Способ получения препарата гуминовых кислот для почвообразования

Реферат

 

(19)SU(11)1077277(13)A1(51)  МПК 6    C12N1/00(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯк авторскому свидетельствуСтатус: по данным на 27.12.2012 - прекратил действиеПошлина:

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРЕПАРАТА ГУМИНОВЫХ КИСЛОТ ДЛЯ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам получения препаратов, содержащих гуминовые кислоты, используемых для ускоренного почвообразования отвалов угольных шахт, обогатительных фабрик и разрезов при биологической рекультивации. Кроме того, предлагаемое изобретение может быть использовано при окультуривании малоплодородных почв и повышении плодородия других почв. Известен способ получения препарата, содержащего гуминовые кислоты, аминокислоты и карбоновые кислоты, щавелевую, янтарную и бензойную. Гуминовые кислоты экстрагируют из отходов бурого угля щелочным раствором, после чего полученную смесь подвергают ферментативному процессу с применением микроорганизмов, способных усваивать гуминовые кислоты, Aktinomycеs, Penicillium, Pseudomonas. Недостатком способа является дополнительное введение питательных солей и микроэлементов для повышения биологической активности препарата, что усложняет технологию и удорожает процесс получения препарата. Известен также способ получения препарата путем экстрагирования гумуса из измельченной почвы пирофосфатом натрия с последующим добавлением бихромата калия. Почва после перемешивания с пирофосфатом натрия и отстаивания в течение 24 ч фильтруется, смешивается с бихроматом калия, подвергается кипячению и последующему охлаждению. Недостатком данного способа является невысокая биологическая активность, так как он не содержит такие ценные органические компоненты как карбоновые кислоты. Кроме того, использование химических реагентов для экстрагирования гуминовых кислот и применение фильтрации, кипячения и охлаждения усложняет технологический процесс и требует дополнительных затрат. Целью изобретения является увеличение содержание гумановых кислоты. Для достижения цели в способе получения препарата гуминовых кислот для почвообразования путем обработки отходов угольной промышленности обработку отходов угольной промышленности осуществляют путем добавления к ним воды и инокулирования получения раствора культурами Pseudomonas aeruginosa и Bacillus megaterium с последующей экспозицией смеси при 28-30оС в течение 10-12 суток. Для достижения цели отходы угольной промышленности, воду и культуры микроорганизмов берут в соотношении 8:91,8:0,1:0,1 10:89,8:0,1:0,1. П р и м е р. Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. Берут измельченные угольные отходы с диаметром частиц более 1 мм в количестве 8-10% и заливают водопроводной водой в количестве 91,8-89,8% Затем приготовленную смесь инокулируют микроорганизмами Pseudomonas aeruginosa 0,1% и Bacillus megaterium 0,1% которые предварительно выделяют из породных отвалов. Весовое соотношение компонентов составляет 8:91,8:0,1:0,1-10:89,8:0,1: 0,1. Отходы угольной промышленности содержат следующие элементы, мас. общий углерод 12,3; азот 0,36; общее железо 5,36; фосфор 0,08; калий 0,05; медь 0,002; бор 0,07; марганец 0,27. Потери при прокаливании (сухой остаток) отходов угольной промышленности составляют 20% при влажности 3% что указывает на содержание органического вещества. Таким образом, все необходимые для развития микроорганизмов Pseudomonas aeruginosa и Bacillus megaterium питательные элементы содержатся в отходах угольной промышленности. Культуру Pseudomonas aeruginosa выделяют на агаровой среде Стравинского следующего состава, мас. MgSO4 7H2O 0,05 NaH2PO2 2H2O 0,1 K2HPO4 0,05 NH4NO3 0,25 CaCl2 H2O 0,005 FeSO4 7H2O 0,005 микроэлементы 0,001 о-крезол-фталеин 0,005 