Департамент науки и промышленной политики

Специализированное Государственное Унитарное Предприятие

 

 

 

 

 

"Утверждаю"

Генеральный директор

 

 

ОТЧЕТ

по теме "Разработка агроэкотехнологии переработки органических отходов с применением высокоэффективного комплекса живых организмов – "почвообразователей" с целью повышения производительности тепличных грунтов".

 

Разработано:

Руководитель темы

 

___________В.А. Шапиро

 

 

 

Москва, 2004

 

 

 

 

 С О Д Е Р Ж А Н И Е.

 

1.     Переработка отходов в экочерноземы – экологическая и экономическая необходимость. 4

2.     Создание системы контроля плодородия почвы по интенсивности газообмена. 7

3.     Углекислотный газообмен почвы и его связь с плодородием. 8

4.     Методика исследования. 11

5.     Результаты исследования. 14

6.     Выводы по исследованию интенсивности дыхания. 16

7.     Технологические режимы биопереработки. 17

8.     Промышленное производство полноценных продуктов питания и кормов на основе технологий Хомобиотического оборота. 24

9.     Список литературы. 34

 


1.                 Переработка отходов в экочерноземы – экологическая и экономическая необходимость.

 

Переработка органических отходов в экочерноземы производится с помощью комплексной культуры черноземообразующих организмов, в состав которых входит дождевой червь.

Применение полученного на базе переработки органических отходов экочернозема для выращивания растительной продукции не только повышает урожайность, но и позволяет улучшить качество растительной продукции, увеличивая содержание жизненно важных микроэлементов и биологически активных веществ в продуктах питания.

Черноземы - самые продуктивные земли из всех известных на Земле. Проведенные в начале ХХ века исследования показали со статистической достоверностью отсутствие некоторых системных заболеваний у жителей черноземной полосы.

Высокая продуктивность черноземов объясняется тем, что чернозем, как среда обитания почвенных организмов, является наиболее комфортной для почвенной флоры и фауны.

Ещё в1949 году М.С. Гиляров своей монографии - «Особенности почвы как среды обитания и её значение в эволюции насекомых» -показал, что жизнь почвенной флоры и фауны тесно связана со структурой почв.

Почва очень сложная среда. В ней играют роль размер частиц, соотношение частиц разного размера, агрегирование частиц и многое другое. Промежутки между твердыми частицами почвы и их агрегатами заполнены водой и воздухом. Соотношение между жидкой и газовой фазами в различных почвах меняется в зависимости от сезона и погодных условий. Вода может находиться в почве в различных формах. Когда почва перенасыщена, она занимает все пространства между агрегатами, под влиянием силы тяжести просачивается и уходит в грунтовые воды. Такая вода называется гравитационной. Вода между близко соседствующими частицами находится под влиянием сил поверхностного натяжения и носит название капиллярной и движется в любом направлении. Вода, образующая пленку на поверхности твердых частиц, называется плёночной. Тончайший молекулярный слой воды, связанный на поверхности твердых частиц, представляет гигроскопическую воду. При влажности меньшей определенного уровня воздух в почве не содержит водяных паров, и растение начинает увядать. Из этого следует, что растение является точным индикатором наличия в почвенных газах паров воды. Следовательно, под покровом растительности потери воды почвенными беспозвоночными практически отсутствуют (даже в пустынях). Многие группы животных с кожным дыханием чувствительны к высыханию и могут жить только в почве.

Общая поверхность микрокапель, капилляров и пор между твердыми частицами почвы столь велика, что позволяет сосуществовать огромному количеству микроскопических и мелких животных.

Именно зернистая структура чернозема сделала возможным сосуществование такого огромного разнообразия почвенных организмов. Именно зернистая структура чернозема позволяет перерабатывать огромные количества поступающей в почву органики. Чернозем - самый эффективный биореактор, предназначенный для переработки органики.

Разрабатываемые агроэкотехнологии предусматривают изготовление экочерноземов при совместной переработке малоплодородных материнских почв, полученных, к примеру, из котлованов при строительстве г. Москвы, и органических отходов. Городские органические отходы в количествах, измеряемых миллионами тонн, поступают на полигоны (свалки) или через городскую канализацию поступают на очистные сооружения г. Москвы.

Основными органическими отходами являются: бытовые отходы, в т.ч. пищевые отходы, отходы пищевых производств, отходы при переработке древесины, отходы при очистке города и городских парков от поваленных деревьев, озерный ил, фекалии, избыточный ил очистных сооружений, отходы овощехранилищ и т.п. Переработка органических отходов значительно снизит интенсивность работы полигонов и очистных сооружений и принесет прибыль городу.     

Экочерноземы отличаются от всех других искусственных и естественных грунтов тем, что:

- содержат все необходимые для жизнедеятельности микроэлементы в усваиваемом для растений виде;

- имеют водопрочную структуру, обеспечивающую оптимальный водно-воздушный режим питания растений;

- заселены устойчивым сообществом почвенных организмов, не позволяющим развиваться патогенным организмам;

- содержат не менее 10% гумуса, что обеспечивает растения полноценным питанием;

- содержат микрофлору, обеспечивающую минеральное питание растений (разложение гумуса, а также извлечение микроэлементов из материнской почвы).

1-я стадия - это стадия переработки субстратов сообществом почвенных микроорганизмов до момента заселения червями и должна продлиться от 5 до 7 дней.

