Способ получения жидкого зообактериального удобрения

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к земледелию , и может быть использовано для восстановления и поддержания стабильности почвенного плодородия. Цель изобретения - улучшение агрохимических и эксплуатационных свойств удобрения . Жидкое зообактериальное удобрение готовят настаиванием в воде соломы злаковьк культур из расчета 0,1-5,0 кг/м воды в течение 2- 10 сут. и полученный настой с подращенной естественной ассоциацией ьшкроорганизмов и беспозвоночных гидробионтов отделяют от соломы. При внесении удобрения в почву в количестве 20-50 с поливной водой богатая белками биомасса ассоциации м 1кроорганизмов и беспозвоночных гидробионтов быстро ми-нерализуется, обогащая почву питательными элементами и мик- poэлeмeнтa п, в результате повьш1ается плодородие почвы и урожай культур. 5 табл. с t сл с:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (191 (И) цц 4 С 05 F 11/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТЭЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4091449/30-15 (22) 14.07.86 (46) 30.01.89. Бюл. В 4 (71) Научно-производственное объединение "Элита Поволжья" Всероссийского отделения ВАСХНИЛ, Саратовский государственный университет им. Н.Г.Чернышевского и Институт биохимии и физиологии растений и микроорганизмов АН СССР (72) О.Н.Трунова, В.Г.Матершев, А.Г.Ишин, Е.А.Белоглазов и Л.N.Болтова (53) 631.871(088.8) (56) Патент США 1(3794479, кл. С 05 F 11/08, 1974. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕРЗКОГО ЗООБАКТЕРИАЛЬНОГО УДОБРЕНИЯ (57) Изобретение относится к сельско-. му хозяйству, в частности к земледелию, и может быть использовано для

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к сельскохозяйственной микробиологии, и может быть использовано для повышения плодородия почвы и утилизации растительных остатков, например соломы злаковых культур.

Целью изобретения является улучшение агрохимических и эксплуатационных свойств удобрения, Неизмельченную солому злаковых культур формируют в тюки и настаивают ее в замкнутых поливных емкостях (каналах, траншеях, арыках и т,п.) восстановления и поддержания стабильности почвенного плодородия. Цель изобретения — улучшение агрохимических и эксплуатационных свойств удобрения. Жидкое зообактериальнае удобрение готовят настаиванием в воде соломы злаковых культур из расчета

О, 1-5 0 кг/м воды в течение 2-

10 сут, и полученный настой с подращенной естественной ассоциацией микроорганизмов и беспозвоночных гидробионтов отделяют от соломы, При внесении удобрения в почву в количестве

20-50 » /га с поливной водой богатая белками биомасса ассоциации микроорганизмов и беспозвоночных гидробионтов быстро минерализуется, обогащая почву питательными элементами и микроэлементами, в результате повышается плодородие почвы и урожай культур.

5 табл. в нативной (речной, прудовой) воде в течение 2-10 сут. при соотношении масс соломы и воды 0,1:1000-5,0:1000.

Во избежание фильтрации воды стенки и дно емкости выстилают, например, .водонепроницаемой пленкой, Затем отделяют от растительных остатков полученный настой соломы с наращенной естественной ассоциацией микроорга10 низмов и беспозвоночных гидробионтов, который является жидким зообактери-. альным удобрением, Пожнивные остатки злаковых и пшеничная солома имеют соотношения аэо15 позвоночных гидробионтов на фоне подращиваемых микроорганизмов происходит согласно законам трофической цепи.

Преимущественными формами простейших являются мелкие жгутиконосцы иэ класса Mastigophora (10 экэ./мл), а также инфузории рр. Colpidium, Cyclidium, Chilodonella (10 экз/мл). На фоне размножившихся микроорганизмов и простейших через 2-3 сут. настаивания соломы увеличивается численность многоклеточных беспозвоночных гидро-. бионтов — естественных обитателей водоисточников, из которых берется вода для настоя, — из классов Сореро"

