Микробная композиция для переработки органических отходов быта человека, животноводства и птицеводства

Микробная композиция для переработки органических отходов быта человека, животноводства и птицеводства

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к биотехнологии и микробиологии, в частности к биопрепаратам и микробным композициям для деградации органических отходов, и может быть использовано для быстрой, эффективной переработки органических отходов быта человека, животноводства и птицеводства в качественное органическое удобрение.

Известен биопрепарат «Байкал ЭМ-1» (№Государственной регистрации 226 (227, 228)-19-156-1, ТУ 9291-001-50710575-00, регистрант ООО «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 монотонность состава без варьирования компонентов-микроорганизмов с известными полезными свойствами для разных целей его применения: 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 [1].

Известен биопрепарат из консорциума штаммов микроорганизмов, относящихся к родам Bacillus, Rhizobium, Agrobacterium для биологической переработки навоза сельскохозяйственных животных в органическое удобрение [2].

Недостатком указанного биопрепарата является наличие в его составе микроорганизмов, относящихся только к 3 родам.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту, принятым авторами за прототип, является биопрепарат из эффективных микроорганизмов для деградации органических отходов, состоящий из штаммов родов Bacillus и дополнительно содержащий штаммы родов Pseudomonas, Enterobacter, Cellulomonas, Erwinia, Arthrobacter, Streptococcus, Propionibacterium при определенном эффективном составе и соотношении компонентов [3].

Недостатком указанного биопрепарата является его способность к деградации только смеси трех разных видов органических отходов: срезанных сорняков, кухонных отходов, навоза крупного рогатого скота. Такая полифункциональность может снижать эффективность препарата при обработке индивидуальных видов органических отходов.

Целью изобретения является разработка микробной композиции для переработки органических отходов быта человека, животноводства и птицеводства, включающей микроорганизмы различных трофических групп:

- целлюлозолитические - активно разрушают целлюлозосодержащие остатки, в т.ч. связанные и с органическим веществом, до легкодоступных углеводных субстратов;

- олигонитрофильные - обладая комплексом протеолитических ферментов, активно разлагают органическое вещество, образуя богатый органическим азотом гумус, ассимилируют азот органического вещества в аммонийный, далее переводя его в нитраты и атмосферный азот, дображивают биогумусные отходы до высокопитательных органических удобрительных смесей, способствуя высокому качеству образующегося органического удобрения;

- молочнокислые - выделяют консерванты, препятствующие развитию патогенной микрофлоры, способствуют сохранению всех питательных веществ образующегося компоста.

Технический результат достигается тем, что микробная композиция для переработки органических отходов быта человека, животноводства и птицеводства состоит из штаммов родов Delftia, Cellulomonas, Rhodococcus, Rhizobium, Bacillus, Paenibacillus, Lactobacillus, Bifidobacterium при различном соотношении компонентов в зависимости от вида отхода.

В состав предлагаемой микробной композиции входят штаммы непатогенных природных микроорганизмов, депонированные в ВКМ, относящиеся к нескольким родам (табл. 1).

Представленные микроорганизмы способны перерабатывать органические отходы быта человека (фекалии, остатки пищи и пр.), животноводства и птицеводства (навоз, навозная жижа, птичий помет) в высококачественное удобрение за 21 день, а также способны к нейтрализации вредных газов, в частности сероводорода, аммиака, и неприятных запахов, препятствуют развитию патогенной микрофлоры.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в составлении микробной композиции для переработки органических отходов быта человека, животноводства и птицеводства из смеси суспензий живых штаммов природных микроорганизмов в определенном их видовом соотношении в зависимости от вида отхода. Штаммы относятся к различным родам, отличаются между собой по биологическим свойствам и направленности действия.

Они обладают способностью разлагать органические вещества белковой природы, широкий спектр углеводов, ассимилировать азот органического вещества в аммонийный, далее переводя его в нитраты и атмосферный азот, разрушать целлюлозосодержащие остатки, в т.ч. связанные и с органическим веществом, мочевину, продуцировать консерванты, препятствующие развитию патогенной микрофлоры, способствуя сохранению всех питательных веществ образующегося компоста, и т.п.

Возможность практического использования предлагаемой микробной композиции иллюстрируется примерами ее изготовления с использованием полной совокупности заявляемых признаков изобретения.

Пример 1. Готовят микробную композицию «Биокомпост 21» следующего состава и количественного соотношения (масс. %): Delftia lacustris BMCH-IB-C 142-15, Cellulomonas persica BMCH-IB-C 35-20, Rhodococcus qingshengii BMCH-IB-ONF 10-15, Rhizobium nepotum BMCH-IB-ONF 5-10, Bacillus subtilis BMCH-IB-ONF 14-20, Paenibacillus endophyticus BMCH-IB-ONF 7-15, Lactobacillus sp. ВМСН-IB-М 3-4, Bifidobacterium bifidum ВМСН-IB-М 4-1.

