СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОУДОБРЕНИЯ
METHOD OF PRODUCTION OF BIOFERTILISER

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при переработке отходов птицеводства.
Известно использование микроорганизмов рода Azotobacter для повышения плодородия почвы, биологической ремедиации почв и обогащения ее соединениями азота, однако в присутствии аммиака процесс азотфиксации прекращается и микробная культура рода Azotobacter начинает утилизировать свободный аммиак, которым богат птичий помет, что дает высокий дезодорирующий эффект.
8
9
Известен способ биологической переработки птичьего помета (патент РФ № 2322427, МПК (2006.01) C05F 11/08, (2006.01) C12N 1/20), предусматривающий смешение птичьего помета с влагопоглощающим материалом с последующей аэробной ферментацией смеси в присутствии микроорганизмов при перемешивании до естественного снижения температуры ферментационной смеси до 25-30°C. Причем в качестве микроорганизмов используют консорциум штаммов Bacillus subtilis В-168, Bacillus mycoides В-691, Bacillus mycoides B-46, Streptococcus thermophilus B-907, Candida tropicalis Y-1520, Candida utilis Y-2441(2). Преимущественное выполнение способа биологической переработки птичьего помета, когда в качестве консорциума микроорганизмов используют консорциум штаммов Bacillus subtilis В-168, Bacillus mycoides В-691, Bacillus mycoides B-46, Streptococcus thermophilus B-907, Candida tropicalis Y-1520, Candida utilis Y-2441 в равных соотношениях и в количестве 1·10-1·10 клеток в 1 мл на 1 т птичьего помета.
Таким образом, заявляемый способ позволяет получить более дешевое высокоэффективное удобрение путем снижения расходов на его переработку за счет упрощения технологического процесса и уменьшения расхода вносимого консорциума штаммов.
8
8
Наиболее близким аналогом к заявленному техническому решению является способ микробиологической переработки птичьего помета (патент РФ № 2437864, МПК (2009.01) C05F 3/00, (2006.01) C05F 11/08), заключающийся во внесении микробной культуры Pseudomonas sp. 114, депонированной в ВКПМ под № В-5060, в птичий помет с последующим перемешиванием, а затем через 5 суток вносят микробную культуру Azotobacter chroococcum B 35, депонированную в ВКПМ под № В-6010, и вновь перемешивают. Титр вносимых микробных культур составлял для Pseudomonas sp. 114-10 кл./мл и для Azotobacter chroococcum B 35 10 кл./мл. Объемное соотношение вносимых культур 2:1 соответственно из расчета 45 мл на 1 кг птичьего помета при бесподстилочном содержании птицы. При подстилочном содержании птицы Pseudomonas sp. 114 и Azotobacter chroococcum B 35, взятые в отношении 2:1, вносят в количестве 15 мл на 1 кг помета. Перед внесением микробных культур каждую из них разбавляют водой в соотношении 1:2 соответственно.
К недостаткам наиболее близкого аналога относится поэтапное внесение культур микроорганизмов и перемешивание бурта с птичьим пометом, и, как следствие, большая трудоемкость и материалоемкость данного способа микробиологической переработки птичьего помета.
Техническим результатом является ускорение процесса биоконверсии с одновременным увеличением биологической активности продукта переработки и экологической безопасности.
8
2
Технический результат достигается тем, что в способе получения биоудобрения, заключающемся во внесении микробных культур Pseudomonas sp. 114, депонированной в ВКПМ под № В-5060, и Azotobacter chroococcum B 35, депонированной в ВКПМ под № В-6010, с титром 10 кл./мл в соотношении 2:1 на сухой комбинированный носитель из расчета 60 мл на 1 кг и перемешивании, в качестве носителя используют целлюлозосодержащее вещество, например лузгу подсолнечника или риса, и минеральносодержащий компонент, например перлит, взятых в соотношении 1:3 по массе, и биосмесь наносят на пол животноводческих помещений в дозе 30-70 г на 1 м при влажности носителя 15-20%, затем биосмесь с отходами птицеводческих помещений собирают и складируют в бурты.
