RS20060339A - Biološko đubrivo koje sadrži surutku - Google Patents

Abstract

Ovaj se pronalazak odnosi na postupak za pripremanje jednog biološkog đubriva koji obuhvata podvrgavanje surutke prvom stepenu fermentacije i dodavanje nekog nosećeg materijala fermentiranoj surutki koja se dobija ovim postupkom. Biološko se đubrivo može koristiti kao zamena za postojeća veštačka đubriva čime se otklanjaju mnogi od ekoloških problema povezani sa tim veštačkim đubrivima. Pored toga, biološko đubrivo prema ovom pronalasku može se koristiti u oblasti biološke poljoprivrede za koju, sve do ovog biološkog đubriva, nije bilo na raspolaganju odgovarajućeg đubriva.

Description

BIOLOŠKOĐUBRIVO KOJESADRŽISURUTKU

Ovaj se pronalazak odnosi na postupke za pripremanje jednog biološkog đubriva i na biološko đubrivo dobij eno pomenutim postupkom. Ovaj se pronalazak dalje odnosi na jednu kompoziciju za đubrenje zemljišta koja sadrži pomenuto biološko đubrivo, kao i na primenu pomenutog biološkog đubriva ili pomenute kompozicije za đubrenje podloge za gajenje biljaka. Pored toga, ovaj se pronalazak odnosi na jedan postupak za đubrenje zemljišta.

Jedan oblik poljoprivrede koji obuhvata đubrenje, tj. onaj koji ne eksploatiše do kraja nasleđenu plodnost poljoprivrednog zemljišta, zasniva se na stavu da se hranljivi sastojci za biljke, koji se uklanjaju sa požnjevenim plodovima moraju nadoknaditi.

To je redovno snabdevanje dovoljnim količinama hraniva za biljke koje je, tokom proteklih 100 godina, održavalo pa čak i povećalo plodnost poljoprivrednih zemljišta u Evropi. Kombinovano sa napretkom u gajenju bilja i gajenju životinja, zaštiti bilja, poljo-privrednoj mehanizaciji i korišćenju zemljišta, prehrana biljaka bila je odgovorna za povećanje evropske poljoprivredne proizvodnje proteklih godina, uprkos smanjenju ukupne poljoprivredne površine.

Hraniva za biljke dobijaju se iz četiri različita izvora: 1) samog zemljišta, 2) stoke, gradskih i industrijskih otpadaka, 3) biološkog vezivanja azota, i 4) mineralnih đubriva, takođe naznačenih kao veštačka đubriva.

Mineralna đubriva omogućuju poljoprivrednicima da dopune prehranu bilja sastojcima kao što su elementi u tragovima, minerali, azot, ugljenik, itd. i tako prilagode snabdevanje hranljivim sastojcima potrebama useva. To su, u stvari, jedini hranljivi sastojci koji se mogu prilagoditi da zadovolje stvarne potrebe useva. Obezbeđuju garantovan sadržaj i mogućnost primene kako i kada je potrebno. Mineralna đubriva su isplativo sredstvo za ostvarivanje ustaljene proizvodnje useva i za poboljšanje kvaliteta ljudske i stočne hrane. U današnje vreme nema zamene za mineralna đubriva na nekom regionalnom ili globalnom nivou ako se želi obezbediti snabdevanje hranom.

Glavni nedostatak mineralnih đubriva je neefikasno korišćenje đubriva zbog šeme ispuštanja hranljivih sastojaka za biljke iz mineralnog đubriva u zemljište. Posle nanošenja na zemljište, hranljivi se sastojci koji se nalaze u mineralnim đubrivima obično ispuštaju tako što "prsnu", tj. svi se hranljivi sastojci ispuštaju u tle u jednom relativno kratkom vremenskom razmaku. Kako se tokom rasta useva, koji obično zahteva nekoliko meseci, koncentracija hranljivih sastojaka ubrzano smanjuje zbog, na primer, ispiranja ili razlaganja, moraju se koristiti relativno velike količine hranljivih sastojaka da bi se obezbedila dovoljna koncentracija hranljivih sastojaka za biljke tokom celog perioda rasta. Na taj način je relativno veliki deo isporučenog mineralnog đubriva potreban za kompenzovanje gubitaka koji nastaju u periodu rasta a ne za željeno dodamo prehranjivanje biljaka u razvoju.

