CC BY
45
УДК / UDC 631.8
ПРИМЕНЕНИЕ ЗООКОМПОСТА ЛИЧИНОК МУХИ ЧЕРНАЯ ЛЬВИНКА (HERMETIA ILLUCENS) ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ ОГУРЦОВ
THE USE OF THE ZOOCOMPOST FOR CULTIVATION OF THE BLACK SOLDIER FLY LARVA (HERMETIA ILLUCENS) IN RAISING CUCUMBERS
Пендюрин Е.А.*, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Pendyurin E.A., Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor Святченко A.B., старший преподаватель Svyatchenko A.V., Senior Lecturer Кирюшина Н.Ю., кандидат технических наук, доцент Kiryushina N.Yu., Candidate of Technical Sciences, Associate Professor 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, Russian *E-mail: pendyrinea@yandex. ru
Соглашение № 9-С, от 22.06.2022 г., в рамках Гранта в форме субсидий из бюджета Белгородской области государственной поддержки внедрения в производство инновационных технологий в рамках технологических проектов полного цикла
В России в последнее время снижается количество применяемых минеральных и органических удобрений, это приводит к отрицательному балансу основных элементов питания растений в почвах почти всех сельскохозяйственных районов страны. Чтобы замедлить падение питательных макро- и микроэлементов для растений в почве, необходимо осуществление комплекса мер по систематическому воспроизводству плодородия почв, которое непосредственно связано с рациональным использованием органических и минеральных удобрений. Предлагаемое решение данного вопроса возможно на основе использования местных питательных органических компостов. Зоокомпост личинок мухи Черная львинка содержит все необходимые питательные элементов (органический углерод, N, P, K, золу и микроэлементы). Экспериментальные исследования, проведенные в 2020-2021 гг. по использованию зоокомпоста личинок мухи Черной львинки показали, что его применение благоприятно влияет на всхожесть растений и количество плодов. По результатам двухлетних исследований выявлено, что зоокомпост влияет на количество плодов огурцов сорта Дальневосточный 27. Установлено, что на контрольном образце было собрано 13-14 огурцов, а при внесении зоокомпоста количество плодов огурцов увеличивалось с 14 до 35 шт. Средняя прибавка урожайности плодов 1 растения огурцов увеличивается с 22,16 г на контрольном варианте до 420 г, урожай с делянки увеличился с 63,75 г до 692,68 г. Экспериментально установлено, что зоокомпост может применятся в качестве удобрения органического происхождения, оптимальная доза которого составляет 1-2 т./га при весеннем внесении.
Ключевые слова: зоокомпост, личинки мухи, Черная львинка (Hermetia illucens), полевой эксперимент, огурцы сорта Дальневосточный 27.
In Russia, the amount of mineral and organic fertilizers used has been decreasing recently, which leads to a negative balance of the main plant nutrition elements in the soils of almost all agricultural regions of the country. In order to slow down the decline of macro- and microelements for plants in the soil, it is necessary to implement a set of measures for the systematic reproduction of soil fertility, which is directly related to the rational use of organic and mineral fertilizers. The proposed solution to this issue is possible based on the use of local nutritious organic compost. The zoocompost of the larvae of the Black soldier fly contains all the necessary nutrients (organic carbon, N, P, K, ash and trace elements). The experimental studies conducted in 2020-2021 on the use of zoocompost larvae of the Black soldier fly have shown that its use has a beneficial effect on the germination of plants and the number of fruits. Based on the results of a two-year study, it was revealed that zoocompost affected the number of fruit of cucumbers of the variety Dalnevostochny 27. It was found that 13-14 cucumbers were collected on the control sample, and when zoocompost was introduced, the number of cucumber fruit increased from 14 to 35 pcs. The average increase in fruit yield of 1 cucumber plant increases from 22.16 g in the control option to 420 g, the yield from the plot increased from 63.75 g to 692.68 g. It was experimentally established that zoocompost could be used as a fertilizer of organic origin, the optimal dose which was 1-2 tons/ha in spring application.
Key words: zoocompost, larvae of fly, the Black soldier (Hermetia illucens), field experiment, cucumbers of the variety Dalnevostochny 27.
