Поставленная задача решена тем, что в способе получения биоудобрения, включающем предварительное измельчение куриного помета и торфа, взятые в соотношении компонентов 50:50 до гранулометрического состава не более 10 мм с последующим их перемешиванием и ощелачиванием 0,5%-ным водным раствором едкого калия в количестве 1,5 л на 1 кг смеси при температуре 20-22°C в течение 24 часов, введение в полученное первичное биоудобрение пшеничных отрубей в количестве 3 мас.% смеси с последующим перемешиванием компонентов и проведение процесса биоконверсии в две стадии при повышенной температуре, при этом первую стадию биоконверсии проводят в температурном интервале 36-39°C в течение 96 часов, вторую - в температурном интервале 55-60°C в течение 24 часов, причем, в процессе биоконверсии смесь периодически продувают воздухом в продольном и поперечном направлениях в течение 30 мин через каждые 24 часа, одновременно с пшеничными отрубями в первичное биоудобрение вводят калий-натрий виннокислый в количестве 0,1 мас.% смеси и лимонную кислоту также в количестве 0,1 мас.% смеси.The problem is solved in that in the method of producing biofertilizer, including preliminary grinding of chicken droppings and peat, taken in a ratio of components of 50:50 to a particle size distribution of not more than 10 mm, followed by their mixing and alkalization with a 0.5% aqueous solution of potassium hydroxide in 1.5 liters per 1 kg of the mixture at a temperature of 20-22 ° C for 24 hours, introducing into the obtained primary biofertilizer wheat bran in the amount of 3 wt.% the mixture, followed by mixing of the components and carrying out the bioconversion process in two e stages at elevated temperature, while the first stage of bioconversion is carried out in the temperature range of 36-39 ° C for 96 hours, the second in the temperature range of 55-60 ° C for 24 hours, and, in the process of bioconversion, the mixture is periodically purged with air in in the longitudinal and transverse directions for 30 minutes every 24 hours, simultaneously with wheat bran, potassium sodium tartrate in the amount of 0.1 wt.% of the mixture is introduced into the primary bio-fertilizer and citric acid also in the amount of 0.1 wt.% of the mixture.

Калий-натрий виннокислый, химическая формула: KNa[C4H4O6]4Н2О - это бесцветные кристаллы белого цвета. Применяется в качестве компонента для гальванических ванн, при серебрении зеркал, в радиотехнике, в медицине, в аналитической химии.Potassium sodium tartrate, chemical formula: KNa [C 4 H 4 O 6 ] 4H 2 O are colorless white crystals. It is used as a component for galvanic baths, for silvering mirrors, in radio engineering, in medicine, in analytical chemistry.

Достоинством применения калия-натрия виннокислого в качестве стимулятора при получении биоудобрения является то, что он содержит два важнейших физиологических элемента. Роль катиона калия весьма многообразна. Он стимулирует нормальное течение процесса фотосинтеза, усиливая отток углеводов из пластинки листа в другие органы. Не входя в состав ферментов, он активирует работу многих из них (рибофлавина, тиамина, киназы пировиноградной кислоты, энзимов, с участием которых синтезируются некоторые пептидные связи, что повышает биосинтез белков из аминокислот, и другие процессы). Во всех этих реакциях калий служит переносчиком электронов. Он увеличивает гидрофильность (оводненность) коллоидов протоплазмы, что поддерживает организм в молодом, деятельном состоянии. При достаточном обеспечении калием растения лучше удерживают воду, легче переносят кратковременные засухи. Более интенсивное накопление углеводов в растениях при хорошем калийном питании повышает качество урожая (увеличивает содержание сахара в плодах и овощах, крахмала в картофеле, обеспечивает тонину и прочность волокна у льна и других прядильных растений). Одновременно с улучшением качества урожая усиливается стойкость культур к легким заморозкам. Это происходит вследствие повышения осмотического давления клеточного сока, что предопределяет понижение температуры его замерзания («Агрохимия и физиология питания растений», А.В. Петербургский, М., Россельхозиздат, 1981).The advantage of using potassium sodium tartrate as a stimulant in obtaining biofertilizer is that it contains two important physiological elements. The role of the potassium cation is very diverse. It stimulates the normal course of the photosynthesis process, enhancing the outflow of carbohydrates from the leaf plate to other organs. Without being part of the enzymes, it activates the work of many of them (riboflavin, thiamine, pyruvic acid kinase, enzymes, with the participation of which some peptide bonds are synthesized, which increases the biosynthesis of proteins from amino acids, and other processes). In all these reactions, potassium serves as an electron carrier. It increases the hydrophilicity (hydration) of protoplasmic colloids, which supports the body in a young, active state. With sufficient potassium, plants retain water better, and tolerate short-term droughts. A more intensive accumulation of carbohydrates in plants with good potassium nutrition improves the quality of the crop (increases the sugar content in fruits and vegetables, starch in potatoes, provides the tonin and fiber strength of flax and other spinning plants). Along with improving the quality of the crop, the resistance of crops to light frosts increases. This occurs due to an increase in the osmotic pressure of cell juice, which determines a decrease in its freezing temperature ("Agrochemistry and Plant Nutrition Physiology", A.V. Petersburg, M., Rosselkhozizdat, 1981).