Pored toga, jedan relativno veliki deo hranljivih sastojaka biljke u razvoju ne'koriste. Kao posledica toga, eventualno neiskorišćeni hranljivi sastojci za biljke odlaze u okolnu sredinu putem, na primer ispiranja. Ispiranje je ispiranje ili odnošenje hranljivih sastojaka u zemljište, na primer kišom, bujicama, itd. To ispiranje hranljivih sastojaka za biljke može izazvati ozbiljne ekološke probleme kao što je iscrpljivanje kiseonika iz vode zbog rasta algi, uništavanje epitopa snabdevanjem "neprirodnim" hranljivim sastojcima, poremećaj prirodne ravnoteže između vrsta kao što je rašćenje nenormalne koprive, jedno opšte smanjenje broja vrsta, i biljnih i životinjskih, koje se nalaze u jednoj epitopi.

Zbog toga je cilj ovog pronalaska da se ostvari jedno isplativo đubrivo koje efikasnije dostavlja hranljive sastojke do biljaka koje rastu i time smanjuje potrebnu količinu đubriva i koje, pored toga, smanjuje količinu hranljivih sastojaka koji odlaze u okolnu sredinu kako bi se smanjili na minimum ili čak otklonili ekološki problemi povezani sa ovim unošenjem u okolnu sredinu. Zbog ovog poslednjeg, takva đubriva se označavaju kao biološki povoljna, ili kao biološka đubriva, za razliku od postojećih mineralnih (veštačkih) đubriva.

Prema ovom pronalasku, taj je cilj ostvaren obezbeđivanjem jednog postupka za pripremanje jednog biološkog đubriva koji obuhvata fermentaciju surutke i dodavanje nekog nosećeg materijala fermentisanoj surutki.

Surutka je vodeni deo mleka koji se izdvaja od koagulisanog dela ili graševine, naročito u procesu proizvodnje sira, a bogata je laktozom, mineralima i vitaminima, i sadrži laktalbumin i tragove masti. Trenutno se smatra kao otpadni proizvod industrije za proizvodnju sira i obično se baca, tako da predstavlja jeftin početni materijal za đubrivo.

Pored toga, pošto je to "prirodni" proizvod, tj. proizvod koji je bio podvrgnut minimalnoj obradi i ne sadrži konzervanse ili veštačke aditive, i kada je noseći materijal koji se koristi takođe "prirodni" proizvod, đubrivo na bazi surutke kao polaznog materijala ne uvodi one moguće toksične ili štetne konzervanse i/ili aditive u okolnu sredinu, za razliku od hemijski sintetizovanih mineralnih (veštačkih) đubriva.

To omogućuje primenu biološkog đubriva prema pronalasku od strane bioloških proizvođača, tj. od proizvođača hrane koji iz principa ne koriste nikakve "neprirodne" proizvode kao što su mineralna đubriva, herbicidi ili pesticidi. Do sada ovim proizvođačima nisu bila dostupna druga đubriva što im je ozbiljno ograničavalo prinose.

Prema pronalasku, surutka se fermentira u prvom stepenu fermentiranja, na primer tokom 2 dana na sobnoj temperaturi uz mešanje, mada se može koristiti bilo koji postupak fermentacije, kao na primer fermentacija na višim temperaturama, fermentacija u automatskim uređajima za fermentaciju, itd.

Noseći materijal prema pronalasku, koji se poželjno dobija iz nekog "prirodnog" izvora i, pored toga poželjno u čvrstom obliku, može se koristiti 1) da obezbedi eventualno dodatni izvor ugljenika, 2) da omogući poboljšan transport i karakteristike rukovanja biološkim đubrivom, i 3) da spreči ispiranje fermentisane surutke posle primene.

Fermentisana surutka u kombinaciji sa materijalom nosača daje đubrivo koje unosi prehrambene sastojke u zemljište prema "zadržavanoj" ili "produžavanoj" šemi ispuštanja, tj. relativno konstantno ispuštanje prehrambenih sastojaka tokom jednog relativno dugog perioda, verovatno zbog naknadne fermentacije đubriva od strane mikroorganizama u zemljištu posle primene.

"Zadržavana" šema ispuštanja zahteva manje đubriva u poređenju sa "prskajućom" šemom ispuštanja (veštačkih) mineralnih đubriva da bi se ostvarila željena koncentracija prehrambenih sastojaka u zemljištu pošto je potrebna manja kompenzacija za neizbežno opadanje koncentracije prehrambenih sastojaka, čime se ostvaruje efikasnije korišćenje biološkog đubriva prema pronalasku u poređenju sa (veštačkim) mineralnim đubrivima.

