Активные методы биоконверсии птичьего помета в биорганические удобрения для листовой подкормки зерновых культур

дукт, реализация которого позволит предприятию не только покрыть расходы на переработку отходов, но и получить дополнительную прибыль [6]. Это делает научный поиск методов эффективной утилизации отходов животноводства актуальным и востребованным [3, 4, 9, 10].

Большой интерес вызывает идея переработки отходов животноводства в органоминеральные удобрения. Биоконверсия в этом плане привлекательна в первую очередь за счет своей экономической эффективности и безопасности [9]. Процесс при правильной постановке обещает быть самоподдерживающим- ся, что минимизирует издержки, а полученный на выходе продукт богат гуминовыми кислотами и содержит многие минеральные вещества, необходимые растениям для роста и развития, что делает его ценным биоудобрением [1, 7, 8].

Цель исследований . Целью исследовний являлось получение новых биоорганических удобрений методами биоконверсии из органических отходов и изучение влияния удобрения на ростовые показатели пшеницы.

Условия, материалы и методы исследвоаний. Экспериментальные исследования проводились в Центре коллективного пользования «Орловский региональный центр сельскохозяйственной биотехнологии» Орловского государственного аграрного университета им. Н. В. Парахина. При испытаниях использовался куриный помет с влажностью 6065%, содержанием гуминовых кислот 1,3-1,4% масс. на сухое вещество.

В качестве метода оптимизации процесса биоконверсии в данном исследовании использовалось применение биоактивных добавок на основе высоко эффективных микроорганизмов.

Для изучения способов оптимизации процесса в ферментеры вносилось 3 вида инокулятов:

• - вариант 1 – контрольная группа, дополнительных препаратов не вносилось;

• - вариант 2 - биоактиватор для выгребных ям марки «BIOWC5» Объем инокулята - 0,3% от объема питательной среды;

• - вариант 3 - биоактиватор для компостных ям марки «BIOWC Компост» Объем инокулята = 0,5% от объема питательной среды;

• -    вариант 4 - биоактиватор для компостных ям марки «BIOWC Компост» Объем инокулята - 0,3% от объема питательной среды + 0,2 % продукт микробиологического разложения Экотол.

Результаты исследований обрабатывали методами математической статистики.

Результаты и обсуждение. В ферментеры вносили инокулюм: бак. суспензия микроорганизмов с мутностью 0,5 по McFarland (1,5х10-8 КОЕ/мл). Объем инокулята - 0,5% от объема питательной среды (w/w). Посевная доза составила 2,25х10-9 КОЕ — сухая биомасса. КОЕ в среде на старте: 7,5х10-4 - 75 тысяч КОЕ/л (или клеток/л). Параметры ферментации указаны в таблице 1.

Таблица 1 - Параметры процесса получения биоорганического удобрения из птичьего помета

Варианты	Время предобра-боки ультразвуком, сек	Параметры проведения гомогенизации, (t °C, влажность% масс.)	Параметры проведения гидролиза, (рН, t °C)	Внесение анаэробных микроорга-низмов	Параметры фермента-ции, (рН,t°C).	Продол-житель-ность процесса, дней.	Содержание гуминовых кислот в жидкой и твердой фракции, % масс
Контроль	90	36-38°C 88-89% масс	рН среды 8,3-8,5 t 37-40°C.	Без дополни-тельного внесения инокулята	40°C рН среды 8,3-8,5	8 дней	6,0% масс 1,2 % масс
Вариант 1	90	37-40°С 86-88% масс.	рН среды 8,3-8,5 t -37-40°C.	Внесение инокулята 1	40°C. рН среды 8,3-8,5	8 дней	7,9% масс 1,4 % масс.
Вариант 2	90	37-40°С 86-88% масс.	рН среды 8,3-8,5 t = 37-40°C.	Внесение инокулята 2	40°C. рН среды 8,3-8,5	8 дней	7,3% масс 1,5 % масс.
Вариант 3	90	37-40°С 86-88% масс.	рН среды 8,3-8,5 t = 37-40°C.	Внесение инокулята 3	40°C. рН среды 8,3-8,5	8 дней	8,9% масс 2,8 % масс.

