Ежегодно в стране на предприятиях агропромышленного комплекса и других отраслей образуются сотни миллионов тонн органического сырья (навоз, птичий помет, солома, опилки и др.), которое лишь частично, после соответствующей обработки, используется в качестве удобрений сельскохозяйственных угодий. Большая доля этого сырья годами накапливается возле животноводческих и птицеводческих предприятий, предприятий деревоперерабатывающей промышленности и др., что приводит к ухудшению его качественного состава и серьезному обострению проблемы охраны окружающей среды, особенно в зонах развитого животноводства и птицеводства.

Использование навоза и помета на удобрения в чистом виде связано с внесением в почву большого количества жизнеспособных семян сорных растений и болезнетворных микроорганизмов. Существующие в настоящее время технологии приготовления органических удобрений из навоза и помета необоснованно сложны, энергоемки, требуют больших затрат труда и средств, не в полной мере обеспечивают сохранность питательных веществ, содержащихся в навозе и помете, и не обеспечивают экологическую безопасность при использовании таких удобрений.

Органическое сырье предприятий агропромышленного комплекса, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности, представляет собой возобновляемые в процессе фотосинтеза природные полимеры, содержащие в себе ценные питательные вещества с высоким содержанием биогенных элементов: азота, фосфора, калия, углерода и др., которые могут быть превращены на основе использования методов биоконверсии (ферментации) в биологически активные удобрения и кормовые компоненты для сельскохозяйственных животных и птицы.

Решение проблемы биоконверсии органического сырья в высокоэффективные удобрения и кормовые компоненты с повышенным уровнем питательности имеет большое социально-экономическое и экологическое значение, открывает по существу неисчерпаемый источник обеспечения сельскохозяйственных предприятий технически и экономически доступной продукцией для сохранения и повышения плодородия почв, укрепления кормовой базы животноводства, а также способствует созданию благоприятной экологической обстановки вокруг животноводческих ферм и птицеводческих хозяйств.

Среди многочисленных методов биоконверсии органического сырья (анаэробное и аэробное компостирование, анаэробное сбраживание и др.) наиболее перспективным является метод аэробной твердофазной ферментации навоза и помета с углеродосодержащими материалами растительного происхождения (торф, солома, опилки и др.), основанный на воздействии на исходную массу воздуха, подаваемого в последнюю в принудительном порядке. Регуляция способов переработки навоза, помета и трудногидролизуемого сырья растительного происхождения достигается физическими, химическими и биологическими воздействиями, которые способны активизировать микроорганизмы исходного субстрата, а выделяемые последними ферменты активно преобразовывают субстрат в требуемом направлении. При этом ускоряются процессы распада органического сырья и микробного синтеза, а получаемые продукты ферментации обладают экологической (в том числе санитарной) чистотой и соответствуют требованиям, предъявляемым не только к удобрениям, но и к кормовым добавкам.

Развивая теорию аэробной твердофазной ферментации органического сырья агропромышленного комплекса в удобрения и кормовые добавки, опираясь на ее преимущества и учитывая, что микробиологическая деятельность является определяющим фактором всех биоперерабатывающих производств, связанных с использованием микробного потенциала исходного сырья, ВНИИМЗ в течение 1996 - 2000 гг. осуществил цикл фундаментальных и прикладных исследований, направленных на изучение биологических аспектов аэробной ферментации.

Объектами исследований являлись:

различные виды органического сырья, ферментируемая органическая масса с различным составом и соотношением компонентов, конечные продукты ферментации;

различные сочетания почвенно-климатических, эколого-экономических, сырьевых и. других условий по регионам страны; различные виды и группы животных и птицы и условия их содержания;

различные виды строительных материалов для изготовления установок ферментации, варианты конструкторских решений установок, комплексы машин, оборудования и сооружений на производственных объектах ферментации, варианты технологического процесса с различными параметрами режимов его прохождения.

Отработка технологического регламента процесса ферментации осуществлялась на лабораторной и производственных установках.

В целях учета зональных особенностей сырьевой базы, климата, организационно-хозяйственных и экономических условий экспериментальные разработки и опытное производство продуктов ферментации осуществлялось на предприятиях различных регионов страны (Архангельская и Вологодская области - Северный регион, Тверская и Московская - Центральный, Свердловская и Новосибирская - Сибирь, Ростовская - Южный регион и Приморский край). При этом применялись различные конструкторские решения установок, различные наборы техники и оборудования, различные параметры технологического процесса.