Натрий, входящий в состав калия-натрия виннокислого, оказывает большое влияние на транспорт веществ через мембраны, входит в так называемый натрий-калиевый насос (Na+/K+). Натрий регулирует транспорт углеводов в растении. Хорошая обеспеченность растений натрием, как и в случае с калием, повышает их зимостойкость. При его недостатке замедляется образование хлорофилла («Общая биология», Болгова И.В., Шапошникова И.Α., Фандо Р.Α., №5, 2008).Sodium, which is part of potassium-sodium tartrate, has a great effect on the transport of substances through membranes, is included in the so-called sodium-potassium pump (Na + / K +). Sodium regulates the transport of carbohydrates in the plant. A good supply of plants with sodium, as in the case of potassium, increases their winter hardiness. With its deficiency, the formation of chlorophyll slows down (General Biology, Bolgova IV, Shaposhnikova I.Α., Fando R.Α., No. 5, 2008).

Лимонная кислота (C6H8O7) представляет собой кристаллическое вещество, имеющее матовый белый цвет. Лимонная кислота очень полезна для пищевой промышленности как незаменимый подкислитель, она обладает хорошей растворимостью, низким уровнем токсичности, безопасна для окружающей среды, хорошо сочетается со многими химическими веществами. Она является важнейшим звеном в процессе клеточного дыхания, так как обладает антиоксидантными и бактерицидными свойствами, а также принимает участие в работе цикла Кребса. Благодаря этому лимонная кислота в обменных реакциях выступает в роли составной части в серии составляющих, которые принимают участие в окислении белков, жиров и углеводов, перерабатывая их в углекислый газ и воду, то есть практически во всех обменных реакциях организма, играя в них роль «первой скрипки» (Граник В.Г. Основы медицинской химии, М.: «Вузовская наука», 2001. - 384 с.). Определенное значение также имеют мягкие подкисляющие свойства лимонной кислоты. Оба выбранных стимулятора достаточно доступны, дешевы, нетоксичны.Citric acid (C 6 H 8 O 7 ) is a crystalline substance that has a dull white color. Citric acid is very useful for the food industry as an indispensable acidifier, it has good solubility, low toxicity, is environmentally friendly, and combines well with many chemicals. It is the most important link in the process of cellular respiration, as it has antioxidant and bactericidal properties, and also takes part in the Krebs cycle. Due to this, citric acid in metabolic reactions acts as an integral part in a series of components that take part in the oxidation of proteins, fats and carbohydrates, processing them into carbon dioxide and water, that is, in almost all metabolic reactions of the body, playing the role of “the first violins ”(VG Granik, Fundamentals of Medical Chemistry, Moscow:“ University Science ”, 2001. - 384 p.). The soft acidifying properties of citric acid are also of particular importance. Both selected stimulants are reasonably affordable, cheap, non-toxic.

В ходе разработки нового способа получения биоудобрения после процесса ощелачивания одновременно с введением пшеничных отрубей добавляют стимуляторы - калий-натрий виннокислый и лимонная кислота - в концентрациях 0,02; 0,1 и 0,5% на 1 кг исходной смеси каждый. Заявленный интервал концентраций данных стимуляторов посчитали физиологичным, достаточным для осуществления стимулирующего эффекта. Дальнейшее изучение процесса позволило выбрать оптимальную концентрацию заявленных стимуляторов.During the development of a new method for producing biofertilizer after the alkalization process, stimulants are added simultaneously with the introduction of wheat bran - potassium sodium tartrate and citric acid in concentrations of 0.02; 0.1 and 0.5% per 1 kg of the initial mixture each. The claimed concentration range of these stimulants was considered physiological, sufficient for the implementation of a stimulating effect. Further study of the process allowed us to choose the optimal concentration of the claimed stimulants.

