RU2851791C1 - Способ получения жидкого органического удобрения для растениеводства - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Предлагается способ получения жидкого органического удобрения для растениеводства из побочных продуктов животноводства, предварительно прошедших биотехнологическую переработку путем естественного компостирования с получением компоста влажностью 60-65%, экстракцией из него бактериальной массы в раствор с последующим отделением жидкого экстракта, который дополнительно обогащают раствором биологически активных веществ, причем в качестве побочного продукта животноводства используют куриный помет, экстракцию компоста проводят 5% водным раствором хлористого натрия в течение 6 ч при температуре 70°С в соотношении компонентов, масс., 1:5 соответственно, а в качестве раствора биологически активных веществ для обогащения полученного жидкого экстракта используют растительный раствор сильфии пронзеннолистной в соотношении компонентов, масс., 2,3:1 соответственно путем их перемешивания, полученный экстракцией водным 3% раствором хлористого натрия при температуре 60°С в течение 4 ч измельченного до размера частиц не более 1 мм с влажностью 13-15% растительного сырья, включающего стебли, листья, цветки и плоды сильфии пронзеннолистной, в соотношении компонентов, масс., 20:1 соответственно с последующим отделением жидкой фракции, используемой как растительный раствор сильфии пронзеннолистной. Изобретение позволяет ускоренно получить из куриного помета эффективное жидкое органическое удобрение для растениеводства. 2 з.п. ф-лы, 5 табл., 1 пр.

Description

Изобретение относится к сельскому хозяйству к области биотехнологии и может быть использовано при переработке отходов птицеводческих хозяйств, в частности для ускоренной переработки куриного помета и получения на его основе высококачественных органических экологически чистых удобрений.

Сельскохозяйственное производство России за счет животноводства и птицеводства дает до 18 млн тонн органических отходов, получивших по инициативе Правительства РФ в конце 2022 года название «побочные продукты животноводства (ППЖ)» [Биоконверсия побочных продуктов животноводства и отходов АПК: Коллективная монография. Владимир., 2023. 333 с]. Так, только одна российская птицефабрика в год способна вырабатывать порядка 100 тонн птичьего помета. Помет складируется на длительный период времени, что зачастую приводит к сильному загрязнению прилегающих к птицефабрикам территорий и сопредельных сред - воды и воздуха. При этом птичий помет - отличное органическое удобрение для садовых и огородных культур, наиболее концентрированное и быстродействующее среди других органических удобрений, содержащее в бесподстилочном виде 30-50%, а в подстилочном - примерно 10% аммиачного азота от общего количества азота [Брюханов А.Ю., Гаас А.В. Стратегия управления отходами предприятий производства на основе внедрения наилучших доступных технологий переработки помета // Экология и промышленность России. 2016. №2. С. 60-63.; Черданцев В., Тунгусков Е. Экономические и экологические проблемы при переработке птичьего помета // International Agricultural Journal. 2019. №3. С. 27-33.].

Птичий помет обладает большой обсемененностью различными микроорганизмами (аммонифицирующими - n×10⁶, энтеробактериями - n×10⁵, амилолитическими - n×10⁶ и др.). В условиях естественной аэрации и при благоприятных режимах влажности и температуры содержание микроорганизмов в нем может доходить до колоссальных размеров. В 1 г птичьего помета содержится иногда более 1 млрд. аммонифицирующих бактерий. Помимо окислительных, в птичьем помете имеются термофильные, нитрифицирующие, денитрифицирующие бактерии, возбудители различных брожений (целлюлозные, пектиновые, маслянокислые, молочнокислые и др.), плесневые грибы, актиномицеты, дрожжи [Потапов М.А., Фролов Д.И. Перспективы применения птичьего помета в виде органического удобрения в сельском хозяйстве // Инновационная техника и технология. 2024. Т. 11. №2. С. 26-33; Рабинович Г.Ю. Научные основы, опыт продвижения и перспективы биотехнологических разработок: монография. Тверь: Твер. гос. ун-т, 2016. 196 с].

Куриный помет насыщен минеральными веществами, стимулирующими рост и плодоношение. Однако в чистом виде - это химически агрессивная субстанция. Применение свежего куриного помета невозможна, так как он нанесет непоправимый вред почве и погубит растения. Поэтому для использования в качестве подкормки необходима переработка куриного помета. Переработанный в удобрение куриный помет повышает урожайность на 25-40%.

