Способ использования отходов свеклосахарного производства в зерносвекловичных севооборотах

Способ использования отходов свеклосахарного производства в зерносвекловичных севооборотах

Реферат

Изобретение относится к сельскому хозяйству и переработке отходов пищевых производств и может быть использовано для улучшения питания сельскохозяйственных культур, защиты растений от фитопатогенных микроорганизмов, уменьшения потерь сельхозпродукции при хранении и утилизации отходов сахарного производства.

Известен способ использования отходов свеклосахарного производства для получения органического удобрения (Патент RU №2039027, МПК⁶ C05F 11/08, опубл. 09.07.1995), включающий смешивание птичьего помета 60-75%, навоза крупного рогатого скота 20-25% и дефеката 5-15%. Доводят влажность смеси до 35-50% и выдерживают в течение одного-двух месяцев.

Однако известный способ не предусматривает использование свекловичного жома, кроме того, необходимы значительные временные затраты. Недостатком этого способа является отсутствие у получаемого удобрения фунгицидных свойств.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ использования отходов свеклосахарного производства, включающий внесение культуры Trichoderma viride штамм 23 в твердофазный субстрат (свекловичный жом), содержащий питательные добавки (двузамещенный фосфат калия, карбамид, мел, мелассу), смешивание и последующее внесение культуры Azotobacter chroococcum штамм 2Е-16, перемешивание смеси и доращивание при температуре 26±2°С в течение четырех суток (Патент RU №2186847, МПК⁷ C12N 1/16, опубл. 10.08.2002).

Однако указанный способ не предусматривает использование в качестве питательной добавки дефеката, что не обеспечивает повышение плодородия почв. Кроме того, данный способ не предусматривает приготовление органоминерального субстрата непосредственно на сельскохозяйственном поле. Для его приготовления требуются емкости значительных объемов, энергоресурсы, механические приспособления для перемешивания и дополнительные работники, что повышает себестоимость готового продукта.

Технический результат изобретения - создание благоприятного фитосанитарного состояния и повышение плодородия почв в зерносвекловичном севообороте.

Поставленная в изобретении задача достигается тем, что непосредственно на сельскохозяйственном поле формируют многокомпонентный органоминеральный субстрат с фунгицидной активностью, включающий микроскопический гриб Trichoderma viride штамм 98 или 838. Для приготовления субстрата используют фильтрационный осадок (дефекат), свекловичный жом - свежеотжатый и/или кислый, в том числе жом, утративший потребительские свойства.

В настоящее время отходы в виде фильтрационного осадка выводят в отвалы очистных сооружений сахарных заводов, где они являются экологическими загрязнителями окружающей среды. Однако эти отходы могут служить источником ценных питательных и минеральных веществ, которые можно вернуть в почву, истощаемую выращиванием промышленных культур. При использовании в качестве удобрения дефекат насыщает почву азотом, фосфором, калием, а также ионами кальция, недостаток которых особенно ощущается в кислых почвах.

Новизна заявленного изобретения обусловлена тем, что в качестве питательной добавки используют дефекат, при этом свекловичный жом и дефекат распределяют по поверхности почвы в соотношении (1-2):(1-1,5), обеспечивающем рН получаемой смеси - 6,8-7,0, в количестве 12-20 т/га, затем обрабатывают культурой Trichoderma viride, штамм 98 или 838, с нормой внесения 5 л/га и равномерно заделывают в почву на глубину 7-10 см. При этом в качестве питательной добавки используют дефекат. Кроме того, свекловичный жом используют в свежеотжатом виде, и/или кислый, и/или утративший потребительские свойства.

Диапазон вносимого свекловичного жома обусловлен кислотностью почвы. На кислых почвах соотношение свекловичного жома и дефеката 1,5:1, на слабощелочных - 2:1.

Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, направлены на достижение поставленной задачи и не выявлены при изучении патентной и научно-технической литературы в данной и смежных областях науки и техники, и, следовательно, соответствуют критерию «изобретательский уровень».

Пример конкретного осуществления способа использования отходов свеклосахарного производства в зерносвекловичных севооборотах.

Оптимальное соотношение масс почвы поверхностного слоя с включением в ее состав растительных послеуборочных остатков, фильтрационного осадка, а также планируемых к внесению минеральных удобрений, является показателем, индивидуальным для каждого конкретного поля в зерносвекловичном севообороте по результатам агрохимического исследования. Фактором, определяющим соотношение масс почвы в слое 0-10 см и вносимого в качестве компонента субстрата дефеката, является значение рН получаемой смеси, которое должно составлять 6,8-7,0.

После уборки сахарной свеклы количество растительных остатков на поверхности и в пахотном слое почвы составляло 30-32 т/га. Дефекат вносили разбрасывателем удобрений Flagel-160 с нормой 4 тонны на 1 га. Свекловичный жом с сухим веществом 22-24%, рН 6,0-6,2 вносили в количестве 8 т/га. В качестве грибов супрессоров с антагонистической активностью были выбраны два штамма: Trichoderma viride штамм 98, Trichoderma viride штамм 838. Препараты вносили опрыскивателем RAU-24 с нормой внесения 5 л/га, расход рабочего раствора 250 л/га. Площадь опытной делянки составляла 2,6 га. После внесения компонентов органоминерального субстрата и препаратов грибов-супрессоров поле дисковали поделяночно дискатором Karier - 650 с глубиной обработки почвы 7-10 см. На опытном поле был произведен посев озимой пшеницы сорта Гарант с нормой высева 270 кг/га. Обследование фитосанитарного состояния посевов проводили с фазы кущения по фазу молочно-восковой спелости зерна (табл.1).