da, Cladocera, Rotatoria в..количест" ве нескольких десятков экземпляров в 1 мл. У беспозвоночных Rotatoria и Cladocera очень высокая скорость воспроизводства. У Cladocera средний суточный прирост составляет 15-20Х средней суточной биомассы всей продукции, у Copepoda — 3-8 . В отличие от растительных остатков соотношение азота и углерода микроорганизмов и беспозвоночных гидробионтов на один порядок выше 1:5-1: 10. При внесении полученной богатой белком биомассы ассоциации микроорганизмов и беспозвоночных гидробионтов в почву с поливной водой в количестве 50 м /га они быстро реминерализуются, обогащая почву различными питательными элементами — органогенными и зольными: С, Х, Н, О, К, Са, P и др, а также микроэлементами. Истощение питательного субстрата устанавливают количественным учетом аммонифицирующих микроорганизмов, количество которых должно составлять 1 х 10 м-т/мл настоя (естественная концентрация микроорганизмов в поливной воде мезосапробной степени загрязненности).

Жидкие зообактериальные удобрения вносят с помощью поливальных машин в течение всего периода вегетации растений.

Прохождение через микроорганизмы особенно в аэробных условиях фитотоксических веществ растительных остатков (соломы злаковых культур) вызывает их детоксикацию, что подтверждается возрастанием урожайности при использовании жидких зообактериальных удобрений.

Водный настой с зообактериальным планктоном на 1 га вносят в количестве 20-50 М3. Однако это количество з

14548 та и углерода 1:40-1:50 и 1:100 соответственно, т.е. разложенная органическая субстанция этих субстратов является не источником азота а источФ 5 ником углерода, используя который микроорганизмы в первый год запахивання соломы закрепляют в своих телах почвенный азот. В последующие годы азот, накопленный в микробных телах, 10 медленно переходит в почву.

Предлагаемый способ предполагает ускорение круговорота азота в системе растительные остатки — микроорганизмы — почва за счет улучшения ка- 15 чества удобрения.

Солома злаковых культур содержит

12-14Х водорастворимых веществ, углеводные фракции которых являются полноценным исходным питательным субстратом, источником энергии и углерода для получения и подращивания зообактериального планктона, в том числе для развития азотфиксирующих

25 микроорганизмов для усвоения атмосферного азота, т.е. не только для аккумуляции в микробных телах, простейших и беспозвоночных гидробионтах исходного органического азота, но и для продуцирования нового орга- З0 нического азота у ряда микроорганизмов на основе его новообразования в результате азотфиксации. Именно этот зообактериальный планктон и иммобилизованный в нем азот и вся его биомасса служат при разложении во влажной почве основой жидких органических зообактериальных удобрений.

Динамика процесса получения этих удобрений следующая, 40

Через 18-24 ч настайвания соломы количество азотфиксирующих микроорга5 низмов достигает 10 -10 м т/мл настоя. Доминирующими микроорганизмами являются микроорганизмы рр. Aquspi- 45

ril1um, Pseudomonas, Bacterium. Величина азотфиксации в течение 5 дней замачивания соломы составляет 2 r азота на 1 кг соломы. При наращивании азотфиксирующих микроорганизмов g0 идет частичное их отмирание, за счет чего облегчается подъем численности микроорганизмов-аммонификаторов до

10 — 10 м т/мл настоя, преимущест7 9 венно родов Bacillus, Bacterium, а также простейших, находящихся в инцистированной форме на соломе, а также в естественной поливной воде. Воспроизводство водных простейших и бес14548 испаряется с поверхности почвы и его недостаточно для достижения оптимальной влажности промачивания почвы и проникновения планктона на глубину основного корнеобитаемого слоя (около 70 см), благоприятную и необходимую для завершения процесса разложения и минерализации планктона, т,е. для получения на основе этого вторич" 10 ного органического субстрата собственно комплексных азотных удобрений биологического, зообактериального происхождения. Ввиду этого необходимо, кроме настоя с зообактериальным планктоном, вносить в почву воду, объем которой по общеизвестным и общепринятым нормам примерно на один порядок превышает объем вносимых удобрений (настоя планктона), т.е. около 550 м воды на 50 м настоя планктона на 1 га, причем такой полив возможен в любое время:и после ив момент внесения зообактериального планктона.

Пример 1. В ограниченную ем- 25 кость канал) закладывали тюки пшеничной соломы. Солому заливали нативной (прудовой) водой так, чтобы она покрывала солому, и настаивали. Об образовании ассоциации микроорганиз-. мов и беспозвоночных гидробионтов судили по помутнению настоя и образованию пленки на поверхности воды. Для использования настоя его отделяли от соломы: тюки извлекали иэ емкости и

35 оставшийся настой вносили в почву при помощи поливальной установки ДДА-100М.

