Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Агроэкологическая оценка вермикомпоста при использовании в севообороте

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Агроэкологическая оценка вермикомпоста при использовании в севообороте"

На правах рукописи

Кубарев Евгений Никитич

Агроэкологическая оценка вермикомпоста при использовании в севообороте

Специальность 06 01 04 - агрохимия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

иис)и5Э057

Москва - 2007

003059057

Работа выполнена на кафедре агрохимии факультета почвоведения Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

Научный руководитель:

доктор биологических наук, профессор Н.В. Верховцева

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, Л.К. Шевцова кандидат биологических наук, Е.А. Воробьева

Ведущее учреждение: Научно Исследовательский Институт СХЦРНЗ

Защита диссертации состоится «29» мая 2007 г. в 15 час 30 мин в ауд. 199 на заседании диссертационного совета К 501.001.05 при МГУ им. М.В. Ломоносова по адресу: 119992, ГСП-2, Москва, Ленинские горы, МГУ им. М.В. Ломоносова, факультет почвоведения.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке факультета почвоведения МГУ.

Автореферат разослан « 26 » апреля 2007 г.

Приглашаем Вас, принять участие в обсуждении диссертации на заседании Диссертационного совета. Отзывы на автореферат в двух экземплярах просим направлять по адресу: 119992, Москва, ГСП-2, Ленинские горы, МГУ им. М.В. Ломоносова, факультет почвоведения, Ученый совет.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор биологических наук,

профессор

Г.М. Зенова

1. Общая характеристика работы Актуальность, Один из перспективных способов утилизации органических отходов и получения качественного удобрения явтяется вермикомпостирование -процесс переработки органических отходов с использованием дождевых червей (в частности, Eisema foetida) При этом вермикультура существенно снижает отрицательные показатели таких отходов и делает возможным их использование в агроэкосистемах [Atiyeh, Edwards, 2000]

Вермикомпост (ВК) обладает неоспоримыми положигельными качествами по сравнению со многими видами органических удобрении В нем сконцентрированы и находятся в доступной форме для растений все необходимые для нормального роста и развития растений питательные макро- и микроэлементы Вермикомпост является богатым сбалансированным микробиологическим субстратом, в котором наблюдается аэробно-анаэробное равновесие [Кубарев, Верховцева, 20041 В нем присутствуют вещества, стимулирующие ростовые процессы растений [Saciragic, Dzelilovic, 1986, Tomati et al, 1987, Hidalgo, 1999] Он обладает структурой, которая оказывает благоприятное воздействие па воздушно-водный режим почвы В сравнении с исходным субстратом, в частности, с полуперепревшим навозом (ГШ) он транспортабелен, компактен и не имеет неприятного запаха Применение вермикочпоста в сельском хозяйстве сокращает использование минеральных удобрений, снижает засоренность полей, позволяет почучать высокие урожаи экологически чистой продукции [Умпелев, 1997]

Однако существует мнение, что вермикомпост является потенциально опасным удобрением за счет увеличенного содержания фитопагогенных грибов, которые развиваются в процессе его получения В тоже время, имеются работы, в которых показана экологическая безопасность внесения ВК в почву [Громова, Палий, 1994] и положительный экономический эффект [Еремин, 2000] Учитывая экологическую значимость и эффективность ВК при использовании под многие виды культур на разных типах почв, этот продукт продолжает привлекать исследователей, как объект изучения в разных аспектах, многие из которых изучены недостаточно

Так, небочьшое количество работ посвящено изучению микробного разнообразия (Громова, Палий, 1994, Мерзлая и др , 1994, 1996, Терещенко и др ,1994, 2002, Быкин, 1997, Кузьмина, 2005, Edwards et al, 1983, 1988, 1992, Atiyeh et а!, 2000, 2001, 2002], благодаря которому в такой степени улучшаются свойства органических отходов, являющихся основой для их получения, а также воздействию вермикомпостов на микробоценоз почв агроэкосистем и его продуктивность [Петриченко, 1999] По литературным данным [Косолапов и др, 1998, Еремин, 2000] наибольший экономический эффект имеет получение ВК из навоза крупного рогатого скота (КРС), однако неизученными являются дозы, сроки и способы внесения ВККРс под культуры севооборота на разных типах по»т

Целью работы быта агроэкологическая оценка вермикомпоста на основе полуперепревшею навоза крупного рогатого скота (КРС), применяемого на разных типах почв в агроценозе

В соответствии с поставленной целью решали следующие задачи

1 Изучить агрохимические и микробиологические свойства органических удобрений ПНкрсиВКкрс

2 Оценить изменение агрохимических показателей серой лесной почвы и аллювиальной серогумусовой глееватой почвы (Владимирская обл) при внесении

органических и минеральных удобрений при выращивании картофеля и викоовсяной смеси,

3 Изучить действие и последействие ПН, ВК, минеральных удобрений и растений (картофель, викоовсяная смесь) на структуру микробного сообщества и направленность микробиологических процессов в почве агроценоза,

4 Определить коэффициент минерализации (Кмин) органического вещества почвы при применении минеральных и органических удобрений,

5 Оценить влияние вносимых удобрений на качество клубней картофеля, Определить оптимальные дозы ВК и выяснить эффективность его совместного применения с минеральными удобрениями под картофель

Научная новизна' В работе впервые дана комплексная оценка агрохимических и микробиологических свойств ПН^рс и конечного продукта вермикомпостирования ВККрс Проведено сравнительное изучение влияния удобрений на микробоценоз почвы благодаря использованию мопекулярного метода газовой хроматографии-масс-спектрометрии (ГХ-МС) Доказана эффективность совместного применения вермикомпоста с минеральными удобрениями при прямом действии под картофель и при последействии под викоовсяную смесь

Практическая значимость- Проведена агроэкологическая оценка ПН и ВК и даны рекомендации по оптимальным дозам и способу внесения под картофель и викоовсяную смесь

Апробация работы Основные положения и результаты работы были доложены на следующих Международных, Всероссийских и региональных съездах и конференциях

Международная конференция «Ломоносов-2002» (Москва, 2002), 2-ая Международная конференция «Дождевые черви и плодородие почв» (Владимир, 2004), II Международная научно-практическая конференция «Человек и животные» (Астрахань, 2004), Всероссийская научная конференция «Экология и биология почв» (Ростов, 2004), Ist General Assembly of European Geosciences Union (Франция, 2004)

Список работ, опубликованных по теме диссертации. По материалам диссертации опубтиковано 11 работ 8 статей и трое тезисов докладов

Структура и обьем диссертации Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, описания объектов и методов, трех глав экспериментальной части выводов, рекомендаций производству, списка цитируемой литературы и приложения Работа изложена на!3& страницах текега, содержит иллюстраций,¿J-таблиц Список литературы включает 232 публикации, в том числе 118 зарубежных авторов

Выражаю глубокую признательность д б н HB Верховцевой, д б н ГА Осипову, к б н Т Н Болышевой, кон Н В К) зьминои, Н А Флесс А Матвеевой, С Липняку, к б н А А Корчагину за консультации, поддержку и помощь в работе, а также ОАО МНПК «ПИКъ» в лице ген директора С С Конина за предоставленную вошожность и помощь в проведении исследований Благодарю свою семью за моральную поддержку и вдохновение

2. Объекты и методы исследования 2.1. Полевой опыт на серой лесной среднесу глинистой почве

Исследования проводили на поле Владимирского НИИСХ (Суздаль), tra серой лесной почве. В конце мая производили посадку картофеля сорт «Удача», Удобрения вносили непосредственно в гряды перед посадкой. Схема опыта включала четыре вари ал та: 1 Контроль; 2 ВК 3 т/га; 3 ВК 20 т/га; 4 ПН 60 т/га. Повторность опыта трехкратная, площадь каждой делянки 56 ms.

В качестве удобрения использовали полуперепревший навоз крупного рогатого скота и ВК на основе ТШкрс- Срок ферментация ИИ до ПК составлял 5 месяцев. Органический субстрат был переработан навозным червем Eisenia foetida {Владимирский гибрид «Старатель») на биофабрикс ОАО МНПК «ПИКъ» (г. Суздаль). Отбор Проб почвы проводили в день уборки урожая из слоя 0-20 ем.

2.2. Полевой опыт на аллювиальной серогумусовой глееватой почве

Опыт проводили в течение двух лег с 2004 года но 2005 год, во Владимирской области в Совхозе «Ковровекий» на аллювиальной серогумусовой глееватой почве. Исследования были направлены на изучение действия it последействия органических удобрений (ВКкгс и ГШкрс и их совместного применения с минеральными удобрениями). Опыт состоял из семи вариантов в 4-х повторг¡остях. Рандомизацию опыта проводили в соответствии с методом латинского прямоугольника. Площадь делянки - 28 ыг. Для определения а!рохимической характеристики почвы и микробиологических анализов отбирали смешанный образец из четырех понторностей опыта с глубины пахотног о горизонта (0- 20 см). В качестве объекта исследования был взят ранний сорт картофеля «Удача»,

Таблица 1,

Схема полевого опы та с картофелем и викоовсяной смесью на аллювиальной

Варианты опыта Л "Д í 2 3 4 г 5 6 7 1

Удобрения Контроль ПН níT _ВК ВК ВК + NPK , №К 1

Дозы, т/га Без удобрений 20 40 15 L зо ¡5 + 0,54 0,54

Расчет доз органических удобрений при закладке опыта производили с учетом содержания азота в удобрениях, т.е. осуществляли выравнивание вариантов опыта по азоту. Минеральные удобрения вносили в гранулированной форме (нитрофоска) из расчета 90 кг на га каждого питательного элемента (N.F.K), На следующий год Исследований произвели иосоа викоовсяной смеси без внесения каких-либо удобрений (изучение последействия в севооборот!;).

2.3. Методы исследований

Агрохимические свойства почвы, растений, 1TI1 и ВК изучали согласно обш.епринятым методикам [Практикум по агрохимии 2001: Методы анализов органических удобрений, 2003}. Содержание общего азота в почве и растениях определяли после мокрого «золения образцов в серной кислоте с добавлением хлорной кислоты с дальнейшим отгоном азота на приборе Кнельдаля фосфора -колориметрически с окрашиванием но Дениже и калия - атомно-абсорбционным методом на приборе "Hitachi-1080". Содержание подвижных форм тяжелых металле® (ТМ) в ВК и ПН определяли в 1М НС1 при соотношении субстрат: НС1 = 1:10. Определяли содержание органического углерода окислением в растворе бихромата

калия, с последующим измерением на спектрофотометре (метод Тюрина в модификации Никитина). Доступные для растений формы фосфора и калия определяли в вытяжке Кирсанова (0,2 н. HCl) в соответствии с ГОСТом 26207-91, Все вилы почвенной кислотности и сумму поглощенных оснований определяли тестированными методами. В свежих растительных образцах (клубнях картофеля) проводили определение аскорбиновой кислоты (витамина С) по Мурри, содержание сухого вещества - термостатно-весовым методом. Анализ растений проводили по следующим методикам: определение крахмала на поляриметре по Эеерсу, определение белка -ГОСТ 28432-90, использовали ионеметрический метод определения нитратов на рН-ионометре «Эксперт-001» фирмы Окон икс Эксперт» (Россия).

Для определения численности разных физиологических групп микроорганизмов (м/о) из почвенной суспензии проводили традиционные посевы на селективные среды чашечным методом Коха; питательный агар фирмы «Himedia» (IIA), крахмало-аммиачная среду (КАА), среду Эшби. Повтори есть трехкратная. Для выделения энтеробактерий (А', coli) использовали жидкую среду Кода. Повтори ость каждого рагасдевдя трехкратная.

Структуру микробного сообщества определяли молекулярным методом газовой хроматография масс спектрометрии (ГХ-МС) по составу лвпидного профиля м/о | Осипов, 1997].

Для статистической обработки результатов и их графического представления использовали программы «Excel-2000» и «Stalislica»,

3. Результаты и обсуждение 3,1 Свойства полуперепревшего навоза и в ерм п ком поста

Полуперепревший навоз - зто органическое удобрение, где солома, растительные остатки приобрели темно-коричневый цвет, потеряли прочность и легко разрываются. Имеет неприятный запах. Вер ми компостирование этого субстрата привело к образованию крупнозернистой структуры и исчезновению характерного запаха

Агрохимический анализ ПН и ВК показал (табл. 2.), что содержание основных питательных элементов в субстрате достаточно высоко и соответствует нормативным стандартам но Орлову и др.. [19%),

Таблица 2,

Агрохимические характеристики ПИ и ВК

Удобрения pH Зольность | Сорг N C/N Р;05 К30 Р305 к»о

% % мгЛООг

ПН 7,5 14,6 16,5 0.9 п 18,3 0,7 0.4 2,8 370

ВК 6,S 22,3 17,9 1.2 15,5 0,7 0,8 3,0

ТУ* Г 6.5 нет нет не <0,5 нс>30 0.1 0.1 нет _ нет

HCPfos 0,2 1,3 1,5 0,13 0,12 0,05 0,5 23

* ТУ Орлов, Садовникова, 1996

Значение рН ВК близка к нейтральной, в то время как кислотность ПН имела щелочную реакцию среды. Зольность ВК значимо превышает величину этой характеристики ПН. что связано с технологией вермикультивироваиия.

Содержание N в ВКкрс почти в 1,5 раза выше, чем в ПН. Как полагают некоторые исследователи, значительное увеличение содержания азота в аермикомпосте по сравнению с исходным сырьем связанно с ростом численности азот фиксирующих

бактерий в кояролитах червей [Mba, 19S3J, что было подтверждена и н наших исследованиях (табл. 4),

Соотношение C/N в ВК ниже, чем а ПН, что совпадает с данными зарубежных исследователей[Fosgate, Babb, 1972; Kale et ai., 1982; Edwards, 1988; Talashilkar et a!., 1W; l.oh et. all, 2005). В пашем продукте снижение C/N в ВК происходит за счет статистически значимого увеличения в нем содержание азота.