Птицеводческие хозяйства обязаны хранить и перерабатывать птичий помет в соответствии с ветеринарно-санитарными и гигиеническими требованиями. Подсушенные или имеющие натуральную влажность экскременты держат на открытых, закрытых площадках, под навесом и в специальных проветриваемых хранилищах. В процессе хранения под действием бактерий происходит разложение органики, обезвреживаются паразиты и патогенные микробы, стабилизируется минеральный состав птичьего помета.

Переработку птичьего помета осуществляют различными способами, среди них - компостирование (биотермический метод), вермикомпостирование, высокотемпературная сушка, сбраживание без доступа воздуха и др. Разные способы переработки птичьего помета позволяют получить ценные промышленные и сельскохозяйственные ресурсы: удобрения в виде гранул, пудрета, настоя или перегноя; биогаз, выделяющийся при разложении отходов птицеводства; биоэтанол; твердое биотопливо. Однако интенсивное развитие птицеводства в России сопряжено с наращиванием поголовья птицы, а проблема утилизации органических отходов их жизнедеятельности до настоящего времени не решена. Помет птиц представляет серьезную санитарную и эпизоотологическую опасность и требует тщательного обезвреживания. В настоящее время существует серьезная проблема удаления, переработки, рационального использования отходов птицеводческих хозяйств, загрязнения атмосферы, неприятного запаха и распространения болезней, а также загрязнения водных объектов стоками от дренажа полей, где расположены пометохранилища, в связи, с чем переработка птичьего помета с целью дальнейшего использования в качестве органического удобрения, богатого биологически активными веществами для многих сельскохозяйственных растений, является актуальной проблемой.

Известно множество технических решений, посвященных переработке птичьего помета.

Известен способ переработки помета птиц на удобрение и биогаз (А.с. СССР №1542943, Кл. C05F 3/00, C05F 11/02, C02F 11/04, 1988), включающий нагревание помета до температуры термофильного брожения, последующее анаэробное метановое сбраживание и охлаждение сброженного продукта с получением органического удобрения, в которое перед нагревом помета добавляют торф при массовом соотношении помета и торфа по сухому веществу (2-4): 1, смесь гомогенизируют и смешивают со сброженным продуктом при их массовом соотношении (1-4):1, после сбраживания полученный продукт делят на два потока, один из которых направляют на смешивание с торфо-пометной смесью, а другой охлаждают до температуры окружающей среды без контакта с газовой средой с получением органического удобрения.

Известен способ переработки куриного помета в биоудобрение (Патент РФ №2539781, Кл. C05F 3/00, C05F 11/02, 2015), включающий измельчение куриного помета и торфа, взятых в соотношении 50:50, до гранулометрического состава не более 10 мм. Перемешивают измельченные компоненты и ощелачивают 0,5%-ным водным раствором едкого калия в количестве 1,5 л на 1 кг смеси при 20-22°С в течение 24 часов. Вводят в полученное первичное биоудобрение пшеничные отруби в количестве 3% масс, и перемешивают. Проводят первую стадию биоконверсии смеси при 36-39°С в течение 96 часов. Затем проводят вторую стадию биоконверсии при 55-60°С в течение 24 часов. При этом через каждые 24 часа смесь продувают воздухом в продольном и поперечном направлениях в течение 30 минут.

Известен способ получения органического удобрения (патент РФ №2334730, Кл. C05F 3/00, 2006), включающий перемешивание помета сельскохозяйственной птицы с адсорбентом, в качестве которого используют торф, с одновременным перемещением смеси в ферментер и последующее ее аэробное компостирование, в процессе которого смесь разогревается, выдерживается и охлаждается. При перемешивании помета с торфом дополнительно вводят растительные отходы после ферментации лекарственных трав, подачу которых осуществляют в следующей последовательности: торф, помет сельскохозяйственной птицы, растительные отходы после ферментации лекарственных трав, помет сельскохозяйственной птицы, торф, причем влажность полученной смеси не должна превышать 60%, смесь разогревают до температуры 39-40°С в течение 1÷3 суток, выдерживают в течение 4÷7 суток при температуре 48-60°С и охлаждают в течение одних суток, после чего измельчают, перемешивают, просеивают и фасуют. В качестве растительных отходов после ферментации лекарственных трав используют смесь лекарственных трав: крапивы двудомной, тысячелистника обыкновенного, одуванчика лекарственного, ромашки аптечной, валерианы лекарственной и полыни горькой.

