RU2571634C2

RU2571634C2 - Bio-organic-mineral complex (bomc)

Info

Publication number: RU2571634C2
Application number: RU2014101613/05A
Authority: RU
Inventors: Артур Чаримович Коков; Амиран Хабидович Занилов
Original assignee: Общество с огрниченной ответственностью "Малое инновационное предприятие "ЭКО-качество"
Priority date: 2014-01-20
Filing date: 2014-01-20
Publication date: 2015-12-20
Also published as: RU2014101613A

Abstract

FIELD: agriculture.

SUBSTANCE: invention relates to agricultural production, particularly to production of fertilisers based on environmentally friendly raw materials. The granular bio-organic-mineral complex BOMC is proposed as the fertiliser. BOMC comprises animal wastes, strains of microorganisms - destructors of organic matter, and natural zeolite - volcanic cinder. BOMC is prepared by mixing the wastes processed by forced aeration and microorganism strain in destruction up to 30% degree of decomposition, with the natural zeolite. The mixed homogeneous mass is fed to the granulator to form granules of a given diameter.

EFFECT: use of BOMC as fertiliser provides enhancement of soil fertility without damage due to elimination of mineral synthetic fertilisers, as well as reducing crop losses from drought and improvement of sustainability of crops to stress factors.

1 ex

Description

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к средствам повышения плодородия почвы и получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур без использования минеральных синтетических удобрений.The invention relates to agriculture, in particular to a means of increasing soil fertility and obtaining high crop yields without the use of mineral synthetic fertilizers.

Известны средства, используемые в качестве удобрений, основой которых, как и в биоорганоминеральном комплексе, является органический компонент как в жидкой, так и в твердой фракции. Известны препараты с жидкой органической основой: гидрогумин (http://biohim-bel.com), гуминат, концентрированные растворы гуминовых кислот с микроэлементами гумат калия (http://promtehugol.ru) и др. Полезное действие данных удобрений и их аналогов основаны на стимулирующем рост действии, увеличении массы корней, что опосредованно влияет на урожайность. Недостатком таких удобрений является то, что они не содержат в себе физического объема элементов питания, необходимых для формирования урожая без ущерба плодородию почвы.Known agents used as fertilizers, the basis of which, as in the bioorganineal complex, is the organic component in both liquid and solid fractions. Known preparations with a liquid organic base: hydrohumin (http://biohim-bel.com), huminate, concentrated solutions of humic acids with trace elements potassium humate (http://promtehugol.ru), etc. The beneficial effects of these fertilizers and their analogues are based on a stimulating growth effect, an increase in the mass of roots, which indirectly affects yield. The disadvantage of such fertilizers is that they do not contain the physical volume of nutrients needed to form a crop without compromising soil fertility.

Наиболее близкими аналогами по содержанию компонентов к предлагаемому изобретению являются органоминеральные удобрения и грунты «Агровит», «Terra Vita» фирмы «Фарт» и другие, в основе которых лежит органическое вещество (торф, отходы животноводства), обогащенные элементами питания для растений из минеральных синтетических удобрений. Торфы, содержащие грунты, отличаются низкой гидролитической кислотностью, что делает необходимым внесение дополнительных средств нейтрализации кислотности - извести. В отличие от аналогичных грунтов и органоминеральных удобрений минеральная часть БОМК представлена природным цеолитом - вулканическим пеплом, который имеет благоприятную для роста растений кислотность и сбалансированный химический состав.The closest analogues in terms of the content of the components to the present invention are organic fertilizers and soils "Agrovit", "Terra Vita" by the company "Fart" and others, which are based on organic matter (peat, animal waste), enriched with nutrients for plants from mineral synthetic fertilizers. Peat containing soils are characterized by low hydrolytic acidity, which makes it necessary to introduce additional means of neutralizing acidity - lime. Unlike similar soils and organomineral fertilizers, the mineral part of BOMK is represented by natural zeolite - volcanic ash, which has acidity and balanced chemical composition favorable for plant growth.

Компоненты, входящие в состав изобретения, гарантируют высокую экономическую эффективность и экологическую безопасность в процессе применения его в сельскохозяйственной отрасли.The components that make up the invention guarantee high economic efficiency and environmental safety in the process of its application in the agricultural industry.

Задачей изобретения является его использование в сельском хозяйстве с целью получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур без ущерба плодородию почв.The objective of the invention is its use in agriculture with the aim of obtaining high yields of crops without compromising soil fertility.