Содержание фосфора, как общего, гак и подвижного в ВК немного выше, чем в ТШ. Как показали наши исследования состава сообщества микроорганизмов этих органических субстратов в В К содержится большее количество фосфагыинерализутоздих (Agrobacterium)и иммобилизующих фосфор {АетсюЬааег} бактерий, соответственно извлекающих фосфор из орган офос фатов и закрепляющих в своей биомассе. Содержание общего калия в ВК is 2 раза выше, чем в ПН, а значения подвижного - отличаются незначительно. Существенное увеличение общего калия в ВК связано с особенностями технологии верм и компостирован и я, в соответствии с которой в исходный субстрат {полуперепревший навоз)' добавляется содома (приблизительно 20 % от объема), небольшое количество песка (2 %). Это делается для улучшения питательной ценности исходного ПН (для червей) и улучшения его физико-химических свойств {увеличение рыхлости).

Таким образом, ВК превосходит ПН по обеспеченности азотом, фосфором, калием, имеет более узкое соотношение C/N, т.е. более высокую степень гумификации [Орлов, 1985], но более высокую зольность.

Показатель содержания 'I'M в органических удобрениях является лимитирующим в их применении [Касатиков, и др., 1995], в связи с чем, ВК быв исследован нами на содержание кислоторастворимых фракций ТМ, Эти формы считаются потенциально доступными для растений. Данные но содержанию некоторых подвижных форм I'M в ПН и ВК приведены в таблице 3.

В связи с тем, что не были найдены ТУ для подвижных форм ТМ в ВК и ПН, был проведен сравнительный анализ удобрений, который показал незначительные концентрации ТМ в подвижной форме (в 10-100 раз меньше), но сравнению с ВК на основе свиного навоза [Кузьмина, 2005], Это связано с растительным кормом, которым питаются жаачт.и- животные. В процессе вермйкомпостарования происходит уменьшение содержания подвижных форм РЬ и Си в ВКк:>с. содержание C.d было минимальным гак в [ ПН. так и в ВК. Значимое увеличение в ВК в сравнении с ПН наблюдается, только относительно Zn. Подобное повышенное содержание Zn в ВК отмечается и в ряде публикаций [Morgan et а!., 1999; Lukkari, 2004]. Как предполагается, это связана с возможностью червей, регулировать процесс накопления ТМ в их теле и тем самым препятствовать накоплению 7,п благодаря физиологическим особенностям.

Важными микробиологическими параметрами изучения Свойств ВК и ITH является численность м/о и етруь-тура микробоценоза.

Таблица 3.

Содержаний подвижных форм тяжелых металла» f l М HCl), мг/кг

Таблица 4.

Численность м/о, вырастающих на селективных питательных средах. КОЕ/г х 107воздушко-сухого образца ПН и Bfi

ПА КАА Кмин Эшби

ПН 17,9*2,3 5,3±0,81 0,30 2,1 ±0,27

ВК 10,1*1,3 4,3*0,55 0,43 4,7±0,61

Считается, что верм и культура усиливает процессы минерализации органического вещества [Sandeler, Luxhoi, Tseherko, 1999]. Действительно, коэффициент минерализации - (КОЕКЛД/КОЕПЛ) увеличивается в ВК и полтора раза по сравнению с ГШ. Количество микроорганизмов а ВК, вырастающих на ПЛ (аммонификаторов), сокращается в дна раза по сравнению С ГШ, что естественно, так как Доступное органическое вещество в ВК уменьшается.

Количество азотфиксирующих микроорганизмов, вырастающих на среде Зшби, в ВК более чем в два раза больше, чем в ПН. По-видимому, это связано с тем, что в 1Ш по сравнению с ВК, находится большая концентрация ионов КЬЦ*, которые выступают субстратным ингибитором для азотфиксаторов. Кроме того, как было показано в ряде публикаций, в ВК увеличивается и количество с в обод поживу щего аэробного азотфиксагора Azotobacter chroococcum, участвующего в обогащении ВК азотом [Лазарчик и др., 1999; Филиппова, 2002].

Одним из экологических требований, предъявляемых к вермикомпостам, является отсутствие патогенных микроорганизмов. В связи с этим мы осуществляли контроль на наличие санитарно-опасных видов бактерий, в частности, Escherichia coli. Результаты эксперимента показали, что ВК не содержит кишечную палочку согласно 1радацни но степени за]рязнения объектов окружающей среды [Борисов. 1993].

Исследование общей численности микроорганизмов методом ГХ-МС показало, что Iii! и ВК характеризуются высокой численностью (Ю9 - Ю1(1 кл/r). Причем, микробиологический состав органических удобрений существенно различается. Так, видовое разнообразие ПН достаточно велико — 44 вида и таксономических групп микроорганизмов. Однако заметно выделяются но численности в сообществах только несколько групп. Это такие анаэробные роды как ErUerococcus и Ruminicoccus (их численность около 10ш), Bytirivibrio и Eubacterium (10S) и факультативно анаэробный род bactobacillm (10^).

В целом, анализ сообщества ГШ характеризует его как анаэробный, так как количество аэробных видов по сравнению с анаэробными невелико. Присутствие аэробных гра мотри цате л ь н ых бактерий (Acinetobacter sp., Pseudomonas aeruginosa, Stenotrophomonas matiophilia, Flavobacteriwn sp.) и актиномвцШ)в, в основном, Rhoäococcus sp. и Sireptomyces sp.. которые относятся к активным гидролитикам и способны к окислению многих органических веществ до состояния полной минерализации (С02 и HjO). отмечено в микробоценозе в небольшой котле(гграции (около 5%), С ЭТИМ связан замедленный процесс минерализации органического вещества компоста, характерный для микробного анаэробиоза

Суммарная численность м/о (по данным ГХ-МС) в ВК почти в 8 раз ниже, чем в ПН, но остается достаточно высокой (10% Содержание микромицетов в составе сообщества м/о ВК также существенно ниже {в 6 раз). Примерно на 20% в ВК уменьшается и видовое разнообразие (35 вида м/о, вместо 44-х). Изменяются доминанты в сообществе - вместо доминирующего анаэробного Ruminicoccus (типичного представителя рубца жвачных животных) отмечаются другие анаэробные вид],г, свойственные кишечному тракту червей, которые обеспечивают им

специфические трофические цепи. Доминирующая ассоциация представлена бактериями и дрожжами: Sphingobaclerim spiritivorum- Candida sp. Однако в целом ценоз м/о остается анаэробным, т.к. 62% видов — это анаэробы или факультативные анаэробы.

3.2 Влияние органических удобрений нэ агрохимические и микробиологические свойства серой лесной среди есу глинистой и аллювиальной еершумусопой глее в а той почвы, урожай и качество

растений

Влияние органических удобрений на агрохимические и микробиологические

свойства серой лесной средиссуглинистой почвы. По представленным основным агрохимическим показателям (табл. 5) при рассмотрении контрольного варианта, можно сказать, что исследуемая почва до внесения удобрений обеспечена достаточным количеством питательных элементов согласно общепринятым градациям [Минеев, 199(У). Внесение органических удобрений, как ВК, так и ПН существенно не отразилось на основных агрохимических показателях почвы. Так, значения рИ во всех вариантах опыта изменяются незначительно. Такие показатели, как гидролитическая кислотность, сумма поглощенных оснований, существенных различий ft зависимости or внесенных органических удобрений не показали. Содержание органического углерода в почве па вариантах опыта также практически не меняется.

Таблица 5

I

Только добавление 20 т.'га ВК и Ш [ 60 т/га приводит к статистически значимому повышению содержания общего азота, подвижного фосфора и существенному увеличению подвижного калия (примерно в два раза при внесении ВК в вариантах ВК 3 и ВК 20). Вероятно, что такое увеличение подвижного калия п вариантах с внесением ВК связано е повышения« численности силикатных микроорганизмов, способных к извлечению калия из почвенных минералов и переводящих его в доступные формы для растений, в частности, для картофеля, которому ои необходим для образования клубней. Кроме того, как било показано км тс (табл. 2) по содержанию калия (как общего, так и ПОДВижногр) ВК значительно богаче, чем ПН.

Одной из проблем, связанной с внесением органических удобрений, является возможность быстрой минерализации органического вещества, что может привести к деградации гумуса почв к нарушению гамеастаткческого состояния агроценоза, За интенсивностью процесса минерализации следили по коэффициенту минерализации -отношению роста м/о на крахмало-аммиачной среде (КАЛ) к численности бактерий, вырастающих на богатой органическим веществом среде (ПЛ). При сбалансированном состоянии деградации и синтеза органического вещества этот коэффициент должен

Вариант РН «г S Сорг, Гумус N Р2О5 К20 поде. к,о обм.

мгэквУ 100 г % мг/ StlO г почвы

Контроль 5,9 0.73 8:02 г 1,7 3,0 0,23 0,31 0,44 9,0 21,3

ВЮ 5,9 0,79 8,00 ',7 3,0 0,28 0,32 0.50 9,7 40,7

ВК 20 6,0 0,71 1,8 3,1 0,31 0,33 0,52 10.5 39,9

ПН 60 5,8 0,69 тШ'. 1,8 3,1 0,31 0,54 10.4 29,6

НСР,1т 0.2 0.05 0,$ о,о? 0,2 0,02 ОМ 0,04 0,8 2.4

HCPoaf наименьшая существенная разница при 5-процентном уровне значимости.

\

быть около единицы, что мы наблюдали в почве контрольного варианта (табл 6) Внесение в почву минимальной дозы ВК и ПН60 обогащает ее как трудноразлагаемым органическим веществом, так и легкодоступным В результате минерализационные процессы уравновешены (Кмин ~ 1) В варианте с ВК в дозе 20 т/га, Кмин увеличивается почти в 3 раза относительно контрольного в основном за счет шестикратного снижения КОЕ, вырастающих на ПА, то есть аммонификаторов Это свидетельствует о невысоком содержании в ВК доступных для деградации сапротрофами органических веществ Содержание м/о, которых учитывали на КАА при посеве из этой почвы, самое низкое, однако, в два раза выше, чем вырастающих на ПА В результате значение Кмин в варианте ВК 20 самое высокое Увеличение Кмин при применении столь высокой дозы ВК на серой лесной почве, может привести к минерализации ее автохтонных гумусовых соединений

Таблица 6

Численность м/о, вырастающих на селективных питательных средах, КОЕ/г почвы х Ю7 и коэффициент минерализации (серая лесная почва)

Питательная среда Контроль ВКЗ ВК 20 ПН 60

ПА 7,3 ±2,3 5,3 ± 1,3 1,7 ±0,3 7,1 ±0,4

КАА 4,7 ±1,2 6,6 ±0,9 3,4 ± 0,4 9,2± 0,8

Кмин (КАА/ПА) 0,7 1,2 2,0 1,3

Учитывая данные достаточно большого количества публикаций, где показано, что при внесении навоза происходит значительное увеличение численности грибов в почве, ухудшается фитосанитарное состояние агроценоза [Третьякова и др, 1992], провели сравнительный анализ микробного сообщества почв во всех вариантах опыта

По данным ГХ-МС показано, что микробное сообщество серой лесной почвы представлено 44-я видами, которые относятся к 31-у роду При этом 26 видов встречаются во всех вариантах опыта Это актиномицеты (роды Nocardia, Rhodococcus, Streptomyces, Actinomadura) и бактерии (анаэробные клостридии с доминированием Clostridium pastenrianum, факультативные и облигатные анаэробы - два вида Bacteroides , Wohnella sp, Butyrivibrio sp, Rumimcoccus sp) Последний вид (облигатный анаэроб) является абсолютным домииантом во всех вариантах, кроме второго Так, в варианте с 20 т/га ВК он занимает 30% в сообществе, в то время как во втором варианте - только 10% В почве на всех делянках опыта соотношение аэробных видов к анаэробным составляет 2/3 Причем, численность актиномицетов достаточно высокая на всех вариантах (20 % от общей численности), а в почве с внесением 3 т/га ВК их более 25% Как известно, актиномицеты являются активными деструкторами сложных органических полимеров В процессе их разложения актиномицеты выделяют в ризосферу большое количество питательных элементов, ферментов, биологически активных соединений и антибиотических веществ [Зенова, 1984, Звягинцев, 1986] Это способствует улучшению питательного режима картофеля

По общей численности м/о вариант с внесением 3-х т/га ВК также «опережает» варианг с 20-ю т/га ВК на 30% В нем отмечено повышенное количество таких «полезных» анаэробов, как бифидобактерии, и аэробов — автотрофных нитрификаторов, но более высокое содержание таких облигатных анаэробов как Butyrivibrio (три вида) Значение бифидобактерий в почве пока не изучено, но можно предполагать, что их способность в выработке ряда гидролитических ферментов [McBam, Macfarlane, 1998], которая создала столь высокий положительный статус этим бактериям в экологии человека, играет и в почвенных трофических цепях положительную роль Бутиривибрионы, как известно, способствуют накоплению

токсичной масляной кислоты Следовательно, увеличение юличества этих видов бактерий может потенциально играть как положительную роль - осуществлять деградацию сложных макромолекул в анаэробных условиях, поставляя субстраты для других видов м/о в трофических цепях, в конечном счете, улучшая условия питания растений, но могут и служить источником накопления токсичных метаболитов В первый год применения ВК в дозе 3 т/га этого не происходит, так как на этом варианте получена существенная прибавка урожая (табл 7) Кроме того, необходимо обратить внимание на увеличение численности такого «агрессивного» по отношению к гуминовым веществам почв виду как Propionibacterium frcudenreichu, который, как показано в публикациях последнего десятилетия [Coates et al ,1998, Benz et al, 1998], может приводить к деградации автохтонного органического вещества почв

