штамм actinomyces fradiae для переработки органических отходов животноводства и птицеводства

Формула изобретения

Штамм Actinomyces fradiae ВГНКИ 04.05.17-ДЕП, используемый для переработки органических отходов животноводства и птицеводства.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, ветеринарной микробиологии, санитарии и биотехнологии и может быть использовано при переработке органических отходов сельскохозяйственных предприятий с одновременным получением экологически чистого высокоэффективного удобрения. Применение указанного штамма позволяет обеспечить круглогодичную утилизацию органических отходов с наименьшими производственными затратами.

Целью изобретения является штамм Actinomyces fradiae-96, предназначенный для утилизации различного вида органического сырья, в том числе экскрементов человека, сельскохозяйственных животных и птиц.

Аналоги изобретения. Разработаны физические, химические и биологические (переработка навоза и помета с помощью копрофагов, дрожжей, микроорганизмов и т.д.) методы переработки органического сырья (см. Никитин Д.П. 1980, Ворошилов Ю.И., Дурдыбаев С.Д., Ербанова Л.Н., 1991; Лысенко В.П. 2002; Блинов В.А., 2003). Однако большинство известных методов имеют ряд недостатков как с экономической, так и с биологической точки зрения. Так, например, некоторые из них дорогостоящие и, следовательно, недоступны большинству сельскохозяйственных предприятий, другие эффективны только при определенных климатических условиях. Наиболее приемлемым и эффективным для переработки органического сырья является использование специфических популяций микроорганизмов и грибов. Известно, что микроорганизмы способствуют накоплению в почве элементов питания растений, стимулируют их рост и развитие, обладают антагонистической активностью по отношению к зоо- и фитопатогенам. Для переработки органических отходов используются метанообразующие, термофильные, фотосинтетические и молочнокислые бактерии, дрожжи, ферментирующие грибы.

Исходя из этого в качестве примеров рассматривались способы переработки органических отходов с использованием микроорганизмов и грибов. Так известен способ переработки органических отходов с добавлением метанобразующих бактерий и последующим введением дрожжевой закваски (№1625859). Недостатком данного способа является низкая питательность получаемого удобрения и трудоемкость процесса переработки. В другом способе для обеззараживания птичьего помета использовался штамм бактерий Bacillus subtilis ТНП-3. Однако основным недостатком использования штамма Bacillus subtilis ТНП-3 является длительность процесса переработки (90 суток).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому изобретению является технология эффективных микроорганизмов (см. Блинов В.А. Биотехнология. Саратов. - 2003. - 196 с.). Созданные на основе ЭМ-технологии такие препараты как «SEF-A», «Байкал», «Тамир», «Кюссей ЭМ-1», «Бак Сиб» и другие эффективно применяются для переработки бытовых и сельскохозяйственных отходов. Однако использование в процессе переработки органических отходов эффективных микроорганизмов (фотосинтетические, молочнокислые бактерии, дрожжи, актиномицеты) имеет недостатки, в частности невозможность круглогодично осуществлять переработку, необходимость покрытия субстрата, высокая цена препаратов, что затрудняет широкое внедрение в практику и реализацию среди населения.

Предлагаемый способ позволяет уменьшить сроки переработки органического сырья, провести их надежное обезвреживание от патогенных микроорганизмов и гельминтов, устранить загрязнение окружающей среды. Причем процесс переработки органических отходов осуществляется при минимальных производственных затратах. Важным преимуществом заявляемого объекта является то, что биоконверсия органических отходов данным штаммом не зависит от температурных условий.

Штамм депонирован 10.08.2004 года в ФГУ ВГНКИ под №04.05.17-ДЕП (Actinomyces fradiae-96). Справка о депонировании штаммов выдана за №2. Штамм Actinomyces fradiae-96 выделен авторами в 1996 г. из почвы, отобранной из под органических отходов птицеводства на птицефабрике "Пестричинская" Пестричинского района Республики Татарстан, и после изучения его полезных свойств депонирован в ФГНУ "Всероссийский научно-исследовательский ветеринарный институт" (г.Казань), под номером 2/2004.

Характеристика штамма ранее не опубликована. Штамм в других целях не использовался.

Actinomyces fradiae-96 имеет следующие морфологические и физиологические характеристики.

Морфология. Клетки овальной формы; длиной 0,006±0,0014 мм; шириной 0,004±0,0005 мм. Одноклеточный мицелий из ветвящихся, тонких гиф.