В результате работ 1 этапа были апробированы оптимальные микробиологические препараты, содержащие жизнеспособные почвенные микроорганизмы для проведения ускоренного компостирования в мезофильном режиме. Компостирование в термофильном режиме при изготовлении черноземов недопустимо, так как идет выброс углекислого газа в атмосферу, а это означает не только загрязнение атмосферы, но и потерю органического вещества почвы, и потерю черноземообразующей микрофлоры.

В результате работ была определена технологическая схема и рецептура биокомпостирования. Конечным продуктом первого этапа - биокомпостирование органо-минеральной смеси - является биоактивный компост, обогащенный живыми культурами микроорганизмов.

В соответствии с местными условиями и выбранной рецептурой биокомпостирования все сырьевые компоненты доизмельчаются до d – 3 мм, перемешиваются и загружаются в емкости с высотой борта 60 см.

2-ая стадия – переработка субстратов черноземообразующими макро и микроорганизмами.

 

2.                 Создание системы контроля плодородия почвы по интенсивности газообмена.

Настоящая работа проводилась в соответствии с утвержденным техническим заданием по договору 5-Т/04 от 11.02.04

Целью работы является издание на основании данных об интенсивности углекислого газообмена системы контроля плодородия.

На данном этапе проводили:

1.Выбор методологии измерений интенсивности "почвенного дыхания";

2.Разработали схему и смонтировали соответствующую контрольно-измерительную структуру;

3.В ходе специально поставленного эксперимента одинаковых температурно-влажностных режимах измерили интенсивность углекислотного газообмена у трех различных типов экочерноземов в соответствии с данными газообмена у трех контрольных образцов (дерново-подзолистая суглинистая почва и две покупные почвенные смеси);

4.Провели сопутствующие определения полной влагоемкости (ПВ), количеств органического вещества, углерода и гумуса во всех  испытанных образцах;

5.Провели вегетационный опыт по выращиванию до стадии второго листа растений пшеницы и ячменя на 6 испытаниях (3-х контрольных и 3-х опытных) почвенных смесях 5-кратной повторности в контролируемых условиях внешней среды (освещенность 18 клк, фитопериод 12 час., температура воздуха день/ночь – 22/140С, влажность воздуха – 60%, влажность почвы 60% ПВ);

6.Измерили количество полученной в вариантах зелени биомассы.

3.                 Углекислотный газообмен почвы и его связь с плодородием.

Одним из непременных условий высокого уровня плодородия почвы является хорошая аэрация почвы атмосферным воздухом, который в свою очередь, подразделяются на процессы воздухообмена и газообмена. Роль воздухообмена относительно невелика и обычно составляет от 0 до 10% от величины аэрации.

Основным механизмом массопереноса газов в почве, а также газообмена между почвой и атмосферой является диффузия под действием градиента концентрации. Конвективный (под действием температурного градиента), гравитационный газопереносы, а также перенос газов при изменении атмосферного давления имеют подчиненное значение. Почвенный покров в 20 см слое обменивает свой воздух с атмосферой в течение нескольких часов.

Объем газообразной фазы в почвах широко колеблется от 1-20 до 40-50% и зависит от их уплотнения и от структурирования. Содержание основных газов в атмосфере и почвенном воздухе (об.%):

 

Атмосфера

Почва

N2

78

78-80

О2

21

0,1-20

СО2

0,03

0,1-15,0

 

Кроме основных (N2, О2, СО2) в почвенном воздухе находятся другие газы: метан, сероводород, аммиак, водород и др.

Количество водяных паров в почвенном воздухе значительно больше, чем в атмосфере; относительная влажность почвенного воздуха обычно равна 100% и адсорбированные водяные пары образуют тонкие пленки на поверхности почвенных частиц.

Газы в почвах могут находиться в различных состояниях: адсорбированном, растворенном, заземленном и свободном. Свободный почвенный воздух обеспечивает аэрацию почв и газообмен между почвой и атмосферой. Растворенный воздух ограниченно участвует в аэрации почвы, т.к. диффузия газов в водной среде затруднена. Однако, растворенные газы играют большую роль в обеспечении физиологических потребностей растений, микроорганизмов, почвенной фауны.

Изменение концентрации газов в почвенном воздухе происходит, главным образом, вследствие процессов жизнедеятельности микроорганизмов, дыхания корней и почвенной фауны, а также в результате окисления органического вещества и продуктов жизнедеятельности организмов.

Почвенная микрофлора перерабатывает органические остатки в почве, а сама микробная масса является важным источником (поскольку в ней содержится приблизительно 10-12% N, 3% Р2О5 и 2,2% К2О) доступных растениям азота и зольных элементов. Почвенные микроорганизмы способны также синтезировать целый ряд физиологически активных веществ (ферменты, стимуляторы роста, витамины), которые даже в не большом количестве стимулируют процессы минерализации, гумификации и рост растений. Важную роль в почве выполняет также беспозвоночные организмы, почвенные животные, микроорганизмы, выделяющие антибиотики (пеницилин, стрептомицин и др.) сапрофитные азотофиксирующие бактерии и др.

В почвенном слое 1 га  плодородной почвы содержится до 7 тн живой бактериальной массы, причем в течение вегетационного периода формируется около 30 поколений бактерий, т.е. их ежегодно функционирующая масса достигает 70-200 тн/га.