Введение. Регулярное внесение элементов питания в почвы бедных по химическому составу должно превышать их вынос с урожаем. Для этого необходимо создать бездефицитный баланс питательных веществ. Данное условие имеет особую актуальность на пахотных почвах при интенсивном земледелии, где внесение удобрений является основным решением проблемы [1, 2].
Производители сельскохозяйственной продукции в настоящее время тратят большие денежные средства на удобрения, чтобы получить высокие урожаи выращиваемых сельскохозяйственных культур и повысить уровень земледелия.
Предполагаемое решение данного вопроса возможно на основе использования местных питательных органических компостов. Органические компосты - это удобрения, содержащие питательные вещества животного и растительного происхождения, которые при разложении образуют минеральные вещества. Вместе с тем в околоземный слой выделяется углекислый газ, необходимый для фотосинтеза растений. При этом такие удобрения влияют на воздушное и водное питание растений, способствуя развитию почвенных бактерий и микроорганизмов, живущих в симбиозе с корнями овощных культур и помогают им получить доступные питательные элементы [3].
В последнее время наиболее перспективными являются инновационные технологии биопереработки органических остатков с помощью живых организмов, например, личинок двукрылого насекомого Черная львинка. Сущность изучаемого способа заключается в том, что в процессе поедания и переваривания личинками органические остатки измельчаются практически на одинаковые частицы размером 0,5-3 мм. После отделения личинок от органических остатков их объем сокращается до 80%. При это следует отметить, что после поедания и видоизменения личинкой мухи органические отходы представляют собой высокоценный и экологически чистый органический компост для растений (зоокомпост) [4].
Зоокомпост - один из видов органических удобрений, представляющий собой продукт жизнедеятельности личинок мухи Черной львинки, это мелкогранулированная рыхлая не слеживающаяся масса как в сухом, так и во влажном состоянии, темно-коричневого цвета с древесно-землистым запахом и оттенком присутствия соединений аммиака, преобладающий размер частиц 0,53 мм. Основные макро- и микроэлементы, а также биогенный кальций, магний и железо зоокомпоста личинок мухи Черной львинки находятся в легкодоступных соединениях с органическими кислотами.
Белгородская область является ведущим аграрным регионом РФ, который производит около 4% общероссийского объема валового продукта, доля пашни составляет 1,1%. Общеизвестно, для того чтобы сохранить бездефицитный баланс органического вещества в черноземных почвах, необходимо вносить 610 т/га подстилочного навоза [5]. Ввиду этого проблема повышения плодородия почв связана с отсутствием возможности большинства хозяйств приобрести минеральные удобрения, уменьшив при этом внесение органических [6-12].
Условия, материалы и методы. Целесообразность определения основных характеристик зоокомпоста обусловлена, прежде всего, необходимостью выявления тех его свойств, которые обеспечат возможность широкого и эффективного его использования в технологиях сельского хозяйства. Оценку зоокомпоста личинок мухи Черной львинки проводили воздушно-тепловым, спектрофотометрическим, потенциометрическим, титриметрическим методами.
Экспериментальных данные химического состава образца зоокомпоста личинок мухи Черная львинка приведены в табл. 1.
Таблица 1 - Химический состав зоокомпоста личинок мухи Черная львинка, %
N Р2О5 К2О Углерод Зола Микроэлементы СаО МдО Вода
2-3 1-3 1-3 15-45 5-6 1-6 0,7-2 0,3-0,5 20-50
Согласно данным табл. 1, зоокомпост личинок мухи Черная львинка содержит все необходимые питательные элементы (органический углерод, N Р, К, золу и микроэлементы). Для оценки агрономической эффективности зоокомпоста личинок мухи Черная львинка как органического удобрения нами был заложен мелкоделяночный полевой эксперимент. Зоокомпост вносили в почву в количестве 1-5 т на га в трехкратной повторности, схема эксперимента представлена в табл. 2.