Поставленная задача решена следующим образом: скапливающиеся на животноводческих предприятиях отходы подвергаются обработке посредством принудительной аэрации. Для ускорения процесса обработки органическая масса обрабатывается специально подобранными штаммами микроорганизмов (внесение микробной культуры Pseudomonas sp.114) - деструкторами органического вещества. Разложившаяся масса до степени 30% помещается в смеситель, куда подается минеральная составляющая изобретения - природный цеолит (вулканический пепел). Смешанная однородная масса подается в гранулятор для образования пеллет (гранул) заданного диаметра. После процесса гранулирования полученные пеллеты обрабатываются аэрозольным способом комплексом полезных почвенных микроорганизмов (сапротрофные бактерии), сохраняющих жизнеспособность на поверхности гранул в течение шести месяцев. Данные почвенные микроорганизмы выполняют функцию мобилизаторов труднодоступных соединений как минерального, так и органического происхождения в более доступные формы питательных элементов. Сапротрофные бактерии (гр. sapros - гнилой; throphe - пища) осуществляют процесс минерализации органических веществ различного происхождения в аэробных и в анаэробных условиях. К этому причастны гетеротрофные прокариоты различных таксономических и физиологических групп. Минерализация органических соединений в аэробных и микроаэробных условиях при участии аэробных и факультативно анаэробных гетеротрофных бактерий происходит с образованием, главным образом, низкомолекулярных соединений - CO2, H2O, NH3, H2S и др. Почвенные микроорганизмы интенсивно развиваются на органической составляющей БОМКа, а после внесения их в почву они колонизируют корневой слой почвы, тем самым создавая, во-первых, конкуренцию болезнетворным микроорганизмам на поверхности корня; во-вторых, продуцируя в процессе жизнедеятельности антибиотики, которые ингибируют жизнедеятельность конкурентной микрофлоры.The problem was solved as follows: the waste accumulated in livestock enterprises is treated by forced aeration. To speed up the processing process, the organic mass is treated with specially selected strains of microorganisms (introduction of the microbial culture of Pseudomonas sp.114) - organic matter destructors. The decomposed mass to a degree of 30% is placed in a mixer, where the mineral component of the invention, natural zeolite (volcanic ash), is supplied. The mixed homogeneous mass is fed into the granulator to form pellets (granules) of a given diameter. After the granulation process, the obtained pellets are aerosol treated with a complex of beneficial soil microorganisms (saprotrophic bacteria) that maintain viability on the surface of the granules for six months. These soil microorganisms function as mobilizers of hard-to-reach compounds of both mineral and organic origin to more accessible forms of nutrients. Saprotrophic bacteria (gr. Sapros - rotten; throphe - food) carry out the process of mineralization of organic substances of various origin under aerobic and anaerobic conditions. Heterotrophic prokaryotes of various taxonomic and physiological groups are involved in this. Mineralization of organic compounds under aerobic and microaerobic conditions with the participation of aerobic and optionally anaerobic heterotrophic bacteria occurs with the formation of mainly low molecular weight compounds - CO2, H2O, NH3, H2S, etc. Soil microorganisms intensively develop on the organic component of BOMK, and after they are introduced into they colonize the soil root layer of the soil, thereby creating, firstly, competition for pathogens on the root surface; secondly, producing antibiotics in the process of vital activity, which inhibit the vital activity of competitive microflora.

Сущность изобретения заключается в сочетании трех разноприродных материалов, способных сочетаться и дополнять друг друга, усиливая эффект каждого из компонентов. Вулканический пепел заюковского месторождения представляет из себя природный цеолит, способный впитывать в себя и удерживать за счет физических и химических особенностей значительное количество влаги, а также растворенных в ней элементов питания для растений. Данная способность обусловлена пористой структурой цеолита и содержанием большого количества химических элементов: алюминий, железо, кальций, калий, фосфор, кремний и др. Попадая в почву, комплекс способен впитывать влагу и элементы питания и по мере снижения влажности почвы освобождать ее. Используемый природный цеолит заюковского месторождения, который отличается от других известных природной полиминеральной смесью, в состав которой входят окислы алюминия и кремния (около 85%), незначительное количество окислов кальция, калия, натрия, магния, железа, титана, фосфора, меди, цинка, марганца и других элементов. В частности, используемый в биоорганоминеральном комплексе природный цеолит заюковского месторождения отличается повышенным содержанием таких элементов, как Ga, V, Со, Sr, Ва, Zr, Ni.The essence of the invention lies in the combination of three heterogeneous materials capable of combining and complementing each other, enhancing the effect of each of the components. Volcanic ash of the Zayukovsky deposit is a natural zeolite that can absorb and retain due to physical and chemical characteristics a significant amount of moisture, as well as nutrients dissolved in it for plants. This ability is due to the porous structure of the zeolite and the content of a large number of chemical elements: aluminum, iron, calcium, potassium, phosphorus, silicon, etc. Once in the soil, the complex is able to absorb moisture and nutrients and release it as the soil decreases. Used natural zeolite of the Zayukovsky deposit, which differs from other known zeolites by a natural polymineral mixture, which includes aluminum and silicon oxides (about 85%), a small amount of oxides of calcium, potassium, sodium, magnesium, iron, titanium, phosphorus, copper, zinc, manganese and other elements. In particular, the natural zeolite of the Zayukovsky deposit used in the bioorganineral complex is characterized by a high content of elements such as Ga, V, Co, Sr, Ba, Zr, Ni.