агар 2 вода остальное рН среды 7,2 Культуру Bacillus megaterium выделяют на агаровой среде Пиковской следующего состава, мас. глюкоза 2 NaCl 0,02 MgSO4 0,01 MnSO4 0,001 FeSO4 0,001 агар 2 Ca3(PO4)2 0,5 вода остальное рН среды 7,0 Выращивание микроорганизмов проводят в термостате при 28-30оС в течение 4 суток. С выращенных колоний микроорганизмов в чашках Петри проводят смыв стерильной дистиллированной водой в количеcтве 5 мл. В приготовленной таким образом водной суспензии культуры Pseudomonas aeruginosa бактериальный титр составляет 10-9, культуры Bacillus megaterium -10-11, что соответствует 0,1% Инокулированную микроорганизмами смесь, содержащую угольные отходы и воду, ставят в термостат при 28-30оС на 10-12 суток с перемешиванием смеси 1 раз в сутки в течение 30 мин на встряхивателе АВУ-012. Через 10 суток культуральная жидкость над угольным субстратом приобретает интенсивную темно-бурую окраску с характерным запахом ароматических и карбоновых кислот. Цветность по шкале составила 12000-15000о, что указывает на высокое содержание гуминовых кислот. В культуральной жидкости определяют содержание гуминовых и карбоновых кислот и биомассу по сухому весу, содержание которых составило, мас. отходы угольной промыш- ленности 8-10 гуминовые кислоты 38-57 карбоновые кислоты 8-11 биомасса 4-6 биомасса 5-8 вода остальное П р и м е р 2. К отходам угольной промышленности (содержание фенолов 0,03-0,035) добавляют воду и инокулируют эту смесь культурами Pseudomonas aeruginosa и Bacillus megaterium. Весовое соотношение указанных компонентов составило 8:91,8:0,1:0,1. Полученную смесь ставят в термостат при 28-30оС на 10-12 суток с перемешиванием смеси на встряхивателе АБУ-012 ежедневно по 30 мин. Через 10-12 суток с появление интенсивной темно-бурой окраски (цветность в градусах по шкале цветности 12000-15000о) культуральную жидкость анализируют на содержание гуминовых и карбоновых кислот и количественное содержание биомассы микроорганизмов. Гуминовые кислоты в культуральной жидкости и вытяжке из породы определяют по методу Тюрина в модификации Бельчиковой. Карбоновые кислоты определяют методом парофазной хроматографии. Содержание фенолов в отходах угольной промышленности определяют методом газожидкостной хроматографии. П р и м е р 3. Для получения микробиологического препарата предлагаемым способом соотношение отходов угольной промышленности, воды и культур Pseudomonas aeruginosa и Bacillus megaterium устанавливают в весовом соотношении 9:90,8:0,1:0,1. Порядок приготовления препарата аналогично примеру 1. Результаты испытаний сведены в таблицы 1, 2. П р и м е р 4. Аналогично примерам 1 и 2 получают препарат при соотношении компонентов смеси 10:89,8:0,1:0,1. П р и м е р 5. В качестве контроля получают препарат по способу Тюрина в модификации Бельчиковой пирофосфатной вытяжкой, т.е. согласно прототипу, отходы угольной промышленности берут в количестве 8, 9, 10% Испытания показывают, что в контроле содержание гуминовых кислот значительно меньше, чем в предлагаемом микробиологическом препарате, карбоновые кислоты отсутствуют. На основании экспериментальных данных установлено, что при содержании в препарате угольных отходов меньше 8% прироста биомассы микроорганизмов Pseudomonas aeruginosa и Bacillus megateriun не обнаруживается, т.к. для развития недостаточно источника органического углерода, т.к. количество фенолов составляет меньше 0,035 При содержании угольных отходов в препарате больше, чем 10% отмечается очень слабый прирост биомассы микроорганизмов и низкое содержание гуминовых кислот (количество не превышало 0,25%) ввиду ингибирующего действия фенола, который действовал как бактерицид (см. табл. 1 и 2). Внесение в препарат культуры Pseudomonas aeruginosa с меньшим бактериальным титром (10-9), т. е. меньше 0,1% и культуры Bacillus megaterium (бактериальный титр меньше 10-11) замедляет процесс разложения фенолов, что в конечном итоге оказывает влияние на выход конечных продуктов, т.