Таблица 2 - Схема эксперимента
Ва рианты опыта (количество вносимого зоокомпоста, т/га)
1 2 3 4 5 контроль
3 1 контроль 2 4 5
2 контроль 4 5 3 1
Весеннее внесение зоокомпоста личинок мухи Черная львинка осуществлялось путем равномерного распределения по поверхности делянки с последующим заделыванием его культиватором КР1 с плавающим лезвием на глубину 10-15 см, размер делянки составлял 1 м2. Преобладающая почва экспериментального участка - черноземом типичный среднемощный, малогумусный. Участок расположен в Белгородской области, Белгородском районе, с. Ерик, снт. Земледелец. В подготовленные экспериментальные делянки сеяли семена огурца, сорта «Дальневосточный 27».
Агроклиматическая характеристика и метеорологические условия в период проведения исследований в 2020 г. характеризовались как относительно благоприятные: май - холодный и дождливый, июнь и июль- теплый и влажный, август - теплый и сухой, необеспеченный влагой на 53%, сентябрь теплый (на 5,1 °С выше нормы) и необеспеченный влагой от среднемноголетней нормы на 93%. Погодные условия в 2021 г. отмечались как относительно благоприятные: май по показателям среднемноголетних данных был нормальным по температуре и дождливым, июнь, июль и август были теплее нормы на 2,5-3,2 градуса и не обеспеченный влагой от среднемноголетней нормы. Что существенно сказалась на развитии растений (табл. 3).
Таблица 3 - Погодные условия вегетационных периодов
Месяц Средне мес. т-ра, °С Норма Откл. + - Сумма осад., мм Норма В % к норме
Погодные условия 2020 год
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
сентябрь 18 12,9 5,1 2,7 40 6,8
Погодные условия 2021 год
май 14,6 14,6 - 69,6 47 148
июнь 20,4 17,9 2,5 77,7 63 123
июль 23,1 19,9 3,2 24 69 34,7
август 21,8 18,8 3,0 51,8 56 92,5
сентябрь 10,6 13,4 2,8 26,2 40 65,5
Математическую обработку полученных экспериментальных данных осуществляли с помощью программы NIRSMAIN.EXE [9].
Результаты и обсуждение. Из химического состава зоокомпоста известно, что в нем содержатся все полезные питательные элементы, поэтому целью нашего экспериментального исследования являлась изучение влияния различных доз зоокомпоста на рост и развитие огурцов (табл. 4).
Таблица 4 - Влияние зоокомпоста на всхожесть растений огурцов
Повторность Всхожесть огурцов в экспериментальных делянках, %
Номер делянки (количество вносимого зоокомпоста, т/га) 2020 год
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
НСР 95% - 11,165
Варианты опыта (количество вносимого зоокомпоста, т/га) 2021 год
1 2 3 4 5 к
1 100 100 100 100 75 75
2 100 100 100 100 75 100
3 100 100 75 100 100 100
среднее значение
92 100 92 100 83 92
+8 +8 +0 +8 -9 Отклонения от контроля
НСР 95% - 7,212
Согласно полученных результатов, зоокомпост личинок мухи Черная львинка благоприятно влияет на всхожесть растений. Наблюдается увеличение всхожести растений огурцов на 4-19%.
На экспериментальных делянках огурцы выращивали с мая по сентябрь, в течение месяца полив растений не производился и вспомогательная подкормка удобрениями тоже.
Сбор урожая по мере созревания проходил в среднем 1 раз в 2-3 дня, размер плодов находился в диапазоне 9-12 см, масса огурцов составила от 57,62 г до 82,84 г.
Количественные показатели, необходимые для изучения влияния зоокомпоста на плодообразование огурцов, представлены в табл. 5.
Повторность Количество огурцов, шт./1 м2
Варианты опыта (количество вносимого зоокомпоста, т/га) 2020 год
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
НСР 95% - 16,53
Повторность Варианты опыта (количество вносимого зоокомпоста, т/га) 2021 год
1 2 3 4 5 к
1 34 30 19 15 17 12
2 30 39 20 20 15 16
3 35 35 20 18 16 14
среднее значение
33 35 20 18 16 14
+19 +21 +6 +4 +2 Отклонения от контроля
НСР 95% - 17,212
Как видно из таблицы 5, на контрольном образце было собрано 13-14 огурцов, при внесении зоокомпоста количество огурцов увеличилось до 24-35 шт.