По материалам исследований разработаны, испытаны и внедрены в ряде хозяйств 22-х субъектов Российской Федерации новые технологии аэробной твердофазной ферментации органического сырья в удобрения и кормовые добавки, которые по сравнению с традиционными технологиями компостирования обеспечивают:

	сокращение срока приготовления удобрений с 120......180 до 6......7 суток в специальных камерах - биоферментаторах, и до 36 суток на открытых площадках;
	повышение агрономической эффективности получаемого удобрения (окупаемость внесения удобрения в почву урожаем сельскохозяйственных культур) в 2......4 раза;
	снижение в 2-3 раза энергетических затрат на производство и применение удобрений в расчете на единицу удобряемой площади;
	экологическую безопасность удобрений (отсутствие болезнетворных микроорганизмов, яиц и личинок гельминтов, всхожих семян сорных растений, неприятного запаха и др.);
	сохранение удобрительных свойств при хранении в буртах без укрытия. Результаты исследований защищены патентами РФ на изобретение: №2112764, №2044435, №2141464, №2136760, №2152157.

Получаемый продукт - компост многоцелевого назначения (КМН), представляет собой однородную сухую (55......70% влажности) сыпучую массу темно-коричневого цвета без неприятного запаха, долгое время может храниться в буртах под открытым небом, технологичен для погрузки, перевозки и внесения в почву (в т.ч. локально в рядки). Характеризуется высокой биогенностью и питательностью, обусловленных высвобождением элементов питания из природных биополимеров и микробиологическим синтезом вторичных метаболитов в процессе ферментации.

Разработаны и утверждены в установленном порядке технические условия па производство КМН в качестве удобрения (ТУ-9841-002-0068732-99). ТУ представляют собой нормативный документ, устанавливающий единые требования к качеству удобрений, методам их контроля, условиям хранения, транспортировки и применения; а также является официальным подтверждением органов Госэпидемслужбы его безопасности для здоровья человека и природной среды.

По технико-экономическим показателям и качеству получаемых продуктов, разработанные технологии твердофазной ферментации органического сырья, аналогов в нашей стране и странах СНГ не имеют, превосходят лучший зарубежный аналог - технологию фирмы "Биоферм" (США) и получаемый по этой технологии продукт - "Фермвей".

Широкое внедрение новых технологий аэробной ферментации органического сырья на предприятиях агропромышленного комплекса обеспечивает повышение эффективности и устойчивости сельского хозяйства - увеличение производства высококачественной конкурентоспособной продукции растениеводства и животноводства.

Предложенные технологии технически и экономически абсолютно доступны для широкого внедрения в хозяйствах всех форм собственности, различного финансово-экономического положения, зонального расположения. Полученные по данным технологиям продукты переработки дешевого местного сырья в высокоэффективные органические, удобрения являются альтернативой недоступным сейчас для большинства хозяйств минеральным удобрениям. Применение продуктов ферментации позволяет успешнее, чем другими средствами, решать одну из современных острейших проблем сельского хозяйства - сохранение и повышение плодородия почв.

По своей эффективности КМН в 2......4 раза (в зависимости от исходных компонентов) превосходит навоз и торфонавозный компост (ТНК), что позволяет во столько же раз снизить его дозу внесения в расчете на 1 га, увеличить удобряемую площадь и снизить транспортные расходы на его доставку в ноле. Средние дозы внесения КМН составляют 5......! 5 т/га. С такой дозой КМН на 1 га вносится 150......750 кг/га основных питательных: веществ (NPК.), что дает возможность вообще не применять традиционные минеральные удобрения. Предлагаемый продукт имеет весьма широкий диапазон применения. Он может вноситься под соответствующие культуры в севообороте (зерновые, лен, пропашные), использоваться в овощеводстве открытого и закрытого грунта, при окультуривании низкоплодородных мелиорированных земель, а также в качестве наполнителя при производстве бактериальных удобрений, кормовой добавки в рационах сельскохозяйственных животных и гигиенической подстилки для скота.

Производство и применение КМН сопряжено с созданием более благоприятной экологической обстановки вокруг животноводческих и птицеводческих предприятий, позволяет без ущерба для окружающей среды регулировать водновоздушный, пищевой, тепловой и другие режимы почвы, устраняет опасность загрязнения почвы патогенными микроорганизмами и семенами сорных растений.

Отсутствие в КМН всхожих семян сорняков резко снижает необходимость в использовании пестицидов, вследствие чего КМН может найти широкое применение в биологизированных системах земледелия.