ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ
НОВЫЕ ПАТЕНТЫ, ЗАЯВКИ НА ПАТЕНТ
БИБЛИОТЕКА ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ

способ обеззараживания фасованных компостов и почвогрунтов, применяемых для выращивания растений в защищенном грунте, от патогенных организмов

Классы МПК:A01G11/00 Стерилизация почвы паром
Автор(ы):,
Патентообладатель(и):Общество с ограниченной ответственностью "М.А.Стер" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2009-09-17
публикация патента:

Изобретение относится к области сельского хозяйства. В способе компост, почвогрунт, применяемый для выращивания растений в защищенном грунте, насыпают в полиэтиленовые газопроницаемые из ПНД (полиэтилен низкого давления) толщиной от 60 до 100 мкм пакеты объемом от 1 до 50 л. Затем их выдерживают 180-240 мин в атмосфере газовой смеси, состоящей из окиси этилена (10-20%) и двуокиси углерода (90-80%) при давлении от 1,5 до 2,0 бар, температуре 50°С и влажности не более 50%. Способ позволяет повысить эффективность обработки фасованных компостов и почвогрунтов для упрощения и удешевления процесса обеззараживания при соблюдении высокой всхожести семян. 18 табл.

Настоящее изобретение относится к сельскому хозяйству и, в частности, может быть использовано для обеззараживания фасованных компостов и почвогрунтов, применяемых для выращивания растений в закрытом грунте, от патогенных организмов.

Известны способы обеззараживания почвы парников и теплиц от патогенных организмов с использованием различных физических и химических агентов: тепла, СВЧ-облучения, фумигантов, биоагентов.

Известен способ электрической обработки почвы в теплицах с помощью мобильного обеззараживателя на базе мостовой фермы, см. «Материалы XLIII научно-технической конференции. Челябинский гос.агроинженерный ун-т.Челябинск, 2004 - Ч.2. - С.325-328. - Библиогр.6 назв. Шифр 04-10700».

Наиболее близким к предлагаемому нами способу является способ термоэлектрического обеззараживания почвы, включающий термоэлектрическую обработку почвы в специальной электронагревательной камере, см. патент РФ № 2283557, 2003.09.02, ФГОУ ВПО «Горский ГАУ». Басаев Б.Б., Кабалоев Т.Х., Бекузарова С.А.

Известный способ обладает следующими недостатками:

- технологическая и техническая сложность, что обуславливает его высокую стоимость;

- значительные энергозатраты;

- малый объем обрабатываемой почвы, обусловленный размерами загрузочной камеры;

- изменение состава почвы;

- не обеспечивается стабильность обеззараживающего эффекта.

Целью изобретения является достижение технического результата по повышению эффективности обеззараживания фасованного компоста и почвогрунта от патогенных организмов с одновременным обеспечением высокой всхожести семян, упрощением и удешевлением процесса их обработки.

Изобретение реализуется следующим образом:

Компост, почвогрунт, применяемый для выращивания растений в защищенном грунте, насыпают в полиэтиленовые газопроницаемые из ПНД (полиэтилен низкого давления) толщиной от 60 до 100 мкм пакеты объемом от 1 до 50 л, которые укладывают на деревянные поддоны, после чего помещают в камеру промышленного газового стерилизатора.

В камеру подается стандартная стерилизационная газовая смесь, состоящая из окиси этилена (10-20%) и двуокиси углерода (90-80%). При давлении от 1,5 до 2,0 бар, температуре 50 град. С и влажности не более 50% компост, почвогрунт выдерживается в течение 180-240 мин.

При этом молекулы газовой смеси этиленоксида через поры пакета проникают в компост, почвогрунт, что ведет к гибели патогенных организмов.

В конце обработки, в автоматическом режиме вакуумированием из пакетов удаляются остатки использованной газовой смеси.

После окончания процесса пакеты с обеззараженным компостом, почвогрунтом выгружаются из камеры и они готовы к использованию.

