Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Влияние вермигумусовых соединений на свойства агроценоза

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Влияние вермигумусовых соединений на свойства агроценоза"

На правах рукописи

Лазуткина Елена Владимировна

ВЛИЯНИЕ ВЕРМИГУМУСОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ НА СВОЙСТВА АГРОЦЕНОЗА

Специальность 03.00.16 - экология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва 2009

003468195

Работа выполнена в ГНУ Всероссийский научно-исследовательский, конструкторский и проектно-технологический институт органических удобрений и торфа Россельхозакадемии

Научный руководитель:

член-корреспондент Россельхозакадемии, доктор сельскохозяйственных наук Еськов Анатолий Иванович

Научный консультант:

доктор химических наук, профессор Калабин Геннадий Александрович

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор Черных Наталья Анатольевна

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Якименко Ольга Сергеевна

Ведущая организация: Российский государственный аграрный университет - Московская сельскохозяйственная академия им. К-А.Тимирязева (РГАУ -МСХА им. К.А.Тимирязева)

Защита диссертации состоится "_/£___" 2009 г. в на заседании

диссертационного совета Д212.203.17 при Российском университете дружбы народов по адресу: 115093, г. Москва, Подольское шоссе, 8/5, экологический факультет, ауд.ЗОЗ.

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке РУДН по адресу: 117198,г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, д.6; с авторефератом - на сайте УНИ РУДН: http: //www.rad.pfu.edu.ru

Автореферат разослан " fi " 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.203.17 доктор биологических наук, профессор

В.И.Черпышов

Общая характеристика работы

Аюуалышсть темы. В настоящее время значительно возрастает актуальность исследований по поиску и научному обоснованию приемов повышения урожайности сельскохозяйственных культур. В условиях резкого снижения объёмов применения минеральных удобрений одним из направлений исследований становится разработка и внедрение биоорганических препаратов, способных в малых дозах стимулировать рост и развитие растений, а также повышать эколого-экономическую эффективность общепринятых технологических приёмов. Одним из путей снижения затрат на получение качественной сельскохозяйственной продукции и повышение валовых показателей является использование препаратов, имеющих в своем составе гумусовые вещества (ГВ).

Гумусовые вещества в малых дозах оказывают прямое и косвенное влияние на рост и развитие растений. Прямое действие заключается в регуляции ростовых процессов. Под влиянием гумусовых веществ изменяется проницаемость клеточных мембран, повышается активность миогих ферментов, интенсивность дыхания, синтез белков и углеводов. Выявлено также их положительное влияние на минеральное питание растений, содержание в них хлорофилла, продуктивность фотосинтеза, прорастание семян, устойчивость к болезням (Христева Л.А., Вахмистров Д.Б., и др., 1989). Косвенный эффект связан с улучшением водно-физических свойств почвы, активизацией ее микрофлоры, влиянием на миграцию макро- и микроэлементов, повышением эффективности минеральных удобрений, связыванием токсических веществ (пестицидов, тяжёлых металлов и др.).

В качестве исходного сырья для получения ГВ используются торф, бурый уголь, органогенные отходы, а также различные виды вермикомпостов. Известно, что прошедшие в процессе производства интенсивную ферментацию вермикомпосты содержат значительное количество биологически активных веществ, которые ускоряют прорастание семян, улучшают приживаемость рассады, положительно влияют на ее рост и развитие, повышают устойчивость растений к болезням, способствуют получению ранней продукции высокого качества (Безуглова О.С.; 2002). ГВ, выделенные из вермикомпостов, содержат в своем составе все основные элементы питания растений (азот, фосфор, калий) в подвижной форме, а также физиологически активные вещества (гуминовые кислоты, фудьвокислоты, витамины, ауксины и др.) и могут применяться как ростовые вещества, являющиеся средством повышения продуктивности растений.

Цель и задачи исследований. Цель исследований состояла в изучении влияния ГВ, экстрагируемых из вермикомпостов на основе навоза крупного рогатого скота и осадков городских сточных вод (ОСВ) на процессы, протекающие в агроэкосистсмах с различной

степенью загрязнения тяжелыми металлами. В связи с этим в задачи наших исследований входило:

- определение степени влияния гумусовых соединений, экстрагируемых из разных видов вермикомпостов, на урожай сельскохозяйственных культур;

- комплексная оценка махроэлементного состава растительной продукции;

- проведение оценки последействия осадков сточных вод и мелиорантов, действия вермигумусовых соединений (ВГС) на агрохимические и агрофизические свойства дерново-подзолистой супесчаной почвы и определение валового содержания и концентрации в ней подвижных форм тяжелых металлов;

- исследование влияния обработки семян и растений ВГС на содержание тяжелых металлов в культурах агроценоза;

- определение оптимальной дозы ВГС, способов обработки растений для разработки технологий возделывания сельскохозяйственных культур;

- изучение фрагментов структурной организации ВГС методами ЯМР, атомно-силовой и зондовой электронной микроскопии.

Научная новизна исследований. Научной новизной работы является выявление экологических и физико-химических факторов влияния на агроценоз ВГС различной концентрации, на основе вермикомпостов навоза КРС и ОСВ. При этом предлагается рассмотреть вопрос об их влиянии на качество продукции, полученной в агроценозах с разной степенью загрязненности почв, миграцию тяжелых металлов в системе ОСВ-почва-растение. Сделана попытка объяснения проявленных положительных свойств ВГС особенностями фрагментов их структурной организации.

Практическая значимость. Полученные данные могут быть использованы при разработке технологий возделывапия сельскохозяйственных культур в условиях экологического напряжения. Установленные закономерности позволяют на научной основе обосновать возможность предотвращения загрязнения растительности тяжелыми металлами и получение экологически безопасной продукции.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на научных конференциях: Научно-практические конференции Московской сельскохозяйственной академии им. К.А.Тимирязева (Москва, 2003-2005гг); Всероссийская научно-практическая конференция «Биотехнология на службе сельского хозяйства» (Рязань,2003, 2004гг), Международная научно-практическая конференция «Агроэкологические функции органического вещества почв и использование органических удобрений и биоресурсов в ландшафтном земледелии» (Владимир, 2004г.); Молодежный форум «Агробиотехнологии и экологическое земледелие» (Владимир, 2005г); 39 Международная научная конференция

докторантов, аспирантов и соискателей ученых степеней доктора и кандидата наук «Агроэкологическая эффективность применения средств химизации в современных технологиях возделывания сельскохозяйственных культур» (Москва, 2005г.); 40 Международная научная конференция докторантов, аспирантов и соискателей ученых степеней доктора и кандидата наук «Агрохимические приемы повышения плодородия почв и продуктивности сельскохозяйственных культур в адаптивно-ландшафтных системах земледелия» (Москва, 2006 г.); Международная научно-практическая конференция «Агроэкологические проблемы использования органических удобрений на основе отходов промышленного животноводства» (Владимир, 2006г). По материалам диссертации опубликовано в соавторстве 13 работ.

Объем и структура диссертации. Диссертация содержит введение, 6 глав, выводы, предложения производству, список литературы , 12 приложений. Изложена на 173 страницах, иллюстрирована 22 таблицами и 20 рисунками.

Содержание работы

Работа содержит б глав: первая - литературный обзор, рассматривающий агроэкологические свойства удобрений гумусовой природы, методическую главу, последующие четыре - результаты и их обсуждение. Ниже дано краткое представление глав 2-6.