Благодаря функционированию биологического  комплекса почвы, растения усваивают свыше 60 элементов, тогда как с макро и микро-удобрениями, они получают обычно не более 10. Поэтому целенаправленное воздействие на биологические процессы в почве (биологическую активность почвы) оказывается важнейшим средством повышения величины и качества урожая.

Основным продуктом биологической активности почвы является СО2. Все остальные образуемые в почве газы, в ней же самой и используются. Можно сказать, что в почве работает бактериальный генератор газов и бактериальный фильтр.

Исследование газообмена (дыхания) почвы является важным методом для суждения о суммарной деятельности почвенной биоты.

На сегодня в почвенном воздухе обнаружено и идентифицировано лишь около 100 индивидуальных соединений, хотя следует ожидать 106 компонентов в следовых количествах.

Поскольку многие биогенные элементы имеют газообразные формы миграции, можно рассчитывать на создание методов мониторинга состояния почвы по ее газообмену, прежде всего углекислотному.

Интенсивность эмиссии СО2 и поверхности почвы в атмосферу служит исключительно важной характеристикой плодородия почвы, поскольку углекислый газ в почве оказывает благоприятное влияние на ее пищевой режим, являясь важным источником углеродного питания растений, учитывая, что для высокой продуктивности фотосинтеза необходим постоянный приток к растениям воздуха, обогащенного СО2. Из общего количества СО2, необходимого для формирования урожая, от 40 до 70% приходится на долю СО2, поступающего из почвы. Динамический баланс углерода в посеве складывается под влиянием двух потоков углекислого газа: одного, имитируемого в атмосферу из почвы и другого, который поглощается растениями из воздуха в ходе фитосинтетической деятельности. Именно почве принадлежит ведущая роль в обеспечении круговорота углерода в природе. Воздействуя на почву в том числе, обогащая ее компостами, мы тем самым можем оказывать положительное влияние на углеродное питание растений.

Углерод относится к числу наиболее лабильных элементов, обеспечивающих в первую очередь энерго- и массо-обмен в экосистеме и поэтому намечающаяся вследствие какого-либо воздействия, устойчивая тенденция к изменению баланса углерода в круговороте, может служить индикатором поступления негативных изменений в экосистеме.


4.                 Методика исследования.

Объектом исследований служили следующие 6 типов почвенных смесей:

В качестве контрольных.

1. Дерново-подзолистый суглинок.

рН = 4,5; Р2О5 = 3,1 – 3,5 мг/100 г; К2О = 4,1 – 4,6 мг/100 г.

Дополнительно в виде водного раствора была внесена мочевина (азотистое удобрение) из расчета 15 г на 10 л воды.

2. Садовая земля "Садовник" (покупная).

Состав: верховой и низинный торф, песок, известь, дренаж, полное минеральное удобрение. Содержание питательный веществ (мг/кг): N 150 – 300, P 200 – 400, K 300 – 450, рН 5,5 – 6,5.

3. Биогрунт универсальный "Сады Семирамиды" (покупной).

Состав: торф верховой и низинный, песок крупнозернистый речной, керамзит, доломитовая крошка, компост "Биоуд", рН 5,5 – 6,5.

Состав (массовая доля): азота общего – 0,6%, фосфора общего – 0,4%, калия общего – 0,3%, кальция общего – 0,5%.

В качестве опытных.

4. Экочернозем № 1.

5. Экочернозем № 2.

6. Экочернозем № 3.

Для выращивания на этих почвенных смесях использовали семена яровой пшеницы сорта "Приокская" и семена ячменя сорта "Смена".

Определение полной влагоемкости проводим по стандартной методике, изложенной в руководстве "Агрохимические методы исследования почв", изд. Академии наук СССР, М., 1954, с. 217-218.

Количество органического вещества, углерода и гумуса определяли также по стандартной методике (метод Тюрина), изложенной в "Инструкции по проверке качества органических удобрений", М., Колос, 1971 г.

Интенсивность углекислотного газообмена (почвенного дыхания) определяли по методу замкнутой системы, описанному в диссертации Аканова Э.Н. "Методы герметичной камеры в агрометеорологических и агрофизиологических исследованиях", Ленинград, 1988.

Принципиальная схема системы контроля интенсивности газообмена представлена на рис. 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1 Принципиальная схема системы контроля газообмена.

Работа системы основана на принципе измерения динамики увеличения концентрации СО2 в замкнутом воздушном контуре, по которому непрерывно циркулирует воздух, забираемый из герметичного прозрачного бюкса с контролируемым почвенным образцом. Этот воздух осушается и очищается от посторонних примесей в блоке подготовки и подается в автоматически ИК-газогенератор, с помощью которого в воздухе определяется объемная концентрация СО2. Далее из газоанализатора воздух возвращается в бюкс.

В качестве ИК-газоанализатора использовали оптико-акустический газоанализатор марки ГОА-4 со шкалой 0 – 0,05% СО2, изготовленный НПО "Химавтоматика". Показания газоанализатора записывали на диаграммной ленте самописца КСП-4 (на схеме не показан).

Вся аппаратура данной системы показана на фото.

Общий воздушный объем замкнутой системы, включал внутренний воздушный объем каждого включенного в замкнутый контур устройства и соединительных коммуникаций, составил 400 см3.

