газета
издаётся
с марта
1918 года
№ 47 (23854 ) от 28.11.2013
расширенный поиск
  Главная   Архив номеров   Спец проекты   Редакция  
Главное меню
Каталог ссылок
Доска объявлений
Анкеты
Статьи
Библиотека
Специальные проекты
Справочник
Архив
Квитанция
Расширенный поиск
Новости
РЕКЛАМА В ГАЗЕТЕ
 
  № 79 (23596) от 28.10.2010
   
БИОТЕХНОЛОГИИ на службе базовых отраслей сельского хозяйства
 
 
6-7 октября 2010 г. в Доме науки прошла выездная сессия Россельхозакадемии "Биотехнология и инновационное развитие АПК РФ", во вступительном слове к которой президент академии Г.А. Романенко подчеркнул важность пропаганды научных достижений. Материалы представляемой статьи рассказывают о некоторых разработках, выполненных в области сельскохозяйственной биотехнологии во Всероссийском научно-исследовательском институте сельскохозяйственного использования мелиорированных земель (ВНИИМЗ). Разработки внедрены и внедряются как в гумидной зоне РФ в соответствии с основным профилем работы института, так и в других зонах страны и ближнего зарубежья.



Благополучие большинства населения нашей планеты полностью зависит от уровня развития, объема и качества валовой продукции отраслей сельскохозяйственного производства. Позитивные количественно-качественные изменения, затрагивающие на современном этапе развития нашей цивилизации отдельные отрасли сельского хозяйства, становятся возможными благодаря их высокой степени интеграции с достижениями сельскохозяйственной науки. В последние годы ведущая роль в поступательном развитии ключевых отраслей сельскохозяйственного производства (растениеводства и животноводства), без сомнения, принадлежит сельскохозяйственной биотехнологии, способной за счет внедрения новых технологий и технических решений обеспечивать повышение уровня эффективного почвенного плодородия. В свою очередь обеспеченный путем внедрения современных достижений биотехнологии уровень почвенного плодородия, являющийся краегоугольным камнем сельскохозяйственного производства, позволяет получать хорошую отдачу пахотного гектара и запланированный объем продукции растениеводства и кормов для животноводства. Сельскохозяйственное предприятие любой формы собственности, стремящееся к получению высокой прибыли, безусловно, заинтересовано в применении на своих землях достижений современной биотехнологии.

Биотехнология, работающая на растениеводство, предусматривает создание новых биоудобрений, биопрепаратов, иммуномодуляторов, новых сортов и гибридов культурных растений, устойчивых к болезням и неблагоприятным факторам окружающей среды, а также авирогенного посадочного материала. Биотехнология для животноводства связана прежде всего с созданием производств по получению заквасок для силосования, белков, аминокислот, энзимов, витаминов, гормонов, в целом призванных обеспечивать сельскохозяйственных животных сбалансированными кормовыми рационами.

В основе большинства биотехнологических производств, работающих в направлении создания новых биоудобрений и биопрепаратов для применения в растениеводстве и земледелии, лежит жизнедеятельность микроорганизмов, преобразующих различные сырьевые ресурсы в продукцию целевого назначения. Достоинство биотехнологических способов переработки сырья в сравнении с химическими заключается в отсутствии необходимости применять высокие температуры и давление при реализации ферментативных реакций, в связи с чем полностью отлаженные биотехнологические процессы протекают с большей эффективностью. Вместе с тем преимущество биопереработки связано и со сравнительной простотой технического обеспечения производственных процессов, поэтому при организации любого биотехнологического производства, основанного на трансформационной активности микрофлоры, большое внимание уделяется не только разработке и адаптации технологии, но и ее аппаратурному оформлению. Современные способы биопереработки органического сырья (способы биоконверсии) способны не только ускорять и удешевлять получение конечной продукции, но и существенно снижать затраты по защите воздушного и водного бассейнов, а также почвы от загрязнений.