После внесения в почву настоя соломы производили полив.

Эффект от внесения жидких зообак- 40 териальных удобрений, полученных при настаивании соломы в соответствии с предлагаемым способом, определили по изменению содержания в почве легкогидролизуемого азота, измеренного в мг на 100 г почвы. Контролем служили изменения содержания в почве легкогидролизуемого азотапосле внесения соответствующих доз жидкого навоза.

Отделение настоя от соломы для б0 внесения его в почву производили по истечении 1, 2, 3, 5, 8, 10, 11 сут. при концентрации 0,08; О,1; 0,5; 2,0;

3,0, 5,0; 5,5 кг соломы на 1 м воды.

Дозы внесения настоя в почву: 15,0 м на гектар,.20,0 м на гектар (табл.1), 35,0 м на гектар (табл . 2), 50,0 мэ настоя на гектар (табл. 3), 55,0 мз настоя на гектар.

15 6

Из табл, 1-3 следует, что настаивание следует проводить при концентрации соломы 0,1-5 кг/м воды, а при концентрациях соломы ниже 0,1 кг/м воды и более 5 кг/и воды настаивание нецелесообразно, так как в первом случае естественная ассоциация микроорганизмов и беспозвоночных гидробионтов не подращивается, а во втором— в настое развиваются гнилостные процессы. Настаивать солому следует

2-10 сут. Настаивание менее двух су1 ток и более 10 сут, нецелесообразно, так как в первом случае не развивается естественная ассоциация в настое, а во втором начинаются гнилостные процессы. Кроме того, вносить настой с подращенной ассоциацией микроорганизмов и беспозвоночных гидробионтов слецует в количестве 20-50 м настоя на гектар. Внесение настоя менее 20 м /га не дает никакого эффекта, а более 50 м /га экономически не выгодно, так как необходимы слишком большие емкости, которые займут обрабатываемые -площади.

Пример 2. По описанной в примере 1 методике солому замачивали в количестве 5 кг/м, выдерживали

5 сут. и вносили настой соломы на поле из расчета 50 м /га, Для сравнения на контрольное поле вносили жидкий навоз в такой же концентрации в количестве 50 м /га.

Данные по азотфиксирующей активности почвы (нанограмм этилена/г почвы) после внесения настоя соломы в сравнении с жидким навозом представлены в табл, 4 °

Из табл. 4 видно улучшение состояния почв. Кроме того, при внесении зообактериальных удобрений в почву не передаются возбудители инфекционных и инвазионных заболеваний„

Внесение настоя соломы с ассоциацией представителей беспозвоночной гидрофауны обогащает почву экологически чистым азотом, фиксированным микроорганизмами из атмосферы и высвобождающимся при разложении микробных тел. Кроме того, происходит обогащение ее и другими органогенами, а также различными микроэлементами.

Так, при средней продуктивности естественной наращиваемой ассоциац|н1, составляющей 1 г/л жидкости, в почну поступит азота 7-10 кг/га, углерода

7 1454815

46-50 кг/ra, фосфора до 5 кг/ra, до

2,5 кг калия, до 2,0 кг других веществ и микроэлементов sa один полив иэ расчета 50 м /ra что эа сезон

5 составит (за 5 поливов): азота 3540 кг/ra, углерода 230-256 кг/га, фосфора 25 кг/ra, калия 12,5 кг/ra, других веществ и микроэлементов до

10 кг/га. 1О

Повышение плодородия почв в виде увеличения легкогидролизуемого азота, аэотфиксирующей активности почвы, а также рассчитанное количество питательных веществ, поступающих в почву 15 при разложении компонентов зообактериальных удобрений, коррелирует с повышением урожая на удобренных предлагаемым способом полях (табл. 5).

