CC BY
36
УДК 631.87
ХАРАКТЕРИСТИКА ВЕРМИКОМПОСТОВ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА АГРОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ СВЕТЛО-СЕРОЙ ЛЕСНОЙ ПОЧВЫ,
УРОЖАЙ И КАЧЕСТВО ПРОДУКЦИИ
И.Д. Короленко, к.с.-х.н., Л.Д. Варламова, д.с.-х.н. Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия, e-mail: [email protected]
Дана агрохимическая характеристика компостов и вермикомпостов. Установлено, что агрономическая ценность вермикомпоста определяется «питательностью» органического материала, который перерабатывают дождевые черви. Отмечено, что в вермикомпостах содержание азота и калия снижается, а концентрация фосфора остается на уровне исходного субстрата. Представлены результаты исследований эффективности вермикомпостов на столовой свекле Пабло F1 и томатах сорта Орлиное сердце, проведенных в полевых условиях и в защищенном грунте. Внесение вермикомпостов в условиях микрополевого опыта обеспечило снижение обменной и гидролитической кислотности, повышение суммы поглощенных оснований светло-серой лесной легкосуглинистой почвы. Достоверная прибавка (29,1%) корнеплодов столовой свеклы получена при внесении вермикомпоста на основе куриного помета, а наиболее качественной была продукция при использовании вермикомпоста на основе навоза КРС. Исследования, проведенные в условиях защищенного грунта, показали, что внесение вермикомпоста на основе подстилочного навоза КРС повысило урожайность томатов на 52,4-82,1% по сравнению с контрольным вариантом.
Ключевые слова: агрохимическая характеристика, компосты, вермикомпосты, почва, защищенный грунт, столовая свекла, томат, урожайность.
VERMICOMPOSTS CHARACTERISTICS AND ITS IMPACT ON AGROCHEMICAL INDICATORS OF LIGHT GRAY FOREST SOIL, YIELD AND PRODUCTION QUALITY
Ph. D. I.D. Korolenko, Dr. Sci. L.D. Varlamova
Nizhniy Novgorod State Agricultural Academy, e-mail: [email protected]
An agrochemical characteristics of composts and vermicomposts is given. It was found that the agronomical value of vermicompost is determined by the «nutritional value» of organic material, which is processed by earthworms. It is noted that the nitrogen and potassium contents in vermicompost is reduced, and the concentration of phosphorus remains at the original level of the substrate. The results of studies on the effectiveness of vermicom-posts are presented in the red beet Pablo F1 and Eagle heart tomatoes, conducted in the field and in the protected ground. Vermicomposts application under microfield experience provided a reduction of the exchangeable and hydrolytic acidity and increase of the total absorbed bases of the light gray forest loam soil. Significant growth (29.1%) of the red beet root crops has been reached by application of vermicompost based on chicken manure, and the most high-quality product has been obtained by using vermicompost based on cattle manure. Studies conducted in the conditions of the protected ground showed that the application of vermicompost based on litter cattle manure increased the yield of tomatoes by 52.4-82.1% compared to the control variant.
Keywords: agrochemical characteristics, composts, vermicomposts, soil, protected ground, red beet, tomato, yield.
Во всех странах мира ежегодно накапливаются миллионы тонн органических отходов птицефабрик и животноводческих комплексов. По своей природе они представляют угрозу для всех объектов окружающей среды, но при этом служат основным сырьем для производства высококачественных органических удобрений. В естественном состоянии большинство органосодержащих отходов животноводческих комплексов не отвечает агротехниче-
ским и экологическим требованиям вследствие наличия в них патогенов, жизнеспособных семян сорняков, остаточных количеств пестицидов и антибиотиков, что не исключает вероятность загрязнения окружающей среды [1-3]. Известно много способов переработки органических отходов, большинство из которых сами не являются безотходными. В начале 90-х годов ХХ в. в нашей стране начала развиваться малоотходная техноло-
гия переработки органических отходов разного происхождения методом вермикультивирования, позволяющая получать новое экологически чистое высокоэффективного органическое удобрение -вермикомпост (биогумус). В настоящее время вопросами использования вермикультуры для переработки различных органических отходов занимаются многие исследователи [4-8]. Учитывая, что состав вермикомпоста и его способность влиять на показатели плодородия почвы, урожайность и качество сельскохозяйственных культур, зависит от состава исходных компонентов, возникает потребность в проведении дополнительных исследований применительно к новому составу удобрения и к конкретным условиям хозяйствования.
