CC BY
62
УДК: 631.452 631.8
ВЛИЯНИЕ ДЛИТЕЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВЕРМИКОМПОСТА
1 2 2 И.И. Мешков , к.с.-х.н., В.Е. Ториков , д.с.-х.н., А.В. Волков , к.с.-х.н.
1ООО «ССХП «Женьшень», e-mail: [email protected] 2Брянская ГСХА, e-mail: [email protected]
В результате исследований по длительному использованию биогумуса под женьшень лекарственный установлено улучшение агрохимических свойств почвы, рост содержания гумуса, обменных катионов, актуальной и обменной кислотности, снижение гидролитической кислотности и удельной активности радионуклидов. Из-за значительного содержания в биогумусе микроэлементов валовое и кислоторастворимое их количество возрастало, но подвижность большинства изученных тяжелых металлов снижалась.
Ключевые слова: дерново-слабоподзолистая супесчаная почва, биогумус (вермикомпост), женьшень лекарственный, плодородие, радионуклиды, тяжелые металлы.
RESULTS OF LONG-TERM APPLICATION OF VERMICOMPOST I.I. Meshkov, V.E. Torikov, A.V. Volkov
As a result of researches on long use of biohumus under a ginseng medicinal improvement of agrochemical properties is established: growth of the humus maintenance, exchange cations, actual and exchange acidity, decrease in hydrolytic acidity and specific activity of radionuclides. Because of the considerable contents gross and their acidsoluble quantity increased in a biohumus of microcells, but mobility of the majority of the studied heavy metals decreased.
Keywords: sod-light-podzolic sandy soil, biohumus (vermicompost), ginseng medicinal, fertility, radionuclides, heavy metals.
Одним из путей решения экологических проблем, возникающих в результате увеличения антропогенного воздействия может быть внедрение биологически обоснованных систем удобрения, которые не только позволят увеличить валовые сборы и улучшить качество продукции, но и поддержать и даже повысить плодородие почвы, а также исключить опасность загрязнения окружающей среды [1].
В странах ближнего и дальнего зарубежья, а также в России проблему биологической технологии сохранения и повышения плодородия почв решают с помощью гибрида красного калифорнийского червя, способного перерабатывать навоз всех видов животных, помет птиц, солому, осадки сточных вод, пищевые и промышленные отходы. Полученный продукт называется вермикомпост или биогумус [2, 3].
В обществе с ограниченной ответственностью, специализированном сельскохозяйственном предприятии (ООО «ССХП «Женьшень») Унечского района Брянской области с использованием биогумуса выращивают ра-диоиммунопротекторные растения (женьшень, лимонник китайский, элеутерококк, эхинацею и др.), а также разводят красных калифорнийских червей и получают биогумус. В настоящее время на плантации предприятия имеется около 2 млн. растений женьшеня различных возрастов. Это одна из самых больших плантаций женьшеня в России.
Цель исследований - экологическая оценка удобре-
ний, приготовленных на основе биологической трансформации органических субстратов на основные параметры плодородия дерново-слабоподзолистой супесчаной почвы при длительном их применении под женьшень.
Технология подготовки плантаций под женьшень предусматривает разовое внесение 200 т/га биогумуса, а затем - ежегодное 50 т/га. Характеристика применяемого биогумуса: влажность 30-50%, сухое органическое вещество 30-70%, рНкс1 6,5-7,2, содержание гуминовых кислот 6-18%, общего азота 1,2-2,0%, фосфора 1,3-2,1%, калия 0,8-1,6%, кальция 1,2-1,5%, магния 0,15-0,4%, железа 0,8-1,1%, натрия 0,08-0,14%, меди 3,5-5,1 мг/кг, марганца 60-80, цинка 28-35 мг/кг, бора 33-45 мг/кг.
В исследованиях изучали влияние 10 и 18-летнего возделывания женьшеня с использованием биогумуса на основные показатели плодородия почвы по сравнению с целиной. При этом суммарно биогумуса было внесено 700 и 1100 т/га соответственно. Образцы почвы были отобраны в августе 2011 г. с верхнего горизонта (0-25 см). Анализы по определению агрохимических свойств, содержания тяжелых металлов, удельной активности естественных радионуклидов, проведены согласно общепринятым методикам.