Общим недостатком известных технических решений является сложность и длительность технологического процесса, относительно небольшая доля (не более 50% в исходной смеси) птичьего помета, при этом следует отметить, что торф добывается не во всех регионах Российской Федерации, а его применение в качестве одного из компонентов удобрения удорожает конечный продукт.

Известен способ приготовления жидкого органического удобрения (патент РФ №2523839, Кл. C05F 3/00, C05F 11/02, 2016), включающий получение жидкой фракции куриного помета, обеззараживание, обогащение его вытяжкой биогумуса, перемешивание, направление полученного жидкого органического удобрения через дозатор в емкость для хранения. Готовую жидкую фракцию куриного помета, образовавшуюся после отстаивания в лагуне, прокачивают насосом через ультразвуковую установку для обезвреживания и уничтожения патогенной микрофлоры, направляют в смеситель вместе с вытяжкой биогумуса, добавляя микробиологический препарат «Восток-ЭМ1», патоку мелассы, отвар отрубей, перемешивают в течение 30 минут при положительной температуре внешней среды +16-20°С, подают в емкость для хранения, где через каждые 12 часов перемешивают воздухом под давлением через барботажную систему при температуре 23-24°С.

Недостатком известного технического решения является длительность и энергоемкость технологического процесса, следствием чего является высокая себестоимость конечного продукта.

Известны технические решения, направленные на упрощение способа переработки куриного помета, сокращение времени на проведение отдельных операций при изготовлении органического удобрения, снижение себестоимости изготовляемого удобрения.

Известен способ обработки куриного помета (А.с. СССР №1542943, Кл. C05F 3/00, C05F 7/00, 1987) путем анаэробного термофильного сбраживания и последующего разделения сброженной массы на твердую и жидкую фракции центрифугированием, в котором перед разделением сброженную массу куриного помета подщелачивают концентрированным водным раствором едкого калия до рН 9,0-10,5, затем нагревают до температуры 70-80°С и выдерживают в течение 3-5 минут.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному является способ получения жидкого биостимулятора роста и развития растений из гумусосодержащих веществ (патент РФ №2112763, кл. C05F 3/00, C05F 11/02, 1996, прототип), включающий биотехнологическую переработку навозных отходов методом естественного компостирования для получения компоста с влажностью 45-65%, выделение из него водной бактериальной суспензии, для получения которой компост замачивают в воде, экстрагируют из него бактериальную массу в водный раствор путем настаивания в течение 30 минут, полученную бактериальную суспензию отделяют от твердой фракции компоста центрифугированием, а твердую фракцию компоста подвергают щелочной экстракции с последующим смешиванием жидкого экстракта с бактериальной суспензией и отстаиванием для получения целевого продукта.

Известный способ получения жидкого биостимулятора роста и развития растений достаточно прост. Недостатком его является невысокая эффективность полученного биостимулятора, которая зависит не только от концентрации в целевом экстракте питательных веществ, но и непосредственно от исходного побочного продукта животноводства, которым является навоз крупного рогатого скота, и способа его биотехнологической переработки, которыми можно оптимизировать технологический процесс получения жидкофазных биосредств для растениеводства и земледелия и снизить его себестоимость.

Задача, решаемая данным изобретением, заключается в разработке способа получения жидкого органического удобрения из побочного продукта животноводства, которым является куриный помет, отличающегося простотой и расширяющего ассортимент жидких удобрений для растениеводства.

Технический результат, полученный от решения поставленной задачи, заключается в получении из куриного помета простым способом за достаточно короткий срок недорогого, но эффективного жидкого органического удобрения для растениеводства. Снижение материальных затрат и энергоресурсов на его получение снижают себестоимость полученного заявленным способом жидкого органического удобрения и повышают экономичность промышленного производства. Поскольку исходным сырьем для получения жидкого органического удобрения является куриный помет, решается проблема складирования и утилизации отходов птицеводства.