Варианты ведения процесса оценивали путем сравнения исходных торфопометных смесей и конечных продуктов по нескольким показателям: наличию агрономически полезных аммонифицирующих микроорганизмов, по содержанию санитарно-показательной микрофлоры - энтеробактерий, а также по показателям, отражающим общую направленность процессов распада и синтеза различных соединений, - по окислительно-восстановительному коэффициенту (ОВК), представляющему собой отношение активности ферментов каталазы и дегидрогеназы; по наличию агрохимических показателей, по содержанию фульвокислот и гуминовых кислот, углероду. Сравнивали процессы с введением трех видов концентраций и прототип (Патент РФ №2539781) - так называемый базовый процесс.Process management options were evaluated by comparing the initial peat mixtures and final products according to several indicators: the presence of agronomically useful ammonifying microorganisms, the content of sanitary-indicative microflora - enterobacteria, and also indicators that reflect the general orientation of the decomposition and synthesis of various compounds - according to oxidation reduction factor (HVAC), which is the ratio of the activity of catalase and dehydrogenase enzymes; by the presence of agrochemical indicators, by the content of fulvic acids and humic acids, carbon. The processes were compared with the introduction of three types of concentrations and the prototype (RF Patent No. 2539781) - the so-called basic process.

Каталазная активность, разлагающая перекись водорода, во всех вариантах увеличивалась к концу процесса, а дегидрогеназная активность - уменьшалась (исключением является базовый процесс) (табл. 1). ОВК, отвечающий за баланс окислительно-восстановительных реакций, увеличивается везде, причем у варианта с концентрацией стимуляторов 0,1% он наиболее высокий (близкий к единице), что свидетельствует о стабилизации процесса. В этом же процессе конечный продукт приобретал самое низкое значение pH.The catalase activity, which decomposes hydrogen peroxide, in all cases increased towards the end of the process, and the dehydrogenase activity decreased (the exception is the basic process) (Table 1). The HVA responsible for the balance of redox reactions increases everywhere, and for the variant with a stimulant concentration of 0.1% it is the highest (close to unity), which indicates the stabilization of the process. In the same process, the final product acquired the lowest pH value.

В исходных пробах всех партий биоудобрения наблюдалась достаточно высокая численность аммонифицирующей микрофлоры (табл. 2), которая отражает наличие процессов разрушения высокомолекулярных азотсодержащих соединений. К концу процесса их количество несколько уменьшилось во всех видах удобрения (включая базовый), кроме варианта с концентрацией стимуляторов 0,1% - здесь наблюдался небольшой прирост микроорганизмов этой группы. Во всех партиях удобрения наблюдалась тенденция к уменьшению численности микроорганизмов, разрушающих минеральные формы азота - амилолитических. Количество лучистых грибков - актиномицетов в конечном продукте всех вариантов наблюдалось в небольшом количестве, а количество микроскопических грибов, которые, как и актиномицеты разлагают сложные органические соединения, в некоторых случаях к концу опыта немного увеличивалось (базовый процесс), но в вариантах с добавлением стимуляторов - уменьшалось, причем в отдельных вариантах в 2 раза.In the initial samples of all batches of biofertilizer, a rather high number of ammonifying microflora was observed (Table 2), which reflects the presence of destruction processes of high molecular nitrogen-containing compounds. By the end of the process, their amount slightly decreased in all types of fertilizer (including basic), except for the variant with a stimulant concentration of 0.1% - there was a slight increase in the microorganisms of this group. In all batches of fertilizer, there was a tendency to a decrease in the number of microorganisms that destroy mineral forms of nitrogen - amylolytic. The number of radiant fungi - actinomycetes in the final product of all variants was observed in a small amount, and the number of microscopic fungi, which, like actinomycetes, decompose complex organic compounds, in some cases increased slightly by the end of the experiment (basic process), but in variants with the addition of stimulants - decreased, and in some cases 2 times.