Исходная дерново-слабоподзолистая супесчаная почва характеризовалась низким уровнем плодородия. Содержание гумуса не превышало 0,9%, реакция среды была слабокислой, содержание обменных катионов -
1. Агрохимическая характеристика гумусового горизонта дерново-подзолистой супесчаной почвы, слой 0-25 см
Вариант рНи2о pHkci Содержание гумуса, % Нг, мг-экв/100 г Ca, мг-экв/100 г Mg, мг-экв/100 г
Целина 5,29 5,03 0,93 1,37 8,3 4,6
10 лет 6,32 6,07 1,35 0,42 9,4 7,3
18 лет 6,50 6,19 5,94 0,56 12,9 9,9
НСР05 0,32 0,35 0,52 0,22 0,9 0,8
2. Удельная активность естественных и искусственных радионуклидов в ^ слое 0-25 см, Бк/кг
Вариант 232та
Целина 9 500 7* 15,2
10 лет 3* 76 7* 10,4
18 лет 12,3 40* 7* 10,3
НСР05 Бф<Бо5 54 Бф<Б05 2,1
* В таблицах 2-4 величины со знаком * - ниже чувствительности метода определения.
низкое (табл. 1). 10-летнее выращивание женьшеня способствовало существенному улучшению плодородия почвы, что отразилось в росте содержания гумуса, обменных катионов, актуальной и обменной кислотности и снижении гидролитической кислотности. Последующее 8-летнее применение вермикомпоста на дерново-подзолистой почве способствовало дальнейшему улучшению физико-химических свойств и существенному -в 4,4 раза росту уровня гумусированности, что позволило по данному показателю (5,94%) довести ее практически до уровня среднегумусных черноземов.
Территория Брянской области подверглась значительному радиоактивному загрязнению в результате аварии на Чернобыльской АЭС. Одним из способов снижения плотности загрязнения является использование органических удобрений. Поэтому интересно было проследить, как длительное применение вермикомпоста отразилось на удельной активности радионуклидов. Результаты исследований показали, что удельная активность 137Сб в изучаемых вариантах не выходит за пределы среднестатистического содержания радионуклида в почвах, обусловленного глобальными выпадениями (табл. 2). Удельная активность естественных радионуклидов 40К, 232ТИ, 226Яа также ниже средних значений их содержания в почвах. Это свидетельствует о том, что территория ООО «ССХП «Женьшень» не подвергалась радиоактивному загрязнению. Вместе с тем, как 10-ти, так и 18-летнее возделывание женьшеня с использованием биогумуса способствовало существенному (в 6,612,5 раз) снижению удельной естественной активности радиоактивного калия.
Основными источниками антропогенного поступления тяжелых металлов (ТМ) на поверхность земли служат выбросы различных отраслей промышленности, в первую очередь, с использованием высокотемпературных технологий. В зоне действия таких территорий концентрация ТМ в агроценозах может быть на порядок выше по сравнению с незагрязненными районами (Цыганок, 2007). Наряду с влиянием традиционных источников загрязнения на качество почв вблизи крупных
населенных пунктов, в последние годы возросло негативное действие, вызванное поступлением огромного количества отходов жизнедеятельности. Их складируют на полигонах твердых бытовых отходов и они могут вызвать аэротехногенное загрязнение многими видами химических соединений, в том числе и ТМ (Помазкина, Котова, Лубнина и др., 2004).
Возможное негативное экологическое действие ТМ зависит, в первую очередь, не от валовых запасов, а от содержания их в подвижной форме. Нами установлено, что длительное внесение в дерново-слабоподзолистую супесчаную почву различных норм вермикомпоста оказывало определенное влияние на содержание подвижных форм ТМ. Как правило, в дерново-подзолистых почвах доля кислоторастворимых форм составляет 4060% от валовых запасов. При этом следует отметить, что содержание кислоторастворимых форм ТМ при 10-летнем возделывании женьшеня практически не изменялось, а содержание Со, С4 РЬ, И§ и Лб - имело тенденцию к снижению (табл. 3). В то же время более длительное внесение биогумуса вызывало рост содержания этой формы у всех изученных ТМ.
В зависимости от используемой вытяжки содержание ТМ существенно различалось. Применение ААБ с рН 4,8 позволяет выделить из почвы наиболее подвижную и доступную растениям форму ТМ. Как и в случае с ки-слоторастворимыми формами 10-летнее внесение биогумуса под женьшень не существенно влияло на изменение ТМ в дерново-слабоподзолистой супесчаной почве. По сравнению с целиной происходило достоверное снижение содержания Бе, N1, РЬ и V. При 18-летнем возделывании женьшеня отмечено достоверное повышение этой формы ТМ в пахотном слое почвы.