Микроскопические грибы (Fungi) в самом большом количестве были отмечены в варианте с внесением навоза (их биомасса в 3,5 раза больше чем на контрольном варианте), что согласуется с литературными данными об увеличении количества грибов в почвах агроценозов при применении навоза Внесение 3-х т/ia ВК не приводит к существенному повышению биомассы грибов, на варианте с 20-ю т/га их количество увеличивается относительно контроля примерно в два раза

Итак, на основании проведенных исследований можно сделать следующее заключение Внесение ВК на основе КРС в агроценоз с почвой серого лесного типа значительно увеличивает содержание подвижного калия, способствует изменению структуры микробного сообщества Так, применение повышенных доз ВК (20 т/га) не приводит к существенному увеличению питательных элементов, но вызывает перестройку микробного сообщества почвы, которое приводит к смещению окислительно-восстановитетыюго равновесия в анаэробную сторону Внесение же ВК в дозе 3 т/га, сопровождается увеличением содержания основных питательных элементов, улучшением аэробно-анаэробной микробной обстановки, повышением доли в сообществе некоторых полезных видов Однако в последействии и эта доза ВК может привести к потере автохтонного органического вещества за счет деятельности агрессивного анаэробного вида (Propionibacterium freudem citha) в отношении гумпновых веществ, повышенная численность которого отмечена на варианте ВК 3 т/га Поэтому, надо изучать применение этой дозы в последействии (через год после внесения) для окончательной рекомендации

Влияние органических удобрений на урожайность картофеля Продуктивность ктртофетя, главным образом зависит от содержания гумуса в почве, подвижных форм фосфора и калия [Белоус, 1992] Даже в варианте с дозой 3 т/га вермикомпоста мы получили статистически значимую прибавку урожая, однако, она уступает повышению на других вариантах опыта (рис 1) При определении продуктивности почвы агроценоза, кроме урожайных данных, как правило, определяют эффективность грлменяемого удобрения Эффективность or" эпического удобрения -это значение, которое показывает прибавку урожая в ц/га, если бы вносилось всего 1 тонна органических удобрений iut 1 га

Таблица 7

Урожайность картофеля мри применении органических удобрений на серой лесной почве, ц/га

Варианты___

Контроль

ВКЗ

ВК 20

ПН 60

Урожай, Ц'Га

НСР 0.05-12.1 фа

96

1)5

125

127

Подсчет эффективное™ одной тонны удобрения показал, что применение трех т/га ВК наиболее эффективно, т.к. внесение 20 т ВК на га дает большую прибавку, однако эффективность одной тонны органического удобрения ниже в 4,5 раза.

МВ Эффективность органического

__I ____.удобрения ... „_______ 1__

Рис. 1. Прибавка урожая картофеля на серой лесной почве (ц/га); Эффективность органического удобрения 1 т-ц/га В варианте с ГШ 60 т/га мы получили максимальную прибавку урожая, однако, минимальную эффективность (рис. !).

Влияние органических удобрений на а гро химически о и микробиологические свойства аллювиальной серо гумусовой глсенатай поч вы

По полученным данным, представленным в таблице 8, можно сделать вывод, что исследуемая почва является достаточно обеспеченной основными питательными элементами и характеризуется по агрохимическим показателям, как благоприятная для выращивания картофеля и викоовсяной смеси.

Проведенный анализ агрохимических данных почвы до посадки (табл. К) и после уборки картофеля (табл. 9) показал, что значения рН за время вегетации культуры увеличились во всех вариантах (за исключением контрольного варианта и ВК30). Увеличение рН и варианта?; с ПН происходит, по-видимому, из-за начальной щелочной реакции среды в ГГН (табл. 2).

Таблица 8

Агрохимическая характеристика аллювиальной серо гумусовой глсеватой почвы перед

. ,.-. . — л • • • . рН V • - К S Сорг. Гумус N РА к2а подв. KjO обм.

мг жи<! 00l % 1мт/!00г почвы

Почва 6,5 0,83 ] 8,02 2,2 | 3,8 ! 0.14 | 0.28 | 0,64 9.7 14,5

В варианте без удобрений к завершению вегетации картофеля и его уборки происходит уменьшение содержания гумуса. Потери гумуса почвы в неудобренном

варианте объясняются минерализацией автохтонного органического вещества микроорганизмами (табл. ! 1) с последующим потреблением растениями питательных элементов.

Таблица 9.

Агрохимическая характеристика аллювиальной серогумусовой гнееватой почвы после уборки картофеля, осень 2004

Вариант рН Н, S СорГ, г- ■ Гумус N Р/>5 К20 ■■■ P2ÜS пода. .КгО е>5м.

мгэкв/ЮОг % иг/1-00г. почвы

Контроль 6,6 0,72 7.82 1,8 3,1 0,П 0,14 0.35 9,9 12,6

ПН 20 6,9 0,70 7.72 2,! 3.7 0J'. 0,18 0.43 23,4 12.7

ПН 40 7,0 0.7! 7.68 2,1 3,7 0,11 0,30 0,47 20,6 13,0

ВК 15 6,8 0.65 8.24 1,9 3,3 0,13 0, !2 0,55 24,7 13,1

¡Ж 30 6.6 0,69 8,39 2,1 3,7 0,14 0.14 0,59 23,5 13,5

! ВК15 ¡№К 6,7 0,76 8,10 2,2 3.8 0,14 0,15 0,50 22,3 13.6

NPK 6,8 0,71 8,09 1,9 3,3 0.12 0,21 0,49 24,5 12,9

НСРт 0,2 0,06 0,44 0,1 0,3 0,02 0,05 0,03 1,3 1,1

Внесение органических удобрений способствовав поддержанию запасов органического вещества в почве, что совладает с литературными данными [Минеев, 1990]. Причем, внесение ПИ в дозе 20 т.'га увеличивало содержание гумуса в почве немного больше, чем В К в эквивалентной по содержанию азота дозе 15 т/га- Однако, при использовании дозы ВК 30 т/га, эквивалентной по содержанию азота 40 т/га ПН, отмечено одинаковое повышение Сорг в соответствующих г;;риштах опыта.

Известно, что положительный эффект органических удобрений на процессы накопления гумуса тем выше, чем больше гумусовых веществ поступает с ними в почву [Гаййуллин, 2002]. В вашем опыте меньшие дозы вермикомпоега BtOO т/га не уступали ПН в дозе 40 т/га. Это связано С более высокой гумификацией органического вещества ВК, о которой можно косвенно судить но более узкому соотношению C/N этого субстрата (табл. 2).

Наибольшая прибавка Сорг Сыла получена в варианте 'е совместным внесением BK15+NPK. Как было показано (фи определении урожайных данных (табл. 14) именно на этом варианте был получен самый высокий урожай картофеля. Таким образом, в варианте без удобрений. BKI5 и NPK происходит снижение содержания гумуса, па остальных вариантах наблюдаете* ею стабилизация, несмотря па особенности возделывания картофеля, который относится к Пропашнь'м культурам, что создает условия для минерализации Сорт

На вариантах с ВК и NPK содержание азота остается на начальном уровне закладки опыта. Вероятно, это связано с наличием легко доступных соединений азота в ВК, которые образуются в результате микробиологической деятельности. На вариантах с ПН и контрольном происходит уменьшение его содержания, по-видимому, за счет большего количества ачйонификаторой в ПН (табл. 4), которые приводят к газшбргоной потере азота а виде аммиака. Количество а-лота в исходной почве (контрольный вариант) недостаточно д;и обеспечения этим элементом каргофеля без ущерба дли почвы, следовательно, необходимо вносить азот в виде удобрений.

Во всех вариантах нашего опыта возрастает содержание в почве подвижных форм фосфора, в отличие от значений общего фосфора, содержание которого уменьшается на всех вариантах кроме ПН20 и ПН40. Подвижные формы фосфора образуются в результате активной фосфатминерализующей микробиологической деятельности, при

которой происходит образование кислот или выделяются специфические ферменты {фосфатом, нуклеазы), способствующих переходу фосфора из нерастворимых форм в растворимые из неорганических и органических соединений. Содержание калия ма период вегетации картофеля уменьшилось во всех вариантах, что свидетельствует об активном потреблении этого питательного элемента культурой. Это говорит о необходимости дополнительного ¡внесения калийных удобрений под картофель на исследуемой почве.

Таблица 10.

Агрохимическая характеристика аллювиальной серо гумусовой глееватой почвы после уборки викоовсяной с меси осень 2005

Вариант ----- <., 1 - < ' рН н,; - Оарг ! Х учус щ. кзО РгО; лодв. о5м. :

МГУКв/1 Ойг % мг/1 (Юг почвы г

Контроль 6,7 0,71 7,74 1,8 3,1 0.11 0.12 0,29 14,2 8,9 1

ПН 20 6,8 0,69 7,78 2,0 3,5 0,13 0.15 0,20 18,1 11,2

П1! 40 6,7 0.73 7,56 1 ■> _ 1 • 3,8 0,13 0,23 0,38 18.6 9,3

ВК 15 6.6 0,67 8,32 2,0 3,5 0,13 0.12 0,29 21,3 10,6

ВК 30 6.8 0,66 8,43 2,2 3,8 о.п 0,13 0,37 19,8 9,0

ВК15+МРК 6,6 (—У2 1,9 3.3 0,12 0,14 0,2» 25,2 1»,з ;

ЫРК 6,5 0,73 8.02 1.9 3,3 0,14 0.16 0.35 26.1 9,9

НСР1Х05 0.2 0,07 0,42 0.1 0.3 0,02 0,06 0,03 1,7 0,9

Во второй год исследований выращивали викоовсяную смесь без внесения удобрений. Значительных изменений показателей рН в разные годы не происходит-Степень насыщенности почвы основаниями осталась на прежнем уровне {табл. 10). Уменьшение содержании органического вещества отметили только на варианте ВК15+ЫРК,

Известно, что агрохимические средства обычно увеличивают количество не только органического вещества почв, но и концентрацию минеральных питательных элементов, например, таких как азот, фосфор [СгессЫо е! а!.. 2001; Мас!с|с>п е( а!., 2001; РагЬаш е! а!., 2003]. Содержание азота, за период вегетации картофеля и пи кои вся ной смеси, уменьшилось на аариантах ВКЗО и ВК15+НРК, что свидетельствует «б активном потреблении питательных элементов выращиваемыми культурами. Наибольшую устойчивость по количеству этого элемента наблюдали в последействии минеральных удобрений (вариант КРК). В вариантах с ПН (20 и 40 г/га) и ВК15 значения N относительно того содержания этого элемента, которое было после уборки картофеля, увеличивается (табл. 9). Внесение КРК позволяет викоовсяной смеси пополнит ь количество азота до уровня сто содержания в исходной почве (табл. 8).

Количество подвижного фосфора после вегещции викоовсяной смеси (табл. 10) но всех вариантах опыта с применением минеральных удобрений возрастает, а при внесении 1111 и 13К - уменьшается относительно того содержания Р^О!., которое было в почве после уборки картофеля (табл. 9). Максимальное увеличение подвижного Р205 отмечено в варианте с НРК, а К20 - с ЛН20, БК15 (лозы органических удобрений эквивалентные но азоту) и ВК15+МРК. 0,ц;ако, как содержание фосфора, так и калия после последовательного выращивания двух культур на серотумусовой почве существенно ниже его исходного содержания.

Таким образом, ири выращивании викоовсяиой смеси после картофеля в аллювиальной серогумусовой глсет.алой почве происходит восстановлений до первоначального уровня только содержания азота на вариантах с применением

J3

органических и минеральных удобрений. Количество общего фосфора ниже первоначального, а его подвижных форм остается к а прежнем уровне. Однако содержание калия, как общего, так и обменного, уменьшается значительно. Как известно, картофель - калиелюбивая культура. [Арпошин и др., 1991] Следовательно, при использовании ВК и ПН на данной почве под картофель в севообороте с викоовешой смесью необходимо вносить калийные удобрения в дозе выше 90 кг/гл вместе с поддерживающими дозами азот а и фосфора

Также как и в опыте с серой леской почвой за микробиологическими показателями аллювиальной cepoi уму совой почвы следили по показателю Кмии и составу сообщества (методом Г'Х-МС).

Количество микроорганизмов, вырастающих на крахмало-аммиачном агаре (КАЛ), характеризует почву, из которой произведен посев, в отношении того, насколько она обогащена полимерными органическими веществами (целлюлозой и другими полисахаридами). По этому показателю почва контрольного варианта содержит высокое содержание тру дно разлагаем о го органического вещества (табл. i 1). Кроме того, в качестве источника азота в КАА среде содержится аммоний, следовательно, высокая численность м/о, вырастающих на этой среде, свидетельствует о том, что в иселсдл-емой почве достаточно активно потребляется минеральный азот. Внссение в почву органических удобрений в виде Ш) в дозе 40 т/'га обогащзст ее доступными органическими соединениями, о чем свидетельствует трех - пятикратное уменьшение количества м/о, приспособленных к рост; на трудно разлагаемом органическом веществе. Внесение в почву ВК в дозах, эквивалентных но азоту дозам ПН, в меньшей степени обогащает ее доступным органическим веществом, чем ПН, о чем свидетельствует не сголь значительное снижение роста м/о на КАА, высеянных из почвы этих вариантов, по сравнению с контрольным вариантом. Численность аммонификаторов (рост на ПА) в вариантах с ВК в эквивалентных дозах с ПН также ниже, что свидетельствует о меньшем количестве легкодоступных органических веществах, поступающих в почву с ВК по сравнению с 1 (Н.