Для этого штаммы микроорганизмов выращивают раздельно в питательной среде, оптимальной для каждого штамма, в оптимальных условиях. Затем готовят суспензию каждого штамма в защитной среде и лиофильно высушивают, доводя концентрацию микробных клеток каждой культуры до 1,0-2,0×10⁹ КОЕ/г, после чего готовят смесь лиофилизатов штаммов в определенном соотношении.

Для приготовления удобрения 30 г препарата микробной композиции разводили в 10 л воды комнатной температуры, полученным раствором равномерно увлажняли 2 м³ смеси органических отходов быта человека (фекалии, остатки пищи и пр.). Компостную кучу плотно накрывали полиэтиленовой пленкой для ограничения доступа воздуха. При температуре воздуха +20-25°С проходила полная переработка отхода через 21 день.

Пример 2. Готовят микробную композицию «Биосептилон», Ж следующего состава и количественного соотношения (масс. %): Delftia lacustris BMCH-IB-C 142-20, Cellulomonas persica BMCH-IB-C 35-25, Rhodococcus qingshengii BMCH-IB-ONF 10-10, Rhizobium nepotum BMCH-IB-ONF 5-5, Bacillus subtilis BMCH-IB-ONF 14-15, Paenibacillus endophyticus BMCH-IB-ONF 7-15, Lactobacillus sp.BMCH-IB-M 3-5, Bifidobacterium bifidum BMCH-IB-M 4-5, применяя манипуляции, изложенные в примере 1, в качестве органических отходов используя отход животноводства - навоз КРС.

Полная переработка отхода животноводства - навоза КРС - такой микробной композицией проходила через 21 день.

Пример 3. Готовят микробную композицию «Биосептилон», Ж следующего состава и количественного соотношения (масс. %): Delftia lacustris BMCH-IB-C 142-20, Cellulomonas persica BMCH-IB-C 35-20, Rhodococcus qingshengii BMCH-IB-ONF 10-10, Rhizobium nepotum BMCH-IB-ONF 5-5, Bacillus subtilis BMCH-IB-ONF 14-20, Paenibacillus endophyticus BMCH-IB-ONF 7-15, Lactobacillus sp. ВМСН-IB-М 3-5, Bifidobacterium bifidum BMCH-IB-M 4-5, применяя манипуляции, изложенные в примере 1, в качестве органических отходов используя отход животноводства - свиной навоз.

Полная переработка отхода животноводства - свиного навоза - такой микробной композицией проходила через 21 день.

Пример 4. Готовят микробную композицию «Биосептилон», Ж следующего состава и количественного соотношения (масс. %): Delftia lacustris BMCH-IB-C 142-20, Cellulomonas persica BMCH-IB-C 35-20, Rhodococcus qingshengii BMCH-IB-ONF 10-10, Rhizobium nepotum BMCH-IB-ONF 5-10, Bacillus subtilis BMCH-IB-ONF 14-20, Paenibacillus endophyticus BMCH-IB-ONF 7-15, Lactobacillus sp. BMCH-IB-M 3-4, Bifidobacterium bifidum BMCH-IB-M 4-1, применяя манипуляции, изложенные в примере 1, в качестве органических отходов используя отход животноводства -лошадиный навоз.

Полная переработка отхода животноводства - лошадиного навоза - такой микробной композицией проходила через 21 день.

Пример 5. Готовят микробную композицию «Биосептилон», Ж следующего состава и количественного соотношения (масс. %): Delftia lacustris BMCH-IB-C 142-20, Cellulomonas persica BMCH-IB-C 35-20, Rhodococcus qingshengii BMCH-IB-ONF 10-15, Rhizobium nepotum BMCH-IB-ONF 5-5, Bacillus subtilis BMCH-IB-ONF 14-15, Paenibacillus endophyticus BMCH-IB-ONF 7-15, Lactobacillus sp.BMCH-IB-M 3-5, Bifidobacterium bifidum BMCH-IB-M 4-5, применяя манипуляции, изложенные в примере 1, в качестве органических отходов используя отход животноводства - навоз МРС.

Полная переработка отхода животноводства - навоза МРС - такой микробной композицией проходила через 21 день.