Т а б л и ц а 1

Содержание в почве легкогидролизуемого азота (мг/100 r почвы) после внесения настоя соломы в количестве 20 м /га

Количество суток

Количество соломы, Г Г кг/мз воды 1 2 3 5 . 8 10: 11 настое не подращивается В настое

Ассоциа- Ассоциация в ция в настое не 1,2 1,2

0,08 развиваются гнилостные

1,4 1,3 1,2

0 1 процессы подращивается

1,3 1,3

1,6 1,4

1,4

1,5

1,5

0,5

1,7

1,5

1,5

2,0

1 8 1,7 l 5

1,5 1,6

1,7 1,8

3,0

1,9 1,7

2,0

5,0

5,5

В настое развиваются гнилостные процессы

П р и м е ч а н и е. Контроль; 20 м /ra жидкого навоза — 0,7.

Технико-.экономическую эффективность предлагаемого способа определяли из расчета применения 50 м настоя жидкого навоза, так как полив осуществляли дождевальной машиной ДЦА-100 И 25 с минимальным расходом жидкости, в том числе жидких удобрений, 50 м /ra (один проход). Увеличение дозы влечет за собой дополнительные затраты (транспортные издержки).

При применении предлагаемого способа увеличивается урожай пшеницы (на 13_#_ по сравнению с применением жидкого навоза) с повышением его белковости.

Способ отличается простотой исполнения и рентабельностью, так как энергетическим субстратом является солома злаковых культур.

Формула изобретения

Способ получения жидкого зообактериального удобрения, включающий настаивание растительных остатков в воде, отличающийся тем, что, с целью улучшения агрохимических и эксплуатационных свойств удобрения, в качестве растительных остатков используют неизмельченную солому злаковых культур, спрессованную в тюки, настаивание осуществляют в течение 2-10 сут. при массовом соотношении соломы и воды (0,1-5,0):1000, а полученный настой отделяют от соломы.

1454815

Таблица 2

Содержание в почве легкогидролизуемого азота (мг/100 г почвы) после внесения настоя-соломы в количестве 35 и /га

Количество суток

Г Т 1 Т

1 2 3 5 8 10 11

0,8

Ассоциа- Ассоциация в настое не подращивается ция в. настое не 1,3 1,3 1,5 1,4 1,8 подращи" вается

В настое развиваются гнилостные

0,1 процессы

0 5

1,3 1,4 1,6 1,4 1,4

2,0

3,0

5,0

5,5

В настое развиваются гнилостные процессы

П р и м е ч а н и е. Контроль: 35 M /га жидкого навоза — 1,2, Т а б л и ц а 3

Содержание в почве легкогидролизуемого азота (мг/ 100 r почвы) после внесения настоя соломы в количестве 50 м /га

Количество суток

Количество соломы, кг/м воды 1 2 3 5 8 10

В настое

Ассоциа- Ассоциация в настое не подращивается ция в настое не 1 3 1 4 1 5 1 5 1 3

0,08 развиваются гнилостные

0,1 процессы подращивается

1,4 14 1,6 15 14

0,5

1 4

t.1 В7

2,0

1,8

1,5 3,0

1,9

1,8

5,0

В настое развиваются гнилостные процессы

5,5

П р и м е.ч а н и е. Контроль: 50 м /ra жидкого навоза — 1, 7.

Количество соломы, кг/м воды

1,5 1,5

1,7 1,8

1,9 1,9

1,8 1,6 1,5

2,0 1,7 1,5

2,1 1,9 1,5

1,8 1,7 1,4

1,8 1,6 1,5

222017

1454815 12

Таблица4

Настой соломы

50 м /га

Сутки после внесения

Жидкий навоз (контроль)

50 м /га

120

160

220

60

320

500

120

180

Таблица5

Экономическая эффективность возделывания яровой пшеницы Ершовская 32 на орошении

Урожай, ц/га

Условно чистый

Затраты на 1 га, руб.

Прибавка урожая СтоиВариант мость валовой доход, руб./га солома зерно

/га % соло мы ц/га Ж

40 45 — — — — 467, 90 351, 22 116, 68

45 Редактор А.Лежнина

Заказ 7408/28 Тираж 392 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Nçî + 50 м /

/ra жидкого навоза +

+ 55.0 м воды

Б + биологический полив 50 м /:

/ra + 550 м воды зерна при

14Х-ной влажности пр оду кции (зерно, солома) с 1 га, руб.

50 5 13 5 11 525,85 180,70 345,15

Итого:

228,47

Составитель Л.Рубинова

Техред М.Дидык Корректор И.Эрдейи