Органический материал, ферментированный с помощью микроорганизмов, представляет собой полуразложившуюся массу до 30%. Данная степень разложения считается наиболее благоприятной, так как на этой стадии происходит гибель болезнетворной микрофлоры, а семена сорной растительности теряют свою всхожесть. При этом физический объем уменьшается незначительно, что позволяет получить большее количество фактически готовой продукции. При степени разложения всего 30% основной элемент питания растений азот сохраняется в связанном состоянии, в то время как при более глубоком разложении его потери происходят за счет образования газообразных соединений. Внесенные в субстрат микроорганизмы также, как и болезнетворные, погибают, но при этом выполнив основную функцию - интенсификацию распада органического вещества до заданных параметров. Кроме катализатора реакции разложения, микроорганизмы в процессе развития обогащают субстрат важными ферментами, которые сохраняют свою активность на протяжении долгого времени. В итоге микроорганизмы существенно повышают биологическую активность как самого субстрата, так и участков почвы, с которой субстрат соприкасается в процессе внесения его под сельскохозяйственные культуры.Organic material, fermented with the help of microorganisms, is a semi-decomposed mass of up to 30%. This degree of decomposition is considered the most favorable, since at this stage the death of pathogenic microflora occurs, and the seeds of weeds lose their germination. At the same time, the physical volume decreases slightly, which allows to obtain a larger amount of actually finished products. With a degree of decomposition of only 30%, the main nutrient of the plant nitrogen remains in a bound state, while with a deeper decomposition its loss occurs due to the formation of gaseous compounds. Microorganisms introduced into the substrate, as well as pathogens, die, but at the same time having fulfilled the main function - intensification of the decomposition of organic matter to specified parameters. In addition to the decomposition reaction catalyst, microorganisms in the process of development enrich the substrate with important enzymes that retain their activity for a long time. As a result, microorganisms significantly increase the biological activity of both the substrate itself and the areas of soil with which the substrate comes into contact in the process of introducing it under crops.

На основе проведенных экспериментов выявлено наиболее оптимальное соотношение компонентов биоорганоминерального комплекса. По эффективности действия, в частности повышению биологической активности, влиянию на рост растений, а также консистенции для способности прохождения гранул через отверстия сельскохозяйственных машин, наиболее подходящее соотношение компонентов биоорганоминерального комплекса следующее: органический материал 82%, природный цеолит 17,9999%, почвенные микроорганизмы 0,0001%.Based on the experiments, the most optimal ratio of the components of the bioorganineal complex was revealed. According to the effectiveness of the action, in particular, the increase in biological activity, the effect on plant growth, and also the consistency for the ability of granules to pass through the openings of agricultural machines, the most suitable ratio of the components of the bioorganineal complex is as follows: organic material 82%, natural zeolite 17.9999%, soil microorganisms 0 , 0001%.

Изобретение позволяет компенсировать применение экологически неблагоприятных минеральных синтетических удобрений на 100% без ущерба урожаю и плодородию почвы. Важное свойство изобретения проявляется в засушливые погодные условия, когда растения испытывают недостаток почвенной влаги. Результаты исследований показали, что применение БОМК существенно снижает потери от засухи и повышает устойчивость сельскохозяйственных культур к стрессовым факторам.The invention allows to compensate for the use of environmentally unfavorable mineral synthetic fertilizers by 100% without compromising the crop and soil fertility. An important property of the invention is manifested in arid weather conditions, when plants lack soil moisture. The results of studies showed that the use of BOMK significantly reduces losses from drought and increases the resistance of crops to stress factors.

Claims

Granular bioorganineral complex - BOMK as a fertilizer, including livestock waste, strains of microorganisms - organic matter destructors and natural zeolite - volcanic ash obtained by mixing these wastes treated by forced aeration and a strain of microorganisms during destruction up to 30% decomposition, with natural zeolite and granule formation given diameter.