Выводимая из ферментатора взвесь подвергалась цетрифугированию на твердую фазу - 47% масс. влажности и жидкую фракцию, охлаждалось до 25°C и фасовались. Продолжительность процесса биоконверсии (анаэробной ферментации) составляет 8 дней.

Получено биоорганическое удобрение из птичьего помета жидкой фракции, содержащее 8,9% гуминовых кислот на сухое вещество. масс. твердого -содержание гуминовых кислот – 2,8 % масс. При внесении инокулята № 3 10-4%: - биоактиватор для компостных ям марки «BIOWC Компост» объем инокулята = 0,3% от объема питательной среды (w/w)) + 0,2 % продукт микробиологического разложения Экотол

Проведено исследование на присутствие анаэробных микроорганизмов по всем вариантам исследования по завершении эксперимента. Посев производился непосредственно из глубины субстрата на среды Чапека и Китта-Тароцци.

Посев на среду Китта-Тароцци производился непосредственно из глубины субстрата. Пробирки с жидкой средой помещались в анаэростат и культивировались на протяжении 7-и суток при температуре 400С. По завершении этого срока анаэростат разгерметизировался. Во всех образцах, кроме контрольного визуально наблюдались явные признаки наличия бурного роста микроорганизмов, наибольший был в образце с использованием инокулята 3.

Рис. 1. - Среда Чапека, Рост на 7 сутки

Проведено исследование влияния жидкого биор-ганческого удобрения на рост и развитие проростков пшеницы.

На 10-е сутки все образцы, в которых семена обрабатывались препаратами (включая контроль без внесения микроорганизмов, полученный без использования микробиологических препаратов) имели лучшие ростовые показатели по сравнению с контролем без обработки, где обработки не проводилось. Сохранилась так же и разница в ростовых показателях для разных концентраций. Так, образцы, обработанные препаратами вариантов 1 и 2 в концентрации 102% имели лучшие ростовые показатели по сравнению с образцами, обработанными этими же препаратами в концентрации 10-4%. Образцы, обработанные препаратами варианта 3 имеют наиболее высокие значения ростовых показателей относительно всех остальных вариантов.

Выявлено, что наилучшие ростовые качества проявляют образцы 10-4% растворами биоудобрения, полученного при внесении инокулята № 3 10-4%: -биоактиватор для компостных ям марки «BIOWC Компост» Объем инокулята = 0,3% от объема питательной среды (w/w)) + 0,2 % продукт микробиологического разложения Экотол (Рис. 2).

Длина проростка, см.

Вариант 3,10-4%

Вариант 3,10-2%

Вариант 2,10-4%

Вариант 2,10-2%

Вариант 1,10-4%

Вариант 1,10-2%

Контроль 2

Контроль 1

llllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllli

I IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII I

1 11..............................................

I ll........................................................

11Ш1ШШШ1Ш1Ш1Ш1ШШ1ШШШ11

Масса проростка, г.

Вариант 3,10-4% ??????????^^

Вариант 3,10-2%

Вариант 2,10-4% %%%%%%%%£

Вариант 2,10-2%

0         5        10        15

Вариант 1,10-4% ggMjy/ZW

Вариант 1,10 2% zggggggggggggg;

Контроль 2 аИИИИй

Контроль 1 ЯЙ5Й» 0     0,02   0,04   0,06   0,08    0,1

Рис. 2 - Влияние жидкого биоорганического удобрения на ростовые показатели проростков пшеницы (10-е сутки)

Выводы. Разработанная технология получения биоорганического удобрения с внесением инокулята: - биоактиватор для компостных ям марки «BIOWC Компост» Объем инокулята - 0,3% от объе- ма питательной среды (w/w)) + 0,2 % продукт микробиологического разложения Экотол, может быть предложена производителям птицеводческой продукции для утилизации органических отходов.