Нами исследовались показатели урожайности одного растения и средний урожай плодов огурцов с делянки, чтобы изучить влияние зоокомпоста на урожай. Учетная площадь делянки составляла 1 м2. Показатели урожайности представлены в табл. 6. Анализ результатов показывает достоверные данные прибавки урожая огурцов. Видно, что зоокомпост благоприятно влияет на урожай растений. Наблюдается увеличение средней урожайности огурцов с 309,73 г. до 700,00 г. Наибольшая прибавка урожая при внесении зоокомпоста (1-2 тонны на га) составляет 240,59-420,00 г с одного растения.
Таблица 6 - Урожай 1 растения огурцов, г
Количество огурцов, шт./1 м2
Варианты опыта (количество вносимого зоокомпоста, т/га) 2020 год
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
НСР 95% - 17,97
Повторность Варианты опыта (количество вносимого зоокомпоста, т/га) 2021 год
1 2 3 4 5 к
1 680 600 380 300 340 240
2 720 780 400 400 300 320
3 700 700 400 360 320 280
среднее значение
700 693 393 353 320 280
+420 +413 +113 +73 +40 Отклонения от контроля
НСР 95% - 25,21
Заключение. Производители сельскохозяйственной продукции в настоящее время тратят большие денежные средства на удобрения, чтобы получить высокие урожаи выращиваемых сельскохозяйственных культур и повысить уровень земледелия. Предлагаемое решение данного вопроса возможно на основе использования местных питательных органических компостов. Зоокомпост личинок мухи Черная львинка содержит все необходимые питательные элементы: органический углерод, К Р, К, золу и микроэлементы. Полученный анализ результатов исследования основных химических характеристик зоокомпоста личинок мухи Черная львинка по ряду показателей говорит о соответствии ГОСТ 33830-2016 Удобрения органические на основе отходов животноводства. Технические условия.
Зоокомпост личинок мухи Черная львинка благоприятно влияет на всхожесть растений. Установлено, что при внесении зоокомпоста в почву происходит его положительное влияние на всхожесть с 4 до 19%.
По результатам двухлетних исследований выявлено, что зоокомпост влияет на количество плодов огурцов сорта Дальневосточный 27. Установлено, что на контрольном образце было собрано 13-14 огурцов, а при внесении зоокомпоста количество плодов огурцов увеличивалось с 14 до 35 шт.
Средняя прибавка урожайности плодов 1 растения огурцов увеличивается с 22,16 г на контрольном варианте до 420 г, урожай с делянки увеличился с 63,75 г до 692,68 г. При этом наибольшая прибавка урожая получена при внесении зоокомпоста в количестве 1-2 т на га.
Экспериментально установлено, что зоокомпост может применятся в качестве удобрения органического происхождения, оптимальная доза которого составляет 1-2 т/га при весеннем внесении. Таким образом, за два года экспериментальных исследований, зоокомпост личинок мухи Черная львинка показал положительную динамику на рост и развитие сельскохозяйственной культуры на примере огурцов, что дает возможность его рекомендовать при использовании в производственных условиях.
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Пендюрин Е.А., Рыбина С.Ю., Смоленская Л.М. Использование зоокомпоста Черной львинки в качестве органического удобрения // Аграрная наука. 2020. № 7-8. С. 106-110.
2. 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.
3. Pendyurin E.A., Rybina S.Y., Smolenskaya L.M. Research of Black Soldier Fly (Hermetia illucens) maggots zoocompost's influence on soil fertility // Lecture Notes in Civil Engineering. 2021. T. 147. C. 42-49.
4. 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: Международная научно-практическая конференция. М.,
2014. С. 418-419.
5. Экология применения органических удобрений / В.Г. Сычев, O.A. Соколов, A.A. Завалин, И.Я. Шмырева / Федеральное агентство научных организаций, Российская академия наук, ФГБНУ Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии имени Д.Н. Прянишникова. М.: ВНИИА, 2017. 336 с
6. Агрохимия под редакцией Б.А. Ягодина. М.: Колос, 2002. 584 с.