Прозрачный герметичный бюкс имеет легко съемную крышку с герметичным уплотнением. Снимая крышку в бюкс, устанавливали чашку Петри (диаметр 10 см и высота 2 см) с насыпанным в количестве 60 г образцом почвы (почвенная навеска была равна 400 гр.). Контролируемый почвенный образец доводили предварительным увлажнением до влажности 60% ПВ. В ходе измерения, продолжительность которого составляла до 10 – 20 мин., температуру внутри бюкса поддерживали на уровне +220С с помощью наружного источника освещения.

Расчет интенсивности СО2 – газообмена (D) проводили по формуле:

где V = 400 см3 – воздушный объем системы;

DС [%] – изменение концентрации СО2 за интервал времени Dt [мин]. Величина DС и Dt определяли по диаграмме на самописце.

Для определения эффективности действия испытываемых образцов в качестве почвенных субстратов провели краткосрочный вегетационный опыт в период 28.09.04 г. – 10.10.04 г. по выращиванию растений пшеницы и ячменя на испытанных почвенных смесях.

Каждую почвенную смесь, предварительно увлажненную до уровня 60% ПВ, в количестве 150-200 г равномерно насыпали в пластиковый лоток, имеющий размеры 11х16 см и глубину 2 см. Почва на глубину приблизительно 0,5 см засевали наклюнувшимися семенами в количестве 70 шт. на лоток после их предварительного выдерживания в термостате в течение суток.

Все изготовленные таким образом лотки, с почвенными образцами в 5-кратной повторности затем в лабораторной установке выдерживались при искусственном освещении в 18 клк и фотопериоде 12 час., температуре воздуха день/ночь 22/140С с ежедневным поливом, до появления у растений 2-го листа (12 дней). Общий вид установки с растениями показан на фото.

Далее измеряли высоту посева (средняя длина побегов), число растений и взвешивали общую зеленую массу в каждом корне.


5.                 Результаты исследования.

Полная влагоемкость (ПВ) по отношению к абс. сухому веществу)

Образец

Обозначения

ПВ %

Экочернозем

1

258

Экочернозем

2

250

Экочернозем

3

268

"Садовник"

С

202

Биогрунт

Б

195

Почва

П

31

 

Органическое вещество, углерод

 

Образец

Органическое вещество

Углерод

Экочернозем 1

45,18

22,59

Экочернозем 2

37,46

18,73

Экочернозем 3

38,52

19,26

Садовник С

53,23

26,62

Биогрунт Б

57,02

28,51

Почва П

-

0,733

 

Интенсивность газообмена

Записи на ленте самописца, соответствующие измеренным образцам, представлены на диаграммах 1, 2, 3. На диаграмме 1 представлены все необходимые константы для расшифровки записей и для расчета интенсивностей газообмена: равномерная шкала от 0 до 0,05% СО2 (Цена 1 деления на диаграмме 5 х 10-4% СО2); скорость движения ленты 1 см/мин.

С учетом величины объема 400 см3 и принимая для расчета одинаковую величину изменения концентрации СО2, равную 0,01%, получаем следующую расчетную формулу для интенсивного газообмена

Для удельных значений интенсивности дыхания (на 1 кг почвы) необходимо разделить полученные данные на массу измеренного образца (0,06 кг для компостов и 0,4 кг для почвы). Рассчитанные величины интенсивности дыхания сведены в нижеследующую таблицу.

Интенсивность дыхания

Образец

∆τ,

мин

D,

D,

Экочернозем 1 – 60 г

3

1,6

26,7

Экочернозем 2 – 60 г

3

1,6

26,7

Экочернозем 3 – 60 г

3,5

1,37

22,8

Садовник С – 60 г

3,75

1,28

21,3

Биогрунт Б – 60 г

6

0,8

13,3

Почва П – 400 г

8

0,6

1,5

 

Для сравнения полученных нами данных с теми, которые имеются в опубликованных источниках узнаем, что наибольшая отмеченная величина дыхания почвы в умеренных широтах равна 1,5

Учитывая, что 1 м2 почвы толщиной 20 см весит примерно 260 кг указанная цифра в пересчете на 1 кг будет равна

У пяти из шести измеренных нами образцов величина дыхания примерно в 2-4 раза превышает цифру 5,8

Этими образцами были компосты и экочерноземы, дыхание у них действительно должно быть более активным по сравнению даже с плодотворной почвой. В то же время взятый нами в качестве контрольного образец низкоплодородной почвы показал, как и можно было ожидать, заметно более низкое дыхание.


Количество зеленой биомассы

Для сравнительной оценки эффективности действия испытанных компостов в качестве субстратов по окончании вегетационного опыта в каждом лотке подсчитали количество растений, высоту посева и взвесили общую зеленую массу. Результаты представлены в двух следующих таблицах.

На фотографии показан общий вид опытного посева в лабораторной установке со всеми вариантами и повторностями. На двух других фотографиях для сравнения показаны отдельные лотки с посевами отдельно пшеницы и ячменя. Лотки на общих фотографиях размещены в следующей последовательности слева направо; экочернозем 1, экочернозем 2, экочернозем 3 (одна фотография) и "Садовник", биогрунт, почва (другая).

Из данных таблиц и фотографий, посевы в четырех вариантах с экочерноземом и покупным субстратом "Садовник", ровные с одинаковым высоким коэффициентом прорастания не ниже 93% и очень близкими показателями по высоте и зеленой массе: у ячменя средний вес одного растения несколько выше, чем пшеницы.

