Д.б.н., проф., Г.Ю. Рабинович, академик Россельхозакадемии Н.Г. Ковалев

ГНУ Всероссийский НИИ сельскохозяйственного использования

мелиорированных земель Россельхозакадемии, Россия

УНИВЕРСАЛИЗМ ТЕХНОЛОГИИ

АЭРОБНОЙ ТВЕРДОФАЗНОЙ ФЕРМЕНТАЦИИ

Технология аэробной твердофазной ферментации [1], разработанная во Всероссийском НИИ сельскохозяйственного использования мелиорированных земель, удостоена Государственной премии РФ за 2001 г. Она прошла широкую апробацию и последующее внедрение и неизменно получает хорошие отклики потребителей и высокую оценку наших партнеров. На чем основан этот результат? Очевидно на тех ее достоинствах и преимуществах, которые ставят данную технологию в один ряд с наиболее успешными технологиями подобного рода.

Главная отличительная черта технологии аэробной твердофазной ферментации – ее универсализм, который может трактоваться с совершенно разных позиций.

Важной чертой, придающей универсальный характер технологии аэробной твердофазной ферментации, являются сырьевые ресурсы, используемые в процессе получения продукции, – компоста многоцелевого назначения (КМН). Базовая технология получения КМН рекомендует использование торфа, навоза и помета. Однако – это только часть рекомендуемых ресурсов, которые могут быть задействованы в процессе аэробной твердофазной ферментации. В ферментируемую смесь для получения компоста многоцелевого назначения в определенном соотношении могут включаться отходы деревообрабатывающей промышленности, пищевых производств и др. Возможность переработки самых разнообразных, порою трудно разлагаемых отходов, в частности, короотходов, связывают с правильно рассчитанной подачей кислорода при автоматизации процесса. Кроме того, технология предполагает использование биостимуляторов, способствующих формированию продукции с заданными свойствами, на что, собственно говоря, направлено большинство современных биотехнологий.

Широкий ресурсный потенциал данной технологии, придающий ей универсальность, тесно связан с ее применением в различных регионах, где, ресурсы могут сильно отличаться от базовых, предлагаемых для использования в Нечерноземной зоне. Кроме того, варьирование составом ресурсов возможно и в связи с гибкой системой расчетов исходных смесей для ферментации, позволяющих учитывать основные параметры при их формировании: содержание углерода, азота и влажность.

Институтом осуществлено внедрение технологии в разных регионах России, а также в ближнем зарубежье. На повестке дня – продвижение данной технологии в государства дальнего зарубежья, как на технологическом уровне, так и на уровне готовой продукции.

Распространение технологии связано с качеством получаемой продукции, для которой разработаны ТУ. По физико-механическим свойствам, химическому составу и санитарно-гигиеническим показателям компост многоцелевого назначения должен соответствовать требованиям, указанным в таблице 1 (выдержка из ТУ).

Выдержка из приведенного ТУ на компост многоцелевого назначения подчеркивает универсальный характер технологии. Несмотря на различия в имеющихся сырьевых ресурсах (а они, как было сказано выше, могут существенно отличаться от классических – торфа, навоза, помета), получаемый при строгом соблюдении технологии продукт аэробной твердофазной ферментации обладает свойствами, укладывающимися в рамки ТУ.

В составе компоста многоцелевого назначения присутствуют все необходимые растениям элементы питания, причем их сбалансированное количество позволяет рекомендовать КМН в качестве основного удобрения. По агрохимическим свойствам компост многоцелевого назначения является высококачественным комплексным удобрением, содержащим все макро- (азот, фосфор, калий) и микро- (медь, цинк, бор, магний и др.) элементы, необходимые для питания растений.

Таблица 1

Характеристика КМН

Наименование показателя	Норма и характеристика
Размер частиц, мм, не более	50
Массовая доля сухого вещества, % не менее	25
Кислотность, рН	6,3-7,2
Массовая доля золы, %, не более	30
Массовая доля углерода, %, не менее	35,0
Массовая доля общего азота, %, не менее	1,7
Содержание нитратного азота, мг/кг, не более	2000
Содержание аммиачного азота, мг/кг, не более	600
Массовая доля фосфора (Р2О5), %, не менее	1,5
Массовая доля калия (К2О), %, не менее	1,5
Массовая доля Са, %, не менее	1,8
Наличие яиц и личинок гельминтов	Не допускается
Патогенные микроорганизмы	Не допускаются
Индекс СПМ, клеток/г	1-9
Наличие жизнеспособных семян сорных растений, тыс. шт./кг	Не допускается
Примечание: Массовые доли даны в расчете на абс. сухое вещество

Вместе с тем было показано [2], что элементы питания в КМН находятся преимущественно в доступной для растений форме, причем это касается как макро-, так и микроэлементов. С одной стороны, это большой плюс для растений, с другой стороны, требует применения данного продукта в соответствующей дозировке с целью минимализации потерь элементов питания с атмосферными осадками и грунтовыми водами.

В готовом компосте многоцелевого назначения содержится несколько млрд. агрономически полезных микроорганизмов в расчете на 1 г абс. сухого вещества. В нем присутствуют азот-углерод-и фосфортрансформирующие микроорганизмы – фактически представители всех значимых систематических групп почвенной микрофлоры. В этой связи КМН рассматривается не только как поставщик доступных элементов питания, но и как катализатор процессов мобилизации недоступных субстратов, например, запаханной стерни злаковых. В КМН отсутствуют патогены, яйца и личинки гельминтов, цисты кишечных патогенных простейших, семена сорной растительности, позволяя отнести его к разряду экологически чистых удобрений.

