close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY6103

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 6103
(13) C1
(19)
7
(51) A 23K 1/00,
(12)
A 01K 67/033
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
СУБСТРАТ ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ И РАЗМНОЖЕНИЯ
ДОЖДЕВЫХ ЧЕРВЕЙ
(21) Номер заявки: a 19980360
(22) 1998.04.14
(46) 2004.06.30
(71) Заявитель: Научно-производственное
республиканское унитарное предприятие "БелНИИ мелиорации и
луговодства" (BY)
(72) Авторы: Трибис Валерий Павлович;
Кондратьев Виктор Николаевич; Самсонов Андрей Павлович (BY)
(73) Патентообладатель: Научно-производственное республиканское унитарное
предприятие "БелНИИ мелиорации и
луговодства" (BY)
(57)
Субстрат для выращивания и размножения дождевых червей, включающий торф, отличающийся тем, что он дополнительно содержит водный раствор низкомолекулярной
фракции полиакриламида, при этом отношение органического углерода к азоту в субстрате близко к 10.
BY 6103 C1
(56)
MEIER J.R. et al. Environmental Toxicology Chemistry. - 1977. - V. 16, n 3. - P. 928-936.
RU 2004528 C1, 1994.
RU 2028999 C1, 1995.
RU 2039029 C1, 1995.
RU 2057743 C1, 1996.
BY 950806 A, 1997.
BY 1627 C1, 1997.
Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к улучшению почв,
при котором используют дождевых червей. Следует отметить, что экологический кризис
заставляет искать новые пути и способы улучшения окружающей среды, среди которых
много внимания уделяется выращиванию экологически чистой продукции. В частности,
выращивание и разведение дождевых червей (вермикультура) является крайне полезным и
выгодным для целей получения биологически активного удобрения, прекрасного корма
для рыбы и птиц, сырья для получения белковых препаратов на основе дождевого червя, а
также для переработки бытовых отходов и отходов животноводства.
Известен субстрат для размножения дождевых червей - торфяные почвы, в которых
отмечена низкая численность дождевых червей из-за неблагоприятных свойств торфа как
среды обитания для них [1].
Недостатком торфа как субстрата является низкое содержание азота (N), что вызывает
в этих условиях недостаток белкового питания для дождевых червей.
Известен субстрат для выращивания и размножения дождевых червей, состоящий из
10 % сфагнового торфа, 20 % каолинита и 70 % мелкого песка. Эта смесь использовалась
BY 6103 C1
для сравнения с загрязненными почвами и, по мнению авторов, считалась близкой к оптимальной для обитания червей средой [2].
Однако известно, что торф обладает широким отношением углерода к азоту (C:N около 20), в то время, как микроорганизмы имеют отношение C:N, близкое к 10. Вследствие
этого несоответствия исходный торф как субстрат обладает относительно низким содержанием азота, и черви могут испытывать в этих условиях недостаток белкового питания,
что неблагоприятно сказывается как на качестве и приросте живой массы, так и на получении приплода.
В естественных и осушенных торфяных почвах черви встречаются крайне редко. Изучению распространенности дождевых червей в условиях торфяных почв посвящена также
специальная работа, в которой отмечена низкая численность дождевых червей в изучаемых условиях, в связи с неблагоприятными свойствами торфа как среды обитания для
червей.
Задачей изобретения является создание благоприятного пищевого режима для выращивания и размножения дождевых червей.
Задача решается таким образом, что в торф добавляют водный раствор низкомолекулярной фракции полиакриламида в таком количестве, чтобы в полученном составе отношение органического углерода к азоту (C:N) стало близким к 10.
Это отношение получено путем экспериментальных опытов в лабораторных условиях.
Опыт № 1.
Сущность опыта - определение влияния добавки различных концентраций водорастворимого полимера ВРП по ТУ РБ 02280198-026-90 на рост и размножение навозного
червя Eisenia foetida в субстрате на основе торфа.
Методика опыта № 1.
Для опытов использовали навозного червя Efoetida, племенной материал которого был
получен в Институте зоологии НАН РБ в лаборатории и почвенной зоологии. Перед опытом черви выращивались на субстрате из предварительно прокомпостированных кухонных отходов (картофельные очистки, шелуха лука, спитый чай, измельченная яичная
скорлупа и т.п.).
В качестве торфяного субстрата был использован низинный фрезерный торф средней
степени разложения, выпускаемый фирмой Белагроэко. Перед опытом из торфа путем
просеивания на ситах была отобрана фракция с содержанием агрегатов размером не более
3 мм.
Водорастворимый полимер ВРП по ТУ РБ 02 280198-026-90 содержал в качестве примесей около 5 % солей фосфорной кислоты и двуокись титана (практически нерастворима
в кислотах и щелочах). Исходная концентрация раствора (содержание сухого вещества) 8,98 %.