Очень важной особенностью биоудобрения является минимальное количество или даже полное отсутствие условно патогенной микрофлоры. В конечных вариантах всех партий биоудобрения санитарно-показательная микрофлора (энтеробактерии) полностью отсутствовали по сравнению с исходными вариантами. Это достигается за счет высокого температурного режима в течение биоконверсионного процесса, несмотря на довольно благоприятный для микроорганизмов этого рода pH.A very important feature of biofertilizer is a minimal amount or even complete absence of conditionally pathogenic microflora. In the final versions of all batches of biofertilizer, the sanitary-indicative microflora (enterobacteria) were completely absent in comparison with the initial variants. This is achieved due to the high temperature regime during the bioconversion process, despite the rather favorable pH for microorganisms of this kind.

Что касается содержания элементов питания в исходных пробах и в продуктах всех партий нового биоудобрения, то можно отметить их повышение в конечных продуктах (табл. 3). Особо следует отметить накопление массовой доли общего калия в конечном продукте с концентрацией стимуляторов 0,1%.As for the content of nutrients in the initial samples and in the products of all batches of the new biofertilizer, we can note their increase in the final products (Table 3). Of particular note is the accumulation of the mass fraction of total potassium in the final product with a concentration of stimulants of 0.1%.

В таблице 4 приведены результаты, характеризующие полученное биоудобрение по содержанию углерода и по фракционному составу гуминовых кислот. Здесь следует отметить то, что при введении в смесь стимуляторов, в конечном продукте отмечается небольшое снижение содержания углерода (по сравнению с базовым процессом). Максимальное количество бурых гуминовых кислот, растворимых в щелочи, было обнаружено в варианте со средней концентрацией стимуляторов 0,1%. В этом же конечном продукте наблюдалось самое низкое содержание фульвокислот. Большое содержание гуминовых кислот - свидетельство более активного биосинтеза в этом процессе и свидетельство ранней стабилизации конечного продукта.Table 4 shows the results characterizing the obtained biofertilizer in terms of carbon content and in the fractional composition of humic acids. It should be noted here that when stimulants are introduced into the mixture, a slight decrease in the carbon content is observed in the final product (compared to the base process). The maximum amount of brown humic acids soluble in alkali was found in the variant with an average concentration of stimulants of 0.1%. In the same final product, the lowest fulvic acid content was observed. The high content of humic acids is evidence of more active biosynthesis in this process and evidence of early stabilization of the final product.

Из всех разновидностей нового биоудобрения наилучшей была признана та, что была получена с применением калия-натрия виннокислого и лимонной кислоты, добавляемых в исходную смесь в концентрациях 0,1%. Выбор остановили на этой партии, так как в ней сформировались наиболее благоприятные свойства: рН на уровне 8,3; высокий показатель ОВК=0,76; достаточно большие значения агрономически полезной микрофлоры, полное отсутствие санитарно-показательных микроорганизмов, высокое содержание NPK, повышенное содержание гуминовых кислот.Of all the varieties of the new biofertilizer, the one that was obtained using potassium-sodium tartrate and citric acid, added to the initial mixture in concentrations of 0.1%, was recognized as the best. The choice was stopped for this batch, since the most favorable properties were formed in it: pH at the level of 8.3; high HVAC = 0.76; quite large values of agronomically beneficial microflora, the complete absence of sanitary indicative microorganisms, a high NPK content, and a high content of humic acids.

Изобретение иллюстрируется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 изображена схема, поясняющая способ получения биоудобрения; на фиг. 2 - биореактор для осуществления заявленного способа получения нового биоудобрения. В таблице 1 представлена ферментативная активность исходных смесей и конечных продуктов удобрений; в таблице 2 - микрофлора исходных смесей и конечных продуктов удобрений; в таблице 3 - содержание элементов питания, углерода и гумусовых кислот (%) в исходных смесях и в удобрениях; в таблице 4 - сравнительная характеристика биоудобрений, получаемых по базовому процессу и при использовании новых стимуляторов в концентрации 0,1%; в таблице 5 показан результат практического применения нового биоудобрения - урожайность картофеля под влиянием биоудобрений.In FIG. 1 is a diagram illustrating a method for producing biofertilizer; in FIG. 2 - bioreactor for implementing the claimed method for producing new biofertilizer. Table 1 presents the enzymatic activity of the starting mixtures and the final fertilizer products; table 2 - the microflora of the initial mixtures and final fertilizer products; table 3 - the content of nutrients, carbon and humic acids (%) in the initial mixtures and in fertilizers; table 4 - comparative characteristics of biofertilizers obtained by the basic process and when using new stimulants in a concentration of 0.1%; table 5 shows the result of the practical application of the new biofertilizer - potato productivity under the influence of biofertilizers.

