способ получения органического удобрения из сплавины

Формула изобретения

Способ получения органического удобрения из сплавины, извлеченной при очистке водоемов, включающий ее компостирование в буртах в естественных условиях вегетационного периода с добавлением фосфоритной муки, мочевины и штамма целлюлозоразлагающих микроскопических грибов Trichoderma sр. № 14.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскому хозяйству, мелиорации и биотехнологии и может быть использовано для получения органического удобрения на основе сплавины, извлеченной из водоемов при их очистке. Способ заключается в том, что извлеченную из водоема сплавину укладывают в бурт слоем до 1 метра, добавляют фосфоритную муку и мочевину для сбалансирования соотношения С:Р до 120:1, C:N до 25:1 и культуру целлюлозолитического гриба Trichoderma sp. № 14 в виде водной суспензии спор в концентрации 1·10 ⁶ КОЕ/мл и присыпают почвой, вынутой из траншеи.

Зарастание прибрежных и мелководных участков водохранилищ и озер - явление весьма распространенное. При их очистке образуется большое количество отходов сплавины, состоящей в, основном, из рогоза широколиственного, сабельника болотного, вахты трехлистной, загромождающих и загрязняющих прибрежные территории.

В этой связи переработка сплавины и получение из нее органического удобрения для повышения плодородия зачастую орошаемых почв, расположенных на близлежащих к водоему пологих склонах, является чрезвычайно актуальной.

Известны способы получения органических удобрений с использованием растительных остатков - соломы злаковых и бобовых культур (Патент РФ 2130003), биоконверсией навоза и соломы (Патент РФ 237627), компостированием сапропеля, органических отходов и NPK (Патент РФ 228632).

Учитывая высокое содержание целлюлозы в сплавине, в качестве аналога взят способ приготовления органического удобрения путем утилизации целлюлозосодержащих промышленных отходов, включающий их смешивание с почвой, добавление биокомпоста и введение микроорганизмов Clostridium thermocellum и Streptomyces sp. (Патент РФ 2257366).

Однако этот способ является многокомпонентным и трудоемким, т.к. предназначен в первую очередь для утилизации целлюлозосодержащих промышленных отходов.

В работе (Дашкин, 2009) приведены результаты лабораторных исследований по компостированию сплавины в оптимальных условиях влажности и температуры с добавлением штамма Trichoderma sp. № 9.

Предлагаемый способ с использованием другого штамма Trichoderma sp. № 14, который показал меньшую эффективность в лабораторных опытах, но обладал большей жизнеспособностью и оказался высокоэффективным в естественных условиях полевого опыта, направлен на ускорение гумификации грубого растительного материала сплавины и получение органического удобрения, улучшающего гумусное состояние почвы, питательный режим и урожайность сельскохозяйственных культур.

Раскрытие

Сущность изобретения заключается в том, что извлеченную из водоема сплавину укладывают в бурт слоем до 1 метра, добавляют фосфоритную муку и мочевину для сбалансирования соотношения С:Р до 120:1, C:N до 25:1 и культуру целлюлозолитического гриба Trichoderma sp. № 14 в виде водной суспензии спор в концентрации 1·10 ⁶ КОЕ/мл и присыпают почвой, вынутой из траншеи. Штамм Trichoderma sр. № 14 был выделен из сплавины и депонирован в коллекции микроорганизмов Института биологии УНЦ РАН под регистрационным номером ИБ Г-51.

Для получения биомассы штамм выращивают поверхностно на жидкой среде Чапека с 2% сахарозы в течение 10-14 суток при 28°С. Биомассу отфильтровывают через бумажный фильтр и используют для приготовления рабочего раствора с концентрацией 10⁶ КОЕ/мл. К концу вегетационного периода компостированный субстрат приобретает темную окраску, растительные остатки сплавины становятся малоразличимыми, степень разложения сплавины оценивается как высокая.

Эффективность полученного удобрения проверялась в трехлетнем полевом опыте на черноземе типичном слабоэродированном, сформированном на пологом склоне вблизи водохранилища. Органическое удобрение (компостированная сплавина) вносили один раз весной 2009 года из расчета 25 т/га, для сравнения использовали навоз КРС также в дозе 25 т/га. Исследования показали (табл.1), что содержание гумуса при внесении полученного из сплавины удобрения в среднем за три года по сравнению с контролем увеличилось на 5,4% и статистически не отличается от действия навоза. Аналогично увеличилось содержание подвижного фосфора и щелочногидролизуемого азота. Наряду с агрохимическими свойствами улучшились водно-физические свойства почвы: возросла влагоемкость и весенние запасы влаги (на 2-3 т/га), улучшилась структура почвы и водопрочность структурных агрегатов (коэффициент структурности увеличился с 2,6 на контроле до 3,4 при внесении заявляемого органического удобрения, коэффициент водопрочности вырос с 63,4 до 69,4 соответственно).

Таблица 1. Агрохимические свойства почвы при использовании органического удобрения, полученного заявляемым способом
Вариант	Гумус, %	Фосфор подвижный, мг/100 г почвы	Азот щелочногидролизуемый, мг/кг почвы
Контроль (без удобрений)	6,09±0,045	3,37±0,14	156,1±1,6
Компостированная сплавина	6,42±0,06	3,89±0,13	174,2±2,9
Навоз	6,49+0,06	5,66±0,62	177,9±3,5

Использование полученного удобрения привело к увеличению урожайности сельскохозяйственных культур (табл.2). В первый год прибавка (картофель) составила 140%, на второй острозасушливый год (яровая пшеница) - 19%, на третий год (многолетние травы первого года) - 105%.

Таблица 2. Урожайность сельскохозяйственных культур в полевом опыте при использовании органического удобрения, полученного заявляемым способом
Вариант	2009 г. Картофель	2010 г. Яровая пшеница	2011 г. Многолетние травы
Контроль (без удобрений)	27,3±0,4	7,9±0,5	58,3±0,5
Компостированная сплавина	65,7±0,3	9,4±0,7	119,8±0,7
Навоз	92,4±0,8	11,8±0,5	126,1±0,7

Таким образом, способ получения органического удобрения из отходов, образующихся при очистке водоемов, с одной стороны, обеспечивает утилизацию сплавины, а с другой, позволяет получить удобрение, способствующее улучшению агрохимических, водно-физических свойств почв и увеличению урожайности сельскохозяйственных культур.

Источники информации

1. Патент РФ 2130003 С1, опубл. 10.05.1999. Органическое удобрение и способ его получения.

2. Патент РФ 2376270 С1, опубл. 10.12.2007. Способ приготовления биологически активного органического удобрения.

3. Патент РФ 2257366 С1, опубл. 27.07.2005. Способ получения органического удобрения путем утилизации целлюлозосодержащих промышленных отходов.

4. Патент РФ 2286321 С1, опубл. 27.10.2006. Способ приготовления удобрительно-мелиорирующей смеси на основе карбонатного сапропеля.

5. Дашкин С.М. Получение органо-минеральных удобрений из возобновляемого растительного сырья и использование природных агроруд для повышения плодородия засоленных почв в Зауральской степной зоне: Автореф. дисс канд. биол. наук. - Уфа, 2009. - 18 с.