Патент на изобретение №2204900

(54) СПОСОБ ПОЛЕВОГО КРУГЛОГОДИЧНОГО ВЕРМИКУЛЬТИВИРОВАНИЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для переработки торфа, навоза и других биоотходов в экологически чистое удобрение – биогумус. Способ полевого круглогодичного вермикультивирования включает три четырехмесячных цикла вермикультивирования. В первом цикле с апреля по июль осуществляют вермикультивирование в летних вермигрядах, укрытых соломой для поддержания влажности и образованных из зимних торфонавозных лент. Во втором цикле с августа по ноябрь формируют вермигряды из подготовленного субстрата. В промежутках между летними вермигрядами укладывают солому, над которой формируют зимние вермибурты, а в качестве аэратора используют солому, уложенную в виде оболочки, внутри которой размещают не переработанный червями субстрат. При этом в качестве основных компонентов субстрата берут биоотходы, например сброженный полужидким компостированием навоз и лежалый торф. При наступлении устойчивых морозов червей побуждают, путем рыхления вилами, мигрировать из летних вермигряд в зимние вермибурты. В третьем цикле с декабря по март осуществляют экстенсивный процесс вермикультивирования в зимних вермибуртах без подкормок и отборов. Способ позволяет снизить потери червей и элементов их питания, снизить миграцию червей в окружающие ландшафты, а также повысить экономический, экологический и социальный эффект.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для переработки торфа, навоза и других биоотходов в экологически чистое удобрение – биогумус.

Известен зимний способ вермикультивирования, включающий содержание дождевых червей в буртах в период низких отрицательных температур воздуха (1). Способ основан на использовании в качестве субстрата твердой фракции свиного навоза на 1-30 день хранения после сепарации гидросмыва. Бурты из субстрата формируют высотой 10-150 см, температуру в буртах поддерживают в пределах 10-50^oС. Новую порцию субстрата добавляют через 20-80 дней в объеме не менее 1/3 объема бурта. Для вермикультуры используют дождевых червей.

Недостатком способа является необходимость зимой вскрывать от снега и соломы зимние вермибурты, что чрезвычайно трудоемко и опасно для червей. Не вскрывать вермибурты также нельзя, так как температура разогрева субстрата выше 38^oС летальна для червей.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ полевого вермикультивирования (2), включающий подготовку промышленных отходов и органических отходов компостирования, заселение субстрата червями, их культивирование, покрытие субстрата слоем соломы, причем на одной части поля закладывают вермигряду для зимнего вермикультивирования рядом с перфорированной трубой-аэратором, а перед заселением вермикультурой субстрат из органических отходов смешивают с промышленными отходами, в которых содержатся целлюлозосодержащие и минеральные добавки, затем со стороны трубы над грядой формируют бурт биообогрева из субстрата, при этом на другой части поля при наступлении устойчивых холодов послойно формируют торфонавозные ленты, затем весной во время таяния снега смешивают размерзшиеся компоненты ленты, после чего сдвигают смесь с мерзлоты на прогретую почву, формируя при этом коническую гряду летнего вермикультивирования, затем со стороны мерзлоты на эту гряду укладывают вермикомпост из зимней вермигряды, образуя при этом углубления в сформированной гряде.

Гряду летнего вермикультивирования заселяют маточной культурой, содержащей группы навозных и почвенных червей; осенью из гряды выманивают преимущественно навозных червей, а оставшуюся часть вермикомпоста с молодью и коконами почвенных червей разбрасывают по поверхности поля, содержащей мульчу.

Недостатками описанного способа являются нерациональное использование более интенсивных циклов теплого периода вермикультивирования, необходимость проектирования специальных разбрасывателей биогумуса в дозах 3-5 т, что приводит к значительному удорожанию процесса вермикультивирования. Другим недостатком является применение для аэрации бурта трубы аэратора, так как при продувке холодного воздуха через трубу происходит временное охлаждение бурта, неблагоприятное для червей.