Институтом были развернуты масштабные эксперименты, благодаря чему КМН получил не только качественную производственную проверку, но и вследствие явно выраженной эффективности (табл. 2) одобрение сельхозпроизводителей.

Таблица 2

Сравнительная эффективность КМН и традиционных

органических удобрений (ц/га к. ед.)

Варианты	Контроль	Навоз-28 т/га	ТНК-33 т/га	КМН-14 т/га
Ячмень	45,9	58,6	59,7	66,3
Картофель	46,2	52,5	54,0	68,7
Ячмень	34,8	45,4	46,1	55,2
Викоовсяная смесь	28,4	36,0	39,6	44,1
Озимая рожь	27,7	30,9	30,7	36,6
Многолетние травы	9,9	11,0	12,7	18,5
Многолетние травы	15,6	22,6	23,2	27,5
∑ за ротацию	208,5	257,0	266,0	316,9
Среднее ± к контролю	29,8 –	36,7 6,9	38,0 8,2	45,3 15,5

Эксперименты и опыты в полеводстве выполнялись с целью установления влияния КМН на плодородие почвы и продуктивность культурных растений. Агротехнические основы применения КМН были разработаны практически для всех культур, активно возделываемых в нашей зоне. Обычно их прикладывают при продаже КМН в виде рекламного буклета; в таблице 3 приведена выдержка из него.

Таблица 3

Использование КМН в качестве удобрения

Область применения	Дозы
Полевые культуры
а) Основное внесение (под вспашку или культивацию)
- яровые зерновые	7…12 т/га
- озимые зерновые	10…14 т/га
- картофель	12…17 т/га
- лён	5…7 т/га
- однолетние травы	7…10 т/га
- многолетние травы (поверхностно)	4…5 т/га
б) Локальное внесение в гранулированном виде (при посеве, посадке)
- яровые и озимые зерновые	2...3 т/га
- картофель	3...5 т/га
- лён	2...3 т/га
в) Подкормка
- яровые зерновые (в фазу кущения, вразброс или локально)	2...3 т/га
- озимые зерновые (по снежному покрову 5-7 см, поверхностно)	1,5...2 т/га
- картофель (перед первым окучиванием)	2...3 т/га
- многолетние травы (по снежному покрову 5-7 см)	1...2 т/га
Овощные культуры
- капуста, помидоры и др. при посадке в гнездо или лунку	200…600г/м^2
- поверхностная подкормка (у стебля растения)	150...250 г/м^2
- зеленные культуры	100...150 г/м^2
Плодово-ягодные культуры
- плодовые деревья, при посадке в яму, перемешивая с землёй	5...7 кг
- те же культуры (1-4 года) ежегодно весной, в приствольный круг	1...2 кг
- под взрослые деревья, в канавку приствольного круга	2...3 кг
- под кустарники, при посадке в яму, перемешивая с землёй	3...4 кг
- под те же культуры ежегодно, поверхностно, под куст	0,5...1 кг
- земляника, при посадке в лунку	80...100 г
- подкормка растений земляники по снежному покрову 5-7 см	100...150 г/м^2

Помимо использования КМН для выращивания полевых, овощных и плодово-ягодных культур его применяют в луговом кормопроизводстве при коренном улучшении сенокосов и пастбищ. Кроме того, компост многоцелевого назначения рекомендуется использовать в ландшафтном дизайне, особенно в связи с развитием в последние годы ландшафтных бизнес-проектов. В последних КМН может применяться либо для выращивания рассады, либо при непосредственном обустройстве ландшафтного объекта. КМН прекрасно зарекомендовал себя в тепличном хозяйстве, с успехом применяется в цветоводстве, лекарственном растениеводстве.

Компост многоцелевого назначения – хорошая основа для создания питательных грунтов, необходимых, в частности, для возрождения антропогенно нарушенных территорий, например, лесонасаждений, особенно в связи с участившимися пожарами и выгоранием очень больших массивов леса.

В институте были проведены исследования по получению на основе КМН концентрированных биоактивных составов, которые предшествовали испытаниям компоста многоцелевого назначения в качестве премикса в животноводстве [3] и стали отправной точкой для создания новых перспективных биотехнологий [4].

Итак, универсализм технологии аэробной твердофазной ферментации обеспечивается:

– с одной стороны, возможностью использования разнообразных сырьевых ресурсов, причем практически в любом регионе нашей страны и за рубежом, где только развито животноводство;

– с другой стороны, сложным качественным составом продукции, определяющей полифункциональность технологии, и, следовательно, масштабность ее использования в различных областях сельского хозяйства, а внутри областей – на многих направлениях их развития.

Литература

1. Патент РФ № 2112764 / Ковалев Н.Г., Малинин Б.М., Туманов И.П., Кл. 6 C05 F3/00, 1997.

2. Рабинович Г.Ю. Биоконверсия органического сырья / Дис… докт. биол. наук, 2000. – 406 с.

3. Новые технологии получения высококачественных удобрений и кормовых добавок (технологические и технические решения) / Н.Г. Ковалев, Г.Ю. Рабинович, Б.М. Малинин и др. / Тверь: ЧуДо, 2000. – 30 с.

4. Биотехнологии на службе базовых отраслей сельского хозяйства / Н.Г. Ковалев, Г.Ю. Рабинович, Н.В. Фомичева // Сельская жизнь, 28 окт.-3 ноября 2010, № 79(23596).