CC BY
120
УДК / UDC 635.63:631.5:631.86:595.142.272
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЗООКОМПОСТА КУЛЬТИВИРОВАНИЯ ЛИЧИНОК МУХИ ЧЕРНАЯ ЛЬВИНКА (HERMETIA ILLUCENS) ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ ОГУРЦОВ
THE USE OF THE ZOOCOMPOST FOR CULTIVATION OF THE BLACK LION FLY LARVAE (HERMETIA ILLUCENS) IN RASING CUCUMBERS
Пендюрин Е.А.*, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Pendyurin E.A., Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor
Смоленская Л.М., кандидат химических наук, доцент Smolenskaya L.M., Candidate of Chemical Sciences, Associate Professor Святченко A.B., старший преподаватель Svyatchenko A.V., Senior Lecturer ФГБОУ ВО «Белгородский государственный технологический университет
им. В. Г. Шухова», Белгород, Россия Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Belgorod State Technological University named after V. G. Shukhov", Belgorod, Russia *E-mail: pendyrinea@yandex. ru
Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках соглашения № 075-11-2019-070 от 29.11.2019 г.
В настоящее время почвенный покров систематически подвергается воздействию неблагоприятных факторов, что негативно сказывается на его плодородии. Одним из вариантов повышения плодородия почв является использование компостов. В данной работе в качестве улучшителя плодородия был использован зоокомпост (биогумус «Гермеция») промышленного культивирования личинок мухи Hermetia illucens на комплексном субстрате, содержащем органические отходы. Исследуемый зоокомпост представляет собой сыпучую слабо слеживающуюся мелкогранулированную массу коричневого цвета, со слабым запахом аммиака, преобладающим размером частиц в 1-3 мм. Объемная масса компоста составляет 0,430 г/см3, что позволяет реализовывать при внесении в почву его функцию разрыхлителя. Структурная почва хорошо поглощает воду (внесение зоокомпоста в почву повышает ее влагоемкость в два раза) и резко снижает поверхностный сток, а, следовательно, смыв и размыв почвы. Основные питательные вещества зоокомпоста находятся в виде различных соединений гумусовых кислот, содержат в себе необходимые макро- и микроэлементы. Зоокомпост богат полезной для почвы и растений сапрофитной микрофлорой и может применяться при выращивании овощей, в том числе огурцов, как одной из самых распространенных овощных культур. Экспериментально установлено, что зоокомпост может применяться в качестве органического удобрения, поскольку его показатели удовлетворяют требованиям ГОСТ 33830-2016. Проведенные полевые исследования показали положительную динамику роста и развития плодов огурцов сорта «Дальневосточный 27». Отмечается увеличение всхожести почти на 20%, увеличение количества образующихся плодов огурцов (с 13 штук/м2 до 24 штук/м2). Прибавка урожая одного растения огурцов увеличивалась с 22,16 до 240,59 г, урожай с делянки с 63,75-692,68 г. Определено, что оптимальной дозой считается весеннее внесение в количестве 2 т/га. Ключевые слова: зоокомпост, личинки мухи Черная львинка (Hermetia illucens), полевой эксперимент, урожайность, огурцы сорта Дальневосточный 27.
Currently, the soil cover is systematically exposed to unfavorable factors, which negatively affects its fertility. One of the options for increasing soil fertility is the use of composts. In this work, zoo compost (biohumus "Germetia") of industrial cultivation of the larvae of the fly Hermetia illucens on a complex substrate containing agricultural waste was used as a fertility
improver. The studied zoo compost was a loose, weakly caking, fine-grained brown mass, with a weak smell of ammonia, with a predominant particle size of 1-3 mm. The volume weight of the compost is 0.430 g / cm3, which makes it possible to loosen the soil. Structural soil absorbs water well (the introduction of zoo compost into the soil doubles its moisture capacity) and sharply reduces surface runoff, and, consequently, soil washout and erosion. The main nutrients of zoo compost are in the form of various compounds of humic acids; contain the necessary macro- and microelements. The zoo compost is rich in saprophytic micro flora useful for soil and plants and can be used for growing vegetables, including cucumbers, as one of the most common vegetable crops. It has been experimentally established that zoo compost can be used as an organic fertilizer, since its indicators meet the requirements of GOST 338302016. The field studies have shown positive dynamics of growth and development of cucumbers "Dalnevostochny 27" type. There is an increase in germination by almost 20%, an increase in the number of cucumbers formed (from 13 pieces / m2 to 24 pieces / m2); the increase in the yield of one cucumber plant increased from 22.16 to 240.59, the yield from a plot from 63.75 to 692.68 g. It has been determined that the optimal dose is spring application in the amount of 2 t / ha.