Цель исследований - изучение изменения свойств субстратов при вермикомпостировании и оценка их влияния на агрохимические показатели светло-серой лесной почвы, урожайность и качество столовой свеклы Пабло F1 в вегетационно-полевом опыте и томатов сорта Орлиное сердце в защищенном грунте.
Методы исследований. Вермипереработку проводили на основе двух субстратов: навоз КРС на соломенной подстилке и куриный помет с опилками в соотношении 1:1. Учитывая, что для червей субстрат одновременно служит питательной средой и средой обитания, технология вермикомпостиро-вания отходов предусматривала предварительную ферментацию: для субстрата на основе КРС - три месяца, на основе куриного помета - шесть месяцев. Для активного протекания биотермических процессов в субстратах поддерживали влажность на уровне 70-80% и температуру от 19 до 23°С. В готовые компосты заселяли компостных червей отечественного гибрида Старатель из расчета численности 30 тыс. особей на 1 м3 при средней массе одной особи 0,16 г. Переработка компостов в вер-микомпосты осуществлялась в течение четырех месяцев, после чего был проведен агрохимический анализ полученных вермикомпостов для сравнения с характеристикой исходных субстратов.
Эффективность полученных вермикомпостов изучали на столовой свекле сорта Пабло F в условиях вегетационно-полевого опыта (опыт 1) на вегетационной площадке кафедры агрохимии и агроэкологии Нижегородской ГСХА. Опыт заложен в четырехкратной повторности, в один ряд с систематическим расположением делянок по схеме: 1. Без удобрений (контроль); 2. Минеральные удобрения (NPK); 3. Вермикомпост на основе навоза 0,8 кг/м2 (вермикомпост 1); 4. Вермикомпост на основе помета 0,8 кг/м2 (вермикомпост 2). Учетная площадь делянки составляла 0,25 м2.
В качестве минерального удобрения была внесена азофоска (16:16:16), дозу которой выравнивали по азоту с вермикомпостом на основе навоза.
Удобрения были внесены под основную обработку почвы весной. Почва светло-серая лесная легкосуглинистая: pHKCl 5,8; содержание гумуса 1,7%; гидролитическая кислотность 1,75 ммоль/100 г почвы; сумма поглощенных оснований 15,1 ммоль/100 г почвы; содержание подвижных соединений фосфора и калия соответственно 180 и 136 мг/кг. Уход за опытом предусматривал прореживание после образования двух-трех листьев, прополку, при необходимости полив.
Исследования по определению оптимальной дозы вермикомпоста на основе навоза КРС под томаты сорта Орлиное сердце выполняли в условиях защищенного грунта в теплице (опыт 2). Опыт заложен в четырехкратной повторности в два яруса, со смещением на две делянки по схеме: 1. Фон -N30P30K30; 2. Фон + Вермикомпост, 150 г/раст.; 3. Фон + Вермикомпост, 300 г/раст.; 4. Фон + Верми-компост, 450 г/раст. Площадь делянки составляла 1 м2. Учитывая рекомендации [8], при посадке томатов на одной делянке высаживали два растения. В качестве фона использовали нитрофоску (16:16:16). Исследования проводили на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве, которая характеризовалась следующими агрохимическими показателями: pHKCl 4,8; содержание гумуса 1,35%; гидролитическая кислотность 2,1 ммоль/100 г почвы; сумма поглощенных оснований 10,1 ммоль/100 г почвы; содержание подвижных соединений фосфора и калия соответственно 192 и 94 мг/кг. Вермикомпост с естественной влажностью вносили в лунку при посадке рассады томатов согласно схеме опыта. Рассада при высадке отвечала требованиям по всем биометрическим показателям качества (высота 3540 см, 8-9 листьев на одном растении). Уход за опытом предусматривал: для вертикальной ориентации растения томата закручивали по шнуру, который прикрепляли к несущей проволоке; еженедельное удаление образующихся пазушных побегов и старых пожелтевших листьев; для улучшения опыления проводили легкое встряхивание. Растения томатов формировали в два стебля, боковые побеги выламывали. За период вегетации томата было проведено десять обильных поливов. Общий урожай слагался из еженедельного сбора плодов томата.
Анализ почвы проводили в соответствии с принятыми в агрохимической практике методами. В растениях определяли: содержание нитратов с помощью ионселективного электрода по методу ЦИ-НАО на рН-METR Тур № 517; витамин С - по Плешкову; сахар - рефрактометрически на УРЛ. Математическая обработка результатов исследований проведена дисперсионным анализом с использованием программного обеспечения Microsoft Office Excel 2007.