1. Условия и методика проведения исследований

Полевые исследования проводили в 2003-2006 гг. в стационарных опытах Всероссийского научно-исследовательского, конструкторского и проекгно-технологического института органических удобрений и торфа (Владимирская область, Судогодский р-н, п. Вяткино). Рельеф участка выровненный. Почва опытных участков дерново-подзолистая супесчаная, подстилаемая суглинистой мореной, с содержанием гумуса 1,5%, реакцией среды рН=4,8; суммой поглощенных оснований 5,72 мг-экв./100 г почвы и содержанием подвижных форм фосфора и калия 9,58 и 5,23 мг/100 г почвы, соответственно. Мелкоделяночные опыты заложены по общепринятой методике (Доспехов, 1985)

Для выполнения поставленных задач нами были заложены серии опытов (мелкоделяночные, площадь делянки Зм2, повторность 5-ти кратная).

1. Влияние ВГС на качественные показатели урожая ячменя (2003-2004гг.)

Испытуемая культура- ячмень, сорт Зазерский. Использовали гумусовые соединения вермикомпостов на основе навоза КРС (ВГН) и осадка городских сточных вод (ВГосв), которые извлекали из вермикомпостов 0,1н NaOH. В полученных экстрактах устанавливали

содержание гуминовых кислот и готовили растворы заданной концентрации (МО*3 %) и (5-Ю"'' %). Растворами обрабатывали семена ячменя перед посевом (10 мл/кг) и проводили внекорневую обработку (опрыскивание) вегетирующих растений в фазу кущения (0,1 л на 1 м2). Опыт заложен по схеме: 1.Контроль; 2.ВГН (5-10"4%), обработка семян; З.ВГосв (5-1 О*4 %), обработка семян; 4. ВГН (5-Ю"4 %), обработка семян + обработка растений; 5.ВГосВ (5-Ю"4 %), обработка семян + обработка растений; 6. Вермикомпост (10 т/га); 7,ВГН (МО 3 %), обработка семян; 8.ВГ0св (МО 3 %), обработка семян.

2. Влияние ВГС на качество урожая овса (2004 - 2005 гг.). Мелкоделяночный опыт. Испытуемая культура- овес, сорт Анастасия. Проводили обработку семян и растений ВГС (методика аналогична опыту 1). Опыт заложен по схеме: 1.Контроль; 2.ВГН (5-Ю"4 %), обработка семян; З.ВГосв (б-Ю4 %), обработка семян; 4. ВГН ^•Ю"* %), обработка семян + обработка растений; 5.ВГОсв(5-10^%), обработка семян +обработка растений; б.Вермикомпост (10 т/га); 7.ВГН (МО 3 %), обработка семян; 8.ВГосв (1-Ю'3 %), обработка семян.

3. Влияние мелиорантов и обработки семян ВГС на содержание тяжелых металлов в почве и растениях.

В 2002 г. был внесен ОСВ в дозе 100 т/га в расчете на 50% влажность. После озимой пшеницы вносили мелиоранты и выращивали ячмень. В 2005 г. произведен посев овса (сорт Анастасия). Изучалось последействие внесения в почву ОСВ и мелиорантов. Мелкоделяночный опыт с расщеплением делянок: на одной части произвели посев обычных семян, на второй - обработанных ВГН(М03 %). Мелкоделяночный опыт заложен по схеме: 1. Контроль, 2.Фон - ОСВ 100 т/га; 3. Фон + цеолит (15 т/га); 4. Фон + цеолит (30 т/га); 5. Фон + глина + доломитовая мука (5 т/га); 6. Фон + глина (200 т/га); 7. Фон + вермикомпост (14 т/га); 8. Фон + доломитовая мука (5т/га).

4. Влияние ВГС на миграцию макро- и микроэлементов в системе: удобрение -почва - растение, по последействию осадка сточных вод.

В качестве опытной культуры использовалась редька масличная. При проведении опыта проводилось расщепление делянок, на одной половине вносили ВГС в дозе эквивалентной по углероду гуминовых кислот 1 От/га вермикомпоста на основе навоза КРС (ВГ» , на другой- 20 т/га (ВГ2). Опыт заложен по схеме: 1. Контроль; 2. ОСВ 75 т/га + ВГ; 3. ОСВ 150 т/га + ВГ; 4. ОСВ 300 т/га + ВГ; 5. ОСВ 600 т/га + ВГ.

5. Влияние ВГС на миграцию макро- и микроэлементов в системе: удобрение -почва - растение по последействию ОСВ и действию доломитовой муки. В качестве опытной культуры использовалась горчица белая. Опыт закладывался в сосудах без дна. ВГн вносился в дозе эквивалентной по содержанию гуминовых кислот 5 т/га

вермикомпоста (ВП) и 10 т/га вермикомпоста на основе навоза КРС (ВГ2). Повторность 3-х кратная. Экстрагирование гумусовых соединений проводили из вермикомпостов на основе навоза КРС (ВКн) и ОСВ (ВКосв). ВКн содержит 24,8 % органического углерода, 298,2 мг/100г нитратного азота, 909 мг/100г доступного фосфора. ВКосв содержит 21,1 % органического углерода, 810 мг/100г нитратного азота, 1401 мг/100г доступного фосфора. Характеристики ВГС представлена в таблице 1. Схема опыта: 1. Контроль (без ВГ); 2.0СВ 300 т/га + доломитовая мука 3 т/га + ВГ1; 3. ОСВ 1200 т/га + доломитовая мука 3 т/га + ВГ1, 4. ОСВ 300 т/га + доломитовая мука 6 т/га + ВП; 5. ОСВ 1200 т/га + доломитовая мука 6 т/га + ВГ\; 6. ОСВ 300 т/га + доломитовая мука 3 т/га + ВГ2; 7. ОСВ 1200 т/га + доломитовая мука 3 т/га + ВГ2; 8. ОСВ 300 т/га + доломитовая мука 6 т/га + ВГ2; 9. ОСВ 1200 т/га + доломитовая мука б т/га + ВГ2

Таблица 1

Агрохимическая характеристика вермигумусовых соединений

Вермигумусовые соединения Влажность, % рн ГК (по углероду), мг/л Содержание общее, %.

N Р:05 К20

ВГ„ 99,6 7,0 73,4 1,02 1,50 2,15

ВГосв 99,5 7,0 72,4 1,38 1,70 1,67

Полевые опыты проводили в соответствии с общепринятыми методиками. Образцы почвы отбирали перед закладкой опыта и в конце вегетационного периода после уборки урожая. В почвенных образцах определяли: рН„,л - по методике ЦИНАО, Нг - по методу Каппена в модификации ЦИНАО, сумму поглощенных оснований - по Каппену-Гильюэвицу, органический углерод - по Тюрину в модификации ЦИНАО, содержание общего азота по методу Къельдаля, фосфора - по методу Дениже, калия - на пламенном фотометре. Содержание обменно-поглощенных форм тяжелых металлов (ГМ) в образцах почвы определяли в вытяжке 1М ацетатно-аммонийного буфера (рН 4,8) с окончанием на атомно-абсорбционном спектрофотометре. Доступный растениям фосфор в вытяжке Кирсанова (0,2М НС1) - колориметрически - по Дениже, калий в этой же вытяжке - методом пламенной фотометрии. Содержание ТМ в растениях определяли после мокрого озоления в смеси концентрированной НЫ03 и 25% Н202, с окончанием на агомно-абсорбционном спектрофотометре. Содержание основных питательных элементов в растительных образцах проводился после мокрого озоления по К. Гинзбург: азот по методу Къельдаля, фосфор - по методу Дениже, калий - на пламенном фотометре.