Заявленный способ получения биоудобрения осуществляют в биореакторе, который состоит из корпуса 1, внутри которого размещена барботажная сетка 2, закрытого сверху крышкой 3. Через крышку 3 проходит приспособление 4 для вытягивания барботажной решетки 4. Биореактор устанавливают на подставку 5 в термостат, а контроль за температурой осуществляют по термометру 6. Для продувки смеси воздухом установлены барботажные трубки 7 - продольная аэрация, 8 - поперечная аэрация.The claimed method of producing biofertilizer is carried out in a bioreactor, which consists of a housing 1, inside of which there is a bubbling net 2, closed on top by a cover 3. Through the cover 3 passes a device 4 for pulling the bubbling grate 4. The bioreactor is installed on the stand 5 in a thermostat, and temperature control carried out by thermometer 6. To purge the mixture with air, bubble tubes 7 — longitudinal aeration, 8 — transverse aeration were installed.

Готовят смесь из куриного помета и торфа, взятых в соотношении 50:50. Исходное сырье измельчают до гранулометрического состава не более 10 мм и тщательно перемешивают до получения практически монодисперсной системы. Торфопометную смесь подвергают ощелачиванию 0,5%-ным водным раствором едкого калия в количестве 1,5 л на 1 кг смеси при температуре 20-22°C в течение 24 часов. Получают первичное биоудобрение, в которое добавляют пшеничные отруби в количестве 3 мас.%, калий-натрий виннокислый в количестве 0,1 мас. % смеси и лимонную кислоту в количестве 0,1 мас.% смеси (первичного биоудобрения). Перемешивают компоненты смеси и загружают в корпус 1 биореактора на барботажную сетку 2 и закрывают крышкой 3. Биореактор устанавливают на подставку 5 в термостат и термостатируют до температуры 36-39°C (контроль осуществляют термометром 6), продувают воздухом через барботажные трубки 7, 8. После этого начинается двухстадийный биоконверсионный процесс: первую стадию биоконверсии проводят в температурном интервале 36-39°C в течение 96 часов, вторую - при температурном интервале 55-60°C в течение 24 часов, при этом через каждые 24 часа смесь продувают воздухом в продольном и поперечном направлениях в течение 30 минут.A mixture of chicken droppings and peat is prepared, taken in a ratio of 50:50. The feedstock is crushed to a particle size distribution of not more than 10 mm and mixed thoroughly until an almost monodisperse system is obtained. Peat mixture is subjected to alkalization with a 0.5% aqueous solution of caustic potassium in the amount of 1.5 l per 1 kg of the mixture at a temperature of 20-22 ° C for 24 hours. A primary biofertilizer is obtained in which wheat bran is added in an amount of 3 wt.%, Potassium sodium tartrate in an amount of 0.1 wt. % of the mixture and citric acid in an amount of 0.1 wt.% of the mixture (primary biofertilizer). Mix the components of the mixture and load into the housing 1 of the bioreactor on a bubble screen 2 and close the lid 3. The bioreactor is mounted on a stand 5 in a thermostat and thermostated to a temperature of 36-39 ° C (control is carried out with a thermometer 6), blow through air through bubble tubes 7, 8. After this, the two-stage bioconversion process begins: the first stage of bioconversion is carried out in the temperature range of 36-39 ° C for 96 hours, the second - in the temperature range of 55-60 ° C for 24 hours, while every 24 hours the mixture is purged spirit in the longitudinal and transverse directions in 30 minutes.

Полученный заявленным способом продукт - новое биоудобрение с повышенным содержанием физиологически активных веществ, расширяющее ассортимент удобрений, полученных путем биоконверсии органических отходов.The product obtained by the claimed method is a new biofertilizer with a high content of physiologically active substances, expanding the range of fertilizers obtained by bioconversion of organic waste.

Пример конкретного выполнения способа получения нового биоудобрения.An example of a specific implementation of the method of obtaining a new biofertilizer.