Key words: zoo compost, larva of the Black Lion fly (Hermetia illucens), field experiment, yield, cucumbers of the Dalnevostochny 27 type.
Введение. В последнее время природоохранные факторы все сильнее воздействуют на экономическое формирование стран и регионов, оказываются ключевыми при принятии важных решений. Пренебрежение природоохранными условиями все чаще оборачивается катастрофами и существенными материальными потерями. Одной из таких утрат является сокращение плодородия почв [1].
Почва имеет особый органоминеральный состав, является естественно историческим телом природы в условиях планеты Земля, она по праву считается основным средством и предметом труда в сельскохозяйственном производстве, источником богатства народа, жизни человека [2].
В настоящее время почвенный покров подвергается воздействию неблагоприятных факторов. За счет хозяйственной деятельности человека отчуждаются сельскохозяйственные территории при строительстве новых предприятий и городов, прокладки дорог и линий высоковольтных электропередач, затопления сельскохозяйственных угодий под гидроэлектростанции, развития горнодобывающей промышленности [3]. Органические отходы составляют значимую часть человеческой жизни и требуют особого обращения. Экспериментально установлено, что в среднем городской житель производит от двухсот до пятисот килограмм органических отходов. По содержанию питательных веществ и удобрительным качествам они приближены к навозу и могут быть использованы в сельском хозяйстве [4].
Белгородская область по праву считается одним из ведущих аграрных регионов страны, с интенсивно развивающимся земледелием и животноводством. Располагая 1,1% долей пашни, Белгородчина производит более 4% общероссийского объема валовой сельскохозяйственной продукции.
Известно, что для поддержания бездефицитного баланса органического вещества черноземных почв следует применять 6-10 т/га органических удобрений. Внесение органических удобрений в Белгородской области в 1987 г. составляло 9 млн. т (5,8 т/га площади), наименьшее их использование отмечено в 2006 г. -912 тыс. т (0,9 т/га), в 2019 вносили 11,9 млн т (7,9 т/га). Начиная с 2007 г., в связи с нарастающим развитием животноводства, объемы использования органических удобрений в области стали возрастать. Следует отметить, что проблема сохранения и повышения плодородия почв, охрана, экология и рациональное
использование находятся в центре внимания. Из литературных источников известно, что личинки мухи способны переваривать органические отходы свиноводческих и птицеводческих хозяйств, осадки сточных вод, отходы рыбной и мясной промышленности, испорченные фрукты, овощи, отходы ресторанов и кухонные отходы [5]. Органические отходы предварительно не измельчаются, а личинки Черной львинки в процессе поедания и переваривания сами дробят органические остатки на одинаковые, маленькие частицы. После отделения личинки от массы органических остатков их общий объем сокращается на 70-80%, а сами отходы представляют собой ценное органическое удобрение зоогумус [6]. Основное преимущество изучаемой разработки - это ее безопасность для окружающей природной среды и человека [7-9].
Условия, материалы и методы. В качестве объекта исследования выступает зоокомпост, полученный в результате переработки органических отходов личинкой американской мухи - Черная львинка (Нвгтв^а ШиевпБ) [10-11]. Исследуемая разработка основана на свойстве личинок насекомого Черная львинка перерабатывать любые органические отходы.
В данной работе для получения зоокомпоста использовали: пищевые отходы некондиционных зерновых продуктов, пищевые продукты торговых сетей с истекшим сроком годности, опилки. К полученной смеси добавляли подращенных личинок мухи Черная львинка, которые в течение 7-10 дней перерабатывали ее. По истечении времени с помощью просеивания отделяли личинку от субстрата.
Исследуемый зоокомпост представлял собой сыпучую слабо слеживающуюся дробленую мелкогранулированную массу размер частиц 0,1-3 мм - 80%, темно-коричневого цвета, с запахом аммиака. Биогенные химические вещества зоокомпоста находятся в виде соединений с гумусовыми кислотами, и содержат в себе необходимые макро- и микроэлементы. Зоокомпост богат полезной для почвы и растений сапрофитной микрофлорой, он может применятся при выращивании огурцов как одной из самых распространенных овощных культур на планете. Огурец - это однолетнее растение семейства тыквенных, которое в отличие от большинства овощей едят в недозрелом виде.