Оцепку изменения экологических показателей агроэкосистемы проводили с

помощью биогеохимической индикации загрязнения почв ТМ. Показатель уровня загрязненности почвы и растений конкретным элементом рассчитывали по величине коэффициента концентрации К*: Кс -С,: Ск,,

где Са - концентрация элементов в варианте опыта, С* - концентрация элемента в контроле;

Общий эффект воздейстия на агроэкосистему суммарного загрязнения оценивали по

показателю (2С):

при К*>1,0: гс = ^Кс-(п-1),

/-1

Статистическую обработку данных опыта проводили методом дисперсионного анализа (Доспехов, 1973), на ПЭВМ с использованием пакетов прикладных программ для статистической обработки.

2. Результаты исследований Влияние вермигумусовых соединений па агробиологические свойства почвы

Действие ВГС на растения обусловлено, их прямым и косвенным влиянием. Важным является и то, что при этом ограничивается вертикальная миграция и загрязнение грунтовых вод не только ТМ, радионуклидами и пестицидами, но и N-N03, N-N02, С1 -.

Все полученные результаты доказывают положительное влияния ВГС на почву агроценоза. При обработке семян зерновых культур перед посевом эффект выражен слабее, чем при непосредственном внесением в почву. Даже замачивание семян перед посевом способствует созданию условий для наилучшего развития их корневой системы, и более полного усвоения растениями питательных веществ; хотя почва на всех вариантах кроме контроля характеризуется более благоприятными для роста растений показателями обменной кислотности. Возрастает сумма поглощенных оснований, наблюдается более высокое содержание питательных элементов (содержание фосфора возросло на 27-41 %, а калия - па 13-23 %), т.е. ВГС способствуют более полному переходу питательных веществ в усвояемые для растений формы. В результате сочетания обработки семян и растений в фазу колошения выявлено более интенсивное снижение обменной кислотности на фоне роста суммы поглощенных оснований, сравнимое с действием вермикомпоста в дозе 10 т/га. Аналогичная закономерность проявляется также при увеличении концентрации ВГС. Достоверных различий в косвенном влиянии ВГосв и ВГн на агрохимические показатели рассматриваемой почвенной разности не выявлено. Выявленные зависимости сохраняются и при обработке семян и растений овса в 2005г в звене севооборота ячмень-овес. В вариантах с обработкой семян ВГС и внесением вермикомпоста обменная кислотность снижается в сравнении с контролем. Близкая зависимость получена по влиянию ВГС на сумму поглощенных оснований, величина которой максимальна в вариантах с сочетанием обработки ВГС семян и растений. Содержание РгО] под,, и К20 об„. в почве с культурой овса в условиях косвенпого влияния вермигуматов возрастает соответственно на 31-56 % и 2,2 -13%, т.е. влияние ВГС на фосфорно-калийный режим почвы, сравнимо с действием исходного вермикомпоста. Это обусловлена активизацией действия корневой системы растений под действием. Выявленное косвенное влияние ВГосв и ВГн на агрохимические

показатели почвы по данным микробиологических исследований не связано с активизацией деятельности потаенных микроорганизмов. Только в варианте с внесением в почву вермикомпоста за счет действия его органического вещества выявлена активизация микробиологических процессов.

Поскольку действие ВГС на агрохимические и микробиологические процессы почвы изучалось нами в агроценозах с повышенным содержанием в почве ТМ внесение в нее по последействию ОСВ различных доз ВГн, эквивалентных по углероду гуминовых кислот 10 и 20 т/га вермикомпоста заметно улучшило ее агробиологические свойства, оказало влияние на кислотно-основные свойства, в первую очередь - на величину обменной кислотности. Ее уровень снижался пропорционально дозе ВГС на 0,1-0,3 ед. рН. В связи с высоким исходным фоновым содержанием Р2О5 на вариантах с последействием ОСВ рост содержания в пахотном слое почвы подвижных форм фосфора при внесении максимальной дозы ВГС эквивалентной 20 т/га вермикомпоста составил 6-13 %. Близкая зависимость получена и по динамике содержания КгО^.. В условиях повторного прямого внесения доз ВГн, эквивалентных по углероду гуминовых кислот 10 и 20 т/га вермикомпоста, возрастает их положительное влияние на динамику содержания в пахотном слое почвы суммы поглощенных оснований и подвижного фосфора. На рис. 1-4

э

мг-экв/ 100 г

I фон I фон + ВГ1 I фэн-ШГ2

РА мг/100г

■ фон

■ фэН-НЗГ1 ¡4 фон4ВГ2

Рис.1

Рис.2

2,5 2

Ргуму 15

1

0,5

са

%

I . 1 й

п 1

II11 1

«III

1 2 3 4 5 вариант

1фн I фзн+ВП

Рис. 3

Рис.4

показано влияние последействия ОСВ, действия извести и ВГС (эквивалентных по углероду гуминовых кислот 5 и 10 т/га вермикомпоста) на агрохимические свойства дерново-подзолистой супесчаной почвы (1- контроль; 2-ОСВ ЗООт/га+известь 3 т/га; 3- ОСВ 1200т/га+известь 3 т/га; 4- ОСВ ЗООт/га+известь 6 т/га; 5- ОСВ 1200т/га+известь 6 т/га). Очевидно положительное влияние ВГС на сумму поглощенных катионов, фосфорно-калийный режим почвы и содержание гумуса. Эффективность их действия на фосфорный режим пахотного слоя почвы зависит от исходной концентрации в ней подвижного фосфора. Внесение в почву ВГС оказало существенное влияние на состояние микробного сообщества. Увеличение их дозы в 2 раза заметно активировало деятельность основных видов почвенных микроорганизмов.

Влияние вермигумусовых соединений на урожай зерновых культур Действие ВГС вермикомпостов на биометрические показатели ячменя отмечено уже на ранних стадиях его развития. При обработке семян ячменя ВГС и внесением вермикомпоста в почву биометрические показатели роста и развития культуры существенно выше, чем на контроле.

На величину урожайности ячменя (2003 г.) рассматриваемые виды ВГС и их дозы повлияли в разной степени. Более эффективным оказалось действие ВГС в концентрации (МО-3 %) и вермикомпоста в дозе 10 т/га. Так, в первый год исследований, при благоприятных климатических условиях вегетационного периода, максимальное повышение урожайности достигнуто при использовании ВГн(1-10'3%). Величина урожая составила 24,4 ц/га, что на 5,2 ц/га выше контроля. Сопоставимый уровень урожайности отмечается и на вариантах с ВГосв (НО-3 %) - 24,2 ц/га, и вермикомпостом - 23,8 ц/га.

Наиболее эффективным приемом повышения урожайности ячменя в 2004 г. явилось замачивание семян в растворе ВГосв (М0'3%), полученная прибавка составила 23%. Практически таким же по эффективности оказалось действие ВГн (Н03%) и вермикомпоста. Концентрация 5-10"'% повлияла на величину урожайности ячменя в обоих случаях в меньшей степени. В первый год исследований, применение ВГн (5-Ю"4) для замачивания семян перед посевом и замачивания семян совместно с внекорневой обработкой обеспечило, соответственно, величины урожая в 22,7 ц/га и 21,1 ц/га. Для ВГосв (5 -104 %) данные показатели составил 23,0 ц/га на вариантах 3 и 5. Тем самым действие ВГосв оказалось даже более эффективным, чем ВГн, а внекорневая обработка растворами ВГн (5-104 %) и ВГосв (5'Ю-1 %) не оказала эффективного воздействия на урожайность ячменя в обоих случаях.

Неблагоприятные климатические условия 2004 г. снизили урожай ячменя в 1,49 -1,55 раза. Впекорневая обработка растений растворами ВГн (5-10"4%) и ВГосв(5-10д%)

оказала положительное воздействие на развитие ячменя, подтверждая утверждение Л.А.Христевой (1973 г.) о том, что эффективность ГВ выше, когда растение поставлено в условия, отклоняющиеся от нормы. Применение ВГн(5-1СН%) для замачивания семян перед посевом и замачивание семян совместно с внекорневой обработкой обеспечило 12 и 15 % прибавки урожайности. Обработка семян раствором ВГосв(5 -1СИ %) дало прибавку урожайности 15% , а внекорневая обработка увеличила данный показатель до 17%.