Значительная часть современных процессов биопереработки может быть отнесена к так называемым способам твердофазной ферментации, для которых характерен кометабо-лизм - участие нескольких, как минимум двух субстратов. Процессы твердофазной ферментации наилучшим образом протекают при использовании природных гетерогенных материалов, содержащих сложные полимеры: целлюлозу, лигноцеллюлозу, пектин и т.д., энергетика которых необходима микроорганизмам, либо имеющимся в исходном сырье, либо привнесенным в него в виде микробных заквасок, которые обеспечивают преобразование сырьевых ресурсов в ценную целевую продукцию. Наибольшее распространение процессы твердофазной ферментации получили при переработке крупнотоннажных сельскохозяйственных отходов (навоза, птичьего помета, соломы, костры льна, жмыха подсолнечника и др.), отходов деревообрабатывающей и пищевой промышленности (опилок, пивной дробины и др.) и залежей торфа. Сырьевые ресурсы могут использоваться в процессах биопереработки в различных сочетаниях, но в строгом соответствии с требованиями технологии, учитывающей потребности микрофлоры в источниках энергии и в питательных веществах, в том числе в биогенных элементах (азоте, фосфоре, калии, углероде и др.), содержащихся в природных биополимерах.
Вот уже без малого четверть века во ВНИИМЗ осуществляется плодотворная работа, связанная с разработкой новых способов биоконверсии вторичных ресурсов в удобрения и биопрепараты для растениеводства и животноводства, в частности для их рационального и эффективного использования на мелиорированных землях гумидной зоны РФ. Гордостью института является запатентованная технология аэробной твердофазной ферментации, внедренная в РФ и ближнем зарубежье и удостоенная Государственной премии РФ за 2001 г. Аэробная твердофазная ферментация протекает при обязательном условии - присутствии в ферментируемой смеси компонентов, относящихся к отходам сельскохозяйственного производства (навоз, помет), обладающих изначальной биологической активностью. Биологическая активность этих компонентов обеспечивается наличием в их составе различных групп микроорганизмов: использующих органические и минеральные формы азота, целлюлозоразлагающих, способных мобилизовать органические фосфаты, микроскопических грибов, актиномицетов и других. Второй важнейший компонент исходных смесей - углеродсодержащие составляющие, в частности предлагаемый в качестве сырьевого ресурса торф, способный обеспечить развитие микроорганизмов необходимой энергией.

Процесс аэробной твердофазной ферментации реализуется в двух вариантах: методом пассивной аэрации на открытых площадках для компостирования или методом активной аэрации в специальных камерах-ферментерах. Продукт ферментации - "компост многоцелевого назначения" (КМН) обладает стабильными свойствами, не содержит жизнеспособных семян сорняков, яиц гельминтов, разнообразных личинок и патогенных микроорганизмов.

Аэробная твердофазная ферментация по сравнению с традиционным компостированием обеспечивает сокращение срока приготовления продуктов со 120Е180 до 7 суток при активной аэрации и до 36 суток - при пассивной. Выход готовой продукции за один цикл работы двухкамерного ферментера составляет 120 т, поэтому в течение года производственная мощность достигает 6-8 тыс. т компоста многоцелевого назначения. Энергозатраты на производство 1 т КМН составляют 600-700 МДж, рабочий процесс, за исключением стадий загрузки исходного сырья и выгрузки готового продукта, обслуживает только 1 оператор.
Дифференцированный подход к ведению технологии ферментации позволяет получать продукты широкого спектра действия, применяемые как в качестве удобрений, так и в качестве кормовых добавок для различных видов сельскохозяйственных животных. Одновременно решаются вопросы очистки окружающей среды от отходов жизнедеятельности, так или иначе связанных с человеком. Благодаря деятельности микрофлоры, осуществляющей процессы переработки, происходит эффективная циклизация вторичных сырьевых ресурсов, их более быстрое вовлечение в круговорот веществ и энергии, происходящих в природе, в связи с чем технологию аэробной твердофазной ферментации относят к классу менее энергоемких и менее трудозатратных.

Исследования по влиянию КМН на почву и растения были проведены на самых различных почвах и в различных ландшафтных условиях, в том числе на мелиорированных землях Нечерноземной зоны РФ, так как работа именно с такими почвами является профильной для института. Как оказалось, КМН обладает полным набором элементов питания для растений, поэтому его внесение в почву в наиболее часто рекомендуемых дозах 10-15 т/га обеспечивает одновременное поступление в нее 250-400 кг и более основных питательных веществ, снижая потребности почвы в минеральном питании. В зависимости от агротехнических требований отдельных культур применение продуктов аэробной твердофазной ферментации целесообразно и в качестве подкормок.

КМН рекомендуется вносить под все культуры севооборота (зерновые, лен, пропашные), благодаря чему продуктивность удобренных им сельскохозяйственных угодий в среднем повышается на 15-20%. Прекрасно зарекомендовал себя компост многоцелевого земледелия в овощеводстве, цветоводстве и садоводстве, а также в тепличном хозяйстве, обеспечивая получение высококачественной раннеспелой продукции.