Подвижность ТМ в почве связана со многими факторами - содержанием гумуса, уровнем кислотности, гранулометрическим составом, окислительно-восстановительными условиями и т.п. В этой связи более важным показателем служит не просто общее содержание подвижных форм ТМ, а их доля от валовых или кисло-торастворимых форм. Расчетами установлено, что доля
3. Влияние длительного применения биогумуса на содержание кислоторастворимых
Вариант Al Fe Mn № ^ Zn
Целина 1800 1800 480 2,2 1,9 1,4 10,1
10 лет 1900 2000 520 3,2 2,0 1,3 14,1
18 лет 3100 3600 520 6,0 3,6 1,8 17,0
НСР05 162 215 54 0,3 0,2 0,1 1,8
Вариант Cd Pb ТС ^ V ^ (мкг/кг) As
Целина 0,09* 3,4 30 2,1 3,2 10 0,45*
10 лет 0,08* 2,8 35 2,6 3,6 9 0,40*
18 лет 0,11 5,9 46 3,8 5,9 23 0,80
НСР05 0,01 0,3 6 0,6 0,5 2 0,15
4. Влияние длительного применения биогумуса на содержание подвижных форм микроэлементов и тяжелых металлов в слое почвы, мг/кг
Вариант Al Fe Mn Cu Ni Zn
Целина 120 41 56 0,37* 0,30* 1,7*
10 лет 76 33 59 0,36* 0,26* 3,6*
18 лет 95 90 88 0,75 0,32* 3,5*
НСР05 18 6 9 0,08 0,03 0,2
Вариант Cd Pb Ti Cr V Co
Целина 0,035* 0,54 0,30* 0,06* 0,07* 0,07*
10 лет 0,046* 0,25* 0,17* 0,06* 0,11* 0,07*
18 лет 0,10 0,64 0,22* 0,13* 0,20* 0,22
НСР05 0,08 0,08 0,04 0,02 0,03 0,02
подвижных форм от кислоторастворимых при длительном использовании биогумуса у А1, Бе, Си, N1, Н^, N1 и Сг снижалась на 25-108%, а у Мп, Со, 2п, Cd и V - возрастала.
Таким образом, длительное использование верми-компоста при возделывании женьшеня оказывает положительное влияние на плодородие дерново-
подзолистой почвы. Это проявляется в улучшении агрохимических свойств, а также в снижении удельной активности естественных радионуклидов. Из-за значительного содержания в биогумусе микроэлементов валовое и кислоторастворимое их количество возрастает, но подвижность большинства изученных ТМ снижается.
Литература
1. Богословский В.Н., Левинский Б.В., Сычев В.Г. Агротехнологии будущего. Книга 1. Энергены. - М.: Изд-во РИФ «Антиква», 2004. - 164 с.
2. Городний Н.М., Сердюк А.Г., Быкин А.В. Технологические аспекты переработки свиного навоза в вермиком-пост // Химия в сельском хозяйстве, 1995, № 1. - С. 15-18.
3. Langlais Roger J., Shivas S.A.J. A method to convert tannery sludge into a soil extender // J. Amer. Leather Chem. Ass., 1989, 84, № 1. - С. 14-20.
4. Помазкина Л.В., Котова Л.Г., Лубнина Е.В., Зорина С.Ю., Лаврентьева А. С. Устойчивость агроэкосистем к загрязнению фторидами. - Иркутск: Изд-во ИГ СО РАН, 2004. - 253 с.
УДК 631.42;631.812
ЭКОЛОГО-ПРОДУКЦИОННАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НОВОЙ ЛИНИИ КОМПОСТНЫХ ЧЕРВЕЙ
В.Е. Мамеева, к.с.-х.н.
Брянская ГСХА, e-mail: [email protected]
В процессе работы подобраны родительские формы и проведены межпопуляционные скрещивания компостных червей. Получено 4 поколения гибридов компостных червей и дана их комплексная эколого-продукционная оценка.
Ключевые слова: компостные черви Eisenia foetida. Eisenia andrei, вермитехнология, эколого-продукционные показатели, межпопуляционные скрещивания, селекция, гибриды.
ECOLOGICAL-PRODUCTION CHARACTERISTIC OF NEW CROSS-LINE OF COMPOST EARTHWORMS
V.E. Mameeva
As a result of conducted experiments parents selection were selected and interpopulation crossing of compost earth worms were made. Hybrid progeny population of compost earthworms in the range of 4 were obtained and a complex ecological and productivity evaluation was given.
Keywords: compost earthworms Eisenia foetida, Eisenia andrei, vermitechnology, ecological and productivity characteristics, interpopulation crossing, breeding, hybrids.
Вследствие загрязнения природных сред, истощения почв и других ресурсов, во многих странах стали принимать практические меры к биоконверсии отходов и доводить до массового сознания актуальность концепции экоциклинга [1, 2]. Ее практическая реализация выразилась в новом направлении биотехнологии - верми-
технологии, которая заключается в промышленном разведении компостных червей и позволяет решить ряд актуальных экологических проблем: повысить плодородие почвы, безопасно утилизировать органические отходы, получить гумусовое удобрение (копролит или биогумус, вермикомпост), вырастить высококачественную