В среднем за 2 года исследований наибольший уровень урожайности ячменя получен в вариантах 7 и 8 при обработке семян ВГн и ВГосв при концентрации (1-Ю'3 %) (рис.5).

С целью понимания являются ли закономерности действия ВГн и ВГосв, установленные для ячменя, общими для яровых зерновых культур в 2004-2005 годах изучено влияние ВГС путем обработки семян и растений -овса.

На вариантах с обработкой ВГС семян и вегетирующих растений овса биометрические показатели роста и развития существенно выше, чем на контроле, хотя на высоту растений овса в большей степени повлияло впесение в почву вермикомпоста. В отличие от ячменя, данный агротехнический прием положительно сказался и на других биометрических показателях, что очевидно обусловлено более длинным вегетационным периодом овса. Большее влияние на величину урожайности овса оказала концентрация ВГС(1-10-3%). Максимальная урожайность в 2004 г.- 23,7 ц/га, на (3,8 ц/га превышает контроля) отмечена для варианта 8 при обработке семян раствором ВГосв(1 -10-3%). В вариантах 7 (ВГн (1 -10-3%)), и 6 (ВК), уровни прибавок равны соответственно 3,6 и 3,4ц/га. По результатам 2005 г. максимальная урожайность овса (24,8 ц/га) получена на варианте с внесением вермикомпоста.

Концентрации ВГС (1-10-3%) и вермикомпост в дозе 10 т/га подействовали на урожайность овса практически одинаково. Более низкая концентрации ВГС (5-Ю"4 %), так же как в опыте с ячменем, оказали влияние в меньшей степени. В отличие от ячменя, внекорневая обработка которого не принесла положительных результатов, овес положительно отозвался на данный агротехнический прием, несмотря на неблагоприятные климатические условия. Это подтверждает, что ГВ проявляют стимулирующий эффект при отклонении вегетационного периода от климатической нормы. В климатических условиях 2005 г. па вариантах с использованием ВГн (5-10^ %) и ВГосв (5-Ю"4 %) для замачивания семян перед посевом прибавки урожая составили 1,4 и 1,7 ц/га, соответственно. Дополнительная внекорневая обработка растений позволила получить более высокие

вариант

показатели. На варианте с применением ВГн (5-1СИ%) прибавка урожайности от внекорневой обработки составила 1,9 ц/га, а от ВГосв (5-10^%) - 2,5 ц/га. Овес показал себя более отзывчивой культурой на действие ВГС, а его урожайность для дерново-подзолистой супесчаной почвы с достаточно низким уровнем естественного плодородия в меньшей степени зависит от климатических условий вегетационного периода.

В опытах с изучением последействия однократного внесения 100 т/га ОСВ в сочетании с мелиорантами (что позволило повысить в слое почвы 0-20 см содержание Р205 „од, до 33,6-56.4 мг/100 г почвы, а содержание К20 - до 5,8-6,3 мг/100 г почвы при уровне рНс™= 6,0) наиболее значительный прирост урожайности овса получен от действия ВГн в сочетании с последействием ОСВ (12 %), а также ОСВ и цеолита (11 %), ОСВ и вермикомпоста (6 %). Сочетание последействия ОСВ, мелиорантов и обработки семян ВГн (1-103 %), имеющего антиоксидантные и ростостимулирующие свойства, позволяет заметно повысить урожайность яровой зерновой культуры.

Влияние ВГС па макроэлемептиый состав зерновых культур

Замачивание семян перед посевом и обработка растений ячменя в фазу кущения растворами ВГС заметно повлияли на макроэлементный состав зерна и содержание в нем сырого протеина (табл. 2), величина которого возросла в первый год на 1,1-5,4 %, а во второй - на 1,1-18 %, что зависимость соответствует и результатам по урожайности. Положительное влияние на содержание в зерне ячменя Иобщ. сравнимое в случае ВГС с действием вермикомпоста. Содержание Н^д. достигает 1,62-1,68 % с максимальными значениями в вариантах 2-5 при обработке семян и растений ВГС концентрации (5-Ю-4 %). Обработка семян и вегетирующих растений ячменя ВГС повышает на содержание калия в зерне, которое достигает 0,49- 0,52 % в 2003 г. и 0,66-0,70 % в 2004 г. при котроле 0,48 и 0,64 %, соответственно. При обработке семян и растений ВГн (5-10"4 %) был получен наибольший эффект.

Наряду с влиянием на макроэлементный состав зерна вермигумусовые соединения существенно изменяют уровень содержания общих форм азота и фосфора в соломе.

Таким образом, ВГС улучшает усвоение растениями азота и калия, обмену этих элементов в растительном организме, качество зерна ячменя. Это подтверждает результаты других авторов об усилении белкового и нуклеинового метаболизма и увеличении поступления в растения этих элементов под влиянием физиологически активных веществ гуминовой природы. Действие ВГС на урожайность овса по показателю

Таблица 2

Влияние обработки семян и растений ячменя и овса ВГС на макроэлемента ый состав зерна __и его качество, среднее за 2 года_

Вариант опыта Ячмень Овес

Содержание в зерне %, Содержание в зерне, %,

азот фосфор калий сырой протеин азот фосфор калий сырой протеин

1. Контроль 1,58 1,05 0,56 9,0 1,46 0,98 0,54 8,4

2. .ВГн (510J%), обработка семян 1,72 1,03 0,57 9,8 1,64 1,00 0,56 9,4

З.ВГосв(5-10"|<Уо), обработка семян 1,65 1,04 0,58 9,4 1,65 0,96 0,57 9,4

4.ВГн(5'10"|%), обработка семян + обработка растений 1,68 1,03 0,61 9,5 1,61 0,97 0,57 9,1

5.ВГосв(5'10',%), обработка семян + обработка растений 1,64 1,04 0,59 9,3 1,63 1,04 0,56 9,4

б.Вермикомпост (10 т/га) 1,61 0,99 0,57 9,1 1,54 1,03 0,57 8,7

7.ВГн(1-105%), обработка семян 1,62 1,00 0,58 9,2 1,57 1,02 0,57 9,1

8.ВГосв (1'10!%), обработка семян 1,62 0,99 0,58 9,2 1,55 1,02 0,57 8,8

НСР 0.5 Ufr» 0,1 0,07 0,04 - 0,12 0,07 0,04 -

«масса 1000 зерен» проявилось, как и для ячменя, достаточно эффективно его величина возросла в первый год по 2,1-8,9 % с максимумом на вариантах 6,7, а во второй год - на 2,3-7,1. Положительное влияние на содержание Коб®, в зерне овса сравнимо с действием вермикомпоста. Содержание Noca достигает 1,62-1,68 % с максимальными значениями в вариантах 2-5 при обработке семян и растений ВГС с концентрацией (5-Ю"1 %) .

Более низкие значения Кящ. (и как следствие - сырого протеина) в зерне овса, и ячменя получены при концентрации ВГн и ВГосв 1-10"3 % и обусловлены наличием эффекта «ростового разбавления». Обработка семян и вегетирующих растений овса ВГС повысило содержание калия в зерне до 0,52- 0,54 % в 2003 г. и 0,60-0,62 % - в 2005г. в отсутствии существенных различий по вариантам с ВГС. Основные закономерности влияния ВГС на макроэлементный состав зерна и соломы яровых зерновых культур, массу 1000 зерен и содержание сырого протеина соразмерно действию вермикомпоста и определяется преимущественно концентрацией ВГС.