В результате такой обработки достигается высокая эффективность обеззараживания фасованного компоста, почвогрунта от патогенных организмов при соблюдении высокой всхожести семян.

Установлено полное уничтожение нематод, клещей и их яиц (Приложение 1), уменьшение численности КОЕ грибов в 1,7 раза (Приложение 2), уничтожение бактерий кишечной палочки E.Coli (Приложение 3).

При этом обработка не вызывает увеличения фитотоксичности компоста и почвогрунта. Напротив, имеется эффект повышения всхожести семян овощных культур и стимуляции роста растений (Приложение 4).

Параметры обработки смесью этиленоксида с диоксидом углерода установлены в серии предварительных экспериментов (Приложение 5). Почвогрунты и компосты для обработки готовят с уровнем влажности не более 50% от полной влагоемкости, что необходимо для проникновения газовой смеси в воздушную фазу субстратов. Обеззараживание субстратов при большей концентрации газовой смеси окиси этилена и двуокиси углерода, температуре и продолжительности обработки ведет к повышению ее себестоимости и периоду восстановления жизнедеятельности микробиоты в почвогрунтах и компостах.

Таким образом, реализация заявленного изобретения позволяет повысить надежность и эффективность обеззараживания и упростить процесс обработки (Приложение 6).

Изобретение при существенном снижении затрат на энергоносители обеспечивает получение очищенного фасованного компоста, почвогрунта в несколько раз больше по объему (до 15 тонн за один цикл), чем при обработке известными способами.

Кроме того установлено, что применение данного способа обеззараживания стимулирует рост растений.

Изобретение апробировано на базе стерилизационного комплекса в городе Луховицы, что говорит о соответствии заявленного способа критерию патентоспособности - промышленная применимость.

Приложение 1

Таблица 1
Влияние обработки смесью окиси этилена и двуокиси углерода на численность нематод и плотность популяции простейших в тепличном почвогрунте
ВариантКоличество нематод в 100 мкл суспензии Количество нематод в 10 г почвы Простейшие
Контроль - 128 510 Обильная популяция простейших
33
42
ср. 34
2 180-240 мин 0 0простейших нет

Таблица 2
Нематоды и клещи в посевах мелкозема тепличного почвогрунта на картофельно-глюкозный агар после 3 недель инкубации при 25°С
Вариант Нематоды и клещи
Контроль-1Наблюдается активное развитие нематод и клещей на чашках с грибами
2 180-240 мин Нематоды не обнаружены, встречаются единичные особи клещей

Приложение 2

Таблица 1
Влияние обработки смесью окиси этилена и двуокиси углерода на общую численность колониеобразующих единиц (КОЕ) грибов в тепличном почвогрунте (агар Чапека)
№ вариант*/повторность образцов Разведение Число колоний на чашках Петри (повторность чашек) СреднееКОЕ/1 г воздушно-сухого образца
1 *(контроль)способ обеззараживания фасованных компостов и почвогрунтов, применяемых   для выращивания растений в защищенном грунте, от патогенных организмов, патент № 2427129 1 23 4способ обеззараживания фасованных компостов и почвогрунтов, применяемых   для выращивания растений в защищенном грунте, от патогенных организмов, патент № 2427129 способ обеззараживания фасованных компостов и почвогрунтов, применяемых   для выращивания растений в защищенном грунте, от патогенных организмов, патент № 2427129
1 10-3 6 107 98 1,6×105
2 180-240 мин10 -13 23 -2,7 5,3×102

