Способ получения жидкого органического удобрения из отходов органического происхождения

Способ получения жидкого органического удобрения из отходов органического происхождения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области биотехнологии, а именно к способу получения жидкого органического удобрения из отходов органического происхождения без образования вторичных отходов, и может быть использован в сельском и коммунальном хозяйстве.

Во всем мире наблюдается тенденция к уменьшению сельскохозяйственных площадей ввиду опустынивания, засоления почв и других негативных процессов. Наряду с этим увеличивается спрос на сельскохозяйственную продукцию, преимущественно экологически чистую. Увеличение спроса приводит к увеличению производства, что в свою очередь приводит к накоплению органических отходов. Хранение органических отходов на полигонах и свалках усиливает загрязнение почв, подземных и поверхностных вод, атмосферы, нарушает функционирование экосистем, наносит ущерб сельскому хозяйству. Альтернативой хранения является использование отходов в качестве ресурса для получения биогаза, этанола, компоста. Получение биогаза и этанола ввиду остаточных отходов полностью не решает проблему, а также никак не влияет на прирост сельскохозяйственной продукции.

Известен способ переработки отходов органического происхождения в удобрение (см. патент РФ RU 2467989, опубл. 27.11.1012) с помощью вермикультуры с дождевыми червями Eisenia fetida с одновременным внесением в исходный субстрат штамма Trichoderma asperellum МГ-97 (ВКПМ F-765) в виде спор и мицелия или препарата Триходермин-М в количестве 10⁵-10⁶ КОЕ/кг исходного субстрата. Такой способ переработки органических отходов так же, как предлагаемый способ, позволяет получить удобрение с фунгицидными и стимулирующими рост растений свойствами и уменьшает сроки переработки органических отходов.

Недостатками известного способа являются: использование в качестве ресурса для получения удобрения исключительно навоза или смеси навоза с растительными остатками, соломой, опилками, наступление бактериостатического или бактерицидного действия для грибов рода Trichoderma при внесении их в почву и несоблюдении влагообеспеченности субстрата - 50-100% и несоответствие оптимальной кислотности почвы для развития грибов рода Trichoderma (внесенных в почву) (от 4 до 6 рН) и для выращивания большинства видов овощей (более 6 рН).

Известен способ утилизации органических отходов в биогумус (см. патент РФ 2057743, опубл. 10.04.1996). Способ включает приготовление субстрата путем смешивания компонентов, одним из которых являются отходы животного происхождения, внесение в него червей и/или их коконов, укладку субстрата в коробку или гряды и компостирование при влажности 65-80% и аэрации, отделение червей от полученного биогумуса. В качестве главного компонента в субстрат вводят скоп, являющийся отходом производства картона, в количестве 20-80% к общей массе субстрата. В качестве отходов животного происхождения применены навоз крупного рогатого скота и/или навоз свиней и помет птиц, применены черви вида Eisenia foetida в количестве 15-25 тыс. особей на 1 м². При низком содержании азота в субстрате после смешивания компонентов вводят добавки азота минеральных удобрений в виде мочевины в количестве не более 5% от общей массы субстрата с одновременной добавкой известняковой муки в количестве, обеспечивающем рН среды готового субстрата не более 8. Такая технология позволяет переработать органические отходы без их вторичного образования.

Недостатки данного способа заключаются в том, что полученное удобрение биогумус не обладает фунгицидными свойствами, не сокращает сроки созревания плодов, не влияет на иммунитет растений, кроме того, применение полученного биогумуса требует больших объемов внесения в почву, что влечет за собой дополнительные расходы.

Ближайшим аналогом к предлагаемому изобретению, выбранным в качестве прототипа, является «Способ переработки смешанных бытовых отходов» (см. патент UA 38061, опубл. 25.12.2008). Способ переработки смешанных бытовых отходов включает получение компоста путем применения микрофлоры, содержащей актиномицеты, микроскопические грибы в соотношении 1,6-1,7:1, а также дальнейшее заселение компоста вермикультурой красного калифорнийского червя Eisenia foetida и получения биогумуса. Для этого смесь отходов сортируют, разделяют на металл, стекло, пластик и органическую составляющую. Стекло и пластик отмывают водой, а обмывочные воды используют для орошения биореактора. Органическую составляющую отходов дробят, обрабатывают в кавитационном эмульгаторе и озонаторе, а затем помещают в биореактор и выдерживают 15 суток для получения компоста. После продувки биореактора острым паром t=100-150°С в течение 0,5-1,5 часа компост выкладывают в бурты, добавляют к компосту вермикультуру красного калифорнийского червя Eisenia foetida для получения биогумуса. Через 90 суток отделяют червя от полученного гумуса. Такая технология переработки органических отходов в биогумус дает хорошие результаты, при этом имеет ряд недостатков, а именно: большие затраты по логистике и объемы внесения в почву, использование кавитационного эмульгатора и озонатора при дроблении отходов увеличивает стоимость переработки, не обладает фунгицидными свойствами, не сокращает сроки созревания плодов, не влияет на иммунитет растений.