Влияние ВГС иа экологические показатели агроценоза

Являясь органическим удобрением, ОСВ, содержат в своем составе ТМ и могут оказывать отрицательное воздействие на агроэкосистему. Многочисленные исследования (Минеев и др., 1993; Hooda, Alloway, 1996; Iskandar, Adriano, 1997) показали, что по валовому количеству элементов в почве оценить обеспеченность ими растений довольно трудно. Причина в буферных способностях самой почвы и особенностях произрастающей на ней культуры. Почвы могут ограничивать избыточное поступление химических

элементов в растительную продукцию и сохранять её экологическую чистоту даже при сильном загрязнении территории (Ильин, 1991; Basta, Sloan, 1999). Наиболее критично содержание в почве подвижных форм соединений ТМ (Ильин, 1991; Iskander, 2001 и др.), которые способны переходить в раствор и мигрировать в почве и в ландшафте (Мотузова, 1992). Это одно из наиболее лабильных свойств почв, значительно варьирующее во времени, и в пространстве даже в пределах небольших участков почв (Ладонин, 2002; Elliot, 1986). Поэтому, при разработке приемов рекультивации загрязненных почв при утилизации ОСВ на локальной территории изучалось влияние ВГ на содержание в почве подвижных форм ряда тяжелых металлов и их миграционную активность в системе почва - растение.

Опыт, в котором мы изучали действие и последействие ОСВ на процессы миграции тяжелых металлов в системе удобрение-почва-растение, является многолетним (заложен в 1984 году д. с.-х. н. В.А. Касатиковым). Целью было выявить влияние ГВ вермикомпоста на основе навоза КРС, внесенных в почву по фону последействия ОСВ на концентрацию подвижных форм ТМ в пахотном слое почвы и их содержание в тест объекте - редьке масличной. Длительное последействие ОСВ оказывает заметное влияние на концентрацию подвижных форм Cd, Cu, Ni, Zn, что обусловлено, с одной стороны, низкой фоновой концентрацией изучаемых ТМ в слое 0-20 см, а с другой - процессом разложения биомассы ОСВ и высвобождением ТМ из состава органоминеральных соединений осадка за период его последействия в течение 12 лет. IQ кадмия повышается с ростом доз ОСВ с

Таблица 3

Действие ВГС и последействие осадка сточных вод на содержание подвижных форм _тяжелых металлов, слой 0-20 см, мг/кг_

Вариант Cd Си Ni Zn Pb Zc

Контроль 0,34 1,29 0,38 4,27 0,35 -

ОСВ 75 т/га + ВП * 0.7 ** 2.95 0.61 5.96 0.81 5,6

2,0 2,3 1,6 U39 2,31

ОСВ 75 т/га+ ВП 0.51 Ш 0,42 5.35 0,55 3,2

1,5 1,8 1,1 1,25 1,57

ОСВ 150 т/га + ВГ, 1.17 4.45 1.32 8J0 1.30 11,9

3,4 3,4 3,47 1,9 3,71

ОСВ 150 т/га+ ВГ2 0.86 4.17 1.19 6,89 0,90 9,0

2,5 3.2 3,13 1,61 2,57

ОСВ 300 т/га 4 ВГ, ш 11.6 3.51 2Ш 1.70 35,7

7,7 9,0 9,2 9,0 4,85

ОСВ 300 т/га + ВГ2 2,21 10,4 2J5 dm 1,20 27,7

6,5 8,0 8,3 8,5 3,42

ОСВ 600 т/га+ ВГ, 22.5 85,46 2,80 75,9

16,1 17,4 18,4 20,0 8,0

ОСВ 600 т/га + В I*i ¿Z 19.7 ¿2á 1Ш 1.40 59,7

13,8 15,2 13,8 16,9 4,0

НСРо.« 0,17 0,70 0,20 2,01 0,10 .

ПДК(ОДК) 0,5 3,0 4,0 23,0 6,0 -

* дозы ОСВ даны на 50 % влажность; **в числителе - концентрация элемента, мг/кг, в знаменателе - Кс

2 до 16,1 ед., а К.цинка- с 1,39 до 20 ед. при обработке почвы ВГС в дозе, эквивалентной 10 т вермикомпоста по углероду. Увеличение их дозы в 2 раза происходит снижение Кс кадмия до 1,5-13,8 ед. а цинка - до 1,25-16,9 ед. (табл. 3). Выявленный ряд К. при последействии дозы ОСВ 600 т/га и действии ВП имеет следующее распределение ТМ: '¿п > № > Си > С(1 > РЬ. При увеличении дозы ВГС значения 1С Zn, №, Си выравниваются. При дозах ОСВ 75-150 т/га наибольшие значения 1С получены для Си, С(1 и РЬ. И только при максимальной дозе ОСВ существенно возрастают величины 1С '¿п, что обусловлено фактором сорбции цинка поглощающим комплексом почвы, наиболее эффективным при малых дозах ОСВ. Значения показателя суммарного загрязнения Z<i находятся в обратной зависимости от дозы ВГС.

Содержание ТМ в с/х продукции - важнейший показатель качества растений, и критерий эффективности применяемых удобрений и технологий возделывания культур. Одним из ожидаемых эффектов ВГС является снижения содержания ТМ в растениях за счет активизации в них механизмов защиты от поступления избыточного количества ТМ и эффекта ростового разбавления. Обработка почвы ВГС показывает заметное снижение содержания ТМ в экспериментальной культуре, симбатное с его действием на содержание ТМ в почве (табл. 4).

Таблица 4

Действие вермигумусовых соединений и последействие ОСВ на содержание ТМ в редьке __масличной, мг/кг сухого вещества __

Вариант Cd Си Ni Zn РЬ Zc

Контроль 0,12 1,63 1,07 3,98 0,74 -

ОСВ 75 т/га + ВГ, . 0.23 2.05 3.54 2.02 7,8

1,9 1Д6 3,3 2,60 2,73

ОСВ 75 т/га + ВГа« 0.19 1,85 2,58 8,56 1.55 5,4

1,6 1,13 2,41 2,15 2,09

ОСВ 150 т/га+ВГ, 0.43 2,11 6,32 12.38 3,60 15,6

3,6 1,29 6,78 3,И 4,86

ОСВ 150 т/га+ ВГг 0.33 2,17 5.19 10.51 1.90 10,9

2,8 1,33 5,57 2,64 2,56

ОСВ 300 т/га + ВП М 3,77 8,51 14,32 4,73 24,9

7,5 2,31 9,14 3,59 6,39

ОСВ 300 т/га + ВГ, 0.76 3,54 6.15 11.68 3.14 17,4

6,3 2,17 5,74 2,93 4,24

ОСВ 600 т/га+ ВГ, 1,67 3.93 9.59 ГШ Ш 32,8

13,9 2,41 8,96 4,38 7,20

ОСВ 600 т/га+ ВГ, 1,39 3.63 6.74 15.38 4.21 25,6

11,6 2,22 6,30 3,86 5,68

НСР о.» 0,06 0,19 0,36 0,93 0,24 -

* ВГ]- ВГС в дозе экв. по углероду гуминовых кислот Ют/га вермикомпоста на основе навоза КРС;.. ВГ2 ВГС в дозе экв. по углероду гуминовых кислот 20т/га вермикомпоста на основе навоза КРС;

Последействие дозы ОСВ 600 т/га и действии ВГ| на содержание ТМ в редьке масличной имеет следующий ряд распределения 1С: С<1 > № > РЬ >7я > Си. Увеличение дозы ВГС в 2 раза не изменяет отмеченную закономерность, свидетельствуя об отсутствии прямой зависимости накопления ТМ от их уровня подвижных форм в почве. Наибольшие

значения Кс при дозах ОСВ 75-150 т/га получены для № при величинах К* для Сс1, 2д и РЬ. Величины Zc с увеличением дозы ВГС в 2 раза уменьшаются пропорционально дозам осадка на 30 % в варианте ОСВ 75 т/га и 22 % в варианте ОСВ 600 т/га + ВГЬ свидетельствуя о положительном влиянии ВГС. В целом обработка почвы гумусовыми веществами вермикомпоста на основе навоза КРС способствует повышению качества получаемой продукции растениеводства.