8
Способ получения биоудобрения осуществляется следующим образом: первой стадией технологического процесса является культивирование штаммов микроорганизмов до достижения необходимого количества КОЕ (10 кл./мл), второй - нанесение жидкой культуры микроорганизмов на сухой влагопоглощающий комбинированный носитель, а заключительной - непосредственное нанесение биопрепарата на пол птицеводческого помещения, затем биосмесь с отходами собирают и складируют в бурты.
Предварительно проводили поиск оптимального соотношения микробных культур Pseudomonas sp. 114 и Azotobacter chroococcum В 35 при обработке отходов птицеводства, взятых с Краснодарской птицефабрики, в количестве 3 кг для каждого из выбранных соотношений.
8
8
Использовали микробные культуры: Pseudomonas sp. 114, выращенную, как указано выше, и Azotobacter chroococcum B 35, выращенную на среде Эшби. Титр микробных культур составлял для Pseudomonas sp. 114-10 кл./мл и для Azotobacter chroococcum B 35-10 кл./мл.
Также были подобраны соотношения компонентов сухого комбинированного носителя, в состав которого вошли целлюлозосодержащее вещество, например лузга подсолнечника или риса, и минеральносодержащий компонент, например перлит. При подборе соотношений компонентов носителя учитывались также их гигроскопические свойства, наиболее оптимальным из рассмотренных вариантов является соотношение 1:3.
2
Полученную биосмесь далее распределяли по полу птицеводческих помещений поверх отходов птицеводства, в дозе 30-70 г на 1 м при влажности носителя 15-20% микробных культур совместно с сухим влагопоглощающим комбинированным носителем на отходы птицеводства. После каждого внесения биосмеси осуществляли перемешивание. Через 15 дней от начала обработки проводили аналитический и микробиологический контроль отходов по динамике аммонийного азота и по величине общего микробного числа.
Таблица 1
Влияние соотношения микробных культур Pseudomonas sp. 114 и Azotobacter chroococcum В 35 в биосмеси на эффективность биоконверсии отходов птицеводства через 15 суток по утилизации аммонийного азота и росту микробного числа
Соотношение культур Pseudomonas sp. 114: Azotobacter chroococcum В 35 в биосмеси
Показатели
Аммонийный азот, мг/л
Общее микробное число, кл./мл
До обработки
Через 15 суток
До обработки
Через 15 суток
1
2
3
4
5
1:1
250
110
10<sup>6</sup>
10<sup>9</sup>
1:2
250
120
10<sup>6</sup>
10<sup>11</sup>
1:3
250
130
10<sup>6</sup>
10<sup>11</sup>
2:1
250
90
10<sup>6</sup>
10<sup>10</sup>
3:1
250
140
10<sup>6</sup>
10<sup>10</sup>
Кроме того, определяли количество жизнеспособных личинок мух по МУ № 3.5.2.1759-03 от 28.09.2003 «Методы определения эффективности инсектицидов, акарицидов, используемых в медицинской дезинсекции» и гельминтологическое обсеменение отходов птицеводства по МУК 4.2.796-99 от 22.03.2002 «Методы санитарно-паразитологических исследований». Результаты исследований приведены в таблицах 2, 3.
Таблица 2
Влияние соотношения микробных культур Pseudomonas sp. 114 и Azotobacter chroococcum B 35 в биосмеси на эффективность биоконверсии отходов птицеводства через 15 суток по изменению количества колиформных бактерий и паразитологической обсемененности
Соотношение культур Pseudomonas sp. 114: Azotobacter chroococcum В 35 и биосмеси
Показатели
Колиформные бактерии
Паразитология
До обработки
Через 15 суток
До обработкиЧисло цист
Через 15 сутокЧисло цист
1:1
10<sup>3</sup>
10
5
2
1:2
10<sup>3</sup>
10<sup>2</sup>
5
3
1:3
10<sup>3</sup>
10<sup>2</sup>
5
Не обнаружено
2:1
10<sup>3</sup>
10<sup>2</sup>
5
Не обнаружено
3:1
10<sup>3</sup>
10<sup>3</sup>
5
Не обнаружено
Таблица 3
Влияние соотношения микробных культур Pseudomonas sp. 114 и Azotobacter chroococcum В 35 в биосмеси на эффективность биоконверсии отходов птицеводства через 15 суток на изменение количества патогенной микрофлоры и количества личинок мух
Соотношение культур Pseudomonas sp. 114: Azotobacter chroococcum В 35 в биосмеси
Показатели
Патогенная микрофлора (Salmonella)
Личинки мух
До обработки
Через 15 суток
До обработки, в 100 мл
Через 15 суток, в 100 мл
1:1
10<sup>2</sup>
Не обнаружено
66
35
1:2
10<sup>2</sup>
Не обнаружено
66
28
1:3
10<sup>2</sup>
Не обнаружено
66
32
2:1
10<sup>2</sup>
Не обнаружено
66
18
3:1
10<sup>2</sup>
Не обнаружено
66
36
Как следует из таблиц 1-3, оптимальным является соотношение микробных культур Pseudomonas sp. 114 и Azotobacter chroococcum В 35 в биосмеси, взятых в соотношении 2:1 соответственно.