Опыт проводили в специальных светонепроницаемых стеклянных сосудах объемом
около 280 см3. Навеска торфа (воздушно-сухое состояние) составила 15 г. В каждый сосуд
после предварительного недельного инкубирования увлажненного торфяного субстрата
было подселено по 7 зрелых червей, предварительно взвешенных. Сосуды были закрыты
сверху тонкими бумажными крышками, чтобы предохранить возможное выползание червей, но при этом обеспечить доступ кислорода к инкубируемой среде.
Схема опыта:
C:N
1. Контроль-выращивание червей в увлажненном торфе без добавок:
20,0
2. Торф + добавка 0,466 % раствора ври (по 10 см3);
17,8
3
3. Торф + добавка 1,030 % раствора ВРП (по 10 см );
15,8
4. Торф + добавка 2,913 % раствора ври (по 10 см3).
11,8.
Повторность опыта - четырехкратная. Опыт продолжался 6 недель. В течение опыта
периодически извлекали содержимое сосудов и проверяли количество и состояние червей.
2
BY 6103 C1
При необходимости почву доувлажняли до оптимальной для червя влажности (80 % от
полного насыщения).
При разработке опыта учли количество коконов, отложенных червями, количество
плодных поясков на них и общие количество и массу червей в каждом опытном сосуде.
Определяли также рН водной вытяжки культуральной среды.
Результаты учета массы и количества червей в начале и конце опыта представлены в
табл. 1.
Таблица 1
Количество и масса червей в опыте
Масса червей (г)
Количество червей (шт.)
N
Конечное число
Средняя 1
повт/вар. Исходная Конечная
Исх.
червя
Зрелых Коконов Поясков
1
1
2,50
1Д1
0,30
7
0
0
0
2
2,70
3,14
0,448
7
7
1
1
3
1,95
2,34
0,390
7
6
0
0
4
3,13
3,41
0,487
7
7
0
5
2
1
2,75
3,12
0,445
7
7
1
1
2
3,05
3,24
0,540
7
6
1
3
3
3,20
3,94
0,562
7
7
2
3
4
2,82
3,50
0,500
7
7
3
2
3
1
2,90
2,25
0,450
7
5
0
0
2
2,40
2,95
0,491
7
6
6
1
3
2,76
1,86
0,465
7
4
4
1
4
2,40
1,95
0,390
7
5
0
0
4
1
2,32
1,66
0,415
7
4
0
0
2
2,90
3,64
0,520
7
7
0
2
3
2,52
2,63
0,438
7
6
0
2
4
2,30
2,74
0,391
7
7
0
0
Как видно из табл. 1, наилучшие условия для размножения червей были созданы в варианте с добавкой примерно 1 %-го раствора ВРП, а наиболее благоприятные условия для
роста, если судить по средней массе одного червя в конце опыта, - в варианте с примерно
0,5 % раствора ВРП. Но, в общем, во всех вариантах с добавкой ВРП средняя масса одного червя была выше, чем в контроле.
После завершения опыта черви были отделены от субстрата и в опытные сосуды было
добавлено по 150 см3 воды. Затем после предварительного перемешивания, в полученной
взвеси определяли величину рН. Результаты измерений представлены в табл. 2.
Таблица 2
Величина рН водной вытяжки в связи с добавлением ВРП
Величина рН по повторениям
№ варианта
1
2
3
4
1 (контроль)
5,01
5,43
4,98
5,14
2
5,39
5,44
5,41
5,28
3
5,57
5,55
5,57
5,54
4
5,64
5,73
5,50
5,74
Как видно из табл. 2, добавка ВРП достоверно повышает рН водной вытяжки примерно от 5,2 до 5,8 единиц. Коэффициент корреляции составил 0,835 при значимости 0,001.
Характер зависимости - полином вида: (1).
(1)
У = АВ + А1⋅Х + А2⋅Х2 ,
где У - рН, X - концентрация ВРП в % и АО = 5,165, А1 = 0,478, A2 = -0,107.
3
BY 6103 C1
Средние показатели коэффициента размножения и массы червей представлены в
табл. 3.
Таблица 3
Средние данные результата учета средней массы и размножения
в расчете на одного червя в конце смыта
Показатели роста
массы (среднее)
№ вар.
мг
%
1 (контр)
429
100
2
473
ПО
3
463
107
4
442
103
Показатели размножения
червей
23
26
23
26
коконов+поясов
4
13
12
10
коэфф. размн.
0,17
0,50
0,52
0,38
%
100
294
305
223
Математическая обработка данных методом множественной регрессии позволила
также установить существование достоверной связи между концентрацией ВРП, числом
коконов, рН водной вытяжки и массой одного червя.
На основании опыта № 1 сделаны следующие выводы:
1. Добавление водорастворимого полимера ВРП к торфяному субстрату способствует
снижению кислотности его водной вытяжки.