Поставленная в изобретении задача решена тем, что в способе получения жидкого органического удобрения для растениеводства из побочных продуктов животноводства, предварительно прошедших биотехнологическую переработку путем естественного компостирования с получением компоста влажностью 60-65%, экстракцией из него бактериальной массы в раствор с последующим отделением жидкого экстракта, который дополнительно обогащают раствором биологически активных веществ, в качестве побочного продукта животноводства используют куриный помет, экстракцию компоста проводят 5%-ым водным раствором хлористого натрия в течение 6 часов при температуре 70°С в соотношении компонентов, масс. 1:5 соответственно; в качестве раствора биологически активных веществ для обогащения полученного жидкого экстракта используют растительный раствор сильфии пронзеннолистной, полученный путем экстракции 3%-ым водным раствором хлористого натрия при температуре 60° в течение 4 часов измельченного до размера частиц не больше 1 мм растительного сырья, включающего стебли, листья, цветки и плоды сильфии пронзеннолистной, в соотношении компонентов, масс. 20:1 соответственно, с последующим отделением жидкой фракции, используемой как растительный раствор сильфии пронзеннолистной. При этом растительный раствор сильфии пронзеннолистной смешивают с жидким экстрактом в соотношении, масс. 1:2,3 соответственно.

Жидкий экстракт отделяют на нутч-фильтре под давлением 3 атм. Отделение растительного раствора сильфии пронзеннолистной осуществляют на нутч-фильтре под давлением 3 атм.

В ходе разработки нового способа получения жидкого органического удобрения для растениеводства из побочных продуктов животноводства, к которым относятся как куриный помет, так и коровий навоз, преимущество в качестве исходного сырья отдано куриному помету. По эффективности удобрения из птичьего помета в несколько раз превосходят удобрения из навоза крупного рогатого скота. В состав куриного помета входят микро- и макроэлементы и другие полезные вещества, необходимые для питания и роста растений, в частности, фосфорная кислота, калий, азот, биологически активные вещества, фенолы и сульфиды. Их количество зависит от состава корма, который используется на птицефабрике. Все минералы в помете содержатся в легкодоступной для растений форме. К достоинствам удобрения из птичьего помета относятся также его доступность и дешевизна [https://cleanbin.ru/utilization/organic-and-animal-waste/chicken-manure?ysclid=195bff9r45818837242].

В заявленном способе получения жидкого органического удобрения для растениеводства в качестве экстрагента, экстрагирующего из куриного помета, предварительно прошедшего биотехнологическую переработку путем естественного компостирования с получением компоста влажностью 60-65%, бактериальную массу в раствор, выбран водный раствор хлористого натрия, известного своим консервирующим эффектом. Данный технологический прием позволяет оптимизировать состав микрофлоры конечного продукта и увеличить срок его хранения. Характер влияния хлористого натрия на различные микроорганизмы неодинаков, что в значительной мере объясняется различием в уровне обмена веществ этих микроорганизмов. Наиболее выносливы к действию хлористого натрия грамположительные кокки; менее выносливы бациллы. К числу последних относится большинство гнилостных аэробов. Чувствительность к действию хлористого натрия обнаруживают также и многие гнилостные анаэробы (RU, №2689687). При этом жизнедеятельность толерантных к хлористому натрию микроорганизмов подавляется незначительно. Некоторые из них, например, молочнокислые бактерии, постепенно адаптируются к высокой концентрации хлористого натрия и начинают размножаться (L. plantarum, L. leichmanii, Pediococcus cerevisiae, Str. Lactis). Концентрация хлористого натрия в водном растворе 5% выбрана экспериментальным путем.

При перемешивании и последующем нагревании в течение 6 часов происходит извлечение (экстрагирование) из куриного помета бактериальной массы, а также водорастворимых веществ, содержащих питательные макро- и микроэлементы, фитогормоны и другие, биологически активные вещества. В полученном жидком органическом удобрении присутствует комплекс ценных органических соединений, таких как аминокислоты, гуминовые кислоты, фульвокислоты, набор микроэлементов, необходимых для нормальной жизнедеятельности растений и способствующих стимулированию их роста.

Для получения жидкого органического удобрения нет необходимости вносить дополнительные культуры микроорганизмов. Процесс микробиологической деструкции протекает за счет жизнедеятельности аборигенных микроорганизмов, что обеспечивает преимущество предлагаемого способа получения жидкого органического удобрения перед известным (RU, №2112763) и делает его проще. Длительность экстракции, продолжающаяся 6 часов, выбрана экспериментальным путем в процессе проведения ряда опытов как наиболее оптимальный вариант. Температурный режим 70°С обеспечивает санитарную чистоту готового продукта.