Заметны худшие результаты и у пшеницы, и у ячменя имеют посевы на биогрунте и в почве. Коэффициент прорастания на биогрунте от 0,83 до 0,8, а в почве у ячменя ~ 0,1; у пшеницы ~ 0,6.

 

6.                 Выводы по исследованию интенсивности дыхания.

1. Экочерноземы – это структурированные почвы черного цвета с высоким содержанием гумуса, заселенные стабилизированным комплексом почвенных организмов. "Садовник" и биогрунт – органоминеральные смеси с высоким содержанием органики и минеральных удобрений;

Почва – неструктурированный грунт повышенной плотности. Газообмен нарушен.

2. На данном этапе НИОКР разработаны методология и соответствующее аппаратурное обеспечение для контроля интенсивности газообмена между почвой и атмосферой по СО2.

3. Проведенные эксперименты показали, что между интенсивностью дыхания почвы и ее плодородием существует положительная корреляция.

4. Экочерноземы, полученные путем переработки органических отходов, имеют высокий уровень дыхания и плодородия по сравнению с другими испытанными почвенными субстратами.

5. Исследования необходимо дополнить по интенсивности газообмена аммиака и метана.

 

7.                 Технологические режимы биопереработки.

1 этап. Биокомпостирование в мезофильном режиме.

1.                 Микроэкологический анализ компонентов для биокомпостирования (протокол № 658).

2.                 Производство чернозёмобразующей добавки, обогащённой микроэлементами, почвообразующими микроорганизмами и гумусобразующими веществами.

3.                 Производство органо – минеральной смеси для биокомпостирования.

4.                 Вывод технологического цикла на мезофильный режим компостирования.

5.                 Поддержание оптимального технологического режима: температура 20-350С, влажность 60-70%, в течение 5 – 7 дней.

2 этап.   Производство экочернозёма.

1.                 Объем черноземообразующей добавки 10-20% объема.

2.                 Заселение субстрата чернозёмобразующими макро (вермикультура) и микроорганизмами.

3.                 Вывод технологического цикла на оптимальной режим температуры и влажности.

4.                 Поддержание оптимального технологического режима: температура 20-300С, влажность 60-70%, в течение 70 дней.

5.                 Отбор, дифференцировка и фасовка вермикультур.

6.                 Микроэкологический анализ экочернозёма.

7.                 Фасовка готовой продукции.

Состав ценоза микроорганизмов кишечного тракта дождевого червя:

 

                    Микроорганизмы

Количество, мк/г х 10*6

Campylobacter mucosalis

0

Acinetobacter sp.

272

Pseudomonas aeruginosa

265

Sphingomonas sp.

278

Stenotrophomonas maltophilia

510

Flavobacterium sp.

529

Esherichia coli

1105

Aeromonas hydrophila

456

Chlamydia sp.

17

Porphyromonas sp.

547

Selenomonas sp.

336

Bacteroides fragilis

854

Bacteroides ruminicola

1190

Wolinella sp.

1050

Gram - анаэробы (Miyagawa)

1766

Bacillus cereus

2338

Clostridium difficile

841

C. hystolyticum

121

C. perfringens

2956

C. propionicum

0

C. ramosum

1168

Lactobacillus sp.

12396

Enterococcus sp.

2732

Peptostreptococcus sp.

3079

Ruminicoccus sp.

13572

Staphylococcus sp.

972

Streptococcus sp.

1570

Bifidobacterium sp.

632

Butyrivibrio sp.

5688

Corynebacterium sp.

854

Eubacterium sp.

42663

Propionibacterium sp.

469

Mycobacterium sp.

647

Nocardia sp.

1376

Rhodococcus sp.

443

Pseudonocardia sp.

47

Streptomyces sp.

3778

Actinomadura sp.

645

Актиномицеты (другие роды)

448

Fungi

14561

Сумма

123172

 

8.                 Промышленное производство полноценных продуктов питания и кормов на основе технологий Хомобиотического оборота.

Хомобиотический оборот (ХБО) - это оборот биогенных веществ, энергии и информации, направляемый человеком разумным. Технологии ХБО изначально безотходны и экономичны. ХБО - это всегда комплекс, включающий в себя растениеводство, животноводство и переработку всех отходов в экочерноземы.

Экочерноземы - это структурированные почвы черного цвета с высоким содержанием гумуса (не менее 10%), заселенные комплексом высокопроизводительных почвенных организмов. В экочерноземах имеются все питательные вещества и микроэлементы, необходимые для выращивания полноценной растительной продукции. Выращивание на полноценных кормах животные дают также полноценную животноводческую продукцию.

Полноценные корма и продукты питания являются профилактикой системных заболеваний, в том числе онкозаболеваний.

Растительную продукцию при выращивании в защищенных грунтах можно получать по хорошо известным гидропонным технологиям, с той разницей, что полноценное питание растениям обеспечивается полноценными почвенными растворами, теми самыми, которыми питаются растения выращиваемые на экочерноземах.

Сырьём для получения экочернозема являются: неплодородная почва, песок, торф, отходы деревопереработки, навоз, помет, фекалии, ил очистных сооружений, отходы с/х производств, отходы перерабатывающих предприятий и т.п.