Органическое вещество удобрений и ВГС могут вступать в реакцию с металлами с образованием соединений малодоступных растениям, а увеличение доз вводимого в почву ОСВ способствует росту в ней С<1, №, Си, Степень подвижности ТМ возрастает неадекватно дозе вносимого ОСВ, что проявляется в отсутствие пропорциональности содержания ТМ в растениях от дозы вносимого осадка. Существенно повысить иммобилизацию ТМ в почве можно применяя различные мелиорирующие средства. С этой целью изучено совместное действие доломитовой муки и ВГС на миграцию ТМ в системе почва - растение. Известкование почвы приводит к снижению содержания подвижных форм ТМ, наиболее выраженное для С<1, Си и 2п, и пропорциональное дозам доломитовой муки (табл. 5).

Таблица 5

Влияние ВГС на содержание подвижных форм ТМ в пахотном слое почвы, мг/кг

Варианты Фоновое содержание Действие ВГС **

са Си № РЬ гп гс са Си № РЬ Ъа гс

1.Контроль 0,25 0,43 0,59 0,32 4,35 - 0,25 0,43 0,59 0,32 4,35 -

2.0СВ 300 т/ га + д. мука 3 т/га 3.02» 12,1 16.1 37,4 6.84 11,6 2.85 8,9 38.6 8,9 74,9 2.45 9,8 34.1 32,8 4.96 8,4 1,65 5,1 36.1 8,3 60,4

З.ОСВ 1200 т/га + д. мука 3 т/га 10.85 43,4 36,5 84,9 9.29 15,7 3.45 10,8 176 40,6 191 8.31 33,2 29.0 67,4 8.12 13,7 3.16 9,8 168 38,6 158

4.0СВ 300 т/ га + д. мука 6 т/га 2.61 10,4 15.2 35.3 6.21 10,5 2.65 8,3 26.2 6,0 66,5 2.17 8,7 12.3 28,6 3.05 5,1 1.37 4,3 21.2 4,9 47,6

5.0СВ 1200 т/га + д.мука б т/га Ж 38,4 32.3 75,1 8.86 15,0 3.95 12,3 Ш 35,3 172 7.36 29,4 27.5 63,9 7.34 12,4 3.03 9.4 146 33,6 144

НСР«.« 0,42 1,60 0,51 0,21 6,37 - 0,33 1,17 0,38 0,15 6,00 -

* в числителе - концентрация элемента, мг/кг; в знаменателе - Кс; **доза ВГС эквивалентна 5 т/га вермикомпоста по содержанию углерода ГК;

Высокие значения Кс получены для Си: Си > С(1> > № > РЬ. Значения соответствуют величинам Кс, достигая минимума при максимальном уровне известкования.

Обработка пахотного слоя почвы ВГС способствует дальнейшему снижению концентрации в почве подвижных форм ТМ: для Сё на 19-23 %, для Си - на 12- 15 %.

Аналогичная зависимость выявлена и по другим ТМ. Обработка почвы ВГС влияет на распределение ТМ в ряду Кспри дозе ОСВ 1200 т/га за счет более высокого значения Кс 2п, в относительно Кс СсЗ. Очевидна более выраженная иммобилизации С<1 в виде органоминеральных соединений с ВГС при максимальной концентрации ОСВ в пахотном слое почвы.

Действие доломитовой муки (6 т/га), практически не понижает показатель Ъс по последействию ОСВ в дозе 300 т/га и 1200 т/га в 1-1,1 раза в сравпении с дозой 3 т/га, ВГС снижают показатель 2С в вариантах опыта в 1,16-1,3 раза. Сочетание известкования с обработкой почвы ВГС снижает величину 7С в 1,24 - 1,36 раза, свидетельствуя об их высокой суммарной мелиоративной эффективности. Следствием снижения концентрации подвижных форм ТМ в почве является уменьшение их поступления в растения горчицы (табл.6).

Таблица 6

Влияние ВГС на содержание ТМ в горчице, мг/кг сухого вещества_

Варианты Фоновое содержание Действие ВГС "

С(1 Си № РЬ Ъл и Сс1 Си N1 РЬ 2п гс

1.Контроль 0,12 3,62 0,58 0,54 35,2 - 0,12 3,62 0,58 0,54 35,2 -

2.0СВ 300 т/ га+д. мука 3 т/га 1,45* 12,1 6.54 1,8 1.29 2,2 1.79 3,3 188 5,3 20,7 1.22 10,2 5.31 1,46 1.37 2,36 1,48 2,74 164 4,68 17,3

З.ОСВ 1200 т/га+д. мука 3 т/га 1.73 14,4 8.15 2,2 1.84 3,2 1.95 3,6 258 7,3 26,7 I,41 II,7 7,63 2,1 1,54 2,65 1.75 3,24 235 6,68 22,3

4.0СВ 300 т/ га+д. мука 6 т/га I.36 II,3 6,28 1,7 1.21 2,1 1М 2,7 Ш 4,8 18,7 1,17 9,7 5.19 1,4 Ш 1,93 1.27 2,35 Ш 4,5 15,8

5 .ОСВ 1200 т/га + д. мука 6 т/га 1.61 13.4 7,36 2,0 1.86 3,2 1.78 3,3 234 6,6 24,5 I,36 II,3 6,47 1,8 1.49 2,57 1.51 2,79 215 6,1 20,5

НСРо.95 0,09 0,51 0,11 0,12 12,40 - 0,08 0,39 0,10 0,08 12,9 -

* в числителе - концентрация элемента, мг/кг; в знаменателе - Кс;

* +доза ВГС эквивалентна 5 т/га вермикомпоста по содержанию углерода ГК

Известкование почвы снижает величину горчицы на 8,2 - 9,7 % (табл.6). Ряд Кспри последействии дозы ОСВ 300 т/га и действии известкования в дозе 3 т/гана содержание ТМ в горчице имеет следующее распределение: Сс1> Ъа > РЬ > № > Си. При увеличении доз ОСВ до 1200т/га и доломитовой муки до 6 т/га эта .закономерность сохраняется. Это свидетельствует об отсутствии прямой зависимости накопления ТМ в горчице от уровня их подвижных форм в почве, что касается в первую очередь Си с уровнем 1С подвижной формы, равной 37,4- 84.9 ед. В вариантах с обработкой почвы ВГС величины горчицы снижаются по сравнению с фоновыми вариантами на 15,5 - 16,5%. Сочетание известкования с обработкой почвы ВГС уменьшает 2С в сравнении с действием

известкования в дозе Зт/га в среднем на 23 %, что в целом соответствует данным по почве. Выявленные ряды Кс по вариантам опыта не зависят от фактора «обработка почвы ВГС».

Одним из ожидаемых явлений от действия обработки семян ВГн следует считать наличие снижения содержания ряда ТМ в зерне за счет активизации механизмов защиты растений от поступления избыточного количества ТМ. Выявлено, что в зерне овса, выращенном на дерново-подзолистой почве со средней степенью загрязнения ТМ из обработанных ВГС семян, содержание С<1, РЬ и Хп понижено и зерно соответствует нормативному содержанию ТМ.