В качестве раствора биологически активных веществ для обогащения полученного жидкого экстракта используют растительный раствор сильфии пронзеннолистной.

Благодаря своим уникальным биологическим особенностям - высокой урожайности, продуктивному долголетию, экологической пластичности, устойчивости к неблагоприятным факторам среды, вредителям и болезням, значительному содержанию биологически активных и питательных веществ сильфия пронзеннолистная (Silphium perfoliatum L.) представляет интерес как растение многоцелевого использования. Сильфия пронзеннолистная активно изучается как почвоулучшающая, почвозащитная и мелиорирующая культура, представляющая ценность для биологического земледелия и расширения биоразнообразия в агроэкосистемах [Степанов А.Ф., Чупина М.П. Сильфия пронзеннолистная: биология, агротехника, использование. Омск, 2017. 304 с].

Химический состав сильфии пронзеннолистной отличается качественным и структурным многообразием, что обусловливает ее лекарственные и кормовые свойства. Метанольный экстракт из листьев сильфии пронзеннолистной, обогащенный тритерпеновыми гликозидами, способен усиливать регенерацию тканей [Куянцева А.М., Давидянц Э.С. Регенирирующая активность экстракта Silphium perfoliatum L. //Фармация. 1988. №6. С. 36-37.]. Тритерпеновые гликозиды и препараты на их основе обладают рострегулирующей и антифунгальной активностью и перспективны для использования в качестве регулятора роста растений [Давидянц Э.С. Перспективы хозяйственного использования сильфии пронзеннолистной (Silphium perfoliatum L) // Новости науки в ПАК. 2019. №1-2 (12). С. 58-65. DOI: 10.25930/cltr-cg57].

В фенольных фракциях, полученных из листьев, соцветий и корневищ сильфии пронзеннолистной, найдены фенолокислоты, флавоноиды, дубильные вещества. Из листьев изолированы флавоноидные соединения - гликозиды кверцетина и кемпферола, в том числе три новых тригликозида кемпферола, для одного из которых установлена противоопухолевая [Williams J.D. The flavonoids and phenolic acid of genus Silphium and there chemosystematic and medicinal value:dis. P.D. Texas, Austin, 2006.195 p.], для другого - иммуносупрессивная активность [Feng W.- Sh., Pei Y.-Y., Zheng X.-K., Li Ch-G., Ke Y.-Y., Lv. Y.Y., Zhang Y-L. A new kaempferol trioside from Silphium perfoliatum // J. Asian Natural Products Research. 2014. Vol. 16. №4. Pp. 393-399. DOI: 10.1080/10286020.2013.823951]. В листьях и стеблях сильфии пронзеннолистной обнаружены моно-, ди- и полисахариды; для полисахарида, выделенного из листьев, установлена антиоксидантная и гипогликемическая активность [Guo Y., Shang Н., Zhao Y., Zhang H., Chen Sh. Enzyme-assisted extraction of a cup plant (Silphium perfoliatum L) polysaccharide and itsantioxidant and hypoglycemic activities // Process Biochemistry. 2020. Vol. 92. Pp. 17-28. DOI: 10.1016/j.procbio. 2020.03.005]. Надземная часть сильфии пронзеннолистной богата белком, витаминами, макро- и микроэлементами. Достаточно высокое содержание пигментов в листьях сильфии пронзеннолистной позволяет рассматривать их как перспективное лекарственное сырье, содержащее хлорофилл и каратиноиды. Содержание хлорофилла в листьях сильфии пронзеннолистной сравнимо с таковым в листьях крапивы двудомной (до 1,1%), используемых в качестве лекарственного сырья - источника хлорофилла [Давидянц Э.С, Кравцов В.В. Динамика содержания пигментов в листьях сильфии пронзеннолистной (Silphium perfoliatum L) в зависимости от фазы развития и сезонных факторов // Химия растительного сырья. 2022. №1. С. 105-113. DOI: 10.14258/ cprm.20220110275.]. Пигменты обладают разнообразной биологической активностью и способны оказывать влияние на здоровье человека. Сходство химического строения хлорофилла и гемма небелковой части гемоглобина определило применение препаратов хлорофилла в медицине в качестве средств, усиливающих процессы кроветворения и повышающие иммунитет. Хлорофилл обладает также антимикробным, ранозаживляющим, противовоспалительным, тонизирующим действием, стимулирует работу сердца, дыхательного центра и нервно-мышечной системы, выводит токсины, нормализует кровяное давление, предотвращая образование и отложение кальция [Дымова О.В., Головко Т.К. Фотосинтетические пигменты: функционирование, экология, биологическая активность // Известия Уфимского научного центра РАН. 2018. №3(4). С. 5-16. DOI: 10.31.040/ 22228349-2015-4-3-5-16.]. Каротиноиды, благодаря наличию в молекулах сопряженной полиеновой системы, являются мощными антиоксидантами, обладают провитаминной, противовоспалительной, иммунотропной, антиканцерогенной активностью [Eldahshan О.А., Singab A.N.B. Carotenoids // J. Phytochemistry. 2013. Vol. 1. Pp. 225-234.].

