СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОГУМУСА
BIOCOMPOST OBTAINING METHOD

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при переработке органических отходов животноводства и птицеводства с получением высокоэффективного органического удобрения биогумуса.
Известен способ производства биогумуса, заключающийся в предварительном перемешивании и биотермическом компостировании субстрата, включающего органические рыхлители, заселение увлажненного компоста красными калифорнийскими червями вида Eisenia foetida для переработки компоста и отделение червей от увлажненного до 60-65% биогумуса, см. патент РФ №2274628.
Недостатками данного способа являются значительные энергетические затраты на перемешивание и биотермическое компостирование, а также низкая эффективность использования подвида красного калифорнийского червя вида Eisenia foetida в условиях отрицательных температур, характерных для значительного временного интервала в северных широтах.
Известен способ переработки птичьего помета и свиного навоза в органическое удобрение, который заключается в смешивании птичьего помета от клеточного содержания птицы, птичьего помета с подстилкой от напольного содержания птицы, добавки для улучшения качества органического удобрения при последующем естественном  компостировании, дополнительно используют свиной навоз и микробиологический препарат «Байкал-ЭМ1», см. патент РФ №2409537.
Недостатками данного способа являются малый диапазон микроклиматических параметров помещения, в котором планируется реализация способа, что влечет значительные затраты на отопление и вентилирование такого помещения, а также крайне жесткие требования к температуре и влажности субстрата, при котором возможно эффективное применение препарата «Байкал-ЭМ1».
Известен способ получения активированного биогумуса, заключающийся в компостировании подстилочного навоза и переработке полученного субстрата вермикультурой. На этапе переработки субстрата вермикультурой в субстрат добавляют молочную сыворотку при соотношении компонентов, мас.%: подстилочный навоз 70-80, дробленая солома 19-29,5, молочная сыворотка 0,5-1, см. патент РФ №2306303.
Основным недостатком данного способа является наличие в молочной сыворотке витамина B12, действие которого излишне ускоряет процесс обмена веществ у компостных червей и может привести к их гибели или гибели их потомства.
Известен способ приготовления удобрения из органических отходов животноводства, птицеводства и растениеводства, заключающийся в разделении биомассы на фракции сепарированием, ее обеззараживании с одновременной детоксикацией жидкой фракции в электролизере с нерастворимыми электродами, а твердой фракции - путем обработки озоновоздушной смесью и ультрафиолетовым излучением, см. патент РФ №2371425.
Недостатками данного способа являются значительная энергоемкость и технологическая сложность операции детоксикации жидкой фракции в электролизере с нерастворимыми электродами, а применение ультрафиолетового излучения способно резко снизить гуминовый компонент удобрения, т.к. разрушает гуминовые кислоты.
Известен способ получения биогумуса, заключающийся во внесении навозного червя в компостосодержащий субстрат, который получают путем смешивания свекловичного жома с известью в соотношении 10:1 по объему, затем полученную смесь смешивают с садовой землей в равных пропорциях по объему и добавляют наполнитель в пропорциях 5-10% от объема последней полученной смеси, при этом в качестве наполнителя используют резаную солому, см. патент РФ №2255077.
Недостатками данного способа являются высокая кислотность свекловичного жома, в результате действия которой навозный червь плохо адаптируется к субстрату, а также то, что в полученном таким образом биогумусе активно развивается грибковая микрофлора.
Известен способ получения биогумуса, заключающийся во внесении навозного червя в компостосодержащий субстрат, который получают путем смешивания навоза крупного рогатого скота с дефекатом в соотношении 3:1 по объему с последующим включением полученной смеси в садовую землю в равных пропорциях с добавлением органического наполнителя в количестве 15% от объема субстрата, причем в качестве органического наполнителя используют лиственный опад, см. патент РФ №2393137.
Данное техническое решение принято за прототип заявленного изобретения.
Недостатками прототипа способа являются повышенная кислотность приготовленного биогумуса, который возможно эффективно применять только на высокощелочных почвах, невозможность естественного смешивания навоза крупного рогатого скота и дефеката, а соответственно, необходимость привлечения дополнительных средств на смешивание искусственным образом, а также возможное наличие в лиственном опаде тяжелых металлов, которые разрушают пищеварительную систему компостных червей.
Задачей изобретения является повышение интенсивности процесса переработки отходов и получение ценного удобрения из органических отходов с наименьшими затратами по переработке навоза и помета и наибольшим эффектом, связанным с увеличением выхода готового биогумуса из субстрата.
Сущность заявленного изобретения как технического решения выражается в следующей совокупности существенных признаков.
Согласно изобретению способ получения биогумуса, включающий внесение в компостосодержащий субстрат дождевого компостного червя Eisenia foetida, характеризуется тем, что компостосодержащий субстрат получают путем смешивания перепревшего куриного помета с навозом крупного рогатого скота в соотношении 1:(1,8-2,2) по объему с добавлением органического наполнителя в количестве 30-40% от объема субстрата.
В этом заключается совокупность существенных признаков заявленного технического решения, обеспечивающая получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.
Кроме того, заявленное изобретение характеризуется наличием ряда дополнительных факультативных признаков, а именно:
- в качестве органического наполнителя используют отработанную подстилочную солому;
- в качестве органического наполнителя используют опилки;
- в качестве органического наполнителя используют отработанный резаный картон.