Задачей предлагаемого изобретения является получение из биогумуса жидкого удобрения, использование которого не вызывает сложностей и осуществляется с помощью существующих технических средств.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение урожайности, приживаемости саженцев, иммунитета растений, а также устойчивости к заморозкам и засухе, бактериальным и гнилостным болезням, ускорение роста и цветения растений и сокращение сроков созревания плодов на две-три недели.

Указанный технический результат достигается тем, что способ получения жидкого органического удобрения из отходов органического происхождения включает в себя получение компоста путем применения микрофлоры, содержащей актиномицеты и микроскопические грибы в соотношении 1,6-1,7:1, заселение компоста вермикультурой красного калифорнийского червя Eisenia foetida и получение биогумуса, при этом полученный биогумус разбавляется водой в соотношении от 1:1 до 1:5, а затем подвергается диспергированию в кавитационной установке до получения устойчивой эмульсии, при этом после этапа диспергирования биогумуса осуществляется коррекция микробиологического состава добавлением в полученную эмульсию, 1-2% от ее количества, бактерий рода Azotobacter, штамма Bacillus megaterium или актиномицетов - микроскопических грибов.

Цель достигается внедрением в технологию 2х этапов - диспергирования полученного биогумуса до устойчивой эмульсии и корректировка эмульсии по микробиологическому составу. Биогумус разбавляется водой (в соотношении от 1:1 до 1:5) и подвергается диспергированию в кавитационной установке до устойчивой эмульсии. Коррекция микробиологического состава осуществляется добавлением в полученную эмульсию 1-2% от ее количества бактерий рода Azotobacter, штамма Bacillus megaterium или актиномицетов - микроскопических грибов.

Изобретение поясняется чертежами:

Фиг. 1 - блок схема получения жидкого органического удобрения;

Фиг. 2 - график сбора томата на опытном и контрольном участках.

Блок схема предлагаемого способа получения жидкого органического удобрения из отходов органического происхождения представлена на фиг. 1.

Для получения жидкого органического удобрения используются органические отходы, на основе которых происходит подготовка бактериальной ассоциации. Смесь из отходов подается на участок компостирования в биореакторы, микробиологическим путем получают компост. Полученный компост подается на участок вермикультивирования, где производится заселение компоста вермикультурой Eisenia foetida. На выходе участка получается биогумус, который уже может быть использован для рекультивации земель, пустынных и песчаных площадей. На следующем этапе биогумус разбавляется водой в соотношении от 1:1 до 1:5 и подвергается диспергированию в кавитационной установке до получения устойчивой эмульсии. По окончанию этапа диспергирования в полученное удобрение добавляется 1-2% полезной микрофлоры - бактерий рода Azotobacter, штамма Bacillus megaterium или актиномицетов - микроскопических грибов.

Дальнейшее использование удобрения предполагает его разбавление с водой в соотношении от 1:50 до 1:300. Полученным удобрением проводится внекорневая подкормка культур растений.

Далее приведен пример осуществления изобретения.

Исследования для изучения эффективности применения внекорневой подкормки полученного удобрения проводились на территории тепличного комплекса, представляющего собой теплицу закрытого грунта. Для проведения исследования в теплице было выделено два участка: опытный участок площадью 996 м² и контрольный 2000 м².

На обоих участках были высажены кусты индетерминантных томатов.

С марта по май на опытном участке через каждые 12 дней проводились внекорневые подкормки 1% раствором разработанного удобрения. На контрольном участке в те же сроки проводилась корневая подкормка минеральными удобрениями.

Сбор урожая начался в апреле одновременно на опытном и контрольном участках.

Сравнительный график сбора томатов на опытном и контрольном участках представлен на фиг. 2.

Результаты влияния полученного удобрения на урожай томата составляют его прирост на 19,6% от урожая томата, полученного при применении минеральных удобрений.

Использование разработанного удобрения не только повышает урожайность культур, но и улучшает экологическое состояние почвы.

Подтверждением этого являются результаты рентгено-флуорисцентного анализа почв, отобранных на контрольном и опытном участках и представленных в таблице 1.

Предлагаемый способ получения жидкого органического удобрения из отходов органического происхождения позволяет эффективно осуществлять переработку органических отходов, значительно повысить урожай культур, а также производить восстановление деградированных почв.

Полученное удобрение данным способом представляет собой жидкость, темно-коричневого цвета с землянистым запахом. Характеризуется показателями, представленными в Таблице 2.

Способ получения жидкого органического удобрения из отходов органического происхождения, включающий в себя получение компоста путем применения микрофлоры, содержащей актиномицеты и микроскопические грибы в соотношении 1,6-1,7:1, заселение компоста вермикультурой красного калифорнийского червя Eisenia foetida и получение биогумуса, отличающийся тем, что полученный биогумус разбавляется водой в соотношении от 1:1 до 1:5, а затем подвергается диспергированию в кавитационной установке до получения устойчивой эмульсии, при этом после этапа диспергирования биогумуса осуществляется коррекция микробиологического состава добавлением в полученную эмульсию, 1-2% от ее количества, бактерий рода Azotobacter, штамма Bacillus megaterium или актиномицетов - микроскопических грибов.