Заявляемое изобретение направлено на устранение указанных недостатков и заключается в том, что способ полевого круглогодичного вермикультивирования включает предварительную подготовку основных компонентов субстрата, которые смешивают, заселяют субстрат червями разных видов, культивирование в поле, закладывание летних вермигряд, которые трансформируют в зимние вермибурты с аэраторами, а на другой части поля при наступлении устойчивого промерзания почвы послойно формируют торфонавозные ленты; весной смешивают разверзшиеся компоненты ленты и образуют гряду летнего вермикультивирования, выделяют три четырехмесячных цикла вермикультивирования, причем в первом цикле, с апреля по июнь, вермикультивирование осуществляют в вермигрядах, образованных из зимних лент, во втором цикле, с августа по ноябрь, формируют летние вермигряды из подготовленного субстрата, которые трансформируют в зимние вермибурты, где в качестве аэратора используют солому, уложенную в виде оболочки, внутри которой размещают не переработанный червями субстрат, а в качестве основных компонентов субстрата берут биоотходы, например сброженный полужидким компостированием навоз и лежалый торф. В третьем цикле, с декабря по март, осуществляют экстенсивный процесс вермикультивирования без подкормок и отборов.

Новым в заявляемом изобретении является то, что выделяют три технологически увязанных четырехмесячных цикла вермикультивирования, что позволяет более строго выдерживать технологический режим процесса вермикультивирования, в результате чего существенно уменьшаются потери элементов питания в целевом продукте, снижается миграция червей из укладочных структур в окружающие ландшафты, В способе прототипа при передержке вермигряд и вермибуртов наблюдались существенные потери элементов питания и поголовья червей. Временные разграничения циклов отработаны экспериментально и обеспечивают надежную трансформацию вышеописанных укладочных структур, что приводит к значительному повышению экономического, экологического и социального эффектов.

Другим отличием является то, что в качестве аэратора используют солому, которую укладывают в виде оболочки, внутри которой размешают не переработанный червями субстрат. Солома, уложенная таким образом, не только успешно выполняет функцию аэратора, но и одновременно является поглотителем элементов питания, повышает энергетическую составляющую биообогрева вермибурта, а в процессе разложения существенно пополняет запасы корма для червей, особенно в период низких температур.

В способе прототипа солому применяют только в качестве укрытия в зимний период, которое при наступлении тепла убирают. Применение в качестве аэратора трубы, уложенной под вермибуртом, приводит к резким перепадам в температурном режиме в нижней части вермибурта, что нарушает процесс саморегулирования аэрационного режима дождевыми червями, в результате уменьшается их численность и появляются непроработанные зоны.

Закладка субстрата, не переработанного червями, в зимний вермибурт обоснована необходимостью обеспечения червей кормом на весь зимний цикл вермикультивирования, которое в этот период осуществляется в экстенсивных условиях без подкормок и отборов готовой продукции.

Другим отличием является то, что в качестве основных компонентов субстрата применяют сброженный полужидким компостированием навоз, в котором твердая фаза может потребляться червями на стадии ослизнения, и лежалый торф в полуразложившемся до дитрита состоянии, благодаря чему он также потребляется червями-сапрофагами.

В предлагаемом способе можно использовать и другие целлюлозосодержащие биоотходы, прошедшие биотермическую, термофильную обработку.

В способе-прототипе применяют в качестве субстрата торфонавозную смесь, компоненты которой не прошли предварительную подготовку, а были прокомпостированы в течение 3-12 месяцев в готовой смеси, что в условиях Сибири зачастую не эффективно.

Другим преимуществом заявляемого способа является то, что технологический процесс (особенно в хозяйствах, производящих продукцию для собственного потребления) можно вести до получения полуфабриката – вермикомпоста, а в случае необходимости на любом цикле процесс можно интенсифицировать путем подкормок, поливов, отборов до получения, например, биогумуса, рассадного субстрата, маточной культуры дождевых червей, биостимуляторов и препаратов для фармацевтической и других отраслей промышленности.