Микромицеты окрашиваются, по Граму положительно.

Культуральные признаки. На жидкой питательной среде (МПБ) через 24-48 часов культивирования наблюдается равномерное помутнение с образованием морщинистой слизистой пленки.

Биохимические свойства. Штамм аэроб, хотя рост наблюдается и при ограниченном доступе кислорода. Обладает выраженной сахаролитической активностью, интенсивно (на среде Гисса) ферментирует с образованием кислоты без газа - глюкозу, лактозу, сахарозу, маннит, сорбит, глицерин; с образованием кислоты и газа отмечается расщепление мальтозы. Штамм не расщепляет рамнозу, раффинозу и дульцит. Обладает каталазной и уреазной активностью, разжижает желатин, не образует сероводород и индол.

Физиологические признаки. Размножение посредством воздушных гиф, также возможно путем фрагментации.

Безвредность штамма изучали в тест - дозе (500 мг) на мышах; при этом вводили взвесь микромицета в физиологическом растворе двум группам животных (по 6 голов) внутрь. Штамм не патогенен для теплокровных животных, поскольку не отмечалось гибели мышей и видимых отклонений от физиологического состояния.

Предлагаемый способ утилизации органических отходов заключается в следующем.

Органические отходы (экскременты различных видов сельскохозяйственных животных, птиц) послойно обрабатывают водной суспензией микроорганизма из расчета 20 мл нативной культуры на 1 тонну субстрата, с содержанием в 1 мл не менее 200 млн. микр. кл. Затем полученную массу подвергают компостированию в течение 30 суток в теплое время года и в течение 40-60 суток - в холодное.

Штамм микромицета обладает выраженной активностью, эффективно разлагает экскременты животных и птиц, превращая их в высококачественный гумус.

Предлагаемый способ поясняется примерами конкретного применения.

Пример 1. Опыты проведены в условиях скотоводческих и свиноводческих хозяйств. На твердую площадку закладывали навоз (высотой 1 метр). Данную поверхность равномерно поливали водной суспензией микроорганизма из расчета 20 мл нативной культуры на 1 тонну субстрата, с содержанием в 1 мл не менее 200 млн. микр. кл. Затем на обработанную поверхность вновь закладывали субстрат и повторяли процедуру. Весь процесс ферментации занимал летом - 30; зимой - 40-60 суток. Пробы для микробиологических и копрологических исследований отбирали в начале обработки (в исходной смеси) и через каждые 10 суток после ферментации.

Наличие в образцах микроорганизмов, простейших, а также гельминтов оценивали по общепринятым методам.

Результаты микробиологического и копрологического анализа показали полное обеззараживание от патогенных микроорганизмов и гельминтов.

Пример 2. Опыты проведены в условиях птицеводческих хозяйств ряда регионов РФ. Для устранения жидкой консистенции пометных масс были использованы опилки. На площадку с твердой поверхностью закладывали помет и опилки слоями до высоты 1,5 м, каждый слой поливали водной суспензией микроорганизма из расчета 20 мл нативной культуры на 1 тонну субстрата, с содержанием в 1 мл не менее 200 млн. микр. кл. Процесс ферментации в летний период составил 30, зимний - 40-60 суток. В начале обработки (в исходной смеси) и через каждые 10 дней после ферментации были отобраны пробы субстрата. В отобранных образцах определяли микробиологическую загрязненность патогенной и условно-патогенной микрофлорой, наличие - яиц гельминтов и простейших. Результаты микробиологического и копрологического анализа показали полное обеззараживание от патогенных микроорганизмов и гельминтов.

Источники информации

1. Авторское свидетельство №2105810, кл. С05F 3/00, 11/08.

2. Авторское свидетельство №1625859, кл. С05F 3/00, 91.

3. Блинов В.А. Биотехнология. - Саратов. - 2003. - 196 с.

4. Никитин Д.П. Крупные животноводческие комплексы и окружающая среда. - Медицина. - Москва. - 1980. - 255 с.

5. Лысенко В.П. Перспективные технологии и оборудование для реконструкции и технического перевооружения в птицеводстве. - Москва. - ФГНУ "Росинформагротекх". - 2002. - С.375-453.

6. Ворошилов Ю.И., Дурдыбаев С.Д., Ербанова Л.Н. Животноводческие комплексы и охрана окружающей среды. - Москва. - Агропромиздат. - 1991. - 107 с.