Таблица 2
Влияние обработки смесью окиси этилена и двуокиси углерода на общую численность колониеобразующих единиц (КОЕ) грибов в тепличном почвогрунте (картофельно-глюкозный агар)
№ вариант*/повторность образцов Разведение Число колоний на чашках Петри (повторность чашек) СреднееКОЕ/1 г воздушно-сухого образца
1 способ обеззараживания фасованных компостов и почвогрунтов, применяемых   для выращивания растений в защищенном грунте, от патогенных организмов, патент № 2427129 способ обеззараживания фасованных компостов и почвогрунтов, применяемых   для выращивания растений в защищенном грунте, от патогенных организмов, патент № 2427129 1 23 способ обеззараживания фасованных компостов и почвогрунтов, применяемых   для выращивания растений в защищенном грунте, от патогенных организмов, патент № 2427129 способ обеззараживания фасованных компостов и почвогрунтов, применяемых   для выращивания растений в защищенном грунте, от патогенных организмов, патент № 2427129
1 способ обеззараживания фасованных компостов и почвогрунтов, применяемых   для выращивания растений в защищенном грунте, от патогенных организмов, патент № 2427129 10-3 8 1514 12,32,5×10 5
2 способ обеззараживания фасованных компостов и почвогрунтов, применяемых   для выращивания растений в защищенном грунте, от патогенных организмов, патент № 2427129 способ обеззараживания фасованных компостов и почвогрунтов, применяемых   для выращивания растений в защищенном грунте, от патогенных организмов, патент № 2427129 способ обеззараживания фасованных компостов и почвогрунтов, применяемых   для выращивания растений в защищенном грунте, от патогенных организмов, патент № 2427129 способ обеззараживания фасованных компостов и почвогрунтов, применяемых   для выращивания растений в защищенном грунте, от патогенных организмов, патент № 2427129 способ обеззараживания фасованных компостов и почвогрунтов, применяемых   для выращивания растений в защищенном грунте, от патогенных организмов, патент № 2427129 способ обеззараживания фасованных компостов и почвогрунтов, применяемых   для выращивания растений в защищенном грунте, от патогенных организмов, патент № 2427129 способ обеззараживания фасованных компостов и почвогрунтов, применяемых   для выращивания растений в защищенном грунте, от патогенных организмов, патент № 2427129
1 180-240 мин 10-1 42 22,7 5,3×102

Приложение 3

Влияние обработки смесью окиси этилена и двуокиси углерода на общую численность колониеобразующих единиц (КОЕ) бактерий в тепличном почвогрунте (соево-казеиновый агар)
№ вариант*/повторность образцов Разведение Число колоний на чашках Петри (повторность чашек) СреднееКОЕ/1 г воздушно-сухого образца
1*(контроль)способ обеззараживания фасованных компостов и почвогрунтов, применяемых   для выращивания растений в защищенном грунте, от патогенных организмов, патент № 2427129 1 2 3 способ обеззараживания фасованных компостов и почвогрунтов, применяемых   для выращивания растений в защищенном грунте, от патогенных организмов, патент № 2427129 способ обеззараживания фасованных компостов и почвогрунтов, применяемых   для выращивания растений в защищенном грунте, от патогенных организмов, патент № 2427129
10-4 3341 2934,3 3,9×106
2 180-240 мин10 -294 440 138224 4,5×105

Важным аспектом обработки является уничтожение патогенных и потенциально патогенных организмов в почвогрунте.

Установлено, что все испытанные режимы обработки приводят к гибели бактерий кишечной палочки (Е.coli).

Влияние обработки смесью окиси этилена и двуокиси углерода на численность колониеобразующих единиц (КОЕ) бактерий кишечной группы (Е.coli) в тепличном почвогрунте
ВариантРазведение КОЕ/чашку КОЕ/гЧисло типов колоний
Контроль-1 10-27 40000 3
0
0
ср. 2
2 180-240 мин 10-2 0 00