Качественное и структурное многообразие химического состава сильфии пронзеннолистной является основанием для использования данного растения в качестве источника биологически активных веществ для обогащения жидкого органического удобрения из куриного помета с целью повышения его эффективности.

Для извлечения биологически активных веществ из измельченного растительного сырья, включающего стебли, листья, цветки и плоды сильфии пронзеннолистной, в качестве экстрагента выбран 3% водный раствор хлористого натрия ввиду его стабилизирующих свойств, поскольку экстракт сильфии пронзеннолистной обсеменен различными микроорганизмами. Для устранения их развития и замедления процессов порчи растительного экстракта применяют данный технологический прием.

Концентрация хлористого натрия в водном растворе 3% выбрана экспериментальным путем.

Изобретение поясняется таблицами.

В таблице 1 приведена характеристика куриного помета, прошедшего биотехнологическую переработку путем естественного компостирования, и растительного сырья, включающего стебли, листья, цветки, плоды сильфии пронзеннолистной; в таблице 2 - характеристика исходного сырья для получения жидкого органического удобрения заявленным способом; в таблице 3 - характеристика полученного заявленным способом жидкого органического удобрения; в таблице 4 показано влияние жидкого органического удобрения на всхожесть семян и развитие растений яровой пшеницы сорта Злата, где Ж.уд. - полученное заявленным способом жидкое органическое удобрение; в таблице 5 - влияние жидкого органического удобрения на всхожесть семян и развитие растений льна сорта Надежда, где Ж.уд. - полученное заявленным способом жидкое органическое удобрение.

Заявленный способ получения жидкого органического удобрения для растениеводства включает следующие операции:

- экстракцию куриного помета, предварительно прошедшего биотехнологическую переработку путем естественного компостирования с получением компоста влажностью 60-65%, 5%-ым водным раствором хлористого натрия в течение 6-ти часов при температуре 70°С, в соотношении компонентов, масс. 1:5 соответственно; в результате экстракции получают суспензию;

- отделение жидкого экстракта от твердой фракции путем фильтрации полученной суспензии на стандартном нутч-фильтре под давлением 3 атм.; твердый остаток направляют на вермикомпостирование или используют как экологически чистый компост;

- обогащение жидкого экстракта растительным раствором сильфии пронзеннолистной в соотношении компонентов, масс. 2,3:1 соответственно путем их перемешивания; растительный раствор сильфии пронзеннолистной получают путем экстракции водным 3% раствором хлористого натрия при температуре 60°С в течение 4 часов измельченного до размера частиц не более 1 мм растительного сырья, включающего стебли, листья, цветки и плоды сильфии пронзеннолистной, в соотношении компонентов, масс. 20:1 соответственно, с последующим отделением жидкой фазы путем фильтрации на стандартном нутч-фильтре под давлением 3 атм. Жидкая фаза используется как растительный раствор сильфии пронзеннолистной, а осадок используют в качестве компонента для компоста.

Заявленный способ получения жидкого органического удобрения для растениеводства осуществляют следующим образом.

Как показывает практика, часто птицефабрики не успевают вывозить и перерабатывать свежий помет, и он хранится несколько месяцев на прилегающей к птицефабрике территории. Такого помета накапливается достаточно большое количество, его утилизация является актуальной проблемой в настоящий момент.

Для получения жидкого органического удобрения используют куриный помет, хранившийся в течение 3-6 месяцев в бурте на открытой площадке и, как правило, прошедший биотехнологическую переработку путем естественного компостирования с получением компоста с оптимальной влажностью 60-65%. В таком помете проходит частичная ферментация и компостирование. Характеристика куриного помета, прошедшего биотехнологическую переработку путем естественного компостирования приведена в табл.1.

Куриный помет загружают в емкость, размещенную в печи-термостате, замачивают его 5% раствором хлористого натрия в соотношении компонентов, масс. 1:5 соответственно, перемешивают до однородного состояния и экстрагируют в течение 6 часов при температуре 70°С. После экстракции жидкий экстракт отделяют от твердой фракции путем фильтрации с использованием стандартного нутч-фильтра под давлением 3 атм. Твердый остаток может быть направлен на вермикомпостирование или использован как экологически чистый компост, так как он не содержит патогенной микрофлоры и в нем нет семян сорных растений, которые могут прорасти, что обеспечивает безотходность производства жидкого органического удобрения из куриного помета.

Для обогащения жидкого экстракта готовят растительный раствор сильфии пронзеннолистной. Химический состав сильфии пронзеннолистной как исходного растительного сырья приведен в табл. 1. Для приготовления растительного раствора сильфии пронзеннолистной используют измельченное до размера частиц не более 1 мм растительное сырье, включающее стебли, листья, цветки, плоды сильфии пронзеннолистной, с влажностью 13-15%. Растительное сырье загружают в емкость, размещенную в печи-термостате, замачивают его 3% раствором хлористого натрия в соотношении компонентов, масс. 1:20 соответственно, перемешивают до однородного состояния и экстрагируют в течение 4 часов при температуре 60°С. После экстракции проводят фильтрацию полученной суспензии на стандартном нутч-фильтре под давлением 3 атм. для отделения жидкой фазы - растительного раствора сильфии пронзеннолистной, от осадка.

Жидкий экстракт смешивают с растительным раствором сильфии пронзеннолистной в соотношении компонентов, масс. 2,3:1 соответственно для получения эффективного жидкого органического удобрения для растениеводства.

Пример конкретного выполнения.

Для получения жидкого органического удобрения заявленным способом берут 5 кг куриного помета влажностью 63%.

Характеристика исходного куриного помета и исходного растительного сырья для приготовления растительного раствора сильфии пронзеннолистной, включающего стебли, листья, цветки и плоды, приведена в табл. 2.

Куриный помет загружают в емкость, размещенную в печи-термостате, замачивают 20 л 5%-го раствора хлористого натрия, перемешивают до однородного состояния в течение 5 минут и экстрагируют в течение 6 часов при температуре 70°С. После чего полученную суспензию еще раз хорошо перемешивают в течение 5 мин. и фильтруют с использованием стандартного нутч-фильтра при 3 атм. Получают 18 л жидкого экстракта.

Полученный жидкий экстракт обогащают биологически активными веществами - растительным экстрактом сильфии пронзеннолистной, который готовят следующим образом. 450 г измельченного до частиц с размером 1 мм и влажностью 15% растительного сырья помещают в емкость, размещенную в печи-термостате, заливают 9 л 3% раствора хлористого натрия, перемешивают до однородного состояния в течение 5 мин. и оставляют для экстракции на 4 часа при температуре 60°С. После экстракции полученную суспензию фильтруют на стандартном нутч-фильтре при 3 атм. для отделения жидкой фазы. Получают 8 л жидкого растительного экстракта сильфии пронзеннолистной.

18 л жидкого экстракта смешивают с 8 л растительного экстракта сильфии пронзеннолистной и, хорошо перемешав, полученное жидкое органическое удобрение разливают в тару.

Твердый осадок, полученный в результате отделения жидкого экстракта после экстракции куриного помета, используют в качестве органического удобрения. Осадок после экстракции растительного сырья, включающего стебли, листья, цветки и плоды сильфии пронзеннолистной, рекомендуют использовать в качестве компонента для компоста.

Химический состав исходного сырья, полученного жидкого органического удобрения, водородный показатель рН определяют по общепринятым методикам в лаборатории массовых анализов ВНИИМЗ. Общее микробное число, количество молочнокислых микроорганизмов и микроскопических грибов - путем культивирования на плотных питательных средах и подсчета колоний в чашках Петри (метод Коха). В исходном помете и в жидком органическом удобрении определяют санитарную чистоту (наличие энтеробактерий и яиц гельминтов). Активность ферментов, расщепляющих углеводы (целлюлазы и инвертазы) определяют колориметрическим методом.