Получение биоудобрения начинается с подготовки исходной смеси органического сырья, состоящего из помета куриного и торфа, взятых в соотношении 50:50, общей массой 1 кг. Полученную смесь помещают в стеклянную емкость объемом 2 дм3, тщательно перемешивают и измельчают до частиц с гранулометрическим составом не более 10 мм.Obtaining biofertilizer begins with the preparation of the initial mixture of organic raw materials, consisting of chicken droppings and peat, taken in a ratio of 50:50, with a total weight of 1 kg. The resulting mixture is placed in a glass container with a volume of 2 dm 3 , mix thoroughly and grind to particles with a particle size distribution of not more than 10 mm.

Обработку (ощелачивание) торфопометной смеси проводят 0,5%-ной щелочью KOH объемом 1,5 л в течение 24 часов при температуре 20-22° с целью глубокого разрушения высокомолекулярных органических соединений. Благодаря приему ощелачивания активизируется ферментативная активность (табл. 1) как ферментов-оксидоредуктаз (каталазы и дегидрогеназы), так и гидролаз (протеазы и целлюлазы).Processing (alkalization) of the peat mixture is carried out with 0.5% alkali KOH with a volume of 1.5 l for 24 hours at a temperature of 20-22 ° in order to deeply destroy high molecular weight organic compounds. Thanks to the alkalization technique, the enzymatic activity (Table 1) of both oxidoreductase enzymes (catalase and dehydrogenase) and hydrolase (protease and cellulase) is activated.

Далее в полученное первичное биоудобрение с целью снижения влажности и установления благоприятного уровня pH, позитивно влияющих на развитие микрофлоры, добавляют пшеничные отруби (отходы мукомольного производства) в количестве 3% от массы исходной торфопометной смеси (30 г). Одновременно в первичное удобрение добавляют калий-натрий виннокислый и лимонную кислоту в количестве 0,1% каждого от массы исходной торфопометной смеси (1 г), перемешивают компоненты смеси, после чего помещают в биореактор объемом 1,75 дм3 и проводят двухстадийную биоконверсию.Then, in order to reduce humidity and establish a favorable pH level, which positively affect the development of microflora, wheat bran (waste from flour milling) is added to the obtained primary biofertilizer in an amount of 3% by weight of the initial peat mixture (30 g). At the same time, potassium sodium tartrate and citric acid are added to the primary fertilizer in an amount of 0.1% of each of the mass of the initial peat mixture (1 g), the components of the mixture are mixed, then placed in a 1.75 dm 3 bioreactor and a two-stage bioconversion is carried out.

Первую стадию биоконверсии осуществляют при температуре 36-39°C в течение 96 ч, при которой активно развивалась микрофлора, в том числе и перешедшая в споровое состояние при щелочном гидролизе. На второй стадии биоконверсии, протекающей при температуре 55-60°C в течение 24 ч, достигается необходимая экологичность биоудобрения (отсутствие энтеробактерий и низкое содержание грибов, среди которых встречаются патогены), чего было невозможно достигнуть на первой стадии, вследствие благоприятной для санитарно-показательной микрофлоры и микроорганизмов порчи температуры 36-39°C. Благодаря процессу биоконверсии постадийно формируется продукт с характерными качественными показателями, присущими биоудобрениям:The first stage of bioconversion is carried out at a temperature of 36-39 ° C for 96 h, at which the microflora actively developed, including the one that passed into a spore state during alkaline hydrolysis. In the second stage of bioconversion, which takes place at a temperature of 55-60 ° C for 24 hours, the necessary environmental friendliness of biofertilizer (lack of enterobacteria and low content of fungi, among which pathogens are found) is achieved, which was impossible to achieve in the first stage, due to the favorable sanitary-indicative microflora and microorganisms spoiling temperatures 36-39 ° C. Thanks to the bioconversion process, a product is formed in stages with the characteristic quality indicators inherent in bio-fertilizers:

- наличие достаточно высокой численности агрономически полезной микрофлоры;- the presence of a sufficiently high number of agronomically useful microflora;

- наличие элементов питания в форме, доступной для растений и микрофлоры;- the presence of nutrients in a form accessible to plants and microflora;

- присутствие веществ с фитогормональным действием, гумусовые кислоты;- the presence of substances with a phytohormonal effect, humic acids;

- благоприятная кислотность (табл. 2).- favorable acidity (table. 2).

Пример практического применения нового биоудобрения.An example of the practical application of the new biofertilizer.

