Биопрепарат из эффективных микроорганизмов для деградации органических отходов

Биопрепарат из эффективных микроорганизмов для деградации органических отходов

Реферат

Изобретение относится к биотехнологии и микробиологии, в частности к биопрепаратам эффективных микроорганизмов (ЭМ) для деградации органических отходов, и может быть использовано для быстрой, эффективной переработки органических отходов в качественное органическое удобрение; для смыва нечистот, опрыскивания оборудования и помещений стойлового содержания сельскохозяйственных животных и птицы; обработки резервуаров для сбора нечистот с целью обеззараживания путем заселения микробами-антагонистами гнилостной, гноеродной и патогенной микрофлоры.

Известен биопрепарат «Байкал-ЭМ-1» (№ Государственной регистрации 05-9395 (9796-9799)-0369(0386)-1, ТУ 9291-001-50710575-00, изготовитель ПО «ЭМ-Кооперация», г.Москва). Этот препарат содержит молочнокислые, фотосинтезирующие, азотфиксирующие бактерии, дрожжевые грибки. Он предназначен для восстановления плодородия почвы, в качестве биодобавки в корм животным и птицы, а также для утилизации органических отходов.

Существенным недостатком указанного биопрепарата является значительная монотонность состава. Кроме этого, разработчики предлагают применять один и тот же препарат для разных целей: в растениеводстве - для повышения плодородия почвы, повышения сопротивляемости болезням и вредителям растений; в животноводстве и птицеводстве - для профилактики и лечения желудочно-кишечных заболеваний; для ферментирования органических отходов (Материалы II Международной научно-практич. конфер. «ЭМ-технология. Реальность и перспективы»; 15-19 ноября 2001 г., Улан-Удэ»). Такая полифункциональность снижает эффективность биопрепарата в каждом отдельно взятом перечисленном выше направлении, так как максимальная эффективность достигается индивидуальным подбором эффективных микроорганизмов с известными полезными свойствами.

Известен биопрепарат «Тамир», являющийся производным базового препарата «Байкал-ЭМ-1» (изготовитель ПО «ЭМ-Кооперация», г.Москва), который предназначен для утилизации органических отходов, устранения неприятных запахов, а также для осенней и весенней обработки почв с целью ферментирования оставленных в поле остатков собранного урожая.

Недостатками данного биопрепарата те же, что и у базового. Из состава «Тамира» выведены штаммы, обладающие пробиотическими свойствами.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту, принятый авторами за прототип, является биопрепарат из консорциума штаммов микроорганизмов, относящихся к родам Bacillus, Rhizobium, Agrobacterium для биологической переработки навоза сельскохозяйственных животных в органическое удобрение (Патент РФ №2286977, опубл. 10.11.2006, Бюл.№31).

Недостатком этого биопрепарата является то, что в его состав входят лишь 3 рода микроорганизмов.

Целью изобретения является разработка биопрепарата из эффективных микроорганизмов для деградации органических отходов, представляющего многовидовую, полифункциональную композицию, в состав которой входит смесь суспензий живых эффективных микроорганизмов, относящихся к различным родам, которые обладают усиленной и ускоренной способностью к биодеградации отходов растительного и животного происхождения, деструкции мочевой кислоты и утилизации аммиака, способностью к подавлению патогенных микроорганизмов за счет синтеза антибиотических и других биологически активных веществ.

Технический результат достигается тем, что биопрепарат из эффективных микроорганизмов для деградации органических отходов состоит из штаммов родов Bacillus, и он дополнительно содержит штаммы родов Pseudomonas, Enterobacter, Cellulomonas, Erwinia, Arthrobacter, Streptococcus, Propionibacterium при следующем эффективном составе и соотношении компонентов (мас.%):

Bacillus fastidiosus B-5651	- 5
Bacillus subtilis B-4190	- 5
Bacillus subtilis B-4419	- 5
Bacillus licheniformis B-2985	- 5
Bacillus pumilus B-3160	- 5
Bacillus sp. B-5467	- 5
Pseudomonas sp. B-3908	- 10
Enterobacter
cloaceae B-4988	- 10
Cellulomonas sp. B-4465	- 5
Cellulomonas sp. B-4199	- 5
Erwinia caritovora В-1121	- 10
Arthrobacter flavescens AC-1537	- 10
Streptococcus salivarius
thermophilus B-2454	- 10
Propionibacterium
acnes B-5592	- 10 (таблица).