С целью выявления пригодности использования зоокомпоста в качестве органических удобрения для почв, был осуществлен спектр исследований по оценке его питательности: воздушно-тепловым, спектрофотометрическим, потенциометрическим, титриметрическим методами. Зоокомпост вносили в почву в количестве 1-5 т на га, контроль без зоокомпоста весной, равномерно распределяли по поверхности делянки, заделывая его на глубину 10-15 см ручным культиватором КР1 с плавающим лезвием, размер делянки составлял 1 м2 Почва экспериментального участка представлена черноземом типичным среднемощным, малогумусным, расположенным по адресу Белгородская область, Белгородский р-н., с. Ерик, снт. Земледелец. В подготовленные экспериментальные делянки производили посев овощной сельскохозяйственной культуры - огурец, сорта «Дальневосточный 27». Статистический анализ обработки выборки полученных данных организованного повторения осуществлялся с помощью программы NIRSMAIN.EXE.
Климатические условия развития огурцов в 2020 году характеризовались как относительно благоприятные: май был холодный и дождливый, июнь и июль теплый и обеспеченный влагой, август сухой, необеспеченный влагой на 53% от среднемноголетней нормы (табл. 1).
Таблица 1 - Климатические характеристики развития огурцов
Метеорологические данные за 2020 год
Месяц Среднемес. т-ра Норма Откл. + - Сумма осад., мм Норма В % к норме
май 12,5 14,6 2,1 101,2 47 215,3
июнь 20,4 17,9 2,5 62,2 63 98,7
июль 20,7 19,9 0,8 86 69 124,6
август 20,11 18,8 1,31 29,8 56 53
Результаты и обсуждение. На первом этапе исследования зоокомпоста был осуществлен химический анализ и определено содержание биогенных элементов. Результаты экспериментальных исследований образца зоокомпоста личинок мухи Черная львинка представлены в табл. 2.
Таблица 2 - Содержание биогенных компонентов
Показатели зоокомпоста
1\1С>3-, мг/кг 1\Ю2-, мг/кг 1ЧН4+, мг/кг Мобщий, мг/кг Сорг., % Гумус, % Р2О5, мг/100г К2О мг/100г Ре2С3, мг/100г рНн20 рНкС!
656,2± 28,06 2,66± 0,20 8178,7± 1795,4 6871,15± 1473,9 17,20± 0,27 29,65± 0,27 220,33± 28,00 907,00± 25,00 26,00± 2,63 8,02± 0,06 7,92
Данные табл. 2 показывают наличие в зоокомпосте нужных питательных элементов для роста и развития сельскохозяйственным культур. Среди продуктов азотистого обмена доминирует аммонийный азот.
Полученный зоокомпост может использоваться в качестве органического удобрения, так как его показатели соответствуют требованиям «ГОСТ 338302016 Удобрения органические на основе отходов животноводства. Технические условия». Для доказательства пригодности зоокомпоста как органического удобрения нами был проведен полевой опыт на специально выделяемом участке, в целях определения количественного действия зоокомпоста на урожай сельскохозяйственных культур.
С целью оценки влияния зоокомпоста на огурцы изучали всхожесть растений (табл. 3).
Таблица 3 - Влияние зоокомпоста на всхожесть растений огурцов
Повторность Всхожесть огурцов в экспериментальных делянках, %
Номер д елянки (количество вносимого компоста, т/га)
1 2 3 4 5 к
1 71 75 80 75 70 65
2 75 85 75 80 75 70
3 71 100 85 70 70 70
среднее значение
72 87 80 75 72 68
+4 + 19 +12 +7 +4 Отклонения от контроля
Примечание: НСР 95% - 11,165.
Согласно данным табл. 3, зоокомпост личинок мухи Черная львинка положительно влияет на всхожесть растений, увеличивает всхожесть растений огурцов с 4 до 19 процентов, но достоверные данные получены при внесении 2 и 3 т/га (на делянках два и три).
Огурцы на экспериментальных делянках выращивали с мая по сентябрь месяц без полива и дополнительной подкормки удобрениями (рис.).
... ЛЙЗ
А*. -
- - • ■ . ,«! " - '
■
щ .
Рисунок - Экспериментальные делянки
Плоды огурцов собирались по мере созревания в среднем 1 раз в 2-3 дня, размер огурцов находился в диапазоне 9-12 см, масса плода колебалась от 57,62 г до 82,84 г.
С целью изучения влияния зоокомпоста на плодообразование огурцов проводили подсчет их количества с 1 м2. Количественные показатели представлены в табл. 4. Из нее видно, что на контрольном варианте было собрано 13 огурцов, при внесении зоокомпоста количество плодов огурцов увеличилось с 14 до 24 штук.