Возможность практического использования иллюстрируется примерами его изготовления с использованием полной совокупности заявляемых признаков изобретения.
Пример конкретного осуществления способа получения биоудобрения
8
8
2
4
В период с 11 февраля 2013 года на кафедре биотехнологии, биохимии и биофизики на базе учебно-опытного хозяйства «Краснодарское» КГАУ была организована и проведена опытная обработка 50 кг отходов птицеводства. 11 февраля 2013 года было проведено смешивание биосмеси с отходами птицеводства, в ходе эксперимента были использованы микробная культура Pseudomonas sp. 114, выращенная на глюкозопептонной среде, с титром 10 кл./мл и микробная культура Azotobacter chroococcum В 35, выращенная на мелассной среде (состав на 1 л: 45 г свекловичной мелассы, 2 г KHPO, 0,02 г дрожжевого экстракта), с титром 10 кл./мл. Под воздействием культуры Pseudomonas sp. 114 происходит стимуляция развития целлюлозоразрушающих микроорганизмов (Cellulumonas, Trichoderma), а следовательно, образуется достаточное количество гидролизованных из целлюлозы сахаров, что является дополнительным стимулирующим эффектом для развития аборигенной микрофлоры отходов птицеводства.
Контроль биологической составляющей проводился один раз в неделю. Отмечали, что происходит с пометом, как уменьшается патогенная микрофлора и увеличивается полезная микрофлора. Также велось визуальное наблюдение за внешним видом птичьего помета. В ходе испытаний наблюдалось постепенное изменение цвета и агрегатного состояния содержимого буртов и снижение аммиачного запаха.
Отбор проб осуществляли в первый день внесения, через 6 суток и через 15 суток от начала обработки и проводили аналитический, микробиологический и паразитологический контроль в соответствии с методиками, указанными выше.
В результате применения заявляемого способа получены следующие результаты, отраженные в таблицах 4, 5.
Таблица 4
Результаты по изменению общего микробного числа, аммонийного азота, колиформных бактерий и патогенной микрофлоры
Время от начала обработки, сутки
Показатели
Общее микробное число, кл./мл
Аммонийный азот, мг/л
Колиформные микроорганизмы, КОЕ кл./мл
Патогенная микрофлора (Salmonella), кл./мл
На начало
10<sup>6</sup>
330
10<sup>3</sup>
300
6 суток
10<sup>8</sup>
250
10<sup>2</sup>
24
15 суток
10<sup>11</sup>
120
10<sup>2</sup>
Не обнаружено
Таблица 5
Результаты изменения количества личинок мух и паразитологического заражения
Время от начала обработки, сутки
Показатели
Паразитология, число цист в 1 л
Личинки мух в 100 мл
На начало
12
45
6 суток
6
21
15 суток
0
14
Кроме результатов, отраженных в таблицах 4, 5, следует указать, что отмечено снижение содержания в воздухе вредных газов: сероводорода, аммиака, метана, улучшение экологической обстановки внутри птицеводческих помещений, снижение негативного воздействия на окружающую среду, возникающего при хранении отходов птицеводства и производстве удобрения, уменьшение времени переработки отходов. Результат достигается тем, что за счет действия комплекса культур, обеспечивающих микробную утилизацию отходов птицеводства, происходит утилизация аммиака и остаточного белка в помете с целью оптимизации аборигенной микрофлоры.
Отходы птицеводства, не обработанные в соответствии с заявляемым способом и находящиеся рядом, не претерпели никаких изменений.