Таблица I!.

Численииегь м/о. вырастающих на e&teKrumibtx пнтатечьных средах, КОЕ'г почвы х

1С7 и Кмин (аллювиальная серо гумусовая глесаатая почва после уборки картофеля)

.... ... Питательная срёдй Концов!, ГШ20 ' ЦК40 ВК15 Шбв : m ( 5 ' ?>к WK ,|

ПА 5,5±1,2 15,1 ¿23 2,7*0.6 4.ШД9 1.8±0.3 ^ 2.6±0,6 1,2^0,3 ■

КАА 10.5*!,) 19.7±2,9 1 ,ЧтО,б 6,5±1,4 6,7*1.3 ¡3.3^2,5 1,3±0,4

Кмин (КАЛ'ПА) 1,9 1,3 \А 3,7 5,1 1,1

В почве с внесением МРК микробиологические процессы, связанные с потреблением минеральных форм азота и минерализацией трудноразлагаемых форм органических веществ, становятся соизмеримыми ; потреблением орг анических форм азота и легкоокислуемых органических веществ, о чем свидетельствует примерно одинаковая численность м.'с при их посеве из почвы чу го варианта на КАЛ и Г1Л среды. В результате Кмин в этом вариант позволяет говорить о сбалансированности процессов минерализации трудно* и легкоо к и е.; я см ого органического вещества (около единицы). В почве вариантов опыта с совместным внесением МРК и ВК после уборки картофеля наблюдается активная минерализация труднодоступных органических веществ, в два раза превышающая таковую в почве с внесением только ВК в этой дозе (15 т/та) и в 9 раз - в почве с внесением только КГ'К Следовательно, влияние

органических (ВК) и минеральных удобрений при их совместном применении под картофель оказывает не аддитивное действие на направленность микробиологических процессов По-видимому, здесь оказывают влияние и экссудаты растений картофеля, стимулирующие развитие определенных групп м/о, т к на этом варианте был получен самый высокий урожай (табл 13)

В целом, Кмин является хорошим показателем, отражающим продуктивные условия для картофеля при применении органических удобрений (ПН и ВК) и минеральных удобрений, тк коэффициент корреляции между этим показателем и величиной урожая картофеля достаточно высокий (г = 0,88) При этом основной вклад в обеспечение растений питанием происходит за счет активных процессов минерализации полимерных органических соединений

Более точную картину возможного усиления минерализацконных процессов могут показать изменения в структуре микробного сообщества

Определенное методом ГХ-МС микробное разнообразие в почве после уборки картофеля представлено 44-мя видами м/о, численность которых I07 -109 кл/г, те достаточно высокая Суммарное количество м/о значимо (на 30-33%) снижается на всех вариантах опыта с внесением удобрений, особенно заметное при применении только минеральных удобрений Эти данные совпадают с мнением о том, что использование только минеральных удобрений может вызывать снижение биомассы м/о в почве [Giller et al, 1997] даже, если не наблюдается таких негативных явлений, как подкисление почвенного раствора Относительно внесения органических удобрений во многих публикациях показано, что обычно с увеличением С0[)г наблюдается и повышение численности м/о в почве [Dhillion, 1997, Ни, et al, 1999, Pascual, et al, 2000, Peacock, et al, 2001] В нашем случае эту биологическую характеристику почвы определяли после уборки урожая картофеля и, следовательно, снижение численности бактерий можно связывать с выносом питательных веществ растениями и изменением трофических цепей в связи с перестройкой структуры микробнсто сообщества в ответ на перемену в соотношении питательных элементов Так, с клубнями из почвы изымаются как минеральные элементы (табл 9), так и органические вещестга Последние являются субстратами для сапротрофов почвы агроденоза

Анализ структуры микробного комплекса показал, что он на 50-60% состоит из анаэробных и факультативно-анаэробных бактерий, как в видовом отношении (26 видов из 44-х выявленных), гак и по биомассе Снижение общей численности при применении минеральных удобрений происходит в основном за счет некоторых анаэробных видов, в частности, пропионобактсрий (Propionibacterium freudenreichn Р> opionibciUcrium sp), бактероидов, клостридий, железобактерий Незначительно уменьшается и численность некоторых актинобактерий (Rhodococcus , Pseudonocardia, Actinomadura) Уменьшение количества некоторых из этих представителей можно считать положительным явлением Так показано, что Propionibacterium freudenreichti и железобактерии могут использовать в качестве источника углерода и энергии гуминовые соединения что может приводить к потере автохтонного органического вещества [Benz et al, 1998] Следовательно, минеральные удобрения оказывают в этом случае защитную роль не создавая условий для развития таких видов анаэробов Бактероиды и клостридии могут способствовать накоплению в почве летучих жирных кислот, в частности, масляной, что также не является благоприятным фактором для гомеостаза агроценоза и может оказывать даже токсическое действие Из вариантов с

внесением органических удобрении ВК оказал наиболее стабилизирующее значение как на общую численность бактерий и почве, так и на структуру мнкробоценоза.

Таблица 12.

Численность м/о, вырастающих на селективных питательных средах, КОЕ'г воздушно-сухого образца х 10' и Кмин (аллювиальная серогумусовая почяа после уборки викоовсяной

смеси)

Лкпкяыт среда! Контроль ппз : Щ40 ЯКИ вро ВК15КРК КРК

ПА 3,9±0,4 8,2±0,5 3,0±0,8 !,5±0,3 7,4±1,2 0,8±0,3 1,9*0,4

КАА 4,0*1,2 М,3±!0,3 24,1 ±6,0 8,1*1,1 18,1 ±2,3 1,7±0,4 4,3±0,7

Кмин (КАА/Т1А) 1,0 6,6 8,0 5,5 2,4 2,1 2,3

Во второй год исследований на многих вариантах, но сравнению с предыдущим годом, происходят значительные изменения Кмин, а также увеличивается численность м/о на высеваемых питательных средах. На контрольном варианте наблюдается равновесие процессов деградации и синтеза органического вещества. При внесении ПН интенсифицируется развитие утилизирующих минеральный азот м/о, в зависимости от доз, в 7-8 раз ПО сравнению с контролем, а при использовании ВК, соответственно, в 26 раза. Причем, при более высокой дозе ПН (или эквивалентной ему по содержанию азота дозе ВК) Кмин ниже.

В связи с резким возрастанием в вариантах с органическими удобрениями численности м/о, которые используют минеральный азот, возможно, прогнозировать повышение напряжения минерализационных процессов в почве. Но полученные Кмин свидетельствуют о том, что внесенный ВК снижает эти показатели по сравнению с контролем и предшествующим годом (рис. 3). Это может подтверждать предположение о стабилизационной направленности деет рукциопных и им мобил изационных процессов при использовании ВК. Причем с увеличением дозы данного удобрения возрастает сбалансированность указанных процессов, что совпадает с литературными данными [Быкин, 1997], При совместном применении ВК с ЫРК и №К в отдельности, Кмин превышает показатели на контрольном варианте всег о в два раза,

! !г

■! м +; 1

' 1 т.« и : Ь 1. 0.7

hWpi.ii ИН20 шип ПК 15

■ После картофеля В После внколвсиной смеси

Рис.2. Изменение Кмин в течение двух лет после уборки картофеля и викоовсяной смеси Но данным ГХ-МС после уборки викоовсяной смеси суммарная численность бактерий в почве всех вариантов опыта увеличивается в 3-5 раз Однако можно с уверенностью говорить о значительной роли растений вигсоовгяной смеси в стимулирований размножения м/о, так как и на контрольном варианте (без внесения удобрений) также наблюдается более чем двукратное повышение численности м/о, что

согласуется с литературными данными о высоких (эиоуцобрительных свойствах экссудатов бобовых растений и их пожнивных остатков, способствующих существенному повышению биоразнообразия и численности м/о почв [Зай, IMainawatee, 2002]. Наибольшее повышение численности бактерий после уборки викоовся1гой смеси отмечено на вариантах опыта с внесением ВК15-30 и NPK (рис. 3), по-видимому, за счет лучшего баланса синтеза и ресинтеза органического вещества растительного и микробного происхождения.

Контроль ШШ ПН40 BKI1 ВКЗО RSÍ15+NPK М'К

О после картофеля ■ после внкоовсннон смеси

Рис. 3. Численность м/о в аллювиальной серогумусовой лочво (по данный ГХ-MÇ) после уборки картофеля (! год) и викоовсяной см со и (II год) Кл/г * i 0а Также растет и видоиое разнообразие микробного сообщества почти на всех вариантах после уборки викоовсяной смеси на аллювиальной серогумусовой глееватой почве, что подтверждается расчетами индекса Шеннона (рис. 4).

Максимальное увеличение значений индекса Шеннона наблюдается на вариантах с ВЮО и ПН40. а также значимое увеличение на варианте ITH20 и BKI5+NPK. Показано, что чем ближе та или иная экосистема к своему естественному состоянию, тем йынгс в ней уровень биологического разнообразия (ВИДОВОГО обилия), т.е. в пей обитает большее количество видов при относительно равной их численности Во второй год исследований на вариантах с органическими удобрениями наблюдается статистически значимое увеличение значений индекса Шеннона, особенно заметное на вариантах с высокими дозами (Г1Н40 и ВЮО).

Контроль 1Ш20 ГШ40 UK15 B1Í30 BKIS+M'K NPK

■ после картофеля 1 И после hiikhobchiioíí с чес я

Рис. 4. Индекс Шеннона в почве (по данным ГХ-МС) после уборки картофеля (1 год) и викоовсяной смеси ([] год) Минеральные удобрения (вариант NPK) в соответствии с этим показателем не оказывает существениого значения на биоразнообразие почвы но сравнению с контрольным вариантом как в первый год применения иод картофель, так и в последействии под яикоовсяной смесью.

По данным метода ГХ-МС микробоценоз почвы состоит на 50-60% из анаэробных и факультативно-анаэробных бактерий как в видовом отношении (26 видов из 44-х выявленных), так н по биомассе. В первый год исследований в аллювиальной сер01умусовой почве преобладают анаэробные м/о над аэробными, более чем в два раза на вариантах с 13К и NPK » контрольном варианте. Па вариантах с ГШ численность аэробных м/о приближается к численности анаэробов

Рис. 5. Общая численность суммы анаэробов и факультативных анаэробов и численности аэробов в почве (по данным ГХ-МС) после уборки картофеля (I год) н викоовсяной смеси (¡1

год)

Значительное увеличение численности м/о после уборки викоовсяной смеси (рис 3) происходит, в основном, за счет аэробных видов, т к численность анаэробных значительно снижается (рис 5) и становится статистически неразличимой на всех вариантах опыта Такая картина наблюдается, как на вариантах с внесением органических и минеральных удобрений, так и на контрольном варианте, что еще раз подтверждает решающее значение вида растения - прижизненные выделения их экссудатов, а также вид и качество корневых остатков - в формировании окислительно-восстановительного статуса почвы в связи со структурой ее микробного сообщества

Влияние органических удобрений на урожайность картофеля На всех вариантах опыта (табл 13) была получена прибавка урожая картофеля, однако достоверная прибавка отмечена в следующих вариантах ВКЗО, ВК15+МРК, ЫРК На вариантах с разными дозами ПН наблюдается незначительное повышение урожая по сравнению с контролем Это связанно с тем, что в первый год использования ПН в почву поступает лишь небольшая часть доступных питательных элементов Кроме того, известно, что применение повышенных (до 90 т/га) доз навоза без дополнения азотом минеральных удобрений менее эффективно, чем внесение небольших (30 т/га) доз в сочетании с полным минеральным удобрением [Кузьмич, 2002] Самый высокий урожай был получен там, где по микробиологическим показателям идут активные минерализационные процессы и эффективно используются минеральные формы азота (ВК15+1ЧРК) По-видимому, именно в этих условиях складывается наиболее благоприятный питательный режим для растений

Таблица 13

Урожайность картофеля, выращенного на аллювиальной серогумусовой глееватой почве, ц/га

В вариантах с применением ВК эффективность органического удобрения также невысока, но она в 3-12 раз выше, чем на вариантах с эквивалентной по азоту дозой ПН Напомним, что эффективностью ВК и ПН при их использовании на серой лесной почве (табл 7) намного выше, даже при дозе всего 3 т/га Это связано, вероятно, со способом внесения органического удобрения - ВК и ПН вносили на делянки опыта, до нарезания гряд и заделки картофеля, а не внесен в лунки, как на серой лесной почве на опытном поле Владимирского НИИСХ Увеличение доз было сделано для того, чтобы уровнять условия внесения обоих видов органических, а также минеральных удобрений Применение ВК15 совместно с ИРК повышает эффективность вермикомпоста в 10 раз. что совпадает с мнением других авторов [Галлеев, Точилкин, 1999]

Варианты Урожай

ц/га

Контроль 175

ПН 20 177

ПН 40 178

ВК 15 180

ВКЗО 212

ВК15+1МРК 225

192

НСР„05 17

I При бапка урожая

- Эффективность органического удобрения!

Рис, 6. Прибавка урожая ц/га и эффективность органического удобрения I т - ц/га Анализ качества клубней карт оф с ля при применения различных удобрений К наиболее важным качественным показателям клубней картофеля относятся: содержание сухого вещества, крахмала, белка, витамина С, Показатель содержание сухого вещества в клубнях картофеля, отражает суммарное содержание всех органических веществ: крахмала, Сахаров, белков и аминокислот, витаминов и минеральных веществ. Прибавка сухого вещества в клубнях картофеля в вариантах с ВК была положительной, однако несуществен вой, Г1о всем остальным вариантам относительно контроля (рис, 7) процент сухого вещества в клубнях картофеля снижался, что особенно заметно на вариантах опыта с совместным применением ВК и NPK. Учитывая, что на этом варианте был получен самый высокий урожай (табл. 13), можно объяснить такое снижение ■эффектом разбавления. Чугь выше процент сухого вещества в варианте с применением минеральных удобрений.