Полученное заявленным способом новое биоудобрение апробировано в 2014 году в качестве основного удобрения на посадках картофеля путем локального внесения. 2014 год характеризовался сильной засухой во время вегетационного периода, поэтому уровень урожайности был очень низким. Однако в таблице 5 показана более высокая урожайность картофеля при использовании нового биоудобрения по отношению к контролю: без использования удобрений (б/у) и с использованием удобрения-прототипа, полученного базовым процессом (Патент РФ №2539781). Дозы биоудобрений были идентичными - 4 т/га, что важно при скрининговых исследованиях.Obtained by the claimed method, a new biofertilizer was tested in 2014 as the main fertilizer on planting potatoes by local application. The year 2014 was characterized by severe drought during the growing season, so the yield level was very low. However, table 5 shows a higher potato yield when using a new biofertilizer relative to the control: without the use of fertilizers (used) and using the prototype fertilizer obtained by the basic process (RF Patent No. 2539781). Doses of biofertilizers were identical - 4 t / ha, which is important for screening studies.

Использование полученного заявленным способом нового биоудобрения способствовало улучшению качества клубней картофеля по крахмалистости: относительно варианта б/у - на 15%, варианта с базовым биоудобрением - на 6%.The use of the new bio-fertilizer obtained by the claimed method helped to improve the quality of potato tubers in terms of starchiness: relative to the used version - by 15%, the variant with basic bio-fertilizer - by 6%.

Заявленный способ позволяет получить новое эффективное биоудобрение, обогащенное стимуляторами роста растений. Кроме того, разработанный способ является технологичным, что позволяет провести масштабирование процесса и осуществить его в промышленных условиях.The claimed method allows to obtain a new effective biofertilizer enriched with plant growth stimulants. In addition, the developed method is technologically advanced, which allows scaling of the process and its implementation in an industrial environment.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Figure 00000005
Figure 00000005

Claims (1)

Способ получения биоудобрения, включающий предварительное измельчение куриного помета и торфа, взятые в соотношении компонентов 50:50 до гранулометрического состава не более 10 мм с последующим их перемешиванием и ощелачиванием 0,5%-ным водным раствором едкого калия в количестве 1,5 л на 1 кг смеси при температуре 20-22°C в течение 24 часов, введение в полученное первичное биоудобрение пшеничных отрубей в количестве 3 мас.% смеси с последующим перемешиванием компонентов и проведение процесса биоконверсии в две стадии при повышенной температуре, при этом первую стадию биоконверсии проводят в температурном интервале 36-39°C в течение 96 часов, вторую - в температурном интервале 55-60°C в течение 24 часов, причем в процессе биоконверсии смесь периодически продувают воздухом в продольном и поперечном направлениях в течение 30 мин через каждые 24 часа, отличающийся тем, что одновременно с пшеничными отрубями в первичное биоудобрение вводят калий-натрий виннокислый в количестве 0,1 мас.% смеси и лимонную кислоту также в количестве 0,1 мас.% смеси. A method of producing biofertilizer, including preliminary grinding of chicken droppings and peat, taken in a ratio of 50:50 components to a particle size distribution of not more than 10 mm, followed by their mixing and alkalization with a 0.5% aqueous solution of caustic potassium in an amount of 1.5 l per 1 kg of the mixture at a temperature of 20-22 ° C for 24 hours, introducing into the obtained primary biofertilizer of wheat bran in the amount of 3 wt.% of the mixture, followed by mixing of the components and carrying out the bioconversion process in two stages at elevated temperature, p and the first stage of bioconversion is carried out in the temperature range of 36-39 ° C for 96 hours, the second in the temperature range of 55-60 ° C for 24 hours, and during the bioconversion the mixture is periodically blown with air in the longitudinal and transverse directions for 30 every 24 hours, characterized in that at the same time as wheat bran, potassium sodium tartrate is introduced into the primary biofertilizer in an amount of 0.1 wt.% of the mixture and citric acid also in an amount of 0.1 wt.% of the mixture.
RU2015114948/13A 2015-04-21 2015-04-21 Method of producing biological fertiliser RU2579254C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015114948/13A RU2579254C1 (en) 2015-04-21 2015-04-21 Method of producing biological fertiliser

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015114948/13A RU2579254C1 (en) 2015-04-21 2015-04-21 Method of producing biological fertiliser

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2579254C1 true RU2579254C1 (en) 2016-04-10

Family

ID=55793383

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015114948/13A RU2579254C1 (en) 2015-04-21 2015-04-21 Method of producing biological fertiliser