Pored toga, pošto je potrebno manje đubriva za kompenzaciju, manje se đubriva unosi u okolnu sredinu, čime se otklanjaju ili smanjuju ekološki problemi povezani sa ovim unošenjem.

Preporučljivo je da su odnosi između fermentirane surutke i materijala nosača u biološkom đubrivu prema pronalasku između 10 i 15, na primer 10, 11, 12, 13, 14 ili 15 (surutka:nosač). Koristeći te odnose, obezbeđeno je dovoljno teksture od materijala nosača dok su optimalno održane prednosti fermentisane surutke.

Prema jednom izvođenju ovog pronalaska, surutka se, pre i/ili tokom fermentacije, inokulira jednom kulturom mikroorganizama, koja sadrži jedan jedini mikroorganizam ili jednu mešavinu mikroorganizama. Dodavanjem jedne specifične kulture mikroorganizama, prvi se proces fermentacije može izvesti brže i/ili se postiže bolja kontrola procesa. Pored toga, može se uticati na karakteristike fermentirane surutke izabranim mikroorganizmom kao i sadržajem azota i/ili ugljenika.

Fermentacija surutke se poželjno odvija pri pH 5 do 7, na primer pH 5, 5,5, 6, 6,5 ili 7, bolje pri pH 4 do 4,5, na primer 4, 4,1, 4,2, 4,3, 4,4 ili 4,5 pošto se pri tim vrednostima Ph postiže optimalna fermentacija.

Kod jednog drugog izvođenja ovog pronalaska, pre dodavanja materijala nosača, fermentisana surutka se filtrira da bi se izdvojila mikrobska biomasa. Preporučljivo je da se koristi princip dovođenja delovanjem zemljine teže u dužem periodu vremena. To omogućuje jeftiniji stepen filtriranja.

Prema jednom trećem izvođenju ovog pronalaska, posle dodavanja materijala nosača, vrši se sledeća fermentacija dobijenog proizvoda. Ta druga fermentacija dalje povećava raspoloživost prehrambenih sastojaka u biološkom nosaču.

Prema još jednom izvođenju ovog pronalaska, biološkom se đubrivu dodaje kreč. Pored poboljšanja teksture biološkog đubriva, kreč daje jedan dodatni izvor kalcij uma biološkom đubrivu.

Zbog negativnog uticaja gumene smole na eventualni drugi stepen fermentacije i na mogući postfermentacioni proces, materijal nosača prema pronalasku poželjno je da bude jedan noseći materijal koji ima minimalnu količinu gumene smole. Pored toga, akumulacija biomase u procesu, ili procesima, fermentacije može se dalje optimizovati korišćenjem materijala nosača koji je bogat celulozom. Specifični primeri materijala nosača jesu prema ovom pronalasku strugotine, strugotine od bukovog drveta, strugotine od hrastovog drveta, sušena kopriva, itd.

Da bi se zadovoljili specifični zahtevi, i u zavisnosti od nameravane upotrebe, biološkom đubrivu se mogu dodati aditivi kao što su elementi u tragovima, hranljivi sastojci, minerali, hormoni rasta, stabilizatori, organska jedinjenja, antibiotici itd. Pogodno je da je biološko đubrivo prema ovom pronalasku u vidu praška, granula, neke suspenzije, neke disperzije, vlaknaste materije, nekog rastvora, neke mešavine, ili njihovih kombinacija.

Biološko se đubrivo može koristiti u kombinaciji koja sadrži biološko đubrivo i sve supstance koje se normalno koriste na zemljištu.

Kao što je napred naznačeno, biološko je đubrivo prema pronalasku posebno pogodno da se koristi za đubrenje podloge za gajenje biljaka zbog šeme "uzdržanog" ispuštanja. Primeri su pogodnih podloga obradivo zemljište, vermikulit, staklena vlakna, mineralna vuna i/ili vodna kultura.

Prema jednom drugom izvođenju ovog pronalaska, biološko se đubrivo primenjuje u jednom postupku za đubrenje zemljišta koji postupak obuhvata: nanošenje biološkog đubriva ili neke kompozicije prema ovom pronalasku na i/ili u zemljište.

Neočekivano je utvrđeno ne samo da su hranljivi sastojci efikasno uneti u zemljište već i da je kompozicija zemljišta i/ili struktura zemljišta poboljšana. Jedan mogući mehanizam za uočeno poboljšanje može biti dodavanje mikroorganizama u zemljište. Mikroorganizmi pojačavaju floru i faunu što dovodi do povećane otpornosti na bolesti, do više glista ,do poboljšanog varenja drugih organskih materijala, itd.