Ееифмь ПНЮ ПН40 BK1S ВКЗО BKIf^NCK ЧГК

ПСухое в-во ■ Крахмал

Ряс. 7, Содержанке сухого вещества н крахмала в клубнях картофеля, выращенного на аллювиальной серо гумусовой почве

Крахмал - важнейший углевод в клубнях картофеля и основной Показатель качества продукции, поэтому изучению влияния удобрений на содержание крахмала

посвящено много исследований. Крахмалнстость тем выше в клубнях, чем больше относительное содержание хлорофилла в листьях картофеля, которое увеличивается с повышением интенсивности фотосинтеза. Жаркая и сухая пагода повышает содержание крахмала, а прохладная и влажная - снижает. Колебания в содержании крахмала изменяется но литературным данным в пределах 11,0 - 17,0 % (Авдеев, 2001].

Максимальное увеличение содержание крахмала в клубнях картофеля наблюдалось в вариантах с различными дозами внесения ВК: более высокое количество получено в варианте с применением ВК в дозе 15т/га, чуть ниже с ВК в дозе 30 т/га. а самое низкое - при совместном применении ВК+ЫРК и ЫРК, так как азо г в составе минеральных удобрений снижает содержание крахмала клубней, что соответствует данным других авторов [АвдоиВН, Соловьев. 1973; Авдеев, 2001] Известно, что применение повышенных доз азотных удобрений приводит к мощному развитию надземной массы, в связи с чем, опок' пластических веществ из листьев в аккумулирующие органы ослабевает, и снижается процесс накопления крахмала [Сухой ванов, 1971; Лощаков и др., 1979].

Контроль IIFÍ2Ü í и tío BkTí в КЗ о SKI 5^РК NPK

ЙП bejjOK —• Нитриты

Рис. 8. Содержание белка и ни гратов в клубнях картофеля, выращенного на аллювиальной еерогумуеовой почве Также достоинство картофеля это то, что он являсгск источником полноценного белка, содержащего все незаменимые аминокислоты (Симаков, 2006J. Максимальное содержание белка в клубнях было подучено на варианте с совместным применением ВК и NPK. 0;®ако на варианте ВКЗО и NPK показатели находятся немного ниже, ко на одинаковом уровне. Исследованиями установлено, что под влиянием азотных удобрений в клубнях картофеля повышается содержание азота и белка {Йобкова, 197Я', Кошнаров, Шишкина, 1978]. Несмотря на го, что азотные удобрения и увеличивают относительное содержание сырого протеина в клубнях, биологическая ценность белка (аминокислотный состав) от1 применяемых минеральных удобрений иод картофель снижается [Сухоиванов, 1971; Понасип и др., 19811. Аминокислотный состав клубней нами не был исследован, однако на основании литературных данных {Ивченко, 2001] можно предположить, что сбалансированность белка по аминокислотному составу в картофеле на вариантах с применением ВК выше, чем на вариантах с применением NPK.

Картофель - важнейший источник аскорбиновой кислоты (витамина С), если учесть объем потребления этого продукта питания, находящийся на пятом месте, по употреблению в пищу в мире. В молодых клубнях содержание витамина С может достигать 40 \(г/!00 г ¡Физиология и биохимия с/х растений, 1998].

Уровень аскорбиновой кислоты л клубнях картофеля нашего опыта (рис. 9) был довольно высок во всех вариантах. Содержание витамина С незначительно увеличилось на вариантах с ГШ по ¿равнению с контролем, на варианте с NPK значение этого показателя минимально. Значимо увеличивается оно па вариантах с В К. а максимальное значение отмечено на варианте с NPK.+BK15.

Биологическая ценность картофеля зависит от содержания и соотношения в клубнях не только полезных для здоровья, но и вредных веществ, к которым относятся нитраты ¡Вебер, 199GJ, Нитраты и нитриты в организме животных и человека Moiyi подвергаться метаболическим процессам, приводящим к образованию токсических веществ: например, метгемоглобина, блокирующего перенос кислорода крови, канцерогенных азотных нитросоединений - иитрозаминов ГВатолин, Адамович, 1986] Поэтому содержание нитратов в клубнях картофеля не должно превышать предельно допуст имого уровня. В настоящее время ПДУ для продовольственного картофеля - 250 мг/кг, а для кормового 300 мг/кг.

Концентрация нитратов в клубнях картофеля не превышала 11ДУ па всех вариантах опыта (рис. 8). Влияние различных систем удобрений было не одинаковым. Внесение В К в даках 15-30 т/га сиоьобстъоввдо существенному снижению нитратного азота в клубнях картофеля reo сравнению с ПН и NPK Максимальное увеличение содержание нитратов было получено при применении минеральных удобрений и совместном применении ВК и NPK. Зло связано с повышенным содержанием нитратов, доступных для растений, которые переходят в почвенный раствор. В вариантах с ПП содержание нитратов было достаточно высоким, по сравнению с ВК, Это, вероятно, связано с большим содержанием ни гратредукторов в ВК. На варианте с NPK при одинаковом содержании белка в клубнях картофеля, содержание нитратов в три раза больше, чем при применении ВК в дозах 15-30 т/га.

Рис 9. Содержание витамина С в клубнях картофеля, выра.немного ми аллювиальной Ссрогуыусовой почее, мгЛООг В целом можно отметить, что картофель, полученный на контрольном варианте, обладает хорошими качественными показателями, это связано с тем, что почва, на которой был заложен опыт, Я'йЛЯетсн достаточной богатой гумусом и основными питательными элементами. Применение во всех вариантах опыта ВК приводит к улучшению качества клубней картофеля, нивелируя отрицательный эффект минерал ь яых удобрений.

Выводы

1 Вермикомпост (ВК), полученный на основе полуперепревшего навоза (ПН) КРС, отличается от исходного субстрата, более высокой зольностью, большим количеством общего азота, более узким соотношением C/N, повышенным содержанием общего и обменного калия, меньшим содержанием кислоторастворимых форм тяжелых металлов Си, РЬ, при более высоком содержании Zn и равном (следовом) количестве Cd, более высоким (в два раза) содержанием азотфиксирующих м/о, отсутствием загрязненности кишечной палочкой (Е coli) Сходными показателями ВК и ПН является равное количество Сорг, а также общего и подвижного фосфора

2 Суммарная численность м/о (по данным ГХ-МС) в ВКкрс почти в 8 раз ниже чем в ПН, но остается достаточно высокой (109) Содержание микромицетов в составе сообщества м/о ВК также существенно ниже (в 6 раз) Примерно на 20% в ВКкрс уменьшается и видовое разнообразие (35 видов м/о вместо 44-х) В целом ценоз м/о ВК так же, как ГШ является анаэробным (62% видов в сообществе - анаэробы или факультативные анаэробы) Коэффициент минерализации (Кмин = КОЕка//КОЕпа) увеличивается в ВК в полтора раза по сравнению с ПН за счет снижения численности аммонификаторов

3 Применение ВК (в дозе 20 т/га) и ПН (60 т/га) на серой лесной почве под картофель приводит к статистически значимому повышению содержания общего азота, подвижного фосфора и существенному увеличению подвилсного калия (примерно в два раза при внесении ВК), позволяет избежать потерь автохтонного С орг

4 Внесение ВК в дозе 3 т/га в серую лесную почву сопровождается улучшением аэробно-анаэробной микробной обстановки, не приводит к существенному повышению биомассы грибов (по данным ГХ-МС)

5 Внесение ВК и ПН в аллювиальную серогумусовую глееватую почву под картофель с дальнейшим выращиванием викоовсяной смеси способствует поддержанию запасов Сорг, общего азота и фосфора, но содержание калия (как общего, так и обменного) значительно уменьшается Следовательно, при использовании ВК и ПН на данной почве под картофель в севообороте с викоовсяной смесью необходимо вносить калийные удобрения в дозе выше 90 кг/га вместе с поддерживающими дозами азота и фосфора

6 Анализ структуры микробного комплекса аллювиальной серогумусовой глееватой почвы (по данным ГХ-МС) после уборки картофеля показал, что он на 5060% состоит из анаэробных и факультативно-анаэробных бактерий как в видовом отношении (26 видов из 44-х выявленных) так и по биомассе Снижение общей численности м/о при применении минеральных удобрений происходит в основном за счет некоторых анаэробных видов После уборки викоовсяной смеси суммарная численность бактерий и биоразнообразие в почве всех вариантов опыта увеличивается в 3-5 раз за счет повышения количества аэробных и анаэробных видов цикла азота (свободно живущих и ассоцпатирных) и углерода

7 Микробное сообщество серой лесной почвы сбалансировано (КОЕкаа/КОЕпа ~1) по численности аммонификаторов (КОЕпа) и автохтонных м/о (КОЕкаа) при внесении ПН и ВК 3 т/га Увеличение дозы ВК до 20 т/га приводит к двукратному повышению Кмин, что может интенсифицировать минерализацию Сорг почвы

8 Микробное сообщество серогумусовой почвы не сбалансировано по интенсивности минерализационных процессов, о чем свидетельствует высокие значения Кмин как на контрольном варианте, так и при внесении ВК и BK+NPK после

уборки картофеля Применение только минеральных удобрений приводит к выравниванию процессов минерализации легко- и трудноокисляемых органических веществ в почве В период последействия (после викоовсяной смеси) можно говорить о стабилизационной направленности деструкционных и иммобилизационных процессов при использовании ВК и ВК+1ЧРК по сравнению с ПН

9 В целом, Кмин является хорошим показателем, отражающим продуктивные условия для картофеля при применении органических удобрений (ПН и ВК) и минеральных удобрений, т к коэффициент корреляции между этим показателем и величиной урожая картофеля достаточно высокий (г = 0,88) При этом основной вклад в обеспечение растений питанием происходит за счет активных процессов минерализации полимерных органических соединений, так как урожай картофеля на серой лесной и на серогумусовой почве был максимальным на вариантах, где Кмин был самым высоким

10 Внесение ВК в дозгх 15-30 т/га способствовало существенному снижению нитратного азота в клубиях картофеля Значимое увеличение содержания белка наблюдается на вариантах с применением ВК и КРК, а витамина С - только на вариантах с органическими удобрениями, максимальное значение было получено на варианте ВК+МРК

11 Эффективность внесения ВК в дозе 3 т/га под картофель в гряды на серой лесной почве более чем в 10 раз выше по сравнению с ПН 60 т/га На серогумусовой почве применение минеральных удобрений под картофель увеличивает эффективность ВК в 10 раз

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1 Кубарев Е Н, Верховцева Н В , Кузьмина Н В , Матвеева А Ю , Корчагин А А Влияние вермикомпоста на основе крупного рогатого скота на микробоценоз и продуктивность серой лесной почвы при выращивании картофеля // Экология и биология почв Материалы Международной научной конференции, Ростов-на-Дону, 22-23 апр 2004 - Изд-во ООО «ЦВВР», 2004 -С 151-154

2 Кубарев E Н . Верховцева Н В , Кузьмина Н В Микробиоценоз кишечного тракта Eisenia foetida в зависимости от субстрата // Материалы II Международной научно-практической конференции «Человек и животные» - Астрахань, 2004 - С 214217

3 Kubarev Е , Rutkovskaia О, Verkhovtseva N, Stepanov N , Kuzmina N Methanogenesis and microbial community structure of grey forest soil under manure and nitrogen fertilizers application [Electronic resource] - European Geosciences Union, Vol 6, 07437, 2004 - 1 electronic optical disc (CD-ROM) -System requirements Windows 95, 98, Me, NT4, 2000, XP, 64 MB or more of installed RAM, Webbrowser with Adobe® Reader® Plugm - Geophysical Research Abstracts - ISSN 1029-7006

4 E Kubarev. N Verkhovtseva, N Kuzmina, A Matveeva Vermicompost as Ecological Alternative to Improve soil Microbial Stable Development // Conference «Eurosoil 2004», Freiburg, Germany, 2004 - Abstracts - P 431 2

5 Рутковсгая О M , Кубарев Е Н , Кузьмина Н В Структура микробного сообщества серой лесной почвы при применении различных систем удобрений // Региональный сборник научных трудов молодых ученых «Современные проблемы биологии, экологии, химии» // Под редакцией д х н , проф В Н Казина - Яросл гос ун-т,Ярославль, 2003 -С 77-80

6 Верховцева Н В , Кузьмина Н В , Кощенкова Н Е, Кубарев Е Н . Осипов Г А Структура микробного сообщества кишечного тракта Eisenia foetida и возможность ее регулирования // Материалы II Международной конференции «Дождевые черви и плодородие почв» - Владимир, 2004 - С 30-32

7 Верховцева Н В , Кузьмина Н В , Кубарев Е Н . Никифорова О В , Титов И Н Микробиологический анализ жидкой органической подкормки для растений «Гумистар-Грин-ПИКъ» // Материалы П международной конференции «Дождевые черви и плодородие почв» - Владимир, 2004 -С 166-167

8 Селиверстова О М, Верховцева Н В , Степанов Н Л, Кузьмина Н В , Кубарев Е Н Влияние различных систем удобрений на серой лесной почве на эмиссию СН4, С02 и структуру микробного сообщества // Сб научн Трудов - Изд-во МГУ, 2004 - С 229-234

9 Verkhovtseva N , Milanovskiy Е , Osipov G , Kuzmina N , Kubarev E Humus substance and microbial community of soil texture and ped fractions [Electronic resource] -European Geosciences Union, Vol 6, 07385, 2004 - 1 electronic optical disc (CD-ROM) -System requirements Windows 95, 98, Me, NT4, 2000, XP, 64 MB or more of installed RAM, Webbrowser with Adobe® Reader® Plugm - Geophysical Research Abstracts -ISSN 1029-7006

10 Кубарев E H. Верховцева HB, Корчагин А А Применение вермикомпоста при выращивании картофеля // Плодородие №1 (34) 2007 С 28-29

11 Верховцева Н В , Кубарев Е Н. Минеев В Г Агрохимические средства в поддержании структуры микробного сообщества почвы // Доклады РАСХН №2 2007 С 26-28

Подписано в печать 25 04 2007 Формат 60x88 1/16 Объем 1 75 п л Тираж 100 экз Заказ № 656 Отпечатано в ООО «Соцветие красок» 119992 г Москва, Ленинские горы, д 1 Главное здание МГУ, к А-102

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Кубарев, Евгений Никитич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ ВЕРМИКОМПОСТА В СЕВООБОРОТЕ НА РАЗНЫХ ТИПАХ ПОЧВ.