Пример. Технологический процесс круглогодичного вермикультивирования начинают с подбора поля, на которое при промерзании почвы ввозят лежалый торф, который распределяют в виде лент шириной до 2,0 м, высотой 0,15-0,20 м. В течение всей зимы на торфяные ленты ввозят полужидкий сброженный навоз до высоты 0,35 м.

В первом цикле, в апреле, при размерзании лент их компоненты смешивают и смещают с мерзлоты на прогретую почву, создавая гряду конического сечения со стороной не более 1,5 м.

Заселяют гряду вермикомпостом с червями, образуя летнюю М-образную вермигряду, которую укрывают слоем соломы, поддерживают влажность в пределах 22-88%, продолжают процесс вермикультивирования с необходимой интенсивностью до августа (с августа начинают второй цикл вермикультивирования). Формируют вермигряды из подготовленного субстрата, основу которого составляет сброженный полужидкий навоз и лежалый торф. В промежутках между вермигрядами укладывают солому слоем до 0,20 м, над которой формируют зимние вермибурты, которые укрывают соломой, образуя оболочку из соломы; при наступлении устойчивых морозов побуждают, путем рыхления вилами, червей мигрировать из летних вермигряд в зимние вермибурты с непереработанным субстратом.

В третьем цикле, с декабря по март, осуществляют процесс экстенсивного вермикультивирования без подкормок и отборов. Полученный биогумус имеет темно-коричневый цвет, рыхлой не слеживающейся структуры с массовой долей влаги 55%, зольностью 50%, с массовой долей ингредиентов в пересчете на сухое вещество, %:
Общий азот – 2
Общий фосфор – 1
Общий калий – 0,5
Общий кальций – 3,0
Содержание элементов питания растений:
азот аммонийный (N-NН₄) – 60 – 80 мг/100 г;
азот нитратный (N-NO₂) – 250 – 350 мг/100 г;
фосфор водорастворимый (P₂O₅) – 120 – 220 мг/100 г;
калий водорастворимый (К₂O) – 510 – 530 мг/100 г;
углерод водорастворимых веществ (С) – 900 – 1000 мг/100 г.

Содержание агрономически важных групп микроорганизмов-симбионтов дождевых червей, клеток в 1 г абсолютно сухого вещества:
нитрификаторов – не менее 20-5010⁴;
псевдомонад (ризосферные микроорганизмы) – не менее 6010¹⁰;
фосфатрастворяющие бактерии – не менее 10-2010⁹;
актиномицеты – не менее 2-1010⁶;
азотфиксация – не менее 3-4 мг N/1 г сутки.

Заявляемый способ полевого круглогодичного вермикультивирования, по сравнению с прототипом, является более эффективным в технологическом, экологическом и социальном аспектах, позволяет использовать любые целлюлозосодержашие биоотходы, полученные при раздельном сборе и предварительной подготовке.

Источники информации:
1. Патент РФ 2074845, кл. 6 А 01 K 67/03, Б.И. 7, 1998 г.

2. Патент РФ 2071255, кл. 6 А 01 K 67/033, Б.И. 1 1997 г.

Формула изобретения

Cпособ полевого круглогодичного вермикультивирования, включающий предварительную подготовку основных компонентов субстрата, их смешивание, заселение субстрата червями, культивирование в поле, закладывание летних вермибуртов, которые трансформируют в зимние вермибурты с аэраторами, а на другой части поля при наступлении устойчивого промерзания почвы послойно формируют торфонавозные ленты, весной образуют гряду летнего вермикультивирования, отличающийся тем, что выделяют три четырехмесячных цикла вермикультивирования, причем в первом цикле, с апреля по июль, вермикультивирование осуществляют в вермигрядах, образованных из зимних лент, во втором цикле, с августа по ноябрь, формируют вермигряды из подготовленного субстрата, которые трансформируют в зимние вермибурты, где в качестве аэратора используют солому, уложенную в виде оболочки, внутри которой размещают непереработанный червями субстрат, а в качестве основных компонентов субстрата берут биоотходы, например сброженный полужидким компостированием навоз и лежалый торф, а в третьем цикле, с декабря по март, осуществляют экстенсивный процесс вермикультивирования.