Отметим, что в экочерноземах, все вышеперечисленные компоненты переходят в подвижные, напрямую усваиваемые растениями формы. Таким образом Россия становится обладателем возобновимого неисчерпаемого ресурса - экочерноземов. Особо отметим, что в подвижные, усваиваемые растениями формы переходит и торф, запасы которого (при правильной эксплуатации залежей торфа) в России неисчерпаемы.

Технологии ХБО позволяют производить полноценные продукты питания в любой точке планеты, в т.ч. и на космическом корабле в открытом Космосе, что делает далекие космические экспедиции технически осуществимыми.

Сравнительная таблица производительности грунтов

по зеленой продукции.

Ячмень

Вариант

Повторность

Высота

посева, см

Число

растений, шт.

Зеленая масса,

г

Средняя зеленная масса

1 раст., гр

Экочернозем 1

1

16

65

9,4

0,144

2

16

66

9,4

3

16

65

9,3

4

16

64

9,2

5

16

63

9,3

Экочернозем 2

1

16

67

9,5

0,146

2

16

64

9,4

3

16

65

9,3

4

16

62

9,2

5

16

62

9,4

Экочернозем 3

1

16

64

9,5

0,147

2

16

62

9,1

3

16

65

9,6

4

16

65

9,5

5

16

65

9,4

Садовник С

1

16

66

9,3

0,146

2

16

62

9,2

3

16

62

9,3

4

16

64

9,4

5

16

63

9,2

Биогрунт Б

1

8

64

3,4

0,05

2

8

62

3,3

3

8

60

3,2

4

8

85

3,1

5

8

58

3,2

Почва П

1

2

10

0,2

0,02

2

2

12

0,2

3

2

9

0,2

4

2

8

0,15

5

2

7

0,16

 


Сравнительная таблица производительности грунтов

по зеленой продукции.

Пшеница

Вариант

Повторность

Высота

посева, см

Число

растений, шт.

Зеленая масса,

г

Средняя зеленная масса

1 раст., гр

Экочернозем 1

1

17

69

7,5

0,111

2

17

67

7,5

3

17

69

7,6

4

17

66

7,4

5

17

66

7,5

Экочернозем 2

1

17

65

7,5

0,111

2

17

65

7,4

3

17

65

7,6

4

17

68

7,5

5

17

67

7,4

Экочернозем 3

1

17

67

7,6

0,114

2

17

68

7,5

3

17

69

7,7

4

17

65

7,6

5

17

66

7,5

Садовник С

1

17

68

7,7

0,114

2

17

68

7,6

3

17

68

7,8

4

17

66

7,5

5

17

67

7,6

Биогрунт Б

1

10

62

2,8

0,04

2

10

60

2,5

3

10

61

2,3

4

10

62

2,3

5

10

59

2,2

Почва П

1

4

40

0,93

0,02

2

4

41

0,95

3

4

40

0,89

4

4

39

0,82

5

4

38

0,77


Диаграммы интенсивности дыхания.


 

 

 

 

 







9.                 Список литературы.

 

1.      Колов О.В., Погорелов И.В. "О причинах использования показателей газообмена для характеристики продукционного процесса в экологических исследованиях//Газообмен растений в посевах и природных фитоценозах. - Сыктывкар, 1992, с. 34-35.

2.      Перечень показателей свойств почв для оценки почвенного плодородия и методы их определения/Почв. институт им. В.В. Докучаев. М., 1981,
- 85 с.

3.      Аканов Э.Н. Метод герметичной камеры в агрометеорологических и агрофизиологических исследованиях/Дисс. канд. тех. наук – Л., 1988, - 186 с.

4.      Современные физические и химические методы исследования почв: Сб. ст./МГУ им. М.В. Ломоносова. Под ред. Воронини А.Д. – М.: Изд. Моск. ун-та, 1987, - 203 с.

5.      Почвоведение: методы и исследования. Д.Л. Роулл. М., Колос, 1998, - 486 с.

6.      Почвоведение (под ред. В.А. Ковды, Б.Г. Розанова) ч. I Почва и почвообразование. М. Высшая школа, 1988, - 400 с.

7.      Агрохимические методы исследования почв. М. Изд. АН СССР, 1954, - 526 с.

8.      Александрова И.В.Биология почв на 11 съезде Общества почвоведов //Почвоведение.- 1997.-№2.-С.267-268.

9.      Аммосова Я.М., Скворцова И.Н., Садовникова Л.К.,Зимина А.В.,Рудакова И.П.,Якименко О.С.Микробиологические свойства гуминсодержащих органо-минеральных удобрений //Химия в с.х.-1996.-№6.-С.8-12.

10.  Андреюк Г.И.,Иутинская Г.А.,Антипчук А.В.,Козлов И.А.,Валагурова Е.В.,Коптьева Ж.П.,Козырицкая В.Е. Исследование микробных сообществ почвы на разных уровнях их организации.//Микробиологический журнал.-1998,-60,№5.-С.19-25.

11.  Андриенко О.Ю.,Кривонос И.А.,Караева М.А.Некоторые данные о целлюлозоразрушаюших бактериях и бактериях цикла азота почв Каневского природного заповедника //Заповiд. справа в Украiнi.-1996.-2.-С.20-21.

12.  Антипчук А.Ф.,Рангелова В.М.,Танцюренко О.В., Шевченко А.У. Вплив азотобактера на врожай та яксеть цукрових бурякив.//Микробсоп.ж.-1997.-59,№4.-С.90-94.