Результаты исследований. Качество вермикомпоста определяется составом субстрата, в котором живут черви. В условиях нашего эксперимента компост на основе помета и опилок (компост 2) характеризовался более высокой концентрацией питательных элементов и органического углерода по сравнению с субстратом на основе навоза КРС и отличался слабощелочной реакцией (табл. 1).
Характеристика полученных вермикомпостов подтверждает зависимость их агрохимических показателей от состава субстрата. Так, содержание общего азота в вермикомпосте на основе помета и опилок выше, чем в продукте переработки навоза КРС в 2,2 раза, фосфора - в 2,5 раза, а калия - в 1,5 раза, органического углерода - в 1,2 раза.
В процессе вермипереработки содержание азота и калия в полученных образцах вермикомпоста снижалось. Снижение концентрации азота было практически на одном уровне (в 1,3 раза), а уменьшение калия было более значимым при переработке навоза КРС. Изменения концентрации фосфора и органического вещества в полученных верми-удобрениях были несущественны. Изменение (достоверное снижение) показателя pHkci отмечено лишь при переработке компоста 2 (помет с опилками).
Внесение полученных удобрений под столовую свеклу в вегетационно-полевом опыте обеспечило снижение обменной (на 0,25 ед. рН) и гидролитической (на 0,03-0,05 ммоль/100 г) кислотности, причем действие изучаемых вермикомпостов было равноценным (табл. 2). Сумма поглощенных оснований изменилась несущественно, хотя прослеживается четкая тенденция к повышению данного показателя на фоне органических удобрений. Наблюдаемые изменения обусловлены вхождением в состав вермикомпостов копролитов биогенного кальцита.
При внесении вермикомпостов отмечено повышение содержания в почве подвижных соединений фосфора (на 9-16% к контролю), но снижению подвижных соединений калия (на 8-17%), причем наиболее значимые изменения наблюдали при внесении вермикомпоста на основе помета и опилок. По влиянию на данные показатели минеральные
удобрения и компост на основе навоза КРС были равноценны.
Вермикомпосты способствовали повышению урожайности в обоих опытах (табл. 3). Максимальная урожайность, достоверно превышающая как уровень контроля (на 29%), так и действие других изучаемых удобрений, получена при внесении вермикомпоста на основе помета и опилок (вермикомпост 2). Вермикомпост 1 на основе навоза КРС и минеральные удобрения действовали на одном уровне.
По содержанию нитратов свекла соответствовала установленному нормативу (ПДУ 1400 мг/кг). При этом минеральные удобрения привели к повышению концентрации нитратного азота в корнеплодах, вермикомпост 1 (на основе навоза КРС) снизил их, а применение продукта переработки помета с опилками не оказало влияния на данный показатель. Вермикомпост 1 имел также преимущество по влиянию на содержание сухого вещества и сахаров в выращенной продукции. Концентрация аскорбиновой кислоты в свекле обоих вариантов с вермиудобрениями была почти на 9% выше, чем в контроле и при использовании минеральных удобрений.
Внесение вермикомпоста на основе навоза КРС в лунки при высадке рассады томатов обеспечило повышение выхода продукции на 52-82%, планомерно увеличиваясь по мере роста дозы удобрения. При этом применение вермикомпоста в дозах 300 и 450 г/раст. под томаты в условиях защищенного грунта способствовало началу более раннего периода плодоношения (в среднем на 2 недели). Содержание нитратов в полученной продукции было незначительным - 15-50 мг/кг (ПДУ 300 мг/кг), а применение вермикомпоста во всех дозах привело к дальнейшему снижению их концентрации. Положительные изменения при внесении вермиудобре-ния отмечены и в отношении содержания сухого вещества: в томатах оно возросло на 0,2-0,6%; сахаров - на 0,3-0,6%; витамина С - на 1,0-2,4 мг/%. По комплексу показателей наиболее качественная продукция получена при средней дозе удобрения -300 г на 1 растение.