Технический результат, достигаемый при использовании заявленного изобретения, заключается в том, что заявленная технология обеспечивает раскисление компостосодержащего субстрата до уровня pH 6,8-7,5 и создает оптимальные условия плотности и пористости субстрата, необходимые для эффективного вермикультивирования. Эффективность биогумуса в заявленных экспериментально определенных интервалах максимальная, т.к. достигается наилучшее соотношение гуминовых и фулиокислот, при таком сочетании достигается наилучшая воздушная проницаемость удобрения, что улучшает обмен веществ в растениях, произрастающих в почве с таким удобрением.
Куриный помет и навоз крупного рогатого скота (КРС) - сложные капиллярно-пористые материалы, межклеточное пространство которых заполнено водой с относительно малым содержанием сахарозы. В свежем курином помете содержание сухих веществ колеблется от 8 до 15%, в свежем навозе - от 4 до 7%. Основной проблемой применения куриного помета как удобрения является высокая кислотность: pH сильно смещен в кислую сторону. Куриный помет отличается самым большим содержанием азота из всех основных видов отходов птицеводства. Навоз КРС химически является более нейтральным за счет того, что пищевой базой КРС выступает растительность, богатая целлюлозой. Однако для полной нейтрализации химической среды, необходимой для вермикультивирования, смешивания куриного помета с навозом без дополнительного раскисления недостаточно.
Куриный помет смешивают с навозом КРС в соотношении 1:2 по объему для частичной нейтрализации среды до получения кислотности, равной pH 5,8-6,5, что является допустимым для эффективной жизнедеятельности дождевых червей. Внесение подстилочной соломы, которая также является отходом функционирования животноводческих и птицеводческих хозяйств, в смесь в количестве 30-40% от общего объема субстрата дополнительно его раскисляет до уровня pH 6,8-7,5 и создает условия плотности и пористости субстрата, типичные для червя, а также улучшает воздушный режим субстрата.
Способ осуществляют следующим образом.
Приготовление базового компостосодержащего субстрата. Для этого куриный помет смешивают с навозом КРС до уровня, минимально допустимого для вермикультивирования значения pH субстрата 5,8-6,5, что достигается соотношением компонентов 1:(1,8-2,2) по объему.
Внесение в приготовленный субстрат органического наполнителя - подстилочной соломы, что позволяет дополнительно раскислить субстрат до уровня pH 6,8-7,5, улучшить воздушный режим субстрата и создать условия плотности и пористости субстрата, типичные для червя.
В качестве наполнителя для сравнения можно использовать опилки и отработанный резаный картон. Далее в компостосодержащий субстрат вносятся адаптированные компостные черви Eisenia foetida по стандартным нормативам 10-12 шт. на 1 л субстрата. Полученный биогумус подсушивается, просеивается и используется для выращивания декоративных и сельскохозяйственных растений, а также для рекультивации.
Полученный биогумус был исследован по стандартной методике оценки эффективности органического удобрения на предмет содержания органического вещества в различных субстратах после вермикультивирования и его биоэффективности.
В таблице 1 представлены результаты этой оценки.
Таблица 1
№
Состав исходного субстрата (соотношение компонентов, %)
Содержание органического вещества на % на сухое вещество биогумуса
ГК:ФК
Общий углерод
ГК
ФК
1
Навоз КРС (контроль)
4,20
0,27
13,78
2
Куриный помет + навоз KPC (33,3+66,7)
4,38
3,51
0,52
6,75
3
Куриный помет + навоз КРС + подстилочная солома (21,5+43,5+35)
5,42
3,23
0,54
5,98
4
Куриный помет + навоз КРС + картон (21,5+43,5+35)
5,24
3,31
0,53
6,25
5
Куриный помет + навоз КРС + опилки (21,5+43,5+35)
5,51
2,89
0,68
4,25
Как показали результаты вермикультивирования (таблица 1), в опытных субстратах (№№2-4) наблюдается повышение органического вещества по сравнению с контролем. Соотношение гуминовых кислот (ГК) и фулиокислот (ФК) на оптимальном уровне.
Полученный биогумус был апробирован на газонной траве «Canada Green», которая выращивалась в течение 70 дней.
В таблице 2 представлены результаты этого апробирования.
Таблица 2
№
Состав исходного субстрата(соотношение компонентов, %)
Всхожесть травяной смеси, %
Максимальная высота ростов, см
Навоз КРС (контроль)
90
14
2
Куриный помет + навоз КРС (33,3+66,7)
87
12
3
Куриный помет + навоз КРС + подстилочная солома (21,5+43,5+35)
97
21
4
Куриный помет + навоз КРС + картон (21,5+43,5+35)
94
18
5
Куриный помет + навоз КРС + опилки (21,5+43,5+35)
91
14
Из таблицы 2 видно, что оптимальным соотношением компонентов для получения наибольшей биопродуктивности обладает субстрат №3, т.е. оптимальным составом будет обладать биогумус, полученный из субстрата, состоящего из куриного помета, навоза КРС и подстилочной соломы в заданных пропорциях.
По сравнению с известными решениями заявленный способ позволяет повысить интенсивность процесса переработки отходов и получить ценное удобрение из малоиспользуемых органических отходов с наименьшими затратами по переработке навоза и помета и наибольшим эффектом, связанным с увеличением выхода готового биогумуса из субстрата.