Ovaj će pronalazak biti prikazan u sledećim primerima. Ovi primeri ne treba da budu smatrani za ograničujuće.

PRIMER

Pripremanje jednog biološkog đubriva prema ovom pronalasku

Biološko đubrivo prema pronalasku bilo je pripremljeno izlaganjem surutke, nabavljene u jednoj fabrici za proizvodnju sira, prvom stepenu fermentacije. Surutka je mešana dva dana na sobnoj temperaturi da bi se u surutku ugradile hranljive komponente kao što su Ca. K, N, C itd. i obrazovala biomasa. Posle dva dana, proizvod dobijen u prvom stepenu fermentacije filtriran je gravitacionim filtriranjem da bi se povećao sadržaj suvog materijala u proizvodu. Posle uklanjanja tečne faze, sitna drvena piljevina dodana je materijalu koji je ostao na filtru i kombinovani je materijal pušten da fermentira u drugom stepenu fermentacije na sobnoj temperaturi.

Procenti elemenata su mereni i rezultati su prikazani u tabeli 1.

Claims (19)

1. Postupak za pripremanje biološkog đubriva koje sadrži surutku, naznačen time, što se pomenuta surutka izlaže prvom stepenu fermentacije i dodavanju jednog nosećeg materijala surutki.

2. Postupak prema zahtevu 1, naznačen time, što je odnos fermentirane surutke i nosećeg materijala između 10:1 i 15:1.

3. Postupak prema zahtevu 1 ili 2, naznačen time, što dalje obuhvata, pre i/ili tokom prve fermentacije surutke, inokuliranje surutke jednom kulturom mikroorganizama.

4. Postupak prema ma kom od zahteva 1 - 3, naznačen time, što se prva fermentacija obavlja pri pH između 5 i 7, bolje pri pH između 4 i 4,5.

5. Postupak prema ma kom od zahteva 1 - 4, naznačen time, što obuhvata, pre dodavanja nosećeg materijala, filtriranje fermentirane surutke,

6. Postupak prema ma kom od zahteva 1 - 5,- naznačen time, što obuhvata, posle dodavanja nosećeg materijala, drugi stepen fermentiran]a.

7. Postupak prema ma kom od zahteva 1-6, naznačen time, što dalje obuhvata, dodavanje kreča.

8. Postupak prema ma kom od zahteva 1 - 7 naznačen time, što je noseći materijal jedan materijal koji ima minimalnu količinu gumene smole.

9. Postupak prema ma kom od zahteva 1-8 naznačen time, što je noseći materijal jedan materijal bogat celulozom.

10. Postupak prema ma kom od zahteva 1 - 9 naznačen time, što je noseći materijal biran iz grupe,koja se sastoji od strugotine, strugotine od bukovog drveta, strugotine od hrastovog drveta, sušene koprive i njihovih kombinacija.

11. Postupak prema ma kom od zahteva 1-10, naznačen time, što dalje obuhvata dodavanje elemenata u tragovima, hranljivih sastojaka, minerala, hormona rasta, stabilizatora, organskih jedinjenj a i/ili antibiotika.

12. Postupak prema ma kom od zahteva 1-11, naznačen time, što je biološko đubrivo u obliku biranom iz grupe koja se sastoji od praška, granula, neke suspenzije, disperzije, vlaknaste materije, rastvora, mešavine i njihovih kombinacija.

13. Biološko đubrivo naznačeno time, što se dobija postupkom prema ma kom od zahteva 1-12.

14. Fermentirana surutka za pripremanje biološkog đubriva prema zahtevu 13.

15. Kompozicija za biološko đubrenje zemljišta, naznačena time, što obuhvata biološko đubrivo prema zahtevu 13.

16. Primena biološkog đubriva prema zahtevu 13 ili jedne kompozicije prema zahtevu 15 za đubrenje podloge za gajenje biljaka.

17. Primena prema zahtevu 16, naznačena time, što se podloga za gajenje bilja bira iz grupe koja obuhvata obradivo zemljište, vermikulit, staklena vlakna, mineralnu vunu i/ili vodnu kulturu.

18. Primena biološkog đubriva prema zahtevu 13, ili kompozicije prema zahtevu 15, za poboljšanje kompozicije zemljišta i/ili strukture zemljišta.

19. Postupak za đubrenje zemljišta, naznačen time, što obuhvata primenu biološkog đubriva prema zahtevu 13, ili jedne kompozicije prema zahtevu 15 na i/ili u zemljište.