Конечный продукт представляет собой жидкость коричневого цвета со слабым специфическим запахом, возможен небольшой осадок. Характеристика полученного жидкого органического удобрения для растениеводства представлена в табл. 3.

Эффективность полученного жидкого органического удобрения исследована в серии опытов на всхожесть семян и развитие растений яровой пшеницы сорта Злата и льна сорта Надежда. При этом доза жидкого органического удобрения составляет 1…5…10 мл на литр дистиллированной воды. Для каждого исследования берут по 25 зерен тестовых растений. Эксперимент заложен в трехкратной повторности. Определяют энергию прорастания, длину и массу проростков и корневой системы тестовых растений (табл. 4 и табл. 5).

Полученные результаты показывают положительное влияние жидкого органического удобрения при обработке семян пшеницы - всхожесть увеличилась на 6% (при дозе 1 мл/л), биомасса сухих проростков увеличилась на 23,9% (при дозе 10 мл/л), длина корней на 7,3% и верхней части проростка на 7,2% (при дозе 5 мл/л), и при дозировке 10 мл/л длина верхней части проростков увеличилась на 18,4%.

Полученные результаты свидетельствуют о положительном влиянии жидкого органического удобрения при обработке семян льна - всхожесть увеличилась на 14,9% (при дозе 5 мл/л), на 19,2% (при дозе 10 мл/л).

Анализируя полученные результаты опытов, можно сделать следующие выводы:

1. Действительно, из куриного помета, предварительно прошедшего биотехнологическую переработку путем естественного компостирования с получением компоста влажностью 60-65%, за достаточно короткий срок простым способом получено жидкое органическое удобрение для растениеводства, отличающееся эффективностью.

2. Заявленный способ получения жидкого органического удобрения для растениеводства является безотходным. Твердая фракция, полученная в процессе осуществления заявленного способа, может быть использована в качестве органического удобрения для растениеводства, поскольку не содержит патогенной микрофлоры и в ней нет семян сорных растений.

3. Поскольку исходным сырьем для получения жидкого органического удобрения является куриный помет, решается проблема складирования и утилизации отходов птицеводства.

4. Снижение материальных затрат и энергоресурсов на его получение снижают себестоимость полученного заявленным способом жидкого органического удобрения и повышают экономичность промышленного производства.

5. Полученное заявленным способом жидкое органическое удобрение расширяет ассортимент жидких удобрений для растениеводства.

Разработанный способ получения жидкого органического удобрения для растениеводства является технологичным, что позволяет провести масштабирование процесса и осуществить его в промышленных условиях.

Способ получения жидкого органического удобрения для растениеводства

Способ получения жидкого органического удобрения для растениеводства

Способ получения жидкого органического удобрения для растениеводства

Способ получения жидкого органического удобрения для растениеводства

Способ получения жидкого органического удобрения для растениеводства

Claims (3)

1. Способ получения жидкого органического удобрения для растениеводства из побочных продуктов животноводства, предварительно прошедших биотехнологическую переработку путем естественного компостирования с получением компоста влажностью 60-65%, экстракцией из него бактериальной массы в раствор с последующим отделением жидкого экстракта, который дополнительно обогащают раствором биологически активных веществ, отличающийся тем, что в качестве побочного продукта животноводства используют куриный помет, экстракцию компоста проводят 5% водным раствором хлористого натрия в течение 6 ч при температуре 70°С в соотношении компонентов, масс., 1:5 соответственно, а в качестве раствора биологически активных веществ для обогащения полученного жидкого экстракта используют растительный раствор сильфии пронзеннолистной в соотношении компонентов, масс., 2,3:1 соответственно путем их перемешивания, полученный экстракцией водным 3% раствором хлористого натрия при температуре 60°С в течение 4 ч измельченного до размера частиц не более 1 мм с влажностью 13-15% растительного сырья, включающего стебли, листья, цветки и плоды сильфии пронзеннолистной, в соотношении компонентов, масс., 20:1 соответственно с последующим отделением жидкой фракции, используемой как растительный раствор сильфии пронзеннолистной.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отделение жидкого экстракта осуществляют на стандартном нутч-фильтре под давлением 3 атм.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отделение растительного раствора сильфии пронзеннолистной осуществляют на стандартном нутч-фильтре под давлением 3 атм.