1.1 Вермикомпостирование как способ повышения плодородия почв и утилизации органических отходов.

1.2 Агрохимические и микробиологические свойства. вермикомпоста.

1.2.1. Агрохимические свойства вермикомпоста.

1.2.2. Микробиологические свойства вермикомпоста.

1.3. Влияние ПН, ВК и минеральных удобрений на агрохимические и микробиологические показатели почв агроценозов.л.

1.4. Картофель. Биологические особенности.

1.4.1. Влияние органических и минеральных удобрений на урожайность и качество клубней картофеля.

1.5. Особенности вермикомпоста, получаемого из навоза КРС.

1.6. Экономическая оценка вермикомпостирования и эффективность применения ВКкрс.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Агроэкологическая оценка вермикомпоста при использовании в севообороте"

Один из перспективных способов утилизации органических отходов и получения качественного удобрения является вермикомпостирование - процесс переработки органических отходов с использованием дождевых червей (в частности, Eisenia foetida) [Mitchell et al., 1980]. При этом вермикультура существенно снижает отрицательные показатели таких отходов и делает возможным их использование в агроэкосистемах [Atiyeh, et al., 2001а].

Вермикомпост (ВК) обладает неоспоримыми положительными качествами по сравнению со многими видами органических удобрений. В нем сконцентрированы и находятся в доступной форме для растений все необходимые для нормального роста и развития растений питательные макро- и микроэлементы: N, Р, К, Са и др. Вермикомпост является богатым сбалансированным микробиологическим субстратом, в котором наблюдается аэробно-анаэробное равновесие [Кубарев, Верховцева, и др. 2004]. В нем присутствуют вещества, стимулирующие ростовые процессы растений [Saciragic, Dzelilovic, 1986; Tomati et al., 1987; Hidalgo, 1999]. Он обладает структурой, которая оказывает благоприятное воздействие на воздушно-водный режим почвы. В сравнении с исходным субстратом, в частности, с полуперепревшим навозом (ПН) он транспортабелен, компактен и не имеет неприятного запаха. Применение вермикомпоста в сельском хозяйстве сокращает использование минеральных удобрений, снижает засоренность полей, позволяет получать высокие урожаи экологически чистой продукции [Умпелев, 1997].

Однако существует мнение, что вермикомпост является потенциально опасным удобрением за счет увеличенного содержания фитопатогенных грибов, которые развиваются в процессе его получения.

В тоже время имеются работы, в которых показана экологическая безопасность внесения ВК в почву [Громова, Палий, 1994] и положительный экономический эффект [Еремин, 2000]. Учитывая экологическую значимость и эффективность ВК при использовании под многие виды культур на разных типах почв, этот продукт продолжает привлекать исследователей, как объект изучения в разных аспектах, многие из которых изучены недостаточно.

Так, небольшое количество работ посвящено изучению микробного разнообразия [Громова, Палий, 1994; Мерзлая и др., 1994, 1996; Терещенко и др.,1994, 2002; Быкин, 1997; Кузьмина, 2005; Edwards, 1983, 1988, Edwards et al., 1988, 1988a, 1992; Atiyeh et al., 2000a,b, 2001, 2001a, 2002] благодаря которому в такой степени улучшаются свойства органических отходов, являющихся основой для их получения, а также воздействию вермикомпостов на микробоценоз почв агроэкосистем и его продуктивность [Петриченко, 1999]. По литературным данным [Косолапов, Уханова, 1998; Еремин, 2000] наибольший экономический эффект имеет получение ВК из навоза крупного рогатого скота (КРС), однако неизученными являются дозы, сроки и способы внесения ВКкрс, под культуры севооборота на разных типах почв. В связи с этим, целью нашего исследования была агроэкологическая оценка вермикомпоста на основе полуперепревшего навоза крупного рогатого скота, применяемого на разных типах почв в агроценозе.

В соответствии с поставленной целью решали следующие задачи:

1. Изучить агрохимические и микробиологические свойства органических удобрений: ПНкрс и ВКкрс

2. Оценить изменение агрохимических показателей серой лесной почвы и аллювиальной серогумусовой глееватой почвы (Владимирская обл.) при внесении органических и минеральных удобрений при выращивании картофеля и викоовсяной смеси;

3. Изучить действие и последействие ПН, ВК, минеральных удобрений и растений (картофель, викоовсяная смесь) на структуру микробного сообщества и направленность микробиологических процессов в почве агроценоза;

4. Определить коэффициент минерализации (Кмин) органического вещества почвы при применении минеральных и органических удобрений;

5. Оценить влияние вносимых удобрений на качество клубней картофеля; определить оптимальные дозы ВК и выяснить эффективность его совместного применения с минеральными удобрениями под картофель.

Научная новизна. В работе впервые дана комплексная оценка агрохимических и микробиологических свойств ПНкрс и конечного продукта вермикомпостирования ВКкрс- Проведено сравнительное изучение влияния удобрений на микробоценоз почвы благодаря использованию молекулярного метода газовой хроматографии-масс-спектрометрии (ГХ-МС). Доказана эффективность совместного применения вермикомпоста с минеральными удобрениями при прямом действии под картофель и при последействии под викоовсяную смесь.

Практическая значимость. Проведена агроэкологическая оценка ПН и ВК и даны рекомендации по оптимальным дозам под картофель и викоовсяную смесь. ■■ • • т'' " л 31

Апробация работы. Основные положения и результаты работы были доложены на следующих международных, всероссийских и региональных съездах и конференциях:

• Международная конференция «Ломоносов-2002» (Москва, 2002);

• 2-ая Международная конференция «Дождевые черви и плодородие почв» (Владимир, 2004);

• II Международная научно-практическая конференция «Человек и животные» (Астрахань, 2004);

• Всероссийская научная конференция «Экология и биология почв» (Ростов, 2004);

• 1st General Assembly of European Geosciences Union (Франция,

2004);

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1- Кубарев Е.Н., Верховцева Н.В., Кузьмина Н.В., Матвеева А.Ю., Корчагин А.А. Влияние вермикомпоста на основе крупного рогатого скота на микробоценоз и продуктивность серой лесной почвы при выращивании картофеля // Экология и биология почв. Материалы международной научной конференции, Ростов-на-Дону, 22-23 апр.2004. -Изд-во ООО «ЦВВР», 2004. -С.151-154.

2. Кубарев Е.Н., Верховцева Н.В., Кузьмина Н.В. Микробиоценоз кишечного тракта Eisenia foetida в зависимости от субстрата // Материалы II Международной научно-практической конференции «Человек и животные». - Астрахань, 2004. - С.214-217.

3. Kiibarev Е. Rutkovskaia О., Verkhovtseva N., Stepanov N., Kuzmina N. Methanogenesis and microbial community structure of grey forest soil under manure and nitrogen fertilizers application [Electronic resource]: -European Geosciences Union, Vol.6, 07437, 2004. - 1 electronic optical disc (CD-ROM). -System requirements: Windows 95, 98, Me, NT4, 2000, XP, 64 MB or more of installed RAM, Webbrowser with Adobe® Reader® Plugin. -Geophysical Research Abstracts. - ISSN: 1029-7006.

4. E. Kubarev. N. Verkhovtseva, N.Kuzmina, A. Matveeva. Vermicompost as Ecological Alternative to Improve soil Microbial Stable Development // Conference «Eurosoil 2004», Freiburg, Germany, 2004. -Abstracts. -P.431.2.

5. Рутковская O.M., Кубарев E.H. Кузьмина Н.В. Структура микробного сообщества серой лесной почвы при применении различных систем удобрений // Региональный сборник научных трудов молодых ученых «Современные проблемы биологии, экологии, химии» / Под редакцией д.х.н., проф.В.Н. Казина. - Яросл.гос.ун-т, Ярославль, 2003. - С. 77-80.

6. Верховцева Н.В., Кузьмина Н.В., Кощенкова Н.Е., Кубарев Е.Н., Осипов Г.А. Структура микробного сообщества кишечного тракта Eisenia foetida и возможность ее регулирования // Материалы II международной конференции «Дождевые черви и плодородие почв». -Владимир, 2004. - С.30-32.

7. Верховцева Н.В., Кузьмина Н.В., Кубарев Е.Н. Никифорова О.В., Титов И.Н. Микробиологический анализ жидкой органической подкормки для растений «Гумистар-Грин-ПИКъ» // Материалы II международной конференции «Дождевые черви и плодородие почв». -Владимир, 2004.-С.166-167.

8. Селиверстова О.М., Верховцева Н.В., Степанов H.JL, Кузьмина Н.В., Кубарев Е.Н. Влияние различных систем удобрений на серой лесной почве на эмиссию СН4, СО2 и структуру микробного сообщества // Сб. научн. Трудов. - Изд-во МГУ, 2004. - С.229-234.

9. Verkhovtseva N., Milanovskiy Е., Osipov G., Kuzmina N., Kubarev E. Humus substance and microbial community of soil texture and ped fractions [Electronic resource]: - European Geosciences Union, Vol.6, 07385, 2004. - 1 electronic optical disc (CD-ROM). - System requirements: Windows 95, 98, Me, NT4, 2000, XP, 64 MB or more of installed RAM, Webbrowser with Adobe® Reader® Plugin. - Geophysical Research Abstracts. - ISSN: 1029-7006.

10. Кубарев E.H. Верховцева H.B., Корчагин А.А. Применение вермикомпоста при выращивании картофеля // Плодородие. №1 (34). 2007. С. 28-29.

11. Верховцева Н.В., Кубарев Е.Н. Минеев В.Г. Агрохимические средства в поддержании структуры микробного сообщества почвы // Доклады РАСХН. №2. 2007. С. 26-28.

Заключение Диссертация по теме "Агрохимия", Кубарев, Евгений Никитич

выводы

1. Вермикомпост (ВК), полученный на основе полуперепревшего навоза (ПН) КРС, отличается от исходного субстрата более высокой зольностью, большим количеством общего азота, более узким соотношением C/N, повышенным содержанием общего и подвижного калия, меньшим содержанием кислоторастворимых форм тяжелых металлов Си, РЬ, при более высоком содержании Zn и равном (следовом) количестве Cd, более высоким (в два раза) содержанием азотфиксирующих м/о, отсутствием загрязненности кишечной палочкой (Е. coli). Сходными показателями ВК и ПН является равное количество Сорг, а также общего и подвижного фосфора.

2. Суммарная численность м/о (по данным ГХ-МС) в ВКкрс почти в 8 раз ниже, чем в ПН, но остается достаточно высокой (109). Содержание микромицетов в составе сообщества м/о ВК также существенно ниже (в 6 раз). Примерно на 20% в ВКкрс уменьшается и видовое разнообразие (35 видов м/о вместо 44-х). В целом ценоз м/о ВК так же, как ПН является анаэробным: (62% видов в сообществе - анаэробы или факультативные анаэробы). Коэффициент минерализации (Кмин = КОЕклд/КОЕпл) увеличивается в ВК в полтора раза по сравнению с ПН за счет снижения численности аммонификаторов.

3. Применение ВК (в дозе 20 т/га) и ПН (60 т/га) на серой лесной почве под картофель приводит к статистически значимому повышению содержания общего азота, подвижного фосфора и существенному увеличению подвижного калия (примерно в два раза при внесении ВК), позволяет избежать потерь автохтонного С орг.

4. Внесение ВК в дозе 3 т/га в серую лесную почву сопровождается улучшением аэробно-анаэробной микробной обстановки, не приводит к существенному повышению биомассы грибов (по данным

ГХ-МС).

5. Внесение ВК и ПН в аллювиальную серогумусовую глееватую почву под картофель с дальнейшим выращиванием викоовсяной смеси способствует поддержанию запасов Сорг, общего азота и фосфора, но содержание калия (как общего, так и обменного) значительно уменьшается. Следовательно, при использовании ВК и ПН на данной почве под картофель в севообороте с викоовсяной смесью необходимо вносить калийные удобрения в дозе выше 90 кг/га вместе с поддерживающими дозами азота и фосфора.

6. Анализ структуры микробного комплекса аллювиальной серогумусовой глееватой почвы (по данным ГХ-МС) после уборки картофеля показал, что он на 50-60% состоит из анаэробных и факультативно-анаэробных бактерий как в видовом отношении (26 видов из 44-х выявленных), так и по биомассе. Снижение общей численности м/о при применении минеральных удобрений происходит в основном за счет некоторых анаэробных видов. После уборки викоовсяной смеси суммарная численность бактерий и биоразнообразие в почве всех вариантов опыта увеличивается в 3-5 раз за счет повышения количества аэробных и анаэробных видов цикла азота (свободно живущих и ассоциативных) и углерода.