Изучение фрагментов структурной организации гумусовых веществ, полученных из разных видов вермнкомпостов Количественное представление строения ВГС, как и любых других ГВ, являющихся стохастическими системами, невозможно на языке компонентного состава. Наиболее важпыми дескрипторами их строения являются элементный состав органогенных элементов, молекулярпо-массовое распределение или среднее значение молекулярной массы, а также фрагментный состав. Последний может быть получен только из количественных спектров ЯМР 41 и "С. Спектры щелочных растворов ВГС(5% вес. в 0,2 М КаОБ/ П20) регистрировали при 25°С на спектрометре ММ-ЕСА 600 с рабочими частотами для ядер 'Н 600 МГц и ядер |3С -150МГц в ампулах 0 10 мм в оптимизированных условиях количественного эксперимента. Спектр ЯМР ВГС представлен на рис.6, а спектр ЯМР 'Н - на рис.7 (*обозначен сигнал остаточного 'Н воды). -

спектра ЯМР 13С определено содержание в ВГС различных структурных фрагментов и функциональных групп: 1,2 % С=0, 8,3 % СОО, 5,6 % С„рм<0, 32,9 % С аро„Н и Сч>тС, 17,3 % С„л 33,9 % СикН и С„КС. Из спектра ЯМР 'Н ВГС определено содержание Н^-21,1 %, Н C-OR-41 %, И .»-37,8 %. Используя оригинальный подход, позволяющий оценивать ростостимулирующую активность ГВ в отношении зерновых культур по параметрам спектров ЯМР (Калабин Г.А., 2000) без проведения полевых испытаний определена активность ВГС в сравнении с некоторыми коммерческими препаратами ГВ из угля, торфа, лигнина. Она

оказалась выше, чем у таких известных препаратов, как Гель (торф), Агрокор, ГК Химреактив, сопоставим с ГК Плодородие, Оксигумат, Pow Humus, Энергум, Энерген, Теравита, и несколько уступает по активности ГВ Орггум, Лигногумат, Гумат -80. Последние ГВ выделены из торфа лигнина, окисленного угля, соответственно. Однако, ВГС значительно более привлекательны, чем последние с позиции комплекса других полезных свойств, обусловленных содержанием в них жизненно важных углеводных и пептидных фрагментов, микроэлементов. Для оценки относительной эффективности этих ГВ из ВГС, лигнинов, торфов и углей нами начато выполнение специальной программы по гранту Минобрнауки РФ, включающей как изучение их строения, так и проведения лабораторных и полевых испытаний.

Структурно-морфологическая организация ВГС, их физическая сорбция на семенах и листьях растений изучалась с помощью растрового электронного микроскопа РЭМ BS-300, при увеличениях З-ЮхЮ3. Результаты позволили установить один из механизмов их воздействия на зерновые культуры, связанный с образованием на поверхности семян и листьев пленкообразующей массы ВГС. Они подтвердили предположение о слабой и средней смываемости пористой пленкообразующей массы ВГС (по данным инструментальной диагностики и лабораторного опыта). Строение пленок таково, что они не нарушают газовый обмен и способствуют лучшему усвоению питательных элементов из почвы на разных стадиях развития семян и растений. Водные растворы ВГС с концентрацией 0,001 %-0,0005% образуют пористые пленки толщиной 300-600 нм. Пленка ВГС в основном прочно удерживается на поверхности семян и листьев растений, поры составляют 80—90% общей поверхности, имеют сглаженные края («оплавленные» стенки), которые образовались, вероятно, в результате быстрого усыхания наносимых растворов. На микрофотографиях отмечаются участки с порообразованием из сросшихся глобул с полидисперсным распределением по размерам. При растекании растворов по поверхности листьев происходит возникновение фибриллярной структуры с крупными порами. Нарис.8 9 представлены структурно-морфологические особенности отдельных фрагментов макро- и микроструктур организации ВГн: А - на поверхности семян ячменя рис.8 и на поверхности листьев ячменя (увел. 3 тыс. раз)

Поверхность большинства структурных агрегатов волокнистая, с острыми извилистыми краями. Они расположены беспорядочно, что обусловливает рыхлое сложение поверхности.

Экономическая эффективность использования ВГС

Затраты при использовании ВГС связаны с их приобретением и уборкой дополнительного урожая, поскольку операции по обработке проводятся в ходе обычной подготовки зерна к посеву.

Обработка семян раствором ВГС позволяет снизить себестоимость 1 ц зерна ячменя на 15,5%, а рентабельность возрастает на 24%. Проведенные расчеты для овса показывают, что обработка семян раствором ВГС позволяет снизить себестоимость 1 ц зерна овса на 11 %., а рентабельность возрастает на 22%.Таким образом, обработка семян зерновых яровых культур ВГС позволяет снизить себестоимость продукции и повысить рентабельность ее производства.

Выводы

1. Выявлено положительное прямое и косвенное влияние ВГС на агрохимические свойства дерново-подзолистой супесчаной почвы, наиболее эффективное при сочетании обработки семян перед посевом и растений в фазу кущения. Прямое воздействие приводит к снижению обменной кислотности, возрастанию суммы поглощенных оснований, повышению содержание фосфора (на 27-41%) и калия (на13-23%), активизации деятельности почвенных микроорганизмов.

2. Обработка семян и растений яровых зерновых культур растворами 0,0005% и 0,001% ВГС способствовала увеличению полевой всхожести, увеличению кустистости, количества колосков и зерен в колосе, абсолютной массы зерна, росту урожайности и улучшение качества зерна. Прибавка урожая от обработки ВГС составила для ячменя 12-25%, для овса- 7-19%. Выявлено положительное влияние внекорневой обработки ВГС в климатически неблагоприятный вегетационный период. Обработка ВГС (ВГн(Н0-3%)) почвы в сочетании с последействием осадка сточных вод и мелиорантов повысила урожайность яровой зерновой культуры на 21-34 %.

Установлено, что оптимальной для зерновых культур является концентрация раствора ВГС (1-10-3%).

3. Особенности влияния ВГС на макроэлементный состав зерна и соломы яровых зерновых культур, содержание сырого протеина и массу 1000 зерен определяется преимущественно концентрацией ВГС. При этом их действие на рассмотренные показатели соразмерно действию вермикомпоста (10 т/га). Более низкие значения N„6^ и сырого

протеина в зерне ячменя, полученные при концентрации ВГн и ВГоев (МО"3 %) в сравнении с их концентрацией (5-10"4 %) , обусловлены наличием эффекта «ростового разбавления», способствующего снижению в растениях концентрации макро- и микроэлементов при повышении урожайности культур.

4. Воздействие ВГС на почву с длительпым последействием ОСВ оказало заметное влияние на концентрацию подвижных форм Сс1, РЬ, Си, N1 и '¿а, соразмерное дозам ОСВ.. Увеличение дозы ВГС 2 раза обуславливает снижение концентрации Сс1 на 14-25%, а7п -10-15,5 % с аналогичной зависимостью по №, Си и РЬ. Значения показателя суммарного загрязнения 7л находятся в обратной зависимости от дозы ВГС.

5. Известкование почвы, загрязненной последействием ОСВ обеспечивает снижение в ней содержания подвижных форм ТМ, пропорционально дозам доломитовой муки и наиболее выраженное для Сс1, Си и 2п. Внесение в почву ВГС способствует снижению концентрации в почве подвижных форм С<1 на 19-23 %, а Си - на 12-15 % при аналогичной зависимости для N1, РЬ и Тх1. Сочетание известкования с обработкой почвы ВГС снижает величину в 1,24 - 1,36 раза, свидетельствуя о высокой суммарной мелиоративной эффективности такой технологии.