Пример 6. Готовят микробную композицию «Биосептилон», П следующего состава и количественного соотношения (масс. %): Delftia lacustris BMCH-IB-C 142-20, Cellulomonas persica BMCH-IB-C 35-20, Rhodococcus qingshengii BMCH-IB-ONF 10-5, Rhizobium nepotum BMCH-IB-ONF 5-10, Bacillus subtilis BMCH-IB-ONF 14-20, Paenibacillus endophyticus BMCH-IB-ONF 7-15, Lactobacillus sp. BMCH-IB-M 3-5, Bifidobacterium bifidum BMCH-IB-M 4-5, применяя манипуляции, изложенные в примере 1, в качестве органических отходов используя отход птицеводства - помет куриный.

Полная переработка отхода птицеводства - помета куриного - такой микробной композицией проходила через 21 день.

Пример 7. Готовят микробную композицию «Биосептилон», П следующего состава и количественного соотношения (масс. %): Delftia lacustris BMCH-IB-C 142-15, Cellulomonas persica BMCH-IB-C 35-20, Rhodococcus qingshengii BMCH-IB-ONF 10-5, Rhizobium nepotum BMCH-IB-ONF 5-10, Bacillus subtilis BMCH-IB-ONF 14 - 20, Paenibacillus endophyticus BMCH-IB-ONF 7-20, Lactobacillus sp. BMCH-IB-M 3-5, Bifidobacterium bifidum BMCH-IB-M 4-5, применяя манипуляции, изложенные в примере 1, в качестве органических отходов используя отход птицеводства - помет гусиный.

Полная переработка отхода птицеводства - помета гусиного - такой микробной композицией проходила через 21 день.

Пример 8. Готовят микробную композицию «Биосептилон», П следующего состава и количественного соотношения (масс. %): Delftia lacustris BMCH-IB-C 142-20, Cellulomonas persica BMCH-IB-C 35-20, Rhodococcus qingshengii BMCH-IB-ONF 10-5, Rhizobium nepotum BMCH-IB-ONF 5-5, Bacillus subtilis BMCH-IB-ONF 14-20, Paenibacillus endophyticus BMCH-IB-ONF 7-20, Lactobacillus sp.ВМСН-IB-М 3-5, Bifidobacterium bifidum BMCH-IB-M 4-5, применяя манипуляции, изложенные в примере 1, в качестве органических отходов используя отход птицеводства - помет индюшиный.

Полная переработка отхода птицеводства - помета индюшиного - такой микробной композицией проходила через 21 день.

Экспериментальные испытания показали оптимальную по составу и соотношению композицию из смеси штаммов микроорганизмов, депонированных до даты подачи заявки в ВКМ, для разных видов перерабатываемых органических отходов быта человека, животноводства и птицеводства (табл. 2).

Преимущество и положительный эффект объясняется тем, что, в отличие от прототипа, предлагаемая микробная композиция для переработки органических отходов быта человека, животноводства и птицеводства благодаря определенному различному соотношению компонентов в зависимости от вида отхода обеспечивает их полную переработку.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Материалы II Международной научно-практич. конфер. «ЭМ-технология. Реальность и перспективы»; 15-19 ноября 2001 г., Улан-Удэ.

2. Патент РФ №2286977, кл. C12N 1/20, C05F 11/08,C05G 3/04, 2006.

3. Патент РФ №2347808, кл. C12N 1/20, A01N 63/00, 2009.

Микробная композиция для переработки органических отходов быта человека, животноводства и птицеводства, содержащая микроорганизмы Delftia lacustris BMCH-IB-C 142 ВКМ B-3032D, Cellulomonas persica BMCH-IB-C 35 BKM Ac-2727D, Rhodococcus qingshengii BMCH-IB-ONF 10 BKM Ac-2728D, Rhizobium nepotum BMCH-IB-ONF 5 BKM B-3028D, Bacillus subtilis BMCH-IB-ONF 14 BKM B-3029D, Paenibacillus endophyticus BMCH-IB-ONF 7 BKM B-3030D, Lactobacillus sp.BMCH-IB-M 3 BKM B-3031D, Bifidobacterium bifidum BMCH-IB-M 4 BKM Ac-2729D при следующем соотношении компонентов, масс. %:

Delftia lacustris BMCH-IB-C 142 BKM B-3032D	15-20
Cellulomonas persica BMCH-IB-C 35 BKM Ac-2727D	20-25
Rhodococcus qingshengii BMCH-IB-ONF 10 BKM Ac-2728D	5-15
Rhizobium nepotum BMCH-IB-ONF 5 BKM B-3028D	5-10
Bacillus subtilis BMCH-IB-ONF 14 BKM B-3029D,	15-20
Paenibacillus endophyticus BMCH-IB-ONF 7 BKM B-3030D	15-20
Lactobacillus sp.BMCH-IB-M 3 BKM B-303 ID	4-5
Bifidobacterium bifidum ВМСН-IB-М 4 BKM Ac-2729D	1-5