13.  Багаева О.С., Матвеевская А.П., Ужевская С.Ф., Паузер А.Б.Влияние целлюлозолитических бактерий рода Cytophaqa на развитие вермикультуры. //Микробиолог.ж.-1994.-56,№1.-С.31.

14.  Безносиков В.А. Трансформация азотных удобрений и влияние их на физико-химические свойства подзолистых почв и продуктивность агроценозов //Агрохимия.-1997.-№4.-С.5-12.

15.  Березова Е.Ф. Микробы и жизнь растений.-Изд.”Знание”, Биология и медицина,-сер.8,1960.-С.1-38.

16.  Бетина В.А. Путешествие в страну микробов.-Из-во “Мир”,М.,1976.-271с.

17.  Благодатский С.А., Благодатская Е.В., Розанова Л.Н.Кинетика и стратегия роста микроорганизмов в черноземной почве после длительного применения различных систем удобрений. //Микробиология.-1994.-63,№2.-С.298-307.

18.  Вальков В.Ф. Системно-биологический подход при изучении почв.//Науч.мысль Кавказа.-1995.-№4.-С.6-10.

19.  Гейдебрехт В.В. Численность и биомасса микроорганизмов в зональных почвах. //Междунар. конф. студ. и аспирантов по фундам. наукам “Ломоносов-96”,Москва,1996:Тез. докл.: Почвоведение.-М.,1996.-С.16.

20.  Головченко А.В., Полянская Л.М. Сезонная динамика численности и биомассы микроорганизмов по профилю почвы. \\Почвоведение.-1996.-№10.-С.1227-1233.

21.  Горьковенко В.С., Приходько Н.Е., Рындин А.В. Влияние возделываемой культуры на формирование почвенного патологического потенциала.\\Регион. науч.-практ. конф.”Биосфера и человек”,Майкоп,1997.-С.13-15.

22.  Гусейнов Яшар Муса оглы, Бондарев Ю.П., Попик Н.В.Щербакова В.С.Сообщество микроорганизмов для получения регулятора роста растений, способ получения регулятора роста растений: Пат.2161884 Россия. А01N 63/00,А01N 63/04.

23.  Гутинська Г.О.,Пономаренко С.П. Использование биостимуляторов для уменьшения отрицательного влияния пестицидов на почвенную микрофлору. //Мiкробiол.ж.-2000.-62.№5.-С.29-36.

24.  Дейкстра Т. Влияние на почвенные микроорганизмы // Мир теплиц.-1999.-№10.-С.13-14.

25.  Деревянский В.П.Гербициды и микробиологическая активность почвы.//Защита раст. (Москва).-1992.-№3.-С.20.

26.  19.Емельянов Л.А. Влияние калия на колонизация микрорганизмов прикорневой зоны ячменя.//Междунар. конф. студ. и аспирантов по фундам. наукам “Ломоносов-96”,Москва,1996.-С.23.

27.  Звягинцев Д.Г.,Добровольская Т.Г.,Бабьева И.П., Зенова Г.М.,Полянская Л.М.//Тез.докл. 2 Съезда О-ва почвоведов, Санкт-Петербург, 27-30 июня, 1996.Кн.1.-М.,1996.- С.256-257.

28.  Звягинцев Д.Г.,Добровольская Т.Г., Бабьева И.П.,Зенова Г.М., Лысак Л.В., Полянская Л.М., Чернов И.Ю.//Экол. и почвы: Избр. лекции 1-V11 шк. (1991-1997), Т.2/Пущин. науч. центр. РАН.-Пущино,1998.- С.34-83.

29.  Звягинцев Д.Г.,Добровольская Т.Г., Бабьева И.П.,Зенова Г.М., Полянская Л.М. Почвы и микробное разнообразное.// Тез. докл. 2-го съезда общества почвовед.- С-Пб, 27-30 июня 1996, кн.1.-М.; 1996.-С.256-257.

30.  Злотников А.К. Ризосферные диазотрофные бактериальные ассоциации.//Междун. конф. студ. и аспирантов по фунд. науам “Ломоносов-96”.- М.:1996.-С.32.

31.  Игуменов В.Л., Круглов Ю.В. Биомасса почвенных микроорганизмов различных агроэкосистем.// Микроорганизмы в с.х.: Тез. докл. 4 Всес. науч. конф., пущино, 20-24 янв.,1992.-Пущино, 1992,-С.73.

32.  Кабашная Л.В., Вакуленко А.К. Действие гекацида, вазина и формацида на фитопатогенные бактерии и прорастание семян пшеницы: /Докл./ 1 Установ. (V111) С зду Укр. микроб. тов-ва, Одесi, 13-15 вер.,1993//Мiкробiол.ж.-1994.-56,№2.-С.58.

33.  Карпенко В.П. Яровой ячмень: влияние гербецидов на численность основных групп бактерий ризосферы//Захист. рослин.-1999.-№8.-С.9.

34.  Кешелава Р.Ф. Гербициды и почвенные микроорганизмы //Защита и карантин раст.- 2000.- №8.-С.35.

35.  Киреева Н.А., Сайфуллина З.Н.Влияние орошения сточными водами ЖВК на биологическую активность почв // Науч. конф. по прогр. “Ун-ты России”, (Уфа,1995): Тез. докл.- Уфа,1995.-С.155-158.