Таблица 1
Микробиологические показатели почвы в фазе молчно-восковой спелости зерна
Вариант	Общая численность микромицетов тыс. КОЕ/г аб. сух. почвы	Сапрофиты	Паразиты
Контроль	127,2	75,9	51,3
Trichoderma viride шт. 98	48,5	30,2	18,3
Trichoderma viride шт. 838	59,1	34,2	24,9

Фитосанитарное состояние опытного поля с ростом и развитием растений пшеницы складывалось не в пользу контроля (табл.2). Развитие корневых гнилей, в основном фузариозно-церкоспореллезные, благодаря благоприятному гидротермическому режиму для этих болезней, на всех вариантах возрастало и к середине июня на контроле составило 22%, тогда как в опытах в среднем не превышало 5%.

Таблица 2
Динамика развития корневых гнилей на озимой пшенице сорта Гарант
Вариант	Развитие корневых гнилей, % помесячно/фаза согласно классификации Цадокса
Март/21-22	Май/23-29	Июнь/73-77
Р, %	R, балл	Р, %	R, балл	Р, %	R, балл
Контроль	2	2	11	2	22	3,5
Trichoderma viride шт. 98	0	1	0,8	2	2,1	2
Trichoderma viride шт. 838	0	1	1,1	2	2,2	2
Где: Р, % - распространение болезни; R, балл - развитие болезни: 1 - симптомов поражения нет, 2 - менее 50% диаметра разложения соломины, 3 - 50% диаметра разложения соломины, 4 - 100% пораженности соломины.

Агрохимический анализ почвенных образцов показал, что содержание в контрольном варианте таких элементов как фосфор, калий и нитратный азот выше, чем в опытных образцах, в то же время содержание гумуса в контрольном варианте было меньшим. Накопление минеральных элементов почвы и сокращение количества гумуса указывает на преобладание процессов минерализации над процессами гумификации в контрольном варианте (табл.3).

Таблица 3
Агрохимические показатели почвы в фазе молочно-восковой спелости
Вариант	P2O5 мг/кг	К2О мг/кг	N-NO3 мг/кг	Гумус, %	рН
Контроль	4,06	520	3,39	4,74	7,05
Trichoderma viride шт. 98	6,77	480	2,68	5,09	7,32
Trichoderma viride шт. 838	3,46	540	3,24	5,09	7,35

Развитие болезней отражено в таблице 4, из которой видно, что развитие болезней в контрольном варианте было существенно выше, чем в опытных вариантах.

Таблица 4
Развитие и распространение пиренофороза, септориоза и фузариоза колоса на озимой пшенице сорта Гарант
Вариант	Пиренофороз	Септириоз	Фузариоз
Распространение, Р%	Развитие, R%	Распространение, Р%	Развитие, R%	Распространение, Р%
Контроль	80	7,8	75	18	0,01
Trichoderma viride шт. 98	30	6	30	5	0
Trichoderma viride шт. 838	25	5	28	3	0

Полученные результаты отразились на количественных и качественных показателях собранного зерна. Оба исследованных варианта превосходили контроль (табл.5).

Таблица 5
Влияние органоминерального субстрата на урожайность и качество зерна озимой пшеницы сорта Гарант
Вариант	Урожайность, т/га	Содержание клейковины, %	Качество клейковины	Группа качества клейковины	Класс
Контроль	4,13	16,6	81	II	5
Trichoderma viride шт. 98	5,87	25,9	88	II	3
Trichoderma wide шт. 838	5,87	28,1	85	II	3

Полученные результаты позволяют утверждать о необходимости возврата в пахотный слой почвы после ее использования для возделывания сахарной свеклы, примесей, отделяемых от корнеплодов в виде почвы, обогащенной растительными остатками, а также фильтрационного осадка свеклосахарного производства как концентрата полезных минеральных и органических веществ, участвующих не только в восстановлении плодородия почв, но и являющихся компонентами высокопродуктивного субстрата для интенсивного развития грибов-супрессоров, обладающих антагонистической активностью по отношению к грибам-патогенам.

Фунгицидные свойства органоминерального субстрата снижали пораженность растений факультативными грибами-паразитами на 68-90,5%, что позволило увеличить продуктивность озимой пшеницы на 34% и снизить себестоимость зерна более чем на 18%.

Таким образом, реализация способа использования многотонажных отходов свеклосахарного производства в специализированных зерносвекловичных севооборотах создает оптимальные условия как для возделывания сельскохозяйственных культур в зерносвекловичном севообороте, так и для целенаправленных почвенно-микробиологических процессов, связанных с гумусообразованием и вытеснением из среды обитания грибов-патогенов грибами-супрессорами. Данное обстоятельство позволяет проводить уплотнение специализированных зерносвекловичных севооборотов.

1. Способ использования отходов свеклосахарного производства в зерносвекловичных севооборотах, включающий смешивание свекловичного жома, питательных добавок и культуры Trichoderma viride, отличающийся тем, что в качестве питательной добавки используют дефекат, при этом свекловичный жом и дефекат распределяют по поверхности почвы в соотношении (1-2):(1-1,5), обеспечивающем рН получаемой смеси 6,8-7,0, в количестве 12-20 т/га, затем обрабатывают культурой Trichoderma viride, штамм 98 или 838, с нормой внесения 5 л/га и равномерно заделывают в почву на глубину 7-10 см.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что свекловичный жом используют в свежеотжатом виде, и/или кислый, и/или утративший потребительские свойства.