2. Наибольшая масса одного червя к концу опыта оказалась наибольшей в варианте с
добавлением примерно 0,5 % раствора ВРП. Но и в остальных вариантах средняя масса 1
червя оказалась более высокой, чем в контроле.
3. Наиболее высокий коэффициент размножения червей получен при концентрации
добавляемого ВРП около 1 % по сухому веществу. При этом коэффициент размножения в
три раза превышает контроль.
4. Добавление 0,5...1 %-го раствора ВРП к торфяному субстрату способствует приросту массы навозных червей и более высокой скорости их размножения в условиях опыта.
В опыте втором определяли отношение навозного червя (E.foetida) к водорастворимому полимеру.
Сущность опыта - определение способности навозного червя (E.foetida) переносить
присутствие высоких концентраций ВРП в среде обитания.
Методика опыта № 2.
Опыт проводили с помощью специальной установки, которая представляла собой лоток длиной 75 см и шириной 20 см. Лоток был разделен на две равные части в длину. Каждая из этих частей была также разделена на 10 сообщающихся между собой ячеек.
Размер каждой из них составлял 10 на 9 см. На каждую ячейку были помещены одинаковые навески торфа (35,2 г), смоченные водой (контроль) или ВРП различной концентрации. В каждую ячейку подсеяли по одному половозрелому навозному червю.
Концентрация ВРП взята в процентах по отношению к представленному заказчиком
исходному раствору.
Схема опыта № 2:
1) Контроль (торф + вода)
2) Торф + раствор 12,5 % ВРП
3) -"- + 25 % ВРП
4) -"- + 37,5 ВРП
5) -"- + 50 % ВРП.
Опыт заложен в четырехкратной повторности. Размещение вариантов в экспериментальной установке представлено в табл. 4.
4
BY 6103 C1
Таблица 4
Схема размещения вариантов в опыте № 2
№ ячейки
Концентрация ВРП, %
№ ячейки
1
0
25
20
2
12,5
37,5
19
3
25
50
18
4
37,5
50
17
5
50
37,5
16
6
50
25
15
7
37,5
12,5
14
8
25
0
13
9
12,5
0
12
10
0
12,5
11
Из анализа результатов исследований следует, что уже в самом начале опыта черви
сразу стали переползать из 6 в 15 камеру, и из 17 в 4 камеру, т.е. от самых высоких (50 %)
концентраций - к более низким.
Первый полный учет провели на 3 сутки. Результаты учетов приведены в табл. 5.
Как видно из табл. 5, большинство червей собрались в контрольном варианте, но некоторая их часть присутствовала и во втором варианте, самом высоком по степени разбавления ВРП.
Массовой гибели червей не отмечено, а гибель одного из них, возможно, связана с естественными причинами.
Таблица 5
Результаты учета наличия червей в ячейках (сумма по 4 повторениям)
№ варианта
Концентрация БРП %
16 октября
17 октября
18 октября
1
0 (контроль)
17
14
13
2
12,5
1
4
4
3
25
0*
0*
0*
4
37,5
0
0
0
5
50
0
0
0
Всего:
19**
19
18***
Примечания:
* - червь погиб
** -16 октября из установки сбежал 1 червь
*** -18 октября из установки сбежал еще 1 червь.
На основании второго опыта сделаны выводы:
1. Черви избегают непосредственного контакта с ВРП, особенно при высоких его концентрациях (более 25 %).
2. При разбавлении в 8 раз (концентрация 12,5 % от исходной) примерно 1/6 часть
червей мирилась с присутствием ВРП в среде обитания.
3. ВРП не является сильно токсичным для червя и концентрация его должна быть
0,5...1 %.
4. Субстрат для культивирования дождевых червей, составленный на основе торфа и
водного раствора низкомолекулярной фракции ВРП или полиакриаламида марки ПАА,
представляющего собой отход полимерного производства, является благоприятной средой
для роста и размножения дождевого червя. Для массового применения предлагаемого
субстрата разработаны методика и примеры расчетов для получения смесей с ограниченным отношением углерода к азоту.
Для успешного роста микроорганизмов и, следовательно, земляных (дождевых) червей
необходимо, чтобы отношение C:N в культуральной смеси не снижалось ниже определен5
BY 6103 C1
ной величины. При снижении этого отношения ниже 10 в среде начинают развиваться неблагоприятные процессы, такие как накопление аммиака и денитрификация. Накопление
аммиака чревато возможной гибелью или разбеганием (бродяжничество) червей из-за разъедающего действия аммиака на слизистые покровы. Денитрификация (накопление нитритов
и нитратов) сопровождается большими потерями азота в виде летучих соединений (окислов) и молекулярного азота. Все это приводит к отрицательным результатам, а именно:
риском потери поголовья червей,
нерациональным затратам на приобретение ВРП и
к загрязнению атмосферы "парниковыми газами", к которым относятся и окислы азота.