Приложение 4

Таблица 1
Фитотоксичность почвогрунта для выращивания рассады после обработки смесью окиси этилена и двуокиси углерода (тест на прорастание семян горчицы и рост проростков)
Вариант/повторность Всхожесть семян, % Длина надземной части проростков на 5 сут, см
Контрольспособ обеззараживания фасованных компостов и почвогрунтов, применяемых   для выращивания растений в защищенном грунте, от патогенных организмов, патент № 2427129 способ обеззараживания фасованных компостов и почвогрунтов, применяемых   для выращивания растений в защищенном грунте, от патогенных организмов, патент № 2427129
1 30 3,2
2 90 5,8
3 80 5,9
среднее 67 5,0
180-240 минспособ обеззараживания фасованных компостов и почвогрунтов, применяемых   для выращивания растений в защищенном грунте, от патогенных организмов, патент № 2427129 способ обеззараживания фасованных компостов и почвогрунтов, применяемых   для выращивания растений в защищенном грунте, от патогенных организмов, патент № 2427129
1 80 5,3
2 100 4,7
3 100 5,6
среднее 93 5,2
Число семян в каждой повторности - 20, в трех повторностях - 60 семян; коэффициент вариации данных - 10-15%; в опыте использован почвогрунт, через 2 недели после обработки.

Таблица 2
Микробная фитотоксичность почвогрунта для выращивания рассады после обработки смесью окиси этилена и двуокиси углерода (тест на прорастание семян горчицы и рост проростков)
Вариант Состав инициированного внесением крахмала микробного сообщества Всхожесть семян, % Длина надземной части проростков на 6 сут, см
КонтрольConiothyrium sp.способ обеззараживания фасованных компостов и почвогрунтов, применяемых   для выращивания растений в защищенном грунте, от патогенных организмов, патент № 2427129 способ обеззараживания фасованных компостов и почвогрунтов, применяемых   для выращивания растений в защищенном грунте, от патогенных организмов, патент № 2427129
Monilia geophila
Mucor sp.
Streptomyces sp. Гр. Griseus
Streptomyces sp. Гр. Albus
Среднееспособ обеззараживания фасованных компостов и почвогрунтов, применяемых   для выращивания растений в защищенном грунте, от патогенных организмов, патент № 2427129 77 5,8
180-240 мин Streptomyces sp. Гр. Griseus способ обеззараживания фасованных компостов и почвогрунтов, применяемых   для выращивания растений в защищенном грунте, от патогенных организмов, патент № 2427129 способ обеззараживания фасованных компостов и почвогрунтов, применяемых   для выращивания растений в защищенном грунте, от патогенных организмов, патент № 2427129
Streptomyces sp. Гр. Albus
Единичные гифы грибов
Среднееспособ обеззараживания фасованных компостов и почвогрунтов, применяемых   для выращивания растений в защищенном грунте, от патогенных организмов, патент № 2427129 97 6,7
Число семян в каждой повторности - 20, в трех повторностях - 60 семян; в опыте использован почвогрунт, через 2 недели после обработки; коэффициент вариации данных - 10-15%.

Таблица 3
Влияние обработки смесью окиси этилена и двуокиси углерода почвогрунта на прорастание семян и рост рассады перца
Вариант Всхожесть, % Длина (см)Вес растения (г)
корень Надземная часть способ обеззараживания фасованных компостов и почвогрунтов, применяемых   для выращивания растений в защищенном грунте, от патогенных организмов, патент № 2427129
Посев семян перца, учет через 20 сут в фазе появления 3 листа, почвогрунт обработан 4 недели до посева
Контроль72 1,7* (2,4)**5,8* (8,2)**0,25* (0,36)**
180-240 мин 86 2,3 (2,7)5,7 (6,7) 0,09 (0,10)
Посев семян перца, учет через 20 сут в фазе появления 3 листа, почвогрунт обработан 4 дня до посева
Контроль71 3,6 (5,0)6,2 (8,7) 0,16 (0,22)
180-240 мин 1003,8 (3,8) 5,9 (5,9) 0,16 (0,16)
Коэффициент вариации данных в среднем - 15%; * - длина и вес растений без учета, что часть семян не проросло; ** - длина и вес растений с учетом выпадения части растений (не проросло часть семян); посев по 7 семян перца в каждый вегетационный сосуд с почвогрунтом.

Таблица 4
Влияние обработки смесью окиси этилена и двуокиси углерода почвогрунта на прорастание семян и рост рассады огурца
Вариант Всхожесть, % Длина (см)Вес растения (г)
корень Надземная часть способ обеззараживания фасованных компостов и почвогрунтов, применяемых   для выращивания растений в защищенном грунте, от патогенных организмов, патент № 2427129
Посев семян огурцов (сорт Родничок), учет через 20 сут в фазе появления 3 листа, почвогрунт обработан 4 недели до посева
Контроль 83 5,2 (6,2)11,2 (13,5) 0,87 (1,04)
180-240 мин 834,7 (5,6) 12,4 (14,9)1,12 (1,30)
Посев семян огурца, учет через 20 сут в фазе появления 3 листа, почвогрунт обработан 4 дня до посева
Контроль33 1,8 (5,4)4,9 (14,6) 0,28 (0,83)
180-240 мин 1006,8 (6,8) 11,4 (11,4) 0,99 (0,99)
Коэффициент вариации данных в среднем - 15%; * - длина и вес растений без учета, что часть семян не проросло; ** - длина и вес растений с учетом выпадения части растений (не проросло часть семян); посев по 6 семян огурцов в каждый вегетационный сосуд с почвогрунтом.

Таблица 5
Влияние обработки смесью окиси этилена и двуокиси углерода почвогрунта на рост рассады огурца
Вариант Всхожесть, % Длина (см)Вес растения (г)
стебля корня способ обеззараживания фасованных компостов и почвогрунтов, применяемых   для выращивания растений в защищенном грунте, от патогенных организмов, патент № 2427129
Посев семян огурца, учет через 20 сут в фазе появления 3 листа, почвогрунт обработан 5 недель до посева
Контроль100 9,8* (9,8)**4,2* (4,2)**0,52* (0,52)**
180-240 мин 83 9,5* (11,4)**3,1* (3,7)**0,48* (0,58)**
Коэффициент вариации данных - в среднем 10-15%; * - длина и вес растений без учета, что часть семян не проросло; ** - длина и вес растений с учетом выпадения растений (не проросло часть семян); посев по 6 семян огурцов в каждый вегетационный сосуд с почвогрунтом.

Приложение 5

Таблица 1
Влияние режима обработки при разном давлении смесью окиси этилена и двуокиси углерода на численность колониеобразующих единиц (КОЕ) бактерий кишечной группы (Е.coli) в тепличном почвогрунте (при 50°С)
ВариантРазведение КОЕ/чашку КОЕ/гЧисло типов колоний
Контроль 10-27 40000 3
0
0
ср. 2
Обработка смесью при 1,2 барспособ обеззараживания фасованных компостов и почвогрунтов, применяемых   для выращивания растений в защищенном грунте, от патогенных организмов, патент № 2427129 способ обеззараживания фасованных компостов и почвогрунтов, применяемых   для выращивания растений в защищенном грунте, от патогенных организмов, патент № 2427129 способ обеззараживания фасованных компостов и почвогрунтов, применяемых   для выращивания растений в защищенном грунте, от патогенных организмов, патент № 2427129 способ обеззараживания фасованных компостов и почвогрунтов, применяемых   для выращивания растений в защищенном грунте, от патогенных организмов, патент № 2427129
Обработка смесью при 1,5 бар 10-2 00 0
Обработка смесью при 2,0 бар 10-2 00 0
Обработка смесью при 2,5 бар 10-2 00 0

Таблица 2
Влияние температурного режима и времени обработки смесью окиси этилена и двуокиси углерода на численность колониеобразующих единиц (КОЕ) бактерий в тепличном почвогрунте и вермикомпосте
Температурный Давление КОЕ бактерий/г
режимгазовой смеси, барКонтроль 180 мин 240 мин300 мин
40°С 1,5 38×105 -11,4×10 519,2×10 4
45°С 1,5 3,9×106 6,6×103 6,6×102 Единичные бациллы
50°С1,5 6,0×106* 3,0×103* *3,0×10 2*Единичные бациллы