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2579254C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2646630C1 (en) * 2017-06-05 2018-03-06 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт мелиорированных земель" (ФГБНУ ВНИИМЗ) Method of producing biological fertiliser
RU2767995C1 (en) * 2021-04-06 2022-03-22 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Федеральный исследовательский центр "Почвенный институт имени В.В. Докучаева" (ФГБНУ ФИЦ "Почвенный институт им. В.В. Докучаева") Method for obtaining liquid fertilizer

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2264460C2 (en) * 2003-12-31 2005-11-20 Государственное научно-исследовательское учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственного использования мелиорированных земель (ГНИУ ВНИИМЗ) Method for production of bioactive agent for plant cultivation
US20120036599A1 (en) * 2007-08-02 2012-02-09 Dyadic International , Inc. Novel fungal enzymes
CN103172446B (en) * 2013-03-26 2014-06-18 浙江大学 Fluid nutrient medium for large-scale cultivation of termitomyces albuminosus mycelium and application thereof
CN104311330A (en) * 2014-10-20 2015-01-28 合肥奕涵农牧科技有限公司 Culture medium for planting pleurotus eryngii by utilizing bamboo shavings, and preparation method of culture medium

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2264460C2 (en) * 2003-12-31 2005-11-20 Государственное научно-исследовательское учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственного использования мелиорированных земель (ГНИУ ВНИИМЗ) Method for production of bioactive agent for plant cultivation
US20120036599A1 (en) * 2007-08-02 2012-02-09 Dyadic International , Inc. Novel fungal enzymes
CN103172446B (en) * 2013-03-26 2014-06-18 浙江大学 Fluid nutrient medium for large-scale cultivation of termitomyces albuminosus mycelium and application thereof
CN104311330A (en) * 2014-10-20 2015-01-28 合肥奕涵农牧科技有限公司 Culture medium for planting pleurotus eryngii by utilizing bamboo shavings, and preparation method of culture medium

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2646630C1 (en) * 2017-06-05 2018-03-06 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт мелиорированных земель" (ФГБНУ ВНИИМЗ) Method of producing biological fertiliser
RU2767995C1 (en) * 2021-04-06 2022-03-22 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Федеральный исследовательский центр "Почвенный институт имени В.В. Докучаева" (ФГБНУ ФИЦ "Почвенный институт им. В.В. Докучаева") Method for obtaining liquid fertilizer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9150461B2 (en) Bioorganic agent for treating plants (variants)
CN101423437B (en) Method for preparing amellia pancake multi-resistance organic fertilizer
KR101365728B1 (en) Environment- friendly organic liquid fertilizer and manufacturing method of the same
CN103360151A (en) Biological organic composite fertilizer containing humic acid chelate
CN108633717A (en) A kind of selenium-enriched broccoli soilless culture nutrient fluid formula and its cultural method
CN105237248A (en) Grifola frondosa production culture medium and application thereof
RU2253641C2 (en) Method of manufacturing biological stimulator of growth and development of plants from humus-containing substances
RU2579254C1 (en) Method of producing biological fertiliser
RU2646630C1 (en) Method of producing biological fertiliser
CN104098395B (en) A kind of preparation method of water soluble fertilizer
CN106146076A (en) A kind of method that liquid manure of livestock and poultry that ferments manufactures biological organic fertilizer
RU2360893C1 (en) Bio-organic fertiliser
CN106800475A (en) A kind of edible mushroom selenium-rich culturing base with Pepper stalk as primary raw material
CN108191554A (en) A kind of organic alga fertilizer of microorganism and preparation method thereof
JPH11228269A (en) Production of enzyme cultured fermented fertilizer
RU2268868C2 (en) Liquid complex fertilizer and a method for manufacture thereof
RU2358429C1 (en) Composition for stimulating growth of agricultural crops
KR20000032420A (en) Method for preparing plant growth-activating agent having a natural affinity
KR102409954B1 (en) Plant nutrient composition and manufacturing method thereof
RU2539781C1 (en) Method of production of biofertiliser
RU2646633C1 (en) Method of producing biological fertiliser
RU2264460C2 (en) Method for production of bioactive agent for plant cultivation
CN107151169A (en) A kind of preparation method of aquaculture organisms fertilizer
KR20180006057A (en) Liquid fertilizer mixed Bone Meal and Sulfur and Manufacturing Method thereof
CN102660512B (en) Enzyme preparation composition for paddy rice and use thereof

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200422