В составе предлагаемого консорциума входят эффективные микроорганизмы из штаммов, относящихся к нескольким родам и видам, депонированные в ВКПМ. В биологический препарат входят живые клетки и споры не патогенных штаммов природных бактерий, которые способны утилизировать органические отходы, в том числе в выгребных ямах, очищать канализационные системы и стоки от жировых отложений и засоров, восстанавливать дренажи, устранять неприятные запахи, а также за 2-3 недели перерабатывать в высококачественный компост бытовые и сельскохозяйственные отходы (остатки пищи, ботвы, сорняков, опилок, навоз, помет и т.п.). Кроме того, он может быть использован для обработки помещений и мест содержания животных и птицы, резервуаров накопления нечистот и т.п. с целью биодеградации органических отходов, уменьшения концентрации вредных газов, в частности аммиака, неприятных запахов, подавления размножения патогенной микрофлоры (бактерий, грибов), что способствует улучшению условий содержания животных и птицы, условий работы обслуживающего персонала, оздоровлению экологического состояния биосферы.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в составлении биопрепарата для деградации органических отходов из смеси суспензий живых штаммов эффективных природных микроорганизмов в определенном их видовом составе и соотношении. Штаммы, входящие в состав единой биокультуры, относятся к различным родам и видам, отличаются между собой по биологическим свойствам и направленности действия. Они обладают способностью утилизировать широкий спектр углеводов, разрушать мочевину, продуцировать биологически активные вещества, обладающие высокой антагонистической активностью, подавляющие развитие болезнетворных бактерий и грибов, обогащающие органику целым комплексом полезными БАВ, в том числе витаминами, ферментами, фитогормонами, иммуномодуляторами, антибиотическими веществами и т.п.

Возможность практического использования предлагаемого ЭМ-препарата иллюстрируется примерами его изготовления с использованием полной совокупности заявляемых признаков изобретения.

Пример 1. Готовят серию биопрепарата следующего состава и количественного соотношения (мас.%): Bacillus subtilis B-4190 - 20; Bacillus licheniformis B-2985 - 10; Enterobacter cloaceae B-4988 - 10; Cellulomonas B-4465 - 20; Arthrobacter flavescens AC-1537 - 20; Streptococcus salivarius thermophilus B-2454 - 20. Для этого штаммы бактерий выращивают раздельно на питательной среде, оптимальной для каждого штамма, в течение (36±2) часов при температуре 37°С. Смывают выросшие бактериальные культуры 9% раствором хлорида натрия, рассчитывают по оптическому стандарту мутности (ОСО 45-28-59-85-П) количество микробных клеток в 1 мл суспензии. Затем готовят суспензию каждого штамма в защитной среде, например, в сахарозо-желатиновой смеси, доводя концентрацию микробных клеток каждой культуры до 1,0-1,5×10⁹ м.к./мл этой защитной средой. После чего готовят смесь суспензий штаммов в определенном соотношении.

Для приготовления компоста 1 часть препарата разводили в 100 частях отстоянной нехлорированной воды и послойно увлажняли полученным раствором смесь трех разных видов органики: срезанные сорняки, кухонные отходы и навоз крупного рогатого скота из расчета 5-7 литров раствора на 1 м² органики слоем 20 см. Компостную кучу плотно накрывали полиэтиленовой пленкой для ограничения доступа воздуха. При температуре воздуха +20-25°С полностью ферментированный компост был получен через 45-60 дней.

Из препарата готовили рабочий раствор 1:250 (0,4% раствор) на отстоянной нехлорированной воде. Раствор распыляли на свиноферме в количестве 100-200 мл на каждый квадратный метр поверхности (полы, стены, потолки, отводные канавы, оборудование) каждые 3-4 дня, используя опрыскиватель с мощной насадкой. Неприятные запахи исчезали медленно.

Пример 2. Готовят серию биопрепарата следующего состава и количественного соотношения (мас.%): Bacillus fastidiosus B-5651 - 10; Bacillus subtilis B-4190 - 10; Bacillus subtilis B-4419 - 10; Bacillus licheniformis B-2985 - 10; Enterobacter cloaceae B-4988 - 20; Cellulomonas sp.B-4199 20; Streptococcus salivarius thermophilus B-2454 - 10; Propionibacterium acnes B-5592 - 10, применяя манипуляции, изложенные в примере 1.

Полностью ферментированный компост из смеси трех разных видов органики при обработке таким биопрепаратом был получен через 30-40 дней.

При распылении такого препарата на свиноферме неприятные запахи исчезали через 15-20 дней.

Пример 3. Готовят серию биопрепарата следующего состава и количественного соотношения (мас.%): Bacillus fastidiosus B-5651 - 5; Bacillus subtilis B-4190 - 5; Bacillus subtilis B-4419 - 5; Bacillus licheniformis B-2985 - 5; Bacillus pumilus B-3160 - 5; Bacillus sp. B-5467 - 5; Pseudomonas sp. B-3908 - 10; Enterobacter cloaceae B-4988 - 10; Cellulomonas sp. B-4465 - 5; Cellulomonas sp.B-4199 - 5; Erwinia caritovora B-1121 - 10; Arthrobacter flavescens AC-1537 - 10; Streptococcus salivarius thermophilus B-2454 - 10; Propionibacterium acnes B-5592 - 10, применяя манипуляции, изложенные в примере 1.