36.  Коляда Т.И., Курилович Н.Н., Добровольская И.А. Комплексное влияние пестицидов и удобрений на биологическую активность почвы //Микроорганизмы в с.х. : Тез. докл. 4 Всесоюз. науч. конф., Пущино, 1992.- С.98.

37.  Кочемасова З.Н.  Санитарная микробиология и вирусология.- М., 1987.- 102 с.

38.  Кочемасова З.Н., Ефремова С.А., Набоков Ю.С. Микробиология.- М.: “Медицина”, 1984.- С.56-60.

39.  Культиасов И.М. Экология растений.- Изд. Московского университета, 1982.- 380 с.

40.  Кураков А.В., Костина Н.В. Микробная колонизация поверхности корней на ранних стадиях развития растений // Микробиология.- 1997,№3.- С. 394-401.

41.  Кураков А.В., Костина Н.Г., Егоров В.С., Басария Э.Г., Умаров М.М., Минеев В.Г. Биомасса и активность денитрифицирующих бактерий в дерново-подзолистых почвах при внесении минеральных удобрений // Зоол.ж.- 2000.- 79, №8.- С. 584-589.

42.  Минеев В.Г., Козлова Ю.Е., Кураков А.В., Гомонова Н.Ф., Звягинцев Д.Г.// Докл. Рос. акад. с.-х. наук.- 2001.- №4.- С. 19-21.

43.  Мишустин Е.Н., Емцев В.Т. Микроьиология.- М., Колос, 1978.-350с.

44.  Нутинская Г.А., Иванова Н.И., Остапенко А.Микробиологические аспекты использования растительных остатков в биологической системе земледелия// Микроорганизмы в с. х. : Тез. докл. 4 Всес. науч. конф., Пущино, 20-24 янв., 1992.- Пущино, 1992.- С. 76-77.

45.  Онофриш Л.Ф., Подирачи В.Т., Присакарь С.И. Азотфиксирующие бактерии, стимулирующие рост, развитие сельскохозяйственных растений.// Ин-т микробиологии АН Рес. Молдова,- Кишинев, 1999.-77с.

46.  Паников Н.С., Низовцева Д.В., Семенов А.М., Сизова М.В. Действие минеральных соединений на дыхательную активность микробного сообщества верхового болота // Микробиология.- 1997.- 66, №2.- С. 165-171.

47.  Патыка В.Ф. Микроорганизмы и биологическое земледелие.// Микробиол. ж.- 1994.- 56, №1.- С. 94.

48.  Патыка В.Ф., Калиниченко А.В., Колмаз Ю.Т., Кислухина М.В. Роль азотфиксирующих микроорганизмов в повышени продуктивности сельскохозяйственных растений // Мiкробiол. ж.- 1997.- 59, №4.- С. 3-14.

49.  Полянская Л.М., Образова М.Х., Свешникова А.А., Звягинцев Д.Г. Влияние азота на колонизацию микроорганизмов корневой зоны  ячменя // икробиология.- 1994.- 63, №2.- С.308-313.

50.  Полянская Л.М., Лукин С.М., Звягинцев Д.Г. Изменение состава микробной биомассы в почве при окультуривании //Почвоведение.- 1997.- №2.- С.206-212.

51.  Присикарь С.И., Онофриш Л.Ф., Тодираш В.П. Бактерии- стимуляторы роста и развития кукурузы. // Инстит. микробиол. АН Респ. Молдова.- Кишинев, 1999.- 7с.

52.  Пуховская С.В. Влияние корневых выделений растений на азотфиксирующие микроорганизмы // Экол.-популяц. анал. корм. раст. естеств. флоры., интродукция и использ.: Матер. 9-й Междунар. симп. по корм. раст., Сыктывкар, 1999.- Сыктывкар, 1999.- С.161-162.

53.  Романовская В.А., Столяр С.М., Малашенко Ю.Р. Распространение бактерий рода  Methylobacterium в различных экосистемах Украины // Мiкробiол.ж.- 1996.- 58, №3.- С. 3-10.

54.  Стейниер Р., Эдельберг Э., Дж. Ингрэм. Мир микробов.- М.: Мир, 1979, т.3.- С.269-292.

55.  Туев Н.А. Пути регулирования микробиологических процессов гумусообразования // Тез. докл. 2 Съезда О-ва почвоведов, Санкт-Петербург, 27-30 июня, 1996. Кн. 1.- М., 1996.- С. 298-299.

56.  Федоров М.В. Микробиология.- М.: Из-во сельскохозяйственной литературы, журналов и плакатов.- 1963.- 448 с.

57.  Хабибулин Ф.Х., Сафина Г.Ф. Растения и окружающая Среда // кол. пробл. в теории и практ. животнов.. Казан. вет. ин-т.- Казань, 1993.- С. 30-34.

58.  Чурбанова И.Н. Микробиология.- М.: “Высшая школа”.- 1987.- 238с.

59.  Шлегель Г. Общая микробиология.- М.: Мир, 1987.- С. 501-518.

60.  Щербаков В.Я., Мiшин С.М., Почколiна С.В. Микробиологическая активность почвы и симбиоз с почвенной микрофлорой у сои при использовании минеральных удобрений и гербецидов. // Вiсн. Полтав. держ. сiльськогосподар. ин-ту.- 1999.- №6.- С. 13-14, 84, 86.