Рынок вновь создаваемых за счет биоконверсии удобрительных средств для земледелия и растениеводства постоянно расширяется. Высоким спросом наряду с твердофазными биосредствами, к которым относится и КМН, пользуются жидкие (жидкофазные) биосредства класса биопрепаратов, характеризующиеся возможностью практически неограниченной корректировки состава, позволяющей применять их в качестве подкормки под различными сельскохозяйственными культурами; экономичностью - целевым применением в мини-дозах; высокой степенью усвояемости почвенным раствором и растениями.

В последние годы отделом биотехнологий ВНИИМЗ была разработана принципиально новая ферментацион-но-экстракционная биотехнология получения жидкофазных биосредств (ЖФБ), обладающих многофункциональностью и сочетающих в себе свойства высокоэффективных землеудоб-рительных препаратов и стимуляторов роста растений. Разработка поддержана патентами РФ и включает варианты алгоритмов ступенчатого процесса получения ЖФБ и технологическую (поточную) линию по их производству. Технология получения жидкофазных биосредств состоит из нескольких этапов, два из которых - ферментация и экстракция - основные.

Оптимизация этапа ферментации достигается путем использования биостимуляторов различной природы, способных улучшать жизнедеятельность микроорганизмов, присущих исходному сырью - навозу и торфу, с целью получения промежуточных продуктов ферментации высокого качества. Хорошим оптимизирующим эффектом обладают только вполне определенные концентрации химических и биохимических стимуляторов жизнедеятельности микроорганизмов и их ферментов, благодаря которым происходит целенаправленное преобразование некондиционного сырья в высококачественные продукты.

Определяющим этапом при получении жидкофазных биопрепаратов (ЖФБ) являются заданные параметры экстракции (класс экстрагента, продолжительность и температурный фактор экстрагирования). Условия экстрагирования определяют состав извлекаемых физиологически активных веществ, элементов питания и уровень развития полезной микрофлоры. Вместе с тем алгоритм экстрагирования позволяет извлекать в жидкую фазу лишь часть составляющих твердой фазы (универсальных экстрагентов не существует), поэтому его состав в связи с потребностями отдельных культур или почв корректируется. Получаемые осадки (побочные продукты технологии) обладают высоким уровнем биогенности и питательности, сравнимым с основными удобрениями, поэтому после досушивания и гранулирования их рекомендуется использовать в качестве сбалансированных биоудобрений, землеудобрительных препаратов или компонентов для приготовления, в частности, садовых смесей или тепличных грунтов, что ставит ферментационно-экстракционную технологию в разряд безотходных ресурсосберегающих производств.

Разработанные ВНИИМЗ биотехнологии характеризуются минимальными капитальными и эксплуатационными затратами, минимальными внешними энергетическими потребностями, высокой производительностью, экспрессивностью, высокой степенью экологической чистоты, использованием возобновляемых сырьевых ресурсов и возможностью их варьирования в зависимости от условий конкретного региона. Стратегия биоконверсионной продукции заключается не только в разработке адресных агротехнологических требований с целью встраивания их в конкретные системы земледелия и обеспечения полноценной адаптации в различных отраслях растениеводства РФ, но и в обосновании возможного применения в других областях народного хозяйства. Исследования в этом направлении в институте проводятся, и некоторые из них имеют достаточную доказательную базу. Поэтому продукты биотехнологических производств, получаемые биоконверсией вторичных ресурсов с торфом, предлагается использовать также в качестве регуляторов и стимуляторов процессов силосования, для формирования полноценных кормовых рационов сельскохозяйственных животных, для ускоренного компостирования вторичных сырьевых ресурсов и решения вопросов рекультивации нарушенных земель, особенно при выполнении мероприятий по ликвидации загрязнений почвы нефтью и нефтепродуктами и занятых золоотвалами.

На снимке: продукция технологической линии получения ЖФБ.

 
Опросы
Оцените новый дизайн сайта.

Фото-галерея
There are no pictures.
Экспорт новостей
Последние сообщения форума
 
© 2005–2008 ЗАО "Редакция газеты "Сельская жизнь" E-mail: sg@sgazeta.ru Тел: 8(499)257-54-57; 8(499)257-52-55 Факс: (499)257-58-39
Адрес редакции: 125993, ГСП-3, Москва,А-40, ул. Правды, 24