6. Обработка почвы ВГС оказала заметное положительное влияние па содержание ТМ в растениях. В использованных в качестве тест-объектов редьке масличной и горчице оно соразмерно с его действием на содержание ТМ в почве. Показатели редыш масличной с увеличением дозы ВГС в 2 раза уменьшаются на 30 % в варианте внесения ОСВ 75 т/га и 22 % в варианте внесения ОСВ 600 т/га + ВП. Показатель горчицы под действием известкования почвы снижается на 8,2 - 9,7 %, а при обработке почвы ВГС - до 15,5 - 16,5%. Сочетание этих приемов понизило Ъа в сравнении с действием известкования в дозе Зт/га в среднем на 23 %.

7. Анализ сравнительной экономической оценки применения ВГС выявил рост уровня чистого дохода на яровых зерновых культурах на 39-90% при увеличении рентабельности на 22 - 24%.

Рекомендации производству Для обработки семян и растений зерновых культур с целью получения более высокого экологически безопасного урожая целесообразно использовать ВГС. Обработка семян перед посевом проводится одновременно с протравливанием. Рабочий раствор состоит из гумусовых соединений вермикомпоста и протравливателя в рекомендуемой дозе или без него. Расход рабочего раствора 8-10 литров на 1 тонну семян. Обработка семян зерновых культур проводится машинами типа ПС-104, ПСШ-5.

Для внекорпезой обработки готовятся растворы на стационарных растворных узлах и в мобильных емкостях типа РЖТ и СТК-5. Раствор ВГС (норма 6-8 л/га) разводится в 300 л воды. Внекорневая обработка проводится в фазы кущения и выхода в трубку. Обработку посевов ВГС целесообразно совмещать с использованием пестицидов для борьбы с болезнями, вредителями и сорняками. Следует строго следовать рекомендуемой технологии применения ВГС, т.к. увеличение концентрации раствора сверх рекомендованных норм или увеличение активности полива может привести к угнетению растений.

Наиболее целесообразно использовать гумусовые соединения вермикомпоста на основе навоза КРС в агроценозах с повышенным содержанием тяжелых металлов в почве.

Экономическая эффективность применения ВГС увеличивается с ростом урожайности сельскохозяйственной культуры.

Работы, опубликованные по теме диссертации

1. Лазуткина, Е.В. Влияние гуминовых веществ на некоторые показатели агроэкосистемы /Е.В. Лазуткина, В.А. Касатиков, В.А. Раскатов //Доклады ТСХА (Изд-во МСХА).- Выпуск № 276,- Москва.- 2004,- С.334-337.

2. Лазуткина, Е.В. Влияние гуминовых веществ на урожайность и качество ячменя / Е.В. Лазуткина, А.И. Еськов, В.А. Касатиков //Биотехнология на службе сельского хозяйства (Материалы Всероссийской научно-практической конференции, 16-18 февраля, 2004г.).- Рязань,- 2004,- С.61-65.

3. Лазуткина, Е.В. Влияние гуминовых удоб рений на агроэкологические свойства почвы и растений /Е.ВЛазупсина, А.И. Еськов, В.А. Касатиков //Агроэкологические функции органического вещества почв и использование органических удобрений и биоресурсов в ландшафтном земледелии.- Владимир.- 2004.- С.488-493.

4. Лазуткина, Е.В. Действие вермигуматов на урожайность овса и ячменя / Е.В. Лазуткина, А.И. Еськов, В.А. Касатиков //Доклады ТСХА. Выпуск 277.- Москва.- 2005.-С.694-697.

5. Лазуткина, Е.В. Сравнительная агроэкологическая эффективность гумусовых веществ, выделенных из вермикомпоста /Е.В. Лазуткина, А.И. Еськов, В.А. Касатиков, В.А.Раскатов //Доклады ТСХА. Выпуск 278,- Москва,- 2006,- С.646-648.

6. Раскатов, В.А. Структурно- морфологические особенности гумусовых веществ вермикомпостов /В.А. Раскатов, Е.В. Лазуткина, В.А. Касатиков //Доклады ТСХА, выпуск 279,-Москва,-2007.-С.694-697.

7. Лазуткина, Е.В. Использование вермикомпостов как способа повышения урожайности зерновых культур // Материалы молодежного форума «Агробиотехнологии и экологическое земледелие»- Владимир,- 2005.- С.24-26.

8. Лазуткина, Е.В. Влияние вермигуматов на урожай яровых зерновых культур// Материалы 39 международной научной конференции «Агроэкологическая эффективность применения средств химизации в современных технологиях возделывания сельскохозяйственных культур»- Москва.- 2005.- С.118-121.

9. Лазуткина, Е.В. Агрономическая эффективность гумусовых веществ, экстрагируемых из вермикомпостов II Материалы 40-ой международной научной конференции «Агрохимические приемы повышения плодородия почв и продуктивности сельскохозяйственных культур в адаптивно — ландшафтных системах землсделия»,-Москва.-2006,- С.91-93.

10. Лазуткина, Е.В. Влияние нсрмигумата в сочетании с физико-химической рекультивацией загрязненной почвы на урожайность овса и его микроэлементный состав / Е.В. Лазуткина, В.А. Касатиков, В.А. Раскатов // Агроэкологические проблемы использования органических удобрений на основе отходов промышленного животноводства - Владимир,- 2006.- С.190-192.

11. Касатиков, В.А. Агротехнологические аспекты компостирования осадков сточных вод 1 В.А. Касатиков, С.Д. Беляева, Н.П. Шабардина, Е.В. Лазуткина //Сборник докладов, ч.2. 7-ой Международный конгресс «Вода: экология и технология. Экватек-2006», Москва, 30 мая-2 июня 2006г.- Москва.- 2006,- С.833-834.

12. Лазуткина, Е.В. Урожайность зерновых культур при использовании вермигуматов// Приложение к журналу «Плодородие», №3 (36).- 2007.- С.33-34.

13. Касатиков, В.А. Влияние вермигуматов на агробиологические свойства дерново-подзолистой почвы / В.А. Касатиков, Е.В. Лазуткина // Материалы Международной научно-практической конференции «Агрохимия и экология: история и современность», т.2,-Нижний Новгород,- 2008,- С. 96-99.

14. Лазуткина, Е.В. Ростостимулирующее действие вермигуматов на урожайность ячменя./Лазугкина, Е.В, Садыков .Д., Калабин Г.А..Сборник научных трудов «Актуальные проблемы экологии и природопользования. РУДН. Выпуск 11(1) .2009г. С.4-8

Благодарности. Автор выражает признательность научному руководителю члепу-корреспонденту РАСХН А.И. Еськову, научному консультанту доктору химических наук, профессору Калабину Г.А. и кандидату биологических наук, доценту В.А. Раскатову за помощь, внимание и поддержку при выполнении исследований.

Лазуткина Елена Владимировна (Россия) Влияние вермигумусовых соединений на свойства агроценоза

Рассмотрены свойства гумусовых соединений вермикомпостов, полученных на основе навоза и осадка городских сточных вод. Изучено их влияние на урожайность зерновых культур, определена оптимальная концентрация применяемых растворов, способ обработки растений. Установлено, что использование гумусовых соединений вермикомпостов дает возможность получения экологически безопасной продукции в агроценозах с повышенным содержанием тяжелых металлов в почве.

Lazutkina Elena Vladimirovna (Russia) The Influence of Vermicompostous Connections on Properties of Agroccnosis

Properties of humicous connections of vermicomposts, received on the basis of manure and a deposit of city sewage are considered. Their influence on productivity of grain crops is studied, optimum concentration of applied solutions, a way of processing of plants is defined. It is established, that use humic connections vermicompost gives the chance of getting of ecologically safe production in agrocenosis with the raised maintenance of heavy metals in soil.