к. количество гуминовых и карбоновых кислоты было значительно меньше, чем у инокулятов Ps. aeruginosa и Bacillus megaterium с бактериальным титром 10-9 и 10-11 соответственно. При инокуляции препарата культурой Pseudomonas aeruginosa с бактериальным титром больше, чем 10-9 и 10-11, и культуры Bacillus megaterium количество конечных продуктов (гуминовых и карбоновых кислот) не превышает количеств, указанных в формуле предлагаемого способа. В данном случае культура Bacillus megaterium как более активная, чем Pseudomonas aeruginosa, подавляет рост культуры Pseudomonas и процесс биосинтеза гуминовых и карбоновых кислот замедляется. Результаты испытаний приведены в табл. 4. Как видно из табл. 1 и 2 количество гуминовых и карбоновых кислот в предлагаемом препарате превышает количество гуминовых кислот в препарате, полученном пирофосфатной вытяжкой. Кроме гуминовых кислот в предлагаемом препарате содержатся карбоновые кислоты, усиливающие производственно-ценные признаки препарата. Оптимальное количество гуминовых и карбоновых кислот получено в препарате, содержащем угольные отходы, воду и культуры в весовом соотношении 10: 89,8:0,1:0,1. П р и м е р 6. Для изучения возможности использования препарата при биологической рекультивации проводят испытания в вегетационных сосудах в лабораторных условиях. Емкость вегетационных сосудов 3 л, высота 25 см. Сосуды заполняют породой с шахтных отвалов. Вес породы при набивке сосудов 1,8 кг. Порода представлена фракцией от 1 мм до 4,5 мм 30,5% и фракцией от 1 мм до 0,25 мм 69,5% Величина рН породы 7,5, гидролитическая кислотность 1,06 мг-экв/100 г породы. В породу высевают семена злакового растения житняка, по 30 семян на сосуд. Заделку семян осуществляют на глубину 1-1,5 см. Затем в породу вносят жидкий препарат в количестве 1 мл, разбавленного до 100 мл дистиллированной водой. Параллельно берут вегетационные сосуды с препаратом, полученным пирофосфатной вытяжкой. Препарат вносят в породу в таком же количестве, как предлагаемый препарат. Результаты испытаний представлены в табл. 5. Испытания показали, что оптимальные результаты получаются в вегетационных сосудах с внесением препарата, содержащего 57% гуминовых кислот. Кроме того, на рост и развитие растений оказывают стимулирующее действие карбоновые кислоты. Через 15-20 суток высота житняка составляет в оптимальном варианте в среднем 20 см по сравнению с опытом, поставленным с препаратом, полученным пирофосфатной вытяжкой. В контроле без внесения препарата семена не взошли. Предлагаемый препарат оказывает стимулирующее влияние и на развитие азотобактера. Количество азотобактера возрастает за 20 суток в 10 раз по сравнению с содержанием в сосудах препарата, полученного пирофосфатной вытяжкой. Таким образом, технология получения предлагаемым способом является наиболее простой по сравнению с химическим способом получения.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРЕПАРАТА ГУМИНОВЫХ КИСЛОТ ДЛЯ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ путем обработки отходов угольной промышленности, отличающийся тем, что, с целью увеличения содержания гуминовых кислот в препарате, обработку отходов угольной промышленности осуществляют путем добавления к ним воды и инокулирования полученного раствора культурами Psendomenas acruginosa и Bacillus megateriun с последующей экспозицией смеси при 28-30oС в течение 10-12 суток. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что отходы угольной промышленности, воду и культуры микроорганизмов берут в соотношении 8:91, 8:0,1:0,1-10:89, 8:0, 1:0,1.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2