Доктор биологических наук, профессор Рабинович Г.Ю.,

академик Ковалев Н.Г., научный сотрудник Тихомирова Д.В.,

инженер-технолог Юдина Т.Г.

ГНУ Всероссийский НИИ сельскохозяйственного использования

мелиорированных земель, Россия

Новое биоудобрение и его эффективность при апробации на картофеле

сорта жуковский

Разработка получения новых биоудобрений путем переработки органического сырья сводится к поиску экономически выгодных и экологически приемлемых технологий получения удобрений. И очень большое значение имеет мониторинг технологического процесса и получаемой продукции [1]. В отделе биотехнологий нашего института разработан инновационный способ получения биоудобрения БиГуЭм, основными составляющими исходной смеси которого являются торф и куриный помет. При его получении исходную массу подвергают процессу ощелачивания (щелочному гидролизу), который проводят раствором KOH в течение суток.

В биоконверсионных разработках нашего института прием ощелачивания обычно не применялся [2-4]. Ощелачивание при получении БиГуЭм обеспечивало формирование качественного биоудобрения за счет следующего:

1. Торф, входящий в качестве компонента в исходную смесь, при обработке щелочным раствором способствовал повышению выхода гуминовых веществ, являющихся мощными материальными и энергетическими агентами формирования почвенного плодородия.

2. Происходило более эффективное разрушение высокомолекулярных соединений, обеспечивающее фактическое повышение доступности элементов.

3. Ионы калия в составе экстрагента КОН повышали интенсивность окислительных реакций и оказывали сильное воздействие предсинтез аминокислот и белков.

4. Поскольку смесь помета и торфа изначально обладает довольно кислой реакцией, ее обработка щелочью не способствовала установлению сильно щелочной реакции.

Прием ощелачивания усиливали путем применения механического измельчения исходной смеси, поэтому обеспечивалась наилучшая доступность микрофлоры к элементам питания на следующем этапе технологического процесса – ферментации. Подщелоченную смесь обогащали биологически активными добавками, в том числе побочными продуктами мукомольного производства, представляющими собою твердую оболочку зерна. Среди такой группы отходов хорошо зарекомендовали себя отруби, содержащие на 100 г продукта ~ 4,3 г жиров, 15,6 г белков, 64,5 г углеводов, а также витамины группы В, микроэлементы, в том числе, кальций, железо, магний, фосфор, калий, цинк. При получении БиГуЭм отмечали положительное воздействие отрубей и потому, что их использование в оптимальном количестве от массы первичного биоудобрения (полученного после ощелачивания) способствует снижению влажности и тем самым оптимизации течения последующего конверсионного процесса.

Оптимальный объем щелочи КОН устанавливали опытным путем, исследуя 3 различных объема 1, 1,5 и 2 л, добавляемые к исходной торфопометной смеси. Выбор остановили на 1,5 л щелочи, так как в этом варианте ведения биотехнологического процесса формировались наиболее благоприятные условия для осуществления процесса биоконверсии: рН на уровне 8,5-8,7; высокий уровень агрономически полезной микрофлоры, особенно азоттрансформирующей, низкий уровень санитарно-показательных микроорганизмов, повышенное образование гумусовых кислот (Гк/Фк = 3,94/1,76%), высокое содержание NPK.

Идущий после ощелачивания процесс ферментации протекает в две стадии и включает два основных температурных воздействия. При пониженной температуре активно развивается микрофлора, в том числе перешедшая в споровое состояние при щелочном гидролизе, что обеспечивает формирование продукта, обладающего характерными качественными показателями, присущими биоудобрениям. При высокой температуре достигается экологичность биоудобрения, в нем полностью отсутствуют энтеробактерии и микроорганизмы порчи. Таким образом, именно такой стадийный температурный режим, обеспечивающий развитие известных микроорганизмов, при выбранной продолжительности процесса позволяет им достичь своего максимального развития.

Итак, благодаря постадийному процессу биоконверсии формируется продукт с характерными качественными показателями, присущими биоудобрениям:

– наличие достаточно высокой численности агрономически полезной микрофлоры;

– наличие элементов питания в форме, доступной для растений и микрофлоры;

– присутствие веществ с фитогормональным действием – гумусовые кислоты;

– благоприятная кислотность (табл. 1).

Таблица 1 – Характерные черты нового биоудобрения БиГуЭм (среднее из 3-х кратной выборки)

№	Наименование показателя	Содержание
1	Органолептические свойства	Однородная сыпучая масса темно-коричневого цвета с небольшим специфичным запахом щелочи
2	Сухое вещество, %	30-35
3	Кислотность, pH	8,5-8,7
4	Общий азот, % на абс. сухое вещ-во	3,02
5	P2O5, % на абс. сухое вещ-во	2,69
6	К2O, % на абс. сухое вещ-во	3,27
7	Углерод, %	36,4
8	Гуминовые кислоты, %	3,94
9	Фульвокислоты, %	1,76
10	Аммонифицирующие м-мы, млн./г	1260
11	Амилолитические м-мы, млн./г	63,3
12	Актиномицеты, млн./г	0,7
13	Микроскопические грибы, тыс./г	11,49
14	Энтеробактерии, тыс./г	не обн. или следы

Наиболее интересные результаты были получены при скрининге варианта с применением БиГуЭм с вариантом с применением КМН, который и служил в качестве эталона. Почва при использовании нового биоудобрения прореагировала увеличением численности аммонифицирующей микрофлоры, но снижением содержания конкурентов растений за доступный азот амилолитических микроорганизмов и грибной флоры, среди которой встречается немало возбудителей болезней картофеля. Похоже, к тому же максимальная выборка азота (и аммиачного, и нитратного) наблюдалась в почве вариантов именно с внесением БиГуЭм. Вполне вероятно, что этот азот использовался и конкурентной микрофлорой, и растениями. В этой связи вариант с применением БиГуЭм был способен формировать большую урожайность.

Использование БиГуЭм способствовало улучшению относительно варианта с КМН качества картофельных клубней по крахмалистости – в среднем на 12 %.

При этом экологичность БиГуЭм просматривалась на разных уровнях технологического процесса и выращивания сельскохозяйственной продукции (на примере картофеля):

– при использовании вторичных биоресурсов (куриного помета), что позволяет избежать его складирования;

– при реализации собственно технологического процесса, не являющегося опасным при соблюдении всех мер предосторожности, необходимых в подобных технологиях;

– при оценке качества получаемого удобрения, что отражается в отсутствии в нем санитарно-показательной микрофлоры;

– при оценке качества сельскохозяйственной продукции – повышение крахмалистости клубней картофеля и некоторое снижение нитратонакопления.

Литература

1. Процессы и качество продуктов твердофазной ферментации (Методическое пособие) /Рабинович Г.Ю., Ковалев Н.Г., Фомичева Н.В., Рабинович Р.М. – Москва - Тверь, 2003. – 52 с.

2. Патент РФ Способ приготовления компоста с использованием пивной дробины № 2249581 /Ковалев Н.Г., Рабинович Г.Ю., Рабинович Р.М., Сульман Э.М., Фомичева Н.В. 2004.

3. Патент РФ Способ получения жидкофазного биосредства для растениеводства и земледелия № 2365568 /Рабинович Г.Ю., Фомичева Н.В., Смирнова Ю.Д. 2009.

4. Патент РФ Способ получения жидкофазного биосредства для растениеводства и земледелия № 2428405 /Рабинович Г.Ю., Фомичева Н.В., Тихомирова Д.В. 2011.