Д.б.н., профессор Рабинович Г.Ю., к.б.н. Фомичева Н.В.

ГНУ Всероссийский НИИ сельскохозяйственного использования

мелиорированных земель, Россия

Влияние куриного помета на формирование

жидкофазных биосредств, предназначенных

для растениеводства и земледелия

На протяжении нескольких лет сотрудники отдела биотехнологий ВНИИМЗ успешно занимаются разработкой, апробацией и внедрением новых биосредств для нужд сельского хозяйства, в частности, жидкофазных биосредств (ЖФБ) для растениеводства и земледелия [1, 2]. Модернизация технологии получения ЖФБ происходит на всех стадиях процесса и включает различные технические и технологические решения, направленные на снижение себестоимости и совершенство конечной продукции и самой технологии. По технологическому регламенту ЖФБ в целом характеризуется высоким уровнем биогенности, питательности и физиологичности, но при этом достаточно низким содержанием общего азота – 0,2…0,5 г/л [3]. В случае необходимости получения ЖФБ с большим количеством азота (или других элементов питания, микроэлементов и др.) в технологической линии предусмотрено технологическое решение, позволяющее корректировать качество конечной продукции путем растворения недостающих готовых минеральных составляющих. При некоторых обстоятельствах такой подход проще, но не всегда экономически оправдан, поэтому цель настоящей работы – обогащение продукции технологической линии азотом за счет применения новых сырьевых ресурсов и варьирования их соотношением с базовыми в исходной смеси.

Методика. Все проведенные исследования базировались на разработанном во ВНИИМЗ ферментационно-экстракционном способе получения жидкофазного биосредства для растениеводства и земледелия [4]. Важным звеном в технологии выступает продукт ферментации (ПФ), который является промежуточным продуктом в процессе получения ЖФБ, но при этом имеет состав, позволяющий использовать его и как самостоятельный вид сыпучего мелко-комковатого удобрения. Помимо этого, в процессе получения ЖФБ образуется побочный продукт – биогенный осадок (БО), отличающийся благоприятным составом и зарекомендовавший себя, как самостоятельный вид удобрения [5].

В качестве исходного сырья использовали низинный или переходный торф, навоз КРС, кроме того, путем частичной замены навоза в исходное сырье вводили куриный помет (5, 10, 15, 20, 25 %), как дополнительный источник общего азота. Стимулятором процесса ферментации в каждом случае служила зола лиственных пород деревьев в количестве 3 % (масс.). Таким образом, были приготовлены следующие исходные смеси (%): т:н:п=50:45:5; т:н:п=50:40:10; т:н:п=50:35:15; т:н:п=50:30:20; т:н:п=50:25:25. Далее согласно технологическому регламенту проводили процесс получения ЖФБ для каждого варианта.

Эксперименты проводили на опытном образце технологической линии производительностью 5 л/цикл (250 л/год) маточного раствора ЖФБ. В процессе получения каждого варианта жидкофазного биосредства отбирали и анализировали образцы исходной смеси, посуточно – образцы ферментируемой массы, а также продукции – ПФ, ЖФБ и БО. Во всех образцах определяли содержание общего азота [6] и по общепринятым методикам – N-трансформирующих микроорганизмов (аммонифицирующих – на мясо-пептонном агаре и использующих минеральные формы азота – на крахмало-аммиачном агаре).

Результаты и обсуждение. На рисунке 1 представлено изменение суммарной численности N-трансформирующих микроорганизмов в течение процесса ферментации в зависимости от исходного содержания помета. Во всех вариантах наблюдали рост численности определяемых групп микроорганизмов в первые двое суток, далее – резкое снижение, обусловленное пастеризационным периодом ферментации, а к концу процесса – постепенное развитие микрофлоры. На общем фоне выделялись два варианта (с 15 и 20 % помета), в которых в первые сутки ферментации наблюдали значимое увеличение численности микроорганизмов, способствующих интенсивной трансформации N-содержащих соединений.

Рисунок 1 – Суммарное изменение численности

N-трансформирующей микрофлоры в течение процесса ферментации

при использовании различного количества помета

Получение качественных вариантов ЖФБ тесно связано с биогенностью продукта ферментации (ПФ), формирование которого тесно связано с исходным сырьем. На рисунке 2 представлена численность микроорганизмов в исходной смеси и в продукте ферментации для каждого варианта. По мере увеличения содержания помета в исходной смеси численность микроорганизмов увеличивалась (исключение – вариант с максимальным содержанием помета 25 %), в то же время в продуктах ферментации их численность уменьшалась. Данная зависимость описывается линейным уравнением регрессии: у = 1043,98 – 1,23731х, коэффициент корреляции R = – 0,94.

Микробиологическое тестирование конечной продукции (ЖФБ и БО) продемонстрировало наибольшую численность микроорганизмов в тех же вариантах, что и для продуктов ферментации (с использованием 5-15 % куриного помета) (рис. 3).

Рисунок 2 – Суммарная численность N-трансформирующих микроорганизмов

в исходной смеси и в продукте ферментации при различном содержании помета

Рисунок 3 – Суммарная численность N-трансформирующих микроорганизмов

в конечной продукции в зависимости от количества помета в исходной смеси

Однако цель нашей работы сводилась к получению продукции, обогащенной азотом, поэтому определяющим фактором является максимальное содержание данного элемента в ЖФБ и БО и на этом фоне оптимум численности микрофлоры. В целом, по сравнению с усредненным содержанием азота в ЖФБ, получаемом по базовой технологии (технологический регламент – [3]), применение куриного помета в количестве 25 % к массе исходной смеси способствовало увеличению содержания азота в ЖФБ ~ в 3 раза (рис. 4).

Рисунок 4 – Содержание общего азота в ЖФБ в зависимости

от количества помета в исходной смеси

Вместе с тем, отметим, что содержание общего азота в ЖФБ находилось в прямой зависимости от содержания помета в исходной смеси (рис. 4). Данная тенденция описывается линейным уравнением регрессии: у = 2,149 + 0,0994х, коэффициент корреляции R = 0,96.

Считаем, что вариант получения жидкофазного биосредства с использованием 15 % помета является оптимальным: в этом случае наблюдается активный рост численности микрофлоры (рис. 1-3) и в 1,7 раза увеличивается общий азот в ЖФБ (рис. 4). В биогенном осадке существенных различий по азоту с увеличением помета не наблюдалось: значения колебались в пределах 3 %.

Таким образом, проведенные исследования свидетельствуют о целесообразности использования помета в качестве одного из основных компонентов исходной смеси, однако полученные результаты позволили сделать неоднозначный вывод относительно его объема. В связи с этим, в зависимости от конкретных целей по использованию всей продукции технологической линии можно варьировать соотношением исходных компонентов:

– в случае использования конечной продукции (ЖФБ и БО) преимущественно в качестве азотной подкормки, допустив при этом снижение биогенной составляющей, необходимо приготовить исходную смесь следующего состава: торф:навоз:помет=50:25:25;

– в случае использования всей продукции технологической линии (ПФ, ЖФБ и БО) в качестве комплексной подкормки, необходимо приготовить исходную смесь следующего состава: торф:навоз:помет=50:35:15.

Необходимо отметить, что использование куриного помета в данной технологии помимо обогащения конечной продукции азотом актуально и с точки зрения утилизации данных вторичных ресурсов, а, как известно, это одна из главных экологических проблем птицеводческих комплексов.

Литература.

1. Рабинович Г.Ю., Ковалев Н.Г., Фомичева Н.В. Новый вид биологически активных средств: получение, состав, перспективы использования // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. – 2007. – № 3. – С. 71-72.

2. Ковалев Н.Г., Рабинович Г.Ю., Фомичева Н.В., Смирнова Ю.Д., Кузьмин Е.А., Тихомирова Д.В. Технологии производства и применения новых жидкофазных биосредств (Методические рекомендации). – Тверь: Тверской печатник, 2010. – 23 с.

3. Ковалев Н.Г., Рабинович Г.Ю., Фомичева Н.В., Смирнова Ю.Д. Технологический регламент получения жидкофазных биосредств широкого спектра воздействия на свойства почв осушаемых земель. – Тверь: ЧуДо, 2009. – 23 с.

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

5. Фомичева Н.В., Рабинович Г.Ю. Аспекты модернизации инновационной технологии получения жидкофазных биосредств //Сб. материалов VIII Междун. дистанц. научно-практ. конф. «Актуальные и новые направления сельскохозяйственной науки», 21 февраля 2012. Владикавказ. – Ч. 1. – Владикавказ, 2012. – С. 288-291.

6. ГОСТ Р51417-99 Корма, комбикорма, комбикормовое сырье. Методы определения азота и сырого протеина.