7. Пендюрин Е.А., Смоленская Л.М., Святченко A.B. Использование зоокомпоста культивирования личинок мухи Черная львинка (Hermetia illucens) при выращивании огурцов // Вестник аграрной науки. 2021. № 1(88). С. 56-62.
8. Чернышев В. Б. Экология насекомых. М.: Изд-во МГУ, 1996. С. 304.
9. 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.
10. Rearing methods for the black soldier fly (Diptera: Stratiomyidae) in a colony / D.C. Sheppard [et al.] // Journal of Medical Entomology. 2002. Vol. 39(4). P. 695-698.
11. Серебрянский Д.Н. Достоинства и проблемы бизнеса по разведению личинок мух Чёрная Львинка (Hermetia illucens) // URL: http://www.nasadki.net/index/dostoinstva_i_problemy_biznesa_po_razvedeniju_lichinok_mukh_c hernaja_lvinka_hermetia_illucens/0-594 (дата обращения: 29.02.22).
12. Применение личинок черной львинки, hermetia illucens, для утилизации картофеля, зараженного фитонематодами / Ж.В. Удалова, А.И. Бастраков, С.В. Зиновьева, H.A. Ушакова // Теория и практика борьбы с паразитарными болезнями. 2019. № 20. С. 627-632.
REFERENCES
1. Pendyurin Ye.A., Rybina S.Yu., Smolenskaya L.M. Ispolzovanie zookomposta Chernoy lvinki v kachestve organicheskogo udobreniya // Agrarnaya nauka. 2020. № 7-8. S. 106-110.
2. Otsenka prigodnosti tekhnogennykh gruntov dlya rekultivatsii narushennykh territoriy / Ye.A. Pendyurin, L.M. Smolenskaya, V.G. Rybin, S.Yu. Rybina // Vestnik BGTU im. V.G. Shukhova.
2013. № 3. S. 151-153.
3. Pendyurin E.A., Rybina S.Y., Smolenskaya L.M. Research of Black Soldier Fly (Hermetia illucens) maggots zoocompost's influence on soil fertility // Lecture Notes in Civil Engineering. 2021. T. 147. S. 42-49.
4. 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: Mezhdunarodnaya nauchno-prakticheskaya konferentsiya. M., 2014. S. 418-419.
5. Ekologiya primeneniya organicheskikh udobreniy / V.G. Sychev, O.A. Sokolov, A.A. Zavalin, I.Ya. Shmyreva / Federalnoe agentstvo nauchnykh organizatsiy, Rossiyskaya akademiya nauk, FGBNU Vserossiyskiy nauchno-issledovatelskiy institut agrokhimii imeni D.N. Pryanishnikova. M.: VNIIA, 2017. 336 s
6. Agrokhimiya pod redaktsiey B.A. Yagodina. M.: Kolos, 2002. 584 s.
7. Pendyurin Ye.A., Smolenskaya L.M., Svyatchenko A.V. Ispolzovanie zookomposta kultivirovaniya lichinok mukhi Chernaya lvinka (Hermetia illucens) pri vyrashchivanii ogurtsov // Vestnik agrarnoy nauki. 2021. № 1(88). S. 56-62.
8. Chernyshev V. B. Ekologiya nasekomykh. M.: Izd-vo MGU, 1996. S. 304.
9. 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.
10. Rearing methods for the black soldier fly (Diptera: Stratiomyidae) in a colony / D.C. Sheppard [et al.] // Journal of Medical Entomology. 2002. Vol. 39(4). P. 695-698.
11. Serebryanskiy D.N. Dostoinstva i problemy biznesa po razvedeniyu lichinok mukh Chernaya Lvinka (Hermetia illucens) // URL: http://www.nasadki.net/index/dostoinstva_i_problemy_biznesa_po_razvedeniju_lichinok_mukh_c hernaja_lvinka_hermetia_illucens/0-594 (data obrashcheniya: 29.02.22).
12. 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.