Таблица 3
Влияние температурного режима и времени обработки смесью окиси этилена и двуокиси углерода на численность колониеобразующих единиц (КОЕ) бактерий кишечной группы в тепличном почвогрунте и вермикомпосте
ТемпературныйДавление КОЕ бактерий/г
режимгазовой смеси, барКонтроль 180 мин 240 мин300 мин
40°С 1,5 96000- 6200060000
45°С 1,540000 00 0
50°С 1,5 500000 00

Таблица 4
Влияние температурного режима и времени обработки смесью окиси этилена и двуокиси углерода на численность колониеобразующих единиц (КОЕ) грибов в тепличном почвогрунте и вермикомпосте
Температурный Давление КОЕ грибов/гспособ обеззараживания фасованных компостов и почвогрунтов, применяемых   для выращивания растений в защищенном грунте, от патогенных организмов, патент № 2427129 способ обеззараживания фасованных компостов и почвогрунтов, применяемых   для выращивания растений в защищенном грунте, от патогенных организмов, патент № 2427129
режимгазовой смеси, барКонтроль 180 мин 240 мин300 мин
40°С 1,5 2,0×103 -1,5×10 3l,4×10 3
45°С1,5 2,5×105 5,3×10 24,0×10 22,6×10 2
50°С1,5 15,1×103 9,0x103 l,6×10 31,6×10 2

Таблица 5
Влияние температурного режима и времени обработки смесью окиси этилена и двуокиси углерода на численность нематод и простейших в тепличном почвогрунте
Температурный режим Давление газовой смеси, бар Группа организмов Контроль180 мин 240 мин 300 мин
40°С1,5 нематоды, число в 10 г90 -75 30
40°С 1,5 обилие простейших Многочисленная популяция простейших способ обеззараживания фасованных компостов и почвогрунтов, применяемых   для выращивания растений в защищенном грунте, от патогенных организмов, патент № 2427129 единичные особиединичные особи
50°С 1,5 нематоды, число в 10 г 520нет нетнет
50°С 1,5Обилие простейших Многочисленная популяция простейшихнет нет нет

Таблица 6
Эффективность обеззараживания почвогрунтов смесью окиси этилена и двуокиси углерода в пакетах разного объема
Температурный режим Давление газовой смеси, бар Численность колониеобразующих единиц (КОЕ) бактерий кишечной группы
Контроль1 л 10 л 50 л
50°С 1,5 400000 00
50°С 2,040000 00 0

Приложение 6

Таблица 1
Сравнение обеззараживания почвогрунтов/компостов предлагаемым способом и прототипом (патент РФ № 2283557)
ПараметрОбработка газовой смесью с этиленоксидом Термоэлектрический способ (прототип)
Существенные изменения в составе почвы НетДа
Возможность проведения обеззараживания субстрата, расфасованного в пакеты различного объема (1-50 л) ДаНет
Эффективность и стабильность обработки ВысокаяНе обеспечивает стабильность обеззараживания
Максимальный объем почвогрунта/компоста, который может быть обеззаражен за 1 цикл обработки До 15 тДо 3-5 т
Энергозатраты на обработкуУмеренные, т.к. нагрев осуществляется только на первичном этапе обработки Высокие, т.к. нагрев происходит во время всего цикла обработки

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ обеззараживания фасованных компостов и почвогрунтов, применяемых для выращивания растений в защищенном грунте, от патогенных организмов, включающий тепловое воздействие, отличающийся тем, что компост, почвогрунт, применяемый для выращивания растений в защищенном грунте, насыпают в полиэтиленовые газопроницаемые из ПНД (полиэтилен низкого давления) толщиной от 60 до 100 мкм пакеты объемом от 1 до 50 л, а затем выдерживают 180-240 мин в атмосфере газовой смеси, состоящей из окиси этилена (10-20%) и двуокиси углерода (90-80%) при давлении от 1,5 до 2,0 бар, температуре 50°С и влажности не более 50%.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2427129

patent-2427129.pdf


Наверх