Для торфов отношение C:N колеблется в довольно широких пределах, преимущественно от 60 до 13 (по данным Лиштван и др.,) между тем, в ВРП на основе низкомолекулярных фракций полиакриламида, имеющего формулу (по Хувинк и др.) (2).
CH2 = CH-CONH2
(2)
Это отношение равно 2,57.
Отсюда вытекает, что для недопущения отрицательных явлений денитрификации в
случае передозировки ВРП при приготовлении смесей необходимо предусмотреть верхний предел добавки ВРП в торф.
Примеры расчета предельного количества ВРП, которое необходимо добавить в культуральную смесь для получения отношения C:N в смеси не более (меньше или равно) 10
приведен в таблице 5 для 9 вариантов исходного содержания углерода (С) н азота (N) в
торфах.
Исходные данные:
Содержание углерода (Ci) в ВРП равно 0,507 (50,7 %)
Содержание азота (N0 в ВРП равно 0,197(19,7 %)
Содержание углерода (Са) в торфе - от 0,4 до 0,6 (40-60 %)
Содержание азота (Na) в торфе - от 0,01 до 0,03 (1-3 %).
Поскольку, как показано выше, отношение масс углерода и азота не должно снижаться ниже 10, можно написать следующее неравенство (3).
(3)
(m1*С1 + m2*C2)/(m1N1 + m2*N2) > 10,
где mi - количество (масса) добавляемого ВРП и m2 - количество торфа.
Из неравенства (3) путем несложных преобразований получаем следующее ограничение для отношения масс ВРП и торфа (4):
(4)
m1/m2 ≤ (10N2-C2)/(C1-10N1) ,
согласно которому рассчитываем количество ВРП, которое необходимо добавить в смесь
для получения отношения C:N в 1 кг смеси не более (меньше или равно) 10 (табл. 6).
Таблица 6
Предельное количество ВРП для добавления в культуральную смесь для получения
отношения C:Ne смеси не более (меньше или равно) 10
Содержится в
Исходное отДля получения C:N не менее
Расчетная веторфе*
Вариант
ношение C:N
10 требуется добавить ВРП,
личина m1/m2
в торфе
т на 1 кг смеси не более
углерода азота
1
0,6
0,01
60,0
0,342
254,7
2
0,6
0,02
30,0
0,273
214,7
3
0,6
0,03
20,0
0,205
170,2
4
0,5
0,01
50,0
0,273
214,7
5
0,5
0,02
25,0
0,205
170,2
6
0,5
0,03
16,7
0,137
120,3
7
0,4
0,01
40,0
0,205
170,2
8
0,4
0,02
20,0
0,137
120,3
9
0,4
0,03
13,3
0,068
64,0
Примечания: * - в долях 1 по массе.
6
BY 6103 C1
Таким образом, предложена методика расчетов соотношения компонентов с различным отношением C:N для получения культуральных смесей на основе торфа с добавлением ВРП, обеспечивающих безопасный режим разведения червей.
Массовое применение предлагаемого субстрата позволит получить следующие преимущества перед известными субстратами:
1. Появляется возможность использовать дешевое и доступное сырье;
2. Предлагаемый субстрат не имеет неприятного запаха, как это имеет место, например, для навоза или компоста из твердых бытовых отходов. Это позволяет заниматься содержанием червей даже в домашних условиях;
3. Улучшается качество получаемых продуктов - полноценной живой массы червей и
высокой биологической активности продуктов переработки червем торфа (вермикомпоста);
4. Повышается технологичность процесса выращивания и разведения червей в связи с
более стабильным качеством исходных продуктов, регламентированных соответствующими техническими условиями; снижается риск гибели популяции червей из-за непредсказуемого ухудшения качества субстрата;
5. Резко повышается санитарно-гигиенический уровень всего процесса выращивания
червя, что позволяет с большей надежностью применять его для получения специальной
продукции высокого качества, например фармацевтической, или в качестве пищевых добавок (нутрицевтиков, биостимуляторов и т.п.);
6. Улучшается экологическое состояние окружающей среды в районах размещения
полимерных (полиакриламид) производств в связи с использованием низкомолекулярной
фракции, представляющей собой отход производства;
7. Улучшает структуру тяжелых и легких почв при внесении его во время подготовки
ее к посеву. Способствует размножению дождевых червей.
Источники информации:
1. Makulec G. Pol. Ecol. Stud. Warsawa. - 1993. - V. 17, № 3/4. - P. 203-219.
2. MEIER J.R. et al. Environmental Toxicology Chemistry. - 1977. - 16, n 3. - P. 928-936.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
12
Размер файла
188 Кб
Теги
by6103, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа