Эффективные биотехнологические решение в компостировании навоза

 Юрий Шульга, канд. с.-х. наук, руководитель направления животноводства БТУ-ЦЕНТР


Компостирование – один из наиболее широко применяемых способов утилизации отходов животноводства. Компонентами компостных смесей могут служить различные органические составляющие: отходы деревоперерабатывающих предприятий, пищевых производств, солома, сапропель, торф и прочие. В настоящее время компостирование считается наиболее экологической и экономической технологией утилизации отходов животноводства и птицеводства с целью получения на их основе органических удобрений высокого качества.

Одним из наиболее распространенных приемов переработки навоза и помета считается аэробное компостирование, способствующее снижению запаха аммиака, сохранению азота, ускорению разложения клетчатки и органических соединений, повышению содержания доступных элементов питания.

Технология производства компоста аэробным способом, помимо технических операций, включает в себя обязательное применение бактерий, участвующих во всех биологических фазах производства компоста. Разнообразие микроорганизмов является ключом к производству качественного компоста, поскольку различные виды выполняют определенные этапы цикла производства компоста.

Украинские биотехнологи компании БТУ-ЦЕНТР изготовили универсальный бактериальный препарат Компоназа® с комплексом эффективных микроорганизмов и ферментов, предназначенный для компостирования органических отходов промышленного, сельскохозяйственного и бытового происхождения. Действие препарата направлено на стабилизацию летучих соединений аммиака в компостирующем материале, с последующим превращением их в нитраты и нитриты, уменьшение неприятного запаха, преобразование разложенных частиц органического вещества в полимерные цепочки для получения гумифицированного субстрата (гумуса), стабилизацию компоста без потерь энергии, уменьшение количества патогенных микроорганизмов, обогащение готового компоста полезной микрофлорой, макро- и микроэлементами.

В состав препарата входят жизнеспособные эффективные бактерии и грибы: Bacillus subtilis, Rodex, Trichoderma и др., КОЕ / см3 не менее 1,0-109, (ТУ У 24.1-30165603-020: 2010).

Не один год данный препарат используется в СООО «Агрофирма Корсунь» в Черкасской области. Это хозяйство за сезон закладывает в компостные бурты около 80 тыс. т подстилочного навоза крупного рогатого скота, получая через 1,5-2,0 месяца 32 тыс. т качественного органического удобрения.

 Рис. 1. Аэрация буртов в СООО «Агрофирма Корсунь»

 

Аэробные условия компостирования применяются при помощи периодической аэрации смеси воздухом. При этом активизируется деятельность микроорганизмов, участвующих как в реакциях распада, так и в реакциях синтеза. Благодаря этому формируются продукты, имеющие высокую удобрительную ценность, а именно повышенное содержание подвижных форм питательных элементов (P2O5, К2О, N), благоприятный уровень рН и достаточный для улучшения и поддержания почвенного плодородия необходимым количеством агрономически ценной микрофлоры.

Основой биопрепарата Компоназа® являются целлюлозоразрушающие микроорганизмы, разлагающие органические вещества навоза и соломы за короткий период. Это позволяет сохранить в несколько раз больше питательных веществ в полученном компосте, нежели при обычном компостировании. Процесс созревания компоста вместо 6-12 месяцев сокращается до 1,5-2 мес. При этом через несколько дней (7-10 дн.) уменьшается запах аммиака.

Использование в составе биопрепарата Компоназа® естественных эндофитных и почвенных азотфиксирующих бактерий, а также фосфор- и калиймобилизирующих бактерий способствовало установлению положительной динамики уровня основных питательных элементов питания, определенных на абсолютно сухое вещество на разных этапах компостирования. Таким образом, количество общего азота в готовом компосте увеличилась на 15,3%, фосфора и калия - соответственно на 69,1 и 16,7% (рис.2).

Рис. 2 Динамика основных элементов питания (%) в процессе компостирования подстилочного навоза КРС

 

Компостирование – это биотермический процесс, в результате которого происходит минерализация и гумификация органических компонентов компостных смесей. Процесс протекает в аэробных условиях под влиянием разнообразных микроорганизмов, преимущественным образом, термофильных. В результате протекания химических реакций происходит выделение диоксида углерода и воды, а органические компоненты смесей нагреваются до 60-65°С. Это губительно действует на личинки мух, яйца гельминтов, болезнетворные неспорообразующие микроорганизмы и семена сорняков.

Одной из составляющих биопрепарата Компоназа® являются молочнокислые бактерии – антагонисты большинства патогенных микроорганизмов, среди которых синегнойная палочка, возбудитель сальмонеллеза, кишечная палочка и пр.

Таким образом, по результатам бактериологических исследований навоза и компоста установлено, что уровень патогенных микроорганизмов в готовом компосте после двух месяцев компостирования значительно снизился, а такие патогены, как сальмонелла и кишечная палочка - не выявлены (рис.3).

Рис.3. Бактериологические показатели навоза и компоста

Антагонистические отношения микроорганизмов характеризуются тем, что один вид тем или иным путем подавляет жизнедеятельность другого. Антагонизм распространен среди различных групп микроорганизмов. Его наличие установлено у бактерий, актиномицетов, грибов, водорослей и т.п. Грибы по сравнению с другими микроорганизмами, имеют широкий спектр антагонистических свойств – гиперпаразитизм, то есть высокий уровень конкуренции за питательный субстрат, а также они продуцируют антибиотики и прочие вещества, подавляющие развитие возбудителей болезней. При совместном развитии на одном и том же субстрате будет преобладать гриб, имеющий высокую скорость роста.

Использование в составе препарата Компоназа® грибковых антагонистов рода Trichoderma, бактерий (Bacillus subtilis, Pseudomonas и др.) и продуктов их жизнедеятельности, существенно снижает уровень патогенных грибов как в компосте, так и в почве после его внесения (табл.1).

Таблица 1. Количество грибов в образцах почвы и компоста

№ образца

Вариант

Всего,

тыс./г почвы

Патогенные виды

Сапротрофные виды

тыс./г

%

тыс./г

%

1

Навоз

172,4

30,0

17,4

142,4

82,6

2

Компост

206,9

3,6

1,4

203,3

98,6

По результатам микологических исследований установлено, что общее количество грибов в образцах варьировалось в пределах от 172 до 206,9 тыс./ г органической смеси. Доля патогенных грибов составляла 1,4-17,4%. Следует отметить, что количество патогенных грибов в компосте была меньше на 16%.

Такой уровень патогенов в компосте положительно повлиял на загрязненность почвы после его внесения, разница между контрольным образцом составила 15,9% (табл.2). 

Таблица 2. Количество грибов в образцах почвы

Дата отбора образцов

Вариант

Всего,

тыс./г почвы

Патогенные виды

Сапротрофные виды

тыс./г почвы

%

тыс./г почвы

%

3.09.18 г.

Почва

180,0

79,6

44,2

100,4

55,8

12.11.18 г.

Почва + компост

233,3

66,0

28,3

167,3

71,7

Применение органических удобрений, в частности компоста, является основным средством воздействия человека на круговорот элементов питания в земледелии. Он позволяет не только поддерживать, но и увеличивать его емкость путем улучшения структуры почвы (разрыхление, увеличение доступа кислорода); регулирования биохимических процессов и активизации жизнедеятельности полезных микроорганизмов в почве; создания плодородного слоя (гумуса); восстановления водного и воздушного режимов. Все эти факторы направлены на повышение количественных и качественных показателей сельскохозяйственных культур.

Внесение компоста на полях СООО «Агрофирмы Корсунь» способствовало повышению урожайности различных полевых культур от 6,2 до 15,6% (табл.3). 

Таблица 3. Влияние компоста на урожайность сельскохозяйственных культур

Контроль

Опыт

 

площадь,

га

валовой сбор, т

урожай-ность, ц/га

площадь,

га

валовой сбор, т

урожай-ность, ц/га

разница

 

Озимая пшеница, сорт «Достаток»

40,0

1,54

38,4

40,0

1,78

44,4

+6,0 ц/га

Кукуруза, сорт «Кубус»

23,0

1,31

57,0

40,0

2,6

65,0

+8,0 ц/га

Сахарная свекла, сорт «Скорпион»

30,0

13,5

451,3

40,0

19,2

479,3

+28,0 ц/га

Внесение компоста под посев сахарной свеклы в количестве 7 т/га способствовало повышению урожайности на 28,0 ц / га.

Такое же количество компоста положительно повлияло на урожайность кукурузы, разница с полем, где не использовали органические удобрения, составила + 8,0 ц/га

Самый лучший результат был получен при выращивании озимой пшеницы. Внесение компоста в норме 5 т/га повысило урожайность этой культуры на 6,0 ц/га, а это, в свою очередь, способствовало получению дополнительной прибыли в размере 1230,0 грн/га.

Таким образом, использование биопрепарата Компоназа® для компостирования органических отходов животноводства в СООО «Агрофирма Корсунь» способствовало ускорению разложения органических отходов, уменьшению их количества на 60%, получению качественного органического удобрения без запаха и значительного количества патогенных микроорганизмов. Данные факторы положительно повлияли на урожайность различных сельскохозяйственных культур.