7. Микробное сообщество серой лесной почвы сбалансировано (КОЕклл/КОЕпд ~1) по численности аммонификаторов (КОЕпл) и автохтонных м/о (КОЕкдл) при внесении ПН и ВК 3 т/га. Увеличение дозы ВК до 20 т/га приводит к двукратному повышению Кмин, что может интенсифицировать минерализацию Сорг почвы.

8. Микробное сообщество серогумусовой почвы не сбалансировано по интенсивности минерализационных процессов, о чем свидетельствует высокие значения Кмин как на контрольном варианте, так и при внесении ВК и BK+NPK после уборки картофеля. Применение только минеральных удобрений приводит к выравниванию процессов минерализации легко- и трудноокисляемых органических веществ в почве. В период последействия (после викоовсяной смеси) можно говорить о стабилизационной направленности деструкционных и иммобилизационных процессов при использовании ВК и BK+NPK по сравнению с ПН.

9. В целом, Кмин является хорошим показателем, отражающим продуктивные условия для картофеля при применении органических удобрений (ПН и ВК) и минеральных удобрений, т.к. коэффициент корреляции между этим показателем и величиной урожая картофеля достаточно высокий (г = 0,88). При этом основной вклад в обеспечение растений питанием происходит за счет активных процессов минерализации полимерных органических соединений, так как урожай картофеля на серой лесной и на серогумусовой почве был максимальным на вариантах, где Кмин был самым высоким.

10. Внесение ВК в дозах 15-30 т/га способствовало существенному снижению нитратного азота в клубнях картофеля. Значимое увеличение содержания белка наблюдается на вариантах с применением ВК и NPK, а витамина С - только на вариантах с органическими удобрениями, максимальное значение было получено на варианте BK+NPK.

11. Эффективность внесения ВК в дозе 3 т/га под картофель в гряды на серой лесной почве более чем в 10 раз выше по сравнению с ПН 60 т/га. На серогумусовой почве применение минеральных удобрений под картофель увеличивает эффективность ВК в 10 раз.

Заключение

На основании вышеизложенного можно сделать следующее заключение. Вермикомпост превосходит традиционные органические удобрения по действию на рост, развитие и урожайность различных сельскохозяйственных культур.

Элементы питания в вермикомпосте находятся в органической форме (аминокислоты, органические кислоты), что надежно предотвращает их вымывание и способствует пролонгированному действию, а также не приводит к обжиганию корневой системы растений.

Доступность элементов питания в вермикомпосте значительно больше, чем в других органических удобрениях, что обусловлено содержанием большинства необходимых для растений элементов в обменной и подвижной форме.

Оптимальная реакция среды почвы, формируемая наличием вермикомпоста, создает более благоприятную среду, физиологический оптимум для развития растений.

Богатство агрономически полезных микроорганизмов в вермикомпосте существенно увеличивает его питательное и фитосанитарное значение для высших растений.

Содержание в вермикомпосте биологически активных веществ (ауксинов, гетероауксинов и др.) уменьшает стрессовое состояние растений, особенно рассады, увеличивает приживаемость, ускоряет прорастание семян, повышает устойчивость растений к заболеваниям.

Тяжелые металлы в вермикомпосте связаны химическим и биохимическим способом в комплексные соединения хелатного типа, малодоступные растениям, что снижает тем самым токсическое действие элементов-загрязнителей исходного сырья и позволяет таким образом утилизировать различные органические отходы. Применение вермикомпоста, с одной стороны, позволяет снизить затраты на вывозку, погрузку и внесение, а с другой - увеличить почти в 10 раз по сравнению с навозом удобряемую площадь.

Однако остаются неизученными некоторые аспекты и имеются противоречивые данные.

Изученные свойства ВКкрс Не ясные, противоречивые аспекты и вопросы

Хорошо изучены агрохимические характеристики ВК В зависимости от субстрата агрохимические показатели варьируют

ВК - субстрат, обогащенный питательными макро- и микроэлементами В какой форме и в каком количестве находятся питательные элементы

ВКкрс - наиболее безопасный вид органических удобрений (отсутствие семян сорных растений, сбалансированное микробное сообщество и т.д.) Есть мнение, что он потенциально опасен из-за присутствия патогенных грибов и бактерий

Изучен видовой состав микробоценоза BK традиционными микробиологическими методами посева на селективные питательные среды Однако нет работ по детальному изучению микробоценоза ВКкрс молекулярными методами, в частности методом газовой хроматографии масс-спектрометрии, позволяющий рассматривать как аэробные, так и анаэробные виды м/о

Известно положительное влияние внесения ВКкрс на урожайность некоторых культур Нет четких рекомендаций по срокам, способам и дозам внесения ВК. Нет норм внесения в зависимости от типа почв и выращиваемых культур

Известно, что внесение ВКкрс рентабельно Не известна эффективность применения различных доз ВКкрс, их совместного применения с минеральными удобрениями, а также целесообразность внесения в конкретных почвенных условиях

Эти неизученные аспекты и некоторые другие вопросы легли в основу наших исследований применения ВКкрс в агроценозах на серой лесной и аллювиальной серогумусовой почвах.

Глава 2. Объекты и методы исследования

РОССИЙСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННА'

БИБЛИОТЕК-д

2.1. Полевой опыт на серой лесной почве

Исследования проводили на поле Владимирского НИИСХ (Суздаль), на серой лесной почве. В конце мая производили посадку картофеля сорт «Удача». Удобрения вносили непосредственно в гряды перед посадкой. Схема опыта включала четыре варианта. Повторность опыта трехкратная, площадь каждой делянки 56 м .

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата биологических наук, Кубарев, Евгений Никитич, Москва

1. Авдеев Ю.С. Влияние удобрений на урожай и крахмалистость картофеля на дерново-подзолистых почвах // Агрохимия. 1998. № 4. С. 6166.

2. Авдонин Н.С., Соловьев Г.А. Влияние окультуренности дерново-подзолистых почв и вносимых удобрений на урожай и качество растений. М, Изд-во МГУ. 1978.

3. Артюшин А.М., Дерюгин И.П., Кумокин А.Н., Ягодин Б.А. Удобрения в интенсивных технологиях возделывания сельскохозяйственных культур. М.: ВО «Агропромиздат», 1991.174 с.

4. Белоус Н.М. Система удобрений картофеля // Химизация сельского хозяйства. 1992. №4. С. 68-72.

5. Белоус Н.М. Эффективность возрастающих доз и соотношение минеральных удобрений при выращивании картофеля // Химия в сельском хозяйстве, 1996. № 2. С. 28-31.

6. Берестецкнй О.А. Биологические основы плодородия почвы. М.: Колос. 1984. 287 с.

7. Битюцкий Н.П., Лукина Е.И., Пацевич В.Г., Соловьева А.Н., Степанова Т.Н., Надпорожская М.А. Влияние червей на трансформацию органических субстратов и почвенное питание растений // Почвоведение. 1998. №3. С. 309-315.

8. Бобкова Л.П. Последействие удобрений на качество клубней картофеля // Химия в сельском хозяйстве. 1978. № 3. С. 12-15.

9. Борисов Л.Б., Козьмнн-Соколов Б.Н., Флейдлин И.С. Руководство к лабораторным занятиям по медицинской микробиологии, вирусологии и иммунологии: Учебное пособие. М.: Медицина 1993. 69 с.

10. Ю.Быкии А.В. Биологические аспекты воспроизводства плодородия почв при внесении вермикомпоста // Агрохимический вестник. 1997. № 6. С. 5-6.

11. П.Вайда И. Влияние органических удобрений на микробное сообщество почвы: Автореф. дис. канд. биол. наук. М.: Изд-во МГУ, 1991.24 с.

12. Ватолнн Б.А., Адамович В.Л. Гибель диких животных от пестицидов и минеральных удобрений // Научно-организационные материалы по охране здоровья человека и природы в процессе сельскохозяйственного производства. Брянск, 1986. С. 101-107.

13. Вебер К. Пестициды опасные умельцы. Земледелатель 1991. // Сост: Розенов С., Никулин. Е. - М.: Прогресс, 1990. С. 166-179.

14. М.Випоградскнй С.Н. Микробиология почвы. М.: Изд-во АН СССР. 1952. 792 с.

15. Гайдаш Н.И. К вопросу о вермикомпостировании // Вестник Российской академии с.-х. наук. 1997. № 5. С. 24 25.

16. Гайнуллин P.M. Влияние биогумуса на агрохимические свойства серой лесной почвы Предкамья // Агрохимический вестник. 2002. № 6. С. 20-22.

17. Галлеев P.P., Точилкин Н.М., Влияние сроков внесения минеральных и органических удобрений в севообороте на урожай и качество клубней картофеля в западной Сибири // Агрохимия. 1999. № 11. С. 79-81.

18. Городннй Н.М., Мельник И.А., Повхаи М.Ф. и др. Биоконверсия органических отходов в биодинамическом хозяйстве. Киев: Урожай. 1990. 151 с.

19. Громова B.C., Палий М.В. Вермикультура на службе экологии // Химия в сельском хозяйстве. 1994. № 4.

20. Горбенко А.Ю., Панников Н.С., Звягинцев Д.Г. Влияние беспозвоночных животных на рост почвенных микроорганизмов // Микробиология. 1986. Т. 55. Вып. 3. С. 515-521.

21. Дэвнс М., Остин Дж., Патридж Д. Витамин С: Химия и биохимия: Пер. с англ. -М. Мир. 1999. 95 с.

22. Еремин А.В. Эффективность вермитехнологии на различных субстратах в условиях Брянской области. Дис. канд. наук. Брянск, 2000. 113 с.

23. Еськов А.И., Новиков М.Н. Проблемы производства и использования органических удобрений // Агрохимический вестник. 1998. №4. С. 29.

24. ЗО.Зенова Г.М. Акгиномицерл в биогеоценозах // Почвенные организмы как компоненты биогеоценоза. М.: Наука. 1984. С. 162-170.

25. Ивченко Б.П. Опыт n перспективы применения гуминовых удобрений в сельском хозяйстве Ленинградской области /Материалы научно-практического семинара. 2001. С. 2.

26. Калинина О.Ю., Чертов О.Г., Попов А.И. Сравнение свойств компостов и вермикомпостов, полученных из разных органических отходов // Вестник СПбГУ. Сер.З. 1998. вып. 1 (№3), С.116-124.

27. Калинина Т.И., Анохин B.C. Вынос NPK сельскохозяйственными культурами // Агрохимический вестник. 1999. № 4. С. 21-23.

28. Калинина О.Ю., Чертов О.Г., Попов А.И. Изменение состава и агроэкологических свойств отходов животноводства в процессе компостирования с участием дождевых червей Eisenia foetida // Почвоведение, 2002. С. 1072-1080.

29. Касатиков В.А., Касатикова С.М., Русакова И.В., Мосалева А.А. Эффективность вермикомпоста на основе навоза крупного рогатого скота при внесении под полевые культуры // Химия в сельском хозяйстве. 1995. № 1. 17с.

30. Касатикова С.М., Касатиков В.А. Испытания вермикомпоста // Агрохимический вестник, 2002. № 6 С. 29-31.

31. Классификация и диагностика почв России // Под редакцией академика Г.В. Добровольского, 2004. 341 с.

32. Косолапов И.Н. Основы экономики вермикультивирования: Учебное пособие для студентов экономических и технологических специальностей сельхозвузов. Рязань: Изд-во Рязанского СХИ. 1994. 20 с.

33. Косолапов И.Н., Уханова М.Ю. Экономические аспекты вермикультуры. Рязань: Изд-во Рязанской ГСХА. 1998. 150 с.

34. Кошпаров В.П., Шишкина Н.П. Влияние минеральных удобрений на урожай и химический состав картофеля на торфяниках среднего Урала Бюллетень ВИУА. 1978. № 2. С. 28-31.

35. Кузьмина Н. В. Комплексная оценка вермикомпоста в агроценозе с овощными культурами. Дис. канд. наук. МГУ. 2005. С. 37-42.

36. Кузьмич М.А., Кузьмич JI.C. Лимитирующие факторы в технологиях применения удобрений // Агрохимический вестник, 2002. № 6. С. 10.

37. Лошаков Е.И., Царьградская Т.Е., Шафронов О.Д. Влияние минеральных удобрений на урожай и качество клубней картофеля на выщелочных черноземах Горьковской области // Агрохимия. 1979. №12. С. 68-74.

38. Мамеев В.В. Эколого-агрономическая оценка использования копролита и мизорина при возделывании картофеля в Брянской области. Дис. канд. наук. Брянск. 2001. 128 с.

39. Методы анализов органических удобрений // Под ред. А.И. Еськова, М., Россельхозакадемия, 2003. 552с.

40. Мерзлая Г.Е., Микушша М.П., Нестерова И.А., Паннчкина О.Л. Положительное действие биогумуса на дерново-подолистой почве привыращивании кукурузы // Доклады Россельхозакадемии, 1994, №6. С.19-20.

41. Мерзлая Г.Е., Степанов АЛ, Дмитриева В. Приготовление компостов и вермикомпостов из осадков сточных вод. // Тезисы докладов IV международного конгресса по биоконверсии органических отходов. Ивано-Франковск, 1996. С. 42 43.

42. Мерзлая Г.Е., Афанасьев Р.А. Эффективность новых видов органических удобрений // Агро XXI, 1999, №3, С.22-23.

43. Мерзлая Г.Е. Методика и результаты исследований эффективности компостов и вермикомпостов // Материалы 2-й Международной научно-практической конференции «Дождевые черви и плодородие почвы». Владимир, 2004. С. 150-152.

44. Минеев В.Г. Агрохимия. М.: МГУ, 1990. 486 с.