1. Агрохимическая характе
шстика исходных компостов и вермикомпостов
Вариант Сорг., % phkci Влажность, % Содержание, %
NH4+ N Р2О5 К2О
на а.с. в-во
Компост 1 20,8 6,6 70,3 0,09 2,00 0,78 2,33
Вермикомпост 1 19,8 6,6 55,5 0,05 1,45 0,80 1,78
Компост 2 23,4 7,5 75,4 0,15 4,02 2,16 3,20
Вермикомпост 2 24,7 6,7 59,0 0,01 3,20 2,02 2,80
НСР05 2,1 0,5 8,2 0,02 0,41 0,24 0,34
2. Влияние удобрений на агрохимические свойства почвы
Вариант рНКС1 Нг 8 Т V, % Р205 К2О
ммоль/100 г мг/кг
Контроль 5,80 1,75 14,8 16,55 89 183 140
NPK 5,60 1,90 14,0 15,90 88 200 130
Вермикомпост 1 6,05 1,70 15,5 17,20 90 200 128
Вермикомпост 2 6,05 1,72 15,2 16,92 90 212 116
НСР05 0,04 0,03 0,90 12 10
3. Влияние удобрений на урожайность и качество овощных культур
Вариант Урожайность, кг/м2 Содержание
нитраты, мг/кг сухое вещество, % сахар,% витамин С, мг/%
Опыт № 1 (столовая свекла Пабло Е1)
Контроль 3,44 1010 10,0 3,8 10,1
NPK 3,56 1340 10,1 3,9 10,2
Вермикомпост 1 3,60 620 11,2 5,6 11,0
Вермикомпост 2 4,44 1100 10,1 5,3 11,0
НСР05 0,17 98,0 0,09 0,32 0,12
Опыт № 2 (томат сорта Орлиное сердце)
N3(^30^0 - фон 16,8 50 3,6 3,0 12,3
Фон + В 1, 150 г/раст. 25,6 18 3,8 3,3 14,4
Фон + В 1, 300 г/раст. 26,6 15 4,2 3,6 14,7
Фон + В 1, 450 г/раст. 30,6 20 4,1 3,4 13,3
НСР05 0,91 5 0,09 0,32 0,12
Таким образом, агрохимическая характеристика вермикомпоста определяется качеством исходного субстрата. При этом в результате переработки субстрата червями в вермикомпо-сте происходит снижение содержания азота в среднем в 1,3 раза и калия в 1,4 раза при незначительном изменении концентрации фосфора. Разовое внесение вермикомпостов в дозе 0,8 кг/м2 обеспечило снижение кислотности светло-серой лесной почвы и увеличило содержание в ней подвижного фосфора. При сравнении эффективности вермикомпостов установлено преимуще-
ство удобрения на основе помета по влиянию на урожайность столовой свеклы (прибавка составила 1,00 кг/м2 против 0,16 кг/м2). Вермикомпост на основе навоза КРС обеспечил получение наиболее качественной продукции, снизив содержание нитратов в 1,8 раза. Применение вер-микомпоста на основе навоза КРС в условиях защищенного грунта достоверно увеличивало урожайность томата, ускоряя при этом начало плодоношения. Наиболее качественная продукция получена при внесении удобрения в расчете 300 г на 1 растение.
Литература
1. Титов И.Н. Дождевые черви. - М.: ООО «МФК Точка опоры», 2012. - 272 с.
2. Максимова С.Л., Босак В.Н. Вермикомпостирование и вермикультивирование: состояние, проблемы и перспективы // Белорусское сельское хозяйство, 2007, № 9. - С. 65-66.
3. Короленко И.Д., Варламова Л.Д., Гейгер Е.Ю. Влияние субстрата на интенсивность развития навозных червей и качество вермикомпостов / Экологические проблемы и технологии использования органических удобрений на основе отходов промышленного животноводства: Всероссийской науч.-практ. конф. ФГБНОУ ВНИИОУ. - Владимир, 2015. - С. 147-153.
4. Мельник И.А. Вермикомпостирование: история, достижения, мифы, перспектива / Вермикомпостирование и вермикультивирование как основа экологического земледелия в XXI веке: достижения, проблемы, перспективы: сборник научных трудов. - Минск, 2013. - С. 25-35.
5. Просянников Е.В., Купцова Н.Ю., Трувеллер К.А. Эколого-продукционная разнокачественность вермиком-постных червей по отношению к разным субстратам // Агрохимический вестник, 2007, № 1. - С. 21-23.
6. Бирюкова О.М. Влияние вермикомпоста на продуктивность культур звена севооборота на дерново-подзолистой супесчаной почве / Вермикомпостирование и вермикультивирование как основа экологического земледелия в XXI веке: достижения, проблемы, перспективы: сборник научных трудов. - Минск, 2013. - С. 148-153.
7. Бусоргин В.Г., Варламова Л.Д. Овощи с твоего огорода: научно популярное издание / Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия. - Н. Новгород, 2013. - 88 с.
8. Петрунина В.А., Прохоров И.С. Переработка органических отходов с использованием дождевых червей / Вермикомпостирование и вермикультивирование как основа экологического земледелия в XXI веке: достижения, проблемы, перспективы: сборник научных трудов. - Минск, 2013. - С. 60-63.