Полностью ферментированный компост из смеси срезанных сорняков, кухонных отходов, навоза, которые обрабатывали ЭМ-препаратом был получен через 2-3 недели.

При распылении рабочего раствора препарата (1:250) каждые 3-4 дня на свиноферме запахи аммиака, сероводорода, других вредных испарений исчезали через 7-10 дней.

Как показали экспериментальные испытания биопрепаратов, оптимальной по составу и процентному соотношению является композиция из смеси суспензий штаммов следующих эффективных микроорганизмов, депонированных до даты подачи заявки в ВПКМ:

Bacillus fastidiosus B-5651	- 5
Bacillus subtilis B-4190	- 5
Bacillus subtilis B-4419	- 5
Bacillus licheniformis B-2985	- 5
Bacillus pumilus B-3160	- 5
Bacillus sp. B-5467	- 5
Pseudomonas sp. B-3908	- 10
Enterobacter
cloaceae B-4988	- 10
Cellulomonas sp. B-4465	- 5
Cellulomonas sp. B-4199	- 5
Erwinia caritovora B-1121	- 10
Arthrobacter flavescens AC-1537	- 10
Streptococcus salivarius
thermophilus B-2454	- 10
Propionibacterium
acnes B-5592	- 10.

Преимущество и положительный эффект объясняется тем, что в отличие от прототипа, предлагаемый биопрепарат для деградации органических отходов, благодаря своему определенному составу эффективных природных микроорганизмов направленного, многофункционального действия обеспечивает усиленную ферментацию органических отходов, в том числе трудноразлагающихся, обеззараживает оборудование и помещения стойлового содержания сельскохозяйственных животных и птицы, резервуары для сбора нечистот за счет заселения микробами - антагонистами гнилостной, гноеродной и патогенной микрофлоры.

Таблица Видовой состав микробиологического препарата для экологии
№ пп	Название микроорганизма	Номер штамма	Соотношение компонентов, масс.%	Свойства штамма
1.	Bacillus fastidiosus	B-5651	5	Деструктор мочевой кислоты
2.	Bacillus subtilis	B-4190	5	-«-
3.	Bacillus subtilis	В-4419	5	Связывание и удержание радионуклидов Cs и Sr
4.	Bacillus licheniformis	В-2985	5	Продуцент дрожжелитических и бактериологических ферментов
5.	Bacillus pumilus	В-3160	5	Деструктор диэтиленгликоля
6.	Bacillus sp.	В-5467	5	Деструктор дизельного топлива, бензола, гексана, фенола
7.	Pseudomonas sp.	В-3908	10	Продуцент антибиотиков
8.	Enterobacter cloaceae	В-4988	10	Очистка промышленных сточных вод
9.	Cellulomonas sp.	В-4465	5	Продуцент целлюлолитических ферментов
10.	Cellulomonas sp.	В-4199	5	Обладает целлюлозной активностью
11.	Erwinia curitovora	В-1121	10	Продуцент целлюлолитических ферментов
12.	Arthrobacter flavescens	АС-1537	10	Очистка воды и почвы от сульфидов и сероводорода
13.	Streptococcus salivarius thermophilus	В-2454	10	Продуцент молочной кислоты
14.	Propionibacterium acnes	В-5592	10	Продуцент биологически активных веществ

Биопрепарат из эффективных природных микроорганизмов для деградации органических отходов, содержащий смесь суспензий бактерий родов Bacillus, отличающийся тем, что он дополнительно содержит смесь суспензий штаммов родов Pseudomonas, Enterobacter, Cellulomonas, Erwinia, Arthrobacter, Streptococcus, Propionibacterium при следующем эффективном составе и соотношении компонентов, мас.%:

Bacillus fastidiosus B-5651	5
Bacillus subtilis B-4190	5
Bacillus subtilis B-4419	5
Bacillus licheniformis B-2985	5
Bacillus pumilus B-3160	5
Bacillus sp.B-5467	5
Pseudomonas sp.B-3908	10
Enterobacter cloaceae B-4988	10
Cellulomonas sp.B-4465	5
Cellulomonas sp.B-4199	5
Erwinia caritovora В-1121	10
Arthrobacter flavescens AC-1537	10
Streptococcus salivarius thermophilus B-2454	10
Propionibacterium acnes B-5592	10