Таблица 4 - Влияние зоокомпоста на количественные показатели плодов огурцов
Повторность Количество огурцов, шт./1 м2
Номер делянки (количество вносимого компоста, т/га)
1 2 3 4 5 к
1 16 24 19 14 16 15
2 13 23 20 19 16 12
3 14 24 18 17 16 13
среднее значение
14 24 19 17 16 13
+1 + 11 +6 +4 +3 Отклонения от контроля
Примечание: НСР 95% - 16,53.
С целью изучения влияния зоокомпоста на урожай нами исследовались показатели урожайности 1 растения и средний урожай плодов огурцов с делянки. Показатели урожайности представлены в табл. 5-6.
Таблица 5 - Урожай одного растения огурцов, г
Повторность Номер делянки (количество вносимого компоста, т/га)
1 2 3 4 5 к
1 335,16 555,4, 408,22 300,30 349,90 320,87
2 290,13 500,00 435,07 425,07 350,00 257,25
3 303,90 529,10 381,40 376,40 351,50 284,60
среднее значение
309,73 528,16 408,22 366,25 350,46 287,57
+22,16 +240,59 + 120,65 +78,56 +62,89 Отклонения от контроля
Примечание: НСР 95% - 17,98.
Из таблицы 5 видно, что внесение зоокомпоста личинок мухи Черная львинка положительно повлияло на урожай растений: увеличивает среднюю урожайность растений огурцов с 309,73 г до 528,16 г. Следует отметить, что максимальная прибавка урожая составила 240,59 г с одного растения и получена при внесении двойной дозы зоокомпоста (2 т на га). Из данных таблицы 6 видно, что средняя урожайность плодов огурцов составляет 929,20-1558,15. Это на 63,75-692,68 г больше, чем на контрольном варианте. Следует отметить, что максимальная прибавка урожая составила 692,68 г с делянки, что в 1,2 раза больше контрольного варианта.
Таблица 6 - Урожай огурцов г/на делянку
Повторность Номер делянки (количество вносимого компоста, т/га)
1 2 3 4 5 к
1 1005,50 1587,15 1224,65 909,90 1049,70 962,61
2 870,39 1500,00 1305,21 1275,21 1050,00 780,00
3 911,70 1587,30 1144,20 1129,20 1054,50 853,80
с реднее значение
929,20 1558,15 1224,68 1104,77 1051,40 865,47
+63,75 +692,68 +359,21 +239,30 + 185,93 Отклонения от контроля
Примечание: НСР 95% - 17,10.
Выводы. Проанализировав результаты исследования основных химических характеристик зоокомпоста личинок мухи Черная львинка, можно сделать вывод, что он по содержанию биогенных компонентов соответствует «ГОСТ 33830-2016 Удобрения органические на основе отходов животноводства. Технические условия».
Внесение зоокомпоста личинок мухи Черная львинка положительно влияет на всхожесть растений: увеличивает всхожесть растений огурцов с 4 до 19%. На контрольном варианте было собрано 13 огурцов, при внесении зоокомпоста количество плодов огурцов увеличилось с 14 до 24 штук. Средняя прибавка урожайности плодов 1 растения огурцов увеличилась с 22,16 до 240,59 г, урожай с делянки - с 63,75 до 692,68 г. Следует отметить, что максимальная прибавка урожая получена при внесении двойной дозы зоокомпоста (2 т на га).
Экспериментально установлено, что зоокомпост может использоваться в качестве органического удобрения, оптимальной дозой считается весеннее внесение в количестве 2 т/га.
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Агрохимия под редакцией Б.А. Ягодина. М.: Колос, 2002. 584 с.
2. Воспроизводство плодородия почв - это основа роста продуктивности сельскохозяйственных культур / В.Д. Соловиченко, Е.В. Навольнева, А.Г. Ступаков, М.А. Куликова // Агроэкологические проблемы почвоведения и земледелия: сборник докладов научно-практической конференции Курского отделения МОО «Общество почвоведов имени В.В. Докучаева». Курск, 2015. С. 190-194.
3. Оценка пригодности техногенных грунтов для рекультивации нарушенных территорий / Е.А. Пендюрин, Л.М. Смоленская, В.Г. Рыбин, С.Ю. Рыбина // Вестник БГТУ им. В. Г. Шухова. 2013. № 3. С. 151-153.
4. Пендюрин Е.А., Рыбина С.Ю., Смоленская Л.М. Использования зоокомпоста Черной львинки в качестве органического удобрения // Аграрная наука. 2020. №7-8. С. 106-110.
5. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). 5 изд. доп. и пер. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.
