СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ СПЛАВИНЫ, ИЗВЛЕЧЕННОЙ ПРИ ОЧИСТКЕ ВОДОЕМОВ И УЛУЧШЕНИЯ ПЛОДОРОДНЫХ СВОЙСТВ ПОЧВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ
METHOD OF DISPOSAL OF FLOATING BOG REMOVED IN CLEANING WATER RESERVOIRS AND IMPROVING FERTILE PROPERTIES OF AGRICULTURAL SOILS

Изобретение относится к мелиорации и сельскому хозяйству, в части земледелия, а именно к способам утилизации растительных остатков, извлеченных при очистке водоемов, и их использования для улучшения плодородных свойств почв сельскохозяйственного назначения. Способ включает внесение в почву сплавины и спорово-мицелиальной биомассы микроскопического гриба Trichoderma sp. №14. Техническим результатом изобретения является утилизация сплавины, повышение ферментативной активности почвы, а также увеличение содержания гумуса, улучшение водно-физических свойств почвы, увеличение урожайности сельскохозяйственных культур.
Уровень техники
Водоемы, особенно их мелководная часть, зарастают рогозом, камышом, сабельником, осоками и другими растениями. Это может привести к значительному уменьшению зеркала воды, заболачиванию и полной ликвидации водоема. Очистка водоема приводит к образованию большого количества отходов, в том числе растительности сплавины, которую необходимо утилизировать.
Утилизация отходов растительного сырья и послеуборочных растительных остатков, как правило, происходит при компостировании в специальных условиях - отдельных емкостях, буртах, бороздах и т.д. Для ускорения процесса используют микроскопические грибы и дождевые черви.
Известен способ биоконверсии торфа и подстилочного навоза КРС, который предполагает последовательное внесение в субстрат микофильного целлюлозолитического гриба Trichoderma viride, выращенного на разваренном зерне пшеницы, и дождевых червей «Красный калифорнийский гибрид». Компостирование проводят в условиях стеллажной культуры в течение 3-4 недель (патент РФ 2408563). Недостатком этого способа является необходимость проведения процесса в специальном помещении и использование в нем наряду с Trichoderma viride дождевых червей.
Известен способ утилизации и рационального использования лигнинсодержащего растительного сырья, который осуществляется путем его измельчения, обработки ультразвуком, с последующим внесением гриба Panus tigrinus ВКМ F-3616 D и компостированием при температуре 24-26°С. Недостатками этого способа являются необходимость предварительной обработки ультразвуком и поддержание в ходе биоконверсии высокой температуры (патент РФ 2255979).
Способ, наиболее близкий к заявляемому по технологии утилизации растительных остатков непосредственно в почве, предполагает размещение подсушенных до воздушно-сухого состояния послеуборочных растительных остатков в предварительно нарезанные борозды, их укрытие валками и полив (патент РФ 2400961). Недостатком этого способа является многоступенчатость технологии, а также ее направленность на ускорение процессов минерализации, а не гумификации, что менее эффективно для повышения почвенного плодородия.
Раскрытие
2
Техническим результатом при реализации заявляемого способа является утилизация сплавины при одновременном повышении плодородия почв сельскохозяйственного назначения. Этот технический результат достигается путем механического измельчения материала сплавины до размера 5-10 см, распределения его по поверхности почвы, внесения суспензии спор Trichoderma sp. №14 в виде водного раствора в количестве 10 л/м, с последующей основной обработкой почвы.
Штамм Trichoderma sp. №14 был выделен из сплавины и депонирован в коллекции микроорганизмов Института биологии УНЦ РАН под регистрационным номером ИБ Г-51. Штамм Trichoderma sp. №14 обладает комплексом целлюлозолитических ферментов, не проявляет фитотоксических свойств. Для получения биомассы штамм выращивают поверхностно на жидкой среде Чапека с 2% сахарозы в течение 10-14 суток при 28°C. Биомассу отфильтровывают через бумажный фильтр и используют для приготовления водного раствора с конечной концентрацией 106 КОЕ/мл (колониеобразующих единиц/мл).
Пример
Полевые опыты по изучению эффективности заявляемого способа утилизации сплавины были проведены в 2009-2011 гг. на черноземе типичном слабоэродированном по следующей схеме:
1. Контроль - без внесения удобрений
2. Сплавина
3. Сплавина и Trichoderma sp. №14
4. Навоз
Сплавину и навоз вносили из расчета 25 т/га.
Исследования показали, что добавление к сплавине микроскопических грибов Trichoderma sp. №14 привело к повышению активности ферментов класса оксидоредуктаз (дегидрогеназа) и гидролаз (протеаза) на 7-20% соответственно, что способствовало гумификации органического вещества сплавины и увеличению содержания гуминовых кислот на 32%.
Применение заявляемого способа способствовало увеличению урожайности сельскохозяйственных культур (см. таблицу).
Урожайность сельскохозяйственных культур в полевом опыте при утилизации сплавины заявляемым способом (ц/га)
Вариант
2009 г. Картофель
2010 г. Яровая пшеница
2011 г. Многолетние травы
Контроль (без удобрений)
27,3±0,4
7,9±0,5
58,3±0,5
Сплавина
36,5±0,6
9,0±0,3
75,8±0,7
Сплавина+Trichoderma sp. №14
67,8±0,5
9,1±0,2
85,4±0,6
Навоз
92,4±0,8
11,8±0,5
126,1±0,7
Источники информации
1. Патент РФ 2408563, кл. C05F 11/08, публ. 10.01.2011. Способ получения биогумуса.
2. Патент РФ 2255979, кл. C12S 3/04, A23K 1/12, C12N 1/14, B01J 19/10, C12N 1/14, C12R 1:645, публ. 10.07.2005. Способ биоконверсии лигнина отходов растительного сырья.
3. Патент РФ 2400961, кл. A01C 21/00, A01B 79/02, публ. 10.10.2010. Способ рационального использования послеуборочных растительных остатков.