6. Сабитов М.М., Карпович К.И., Кузина Е.В. Обработка почвы - доступный, эффективный агротехнологический приём по сохранению и восстановлению плодородия почв // Агромир Поволжья. 2012. № 2 (6). С. 14-18.
7. Alvarez L. The Role of Black Soldier Fly, Hermetia illucens (L.) (Diptera: Stratiomyidae) in Sustainable Waste Management in Northern Climates // Electronic Theses and Dissertations. 2012. P. 402.
8. Rearing methods for the black soldier fly (Diptera: Stratiomyidae) in a colony / D.C., J.K. Sheppard Tomberlin, J.A. Joyce, B.C. Kiser, S.M. Sumner // Journal of Medical Entomology. 2002. Vol. 39(4). P. 695-698.
9. Высокоэффективная биоконверсия органических субстратов личинками Черной Львинки (Hermetia illucens) / А.И. Бастраков, A.A. Загоринский, A.A. Козлова, H.A. Ушакова // Биотехнология и качество жизни: материалы международной научно-практической конференции. М., 2014. С. 418-419.
10. Применение личинок черной львинки, Hermetia illucens, для утилизации картофеля, зараженного фигонематодами / Ж.В. Удалова, А.И. Бастраков, С.В. Зиновьева, H.A. Ушакова // Теория и практика борьбы с паразитарными болезнями. 2019. № 20. С. 627-632.
11. Bashkin V. Modern biogeochemistry. New York: Kluwer Academic publishers. 2002. 561 p.
REFERENCES
1. Agrokhimiya pod redaktsiey B.A. Yagodina. M.: Kolos, 2002. 584 s.
2. Vosproizvodstvo plodorodiya pochv - eto osnova rosta produktivnosti selskokhozyaystvennykh kultur / V.D. Solovichenko, Ye.V. Navolneva, A.G. Stupakov, M.A. Kulikova // Agroekologicheskie problemy pochvovedeniya i zemledeliya: sbornik dokladov nauchno-prakticheskoy konferentsii Kurskogo otdeleniya MOO «Obshchestvo pochvovedov imeni V.V. Dokuchaeva». Kursk, 2015. S. 190-194.
3. Otsenka prigodnosti tekhnogennykh gruntov dlya rekultivatsii narushennykh territoriy / E.A. Pendyurin, L.M. Smolenskaya, V.G. Rybin, S.Yu. Rybina // Vestnik BGTU im. V.G. Shukhova. 2013. № 3. S. 151-153.
4. Pendyurin E.A., Rybina S.Yu., Smolenskaya L.M. Ispolzovaniya zookomposta Chernoy lvinki v kachestve organicheskogo udobreniya // Agrarnaya nauka. 2020. №7-8. S. 106-110.
5. Dospekhov B.A. Metodika polevogo opyta (s osnovami statisticheskoy obrabotki rezultatov issledovaniy). 5 izd. dop. i per. M.: Agropromizdat, 1985. 351 s.
6. Sabitov M.M., Karpovich K.I., Kuzina Ye.V. Obrabotka pochvy - dostupnyy, effektivnyy agrotekhnologicheskiy priem po sokhraneniyu i vosstanovleniyu plodorodiya pochv // Agromir Povolzhya. 2012. № 2 (6). S. 14-18.
7. Alvarez L. The Role of Black Soldier Fly, Hermetia illucens (L.) (Diptera: Stratiomyidae) in Sustainable Waste Management in Northern Climates // Electronic Theses and Dissertations. 2012. P. 402.
8. Rearing methods for the black soldier fly (Diptera: Stratiomyidae) in a colony / D.C., J.K. Sheppard Tomberlin, J.A. Joyce, B.C. Kiser, S.M. Sumner // Journal of Medical Entomology. 2002. Vol. 39(4). P. 695-698.
9. Vysokoeffektivnaya biokonversiya organicheskikh substratov lichinkami Chernoy Lvinki (Hermetia illucens) / A.I. Bastrakov, A.A. Zagorinskiy, A.A. Kozlova, N.A. Ushakova // Biotekhnologiya i kachestvo zhizni: materialy mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii. M., 2014. S. 418-419.
10. Primenenie lichinok chernoy lvinki, Hermetia illucens, dlya utilizatsii kartofelya, zarazhennogo fitonematodami / Zh.V. Udalova, A.I. Bastrakov, S.V. Zinoveva, N.A. Ushakova // Teoriya i praktika borby s parazitarnymi boleznyami. 2019. № 20. S. 627-632.
11. Bashkin V. Modern biogeochemistry. New York: Kluwer Academic publishers. 2002. 561 p.