45. Минеев В.Г. Агрохимия и экологические функции калия. М.: Изд-во МГУ, 1999. С. 332.

46. Мннеев В.Г., Лебедева JI.A. Юстус Либих и современная агрохимия / В сборнике Агрохимия и качество растениеводческой продукции. М.: Изд-во МГУ, 1991. С. 3-13.

47. Морев Ю. Б., Салатенко JI.A., Исакова С.И. Энергетический обмен населения навозного компоста / Тезисы докладов V международного конгресса по биоконверсии органических отходов и производству удобрений. Ивано-Франковск. 1999. С. 8 9.

48. Нетрусов А.И., Бонч-Омоловская Е.А., Горленко В.М., Иванов М.В., Каравайко Г.И., Кожевни П.А. Экология микроорганизмов. М.: Издательский центр «Академия». 2004. 272 с.

49. Определитель бактерий Берджн / Под ред. Дж. Хоулта и др. 9-е издание в 2-х томах. М.: Мир. 1997. 800с.

50. Орлов Д.С. Химия почв. М.: Изд-во МГУ. 1985. 376 с.

51. Осипов Г.А. Способ определения родового (видового) состава ассоциации микроорганизмов. Патент на изобретение №2086642 от 10.08.1997.12с.

52. Петриченко Е.В. Комплексная оценка состава органического вещества агробиоценотических систем // Тезисы докладов V международного конгресса по биоконверсии органических отходов и производству удобрений. Ивано-Франковск, 1999. С. 7-8.

53. Петрова Г.И. Жизнедеятельность красного калифорнийского гибрида дождевого червя в зависимости от состава субстратов и плотности заселения // Тезисы докладов IV Международного конгресса по биоконверсии органических отходов. Ивано-Франковск. 1996. С. 67.

54. Повхан М.Ф., Мелышк И.А., Андриенко В.А. и др. Вермикультура: производство и использование. Киев.: УкрИНТЭИ, 1994. 128 с.

55. Покровская С.Ф. Использование дождевых червей для переработки органических отходов и повышения плодородия почв (вермикультура): Обзорная информ. М.: ВНИИТЭИагропром. 1991. С. 39.

56. Практикум по агрохимии. / Под ред. академика РАСХН В.Г. Минеева. М.: Изд-во МГУ. 2001. С. 689.

57. Практикум по микробиологии: Учебное пособие для вузов / Под ред. В.К.Шильниковой 5-е изд., перераб. и доп. М.: Дрофа, 2004.256 с.

58. Просянииков Е.В., Ерёмин А.В., Мешков И.И. Словарь справочник по вермитехнологии (разведение дождевых червей). Брянск: Изд-во Брянской ГСХА, 2000. 87 с.

59. Решецкий Н.П. Эффективность применения вермикультуры для утилизации осадков сточных вод и твердых бытовых отходов // Материалы 2-й Международной научно-практической конференции «Дождевые черви и плодородие почвы». Владимир. 2004. С. 98-99.

60. Руководство к практическим занятиям по микробиологии / Практическое пособие / Под ред. Н.С. Егорова. М.: Изд-во МГУ, 1983. 215 с.

61. Сельскохозяйственный энциклопедический словарь. М.: 1989. 655 с.

62. Сидоренко О.Д., Васильев М.К. Микробиологический контроль при использовании биогумуса и компостов // Химия в сельском хозяйстве. 1995. №2-3. С. 35.

63. Сидоренко О.Д. Микробиологические основы получения компостов // Химия в сельском хозяйстве. 1997. № 6. С. 3-4.

64. Сидоренко О.Д., Черданцев Е.В. Биологические технологии утилизации отходов животноводства. // М.: Изд-во МСХА. 2001. 71с.

65. Симаков Е.А. Перспективы селекции картофеля для переработки продуктов питания //Картофелевод. №1(6). 2006. С.9-12.

66. Стадннк Б.Г. Проблема очистки ОСВ г. Москвы // Химия в сельском хозяйстве. 1994. № 4. С. 21 22.

67. Степанов A.JL, Лысак JI.B. Методы газовой хроматографии в почвенной микробиологии: учебно-методическое пособие. М.: МАКС Пресс, 2002. 88 с.

68. Сухоиванов В.А. Влияние удобрений на рост развитие растений картофеля и формирование урожая. Тр. НИИ картофельного хозяйства. 1971. №8. С. 180-183.

69. Терещенко Н.Н., Чичерин Г.М., Влияние полевого вермикультивирования на свойства и биологическую активность почвы // Почвоведение. 2002. № 8. С. 1010-1015.

70. Тимофеев М.М. Освоение новых органогенных и энергетических ресурсов // Агрохимический вестник, 2002. № 3 С. 30-32.

71. Третьякова Е.Б., Бызов Б.А., Добровольская Г.Г. Зообактериальные комплексы в вермикомпосте и подстилке / Микроорганизмы в сельском хозяйстве. 1992. Пущино. С. 199.

72. Туев Н.А. Микробиологические процессы гумусообразования. М.: Агропромиздат. 1989. 239 с.

73. Умиелев B.JI. Оценка качества биогумуса, производимого малыми предприятиями г. Екатеринбурга. Екатеринбург: Уральский гос. Ун-т. 1997. Юс.

74. Физиология и биохимия с/х растений. Москва.: Колос. 1998. 639 с.

75. Филиппова А.В. Агроэкологические аспекты вермикомпостирования и применения вермикомпоста в условиях закрытого грунта: Автореф. Дис.канд. е.- х. наук. М. 1998. С. 20.

76. Филиппова А.В. Эколого-агрохимическая оценка животноводческих отходов и вермикомпостов на их основе // Материалы 1-й международной конференции «Дождевые черви и плодородие почв». Владимир, 2002. С.78-80.

77. Фокин Д.В., Дмитраков JI.M., Соколов О. А. Участие микроорганизмов в трансформации гумуса почв // Агрохимия. 1999. № 9. С. 79-90.

78. Ajwa Н.А., Tabatabai М.А. Decomposition of different organic materials in soils // Biology and Fertility of Soils. 1994. V.18.

79. Albanell E., Plaixats, J., Cabrero, T. Chemical changes during vermicomposting {Eisenia fetida) of sheep manure mixed with cotton industrial wastes I I Biology and Fertility of Soils. 1988 № 6. P. 266-269.

80. Arancon N.Q., Edwards C.A., Bierman P., Welch C., Metzger J.D. The influence of vermicompost applications to strawberries: Part 1. Effects on growth and yield // Biores. Technol. № 93. 2004. P. 145-153.

81. Arshad M., Frankenberger W.T. Jr. Microbial production of plant growth regulators / In: Soil Microbial Ecology: Applications in Agricultural and

82. Environmental Management. F.B. Metting Jr., Editor New York: Marcell Dekker. 1993. P. 307-347.

83. Appelhof M. Household scale vermicomposting / Abstract of Workshop on the Role of Earthworms in the Stabilization Organic Residues. Kalamazoo; Michigan, 1981.-Vol. 1. P. 232.

84. Atiyeh R.M., Aracon N., Edwards C. A., Metzger J. D. Influence of earthworm-processed pig manure on the growth and yield of greenhouse tomatoes // Bioresource Technology. 2000. V.75. P. 175-180.

85. Atiyeh R.M., Subler S., Edwards C. A., Bachman G., Metzger J. D., Shuster W. Effects of vermicomposts and composts on plant growth in horticulture container media and soil // Pedobiologia, 2000a. № 44. P.579-590.

86. Atiyeh R.M., Dominguez J., Subler S., Edwards C.A. Changes in biochemical properties of cow manure during processing by earthworms (Eisenia andrei) and the effects on seedling growth // Pedobiologia. 2000b. № 44. P. 709-724.

87. Atiyeh R.M., Edwards C. A., Subler S., Metzger J. D. Pigmanure vermicompost as a component of a horticultural bedding plant medium: effects on physicochemical properties and plant growth // Bioresource Technology. 2001. V.78. P. 11-20.

88. Atiyeh R.M., Arancon N.Q., Edwards C.A., Metzger J.D. The influence of earthworm-processed pig manure on the growth and productivity of marigolds // Biores. Technol. 2001a. № 81. P. 103-108.

89. Atiyeh R.M, Lee S., Edwards C.A., Arancon N.Q., Metzger J.D. The influence of humic acids derived from earthworm-processed organic wastes on plant growth // Bioresource Technology. Vol. 84. Is. 1. 2002. P. 714.

90. Barca J.M., Navarro E., Montana E. Production of plant growth regulators by rhizosphere phosphate-solubilizing bacteria // J. App. Bacteriol. 1976. №40. P. 129-134.

91. Basker A., Macgregor A.N., Kirnian J.H. Exchangeable potassium and other cations in non-ingested soil and casts of two species of pasture earthworms // Soil Biology & Biochemistry. 1993. № 25, P. 1673-1677.

92. Benitez E., Melgar R., Sainz H., Gomez M., Nogales R. Enzymes activities in rhizosphere of pepper (<Capsicum annum, L) grown with olive cake mulches. Soil Biology & Biochemistry. 2000. № 32. P. 1829-1835.

93. Benitez E., Melgar R., Nogales R. Estimating soil resilience to a toxic organic waste by measuring enzyme activities // Soil Biology and Biochemistry. V. 36, Issue 10. 2004. P. 1615-1623.

94. Benz M., Schink В., Brune A. Humic acid redaction by Propionibacterium freudenreii and other fermentating bacteria // Appl. Environ. Microbiol. 1998. V.64. P. 4507-4512.

95. Bonkowski M., Brandt F. Do soil protozoa enhance plant growth by hormonal effects // Soil Biology & Biochemistry 2002. № 34. P. 1709-1715.

96. Chan P.L.S., Griffiths D.A., Chemical composting of pretreated pig manure // Biol. Waste. 1988. № 24. P. 57-69.

97. Chen Y., Aviad T. Effects of humic substances on plant growth. Humic Substances in Soil and Crop Sciences: Selected Readings. ASA and SSSA. Madison WI. 1990. P. 161-186.

98. Coates J.D. et al. Recovery of humic-reducing bacteria from a diversity of environments // Appl.Environ.Microbiol. 1998. V. 64. P. 15041509.

99. Crawford J.H. Review of composting // Process Biochem. 1983. №18. P. 14-15.

100. Crecchio С., Curci M., Mininni R., Rucciuti P., Ruggiero P.

101. Shot-term effects of municipal solid waste compost amedments on soil carbon and nitrogen content, some enzyme activities and genetic diversity // Biology and Fertility of Soils. 2001.V. 34. P. 311-318.

102. Crupenikov I.A. Ce sa facem cu cernoziomurile noastre // Agricultura Moldovei. 1994. № 9-10 P. 2-3.

103. Dhillion S.S. Fallow age influences microbial functional abilities, soil properties and plant functional groups. In: Insam H., Rangger A. (Eds), Microbial Communities. Berlin. Springer. 1997.

104. Daniel O., Anderson J.M., Microbial biomass and activity in contrasting soil materials after passage through the gut of the earthworm Lumbricus rubellus Hoffmeister // Soil Biology & Biochemistry. 1992 № 24, P. 465-470.

105. Delgado M., Bigeriego M., Walter, I, Calbo R. Use of California redworm in sewage sludge transformation // Turrialba. № 45. 1995. P. 33-41.

106. Edwards C.A. Utilization of earthworm composts as plant growth media / International Symposium on Agricultural and Environmental Prospects in Earthworm. Italy. Rome. 1983. P. 57-62.

107. Edwards C.A. Breakdown of animal, vegetable and industrial organic wastes by earthworms / Earthworms in Waste and Environmental Management. The Netherlands: SPB Academic Publishing. 1988. P. 21-31.

108. Edwards C.A., Burrows I. The potential of earthworm composts as plant growth media. In: C.A. Edwards and E.F. Neuhauser, Editors, Earthworms in Environmental and Waste Management. The Netherlands: SPB Academic Publishing. 1988a. P. 211-220.

109. Edwards C.A., Niederer, A. The Production and processing of earthworms protein. In: Earthworms in Waste and in Environment. SPB Academic Publishing. The Netherlands. 1988a. P. 169-180.

110. Edwards С.A., Bater J.E. The use of earthworm in environmental management// Soil Biol. Biochem. 1992. № 24. P. 1683-1689.

111. Edwards C.A., Bohlen, P.J. Biology and Ecology of Earthworms. London: Chapman & Hall. 1996.

112. Edwards C.A. Earthworm Ecology. Boca Raton. FL. CRC Press 1998. 389 p.

113. Edwards C.A. The use of earthworms in the breakdown and management of organic wastes. Earthworm Ecology. The Netherlands. CRC Press. 1998. P. 327-354.

114. Elvira C., Goicoechea M., Sampdro L., Mato S., Nogales R. Bioconversion of solid paper-pulp mill sludge by earthworms // Biores. Technol. 1996. № 75. P. 173-177.

115. Ferruzi C. Manual de Lombricultura / Ed. Munidiprensa. Madrid. 1986.

116. Fleckenstein J., Graff O. Schwermetallaufname aus Mullkompost durch den Regenwurm Eisenia foetida (Savigny 1826) // Landbauforsch. Volkenrod. 1982. Bd 32. № 4. P. 198 202.

117. Frederickson K.R., Butt R.M., Morris C. Combining vermiculture with traditional green waste composting systems // Soil Biol. Biochem. 1997. № 29. P. 725-730.

118. Garcia C., Hernandez Т., Costa F., Ceccanti B. Biochemical parameters in soils regenerated by addition of organic wastes / Waste Managemet & Research. № 12. 1994. P. 457-466.

119. Garg P., Gupta A., Satya S. Vermicomposting of different types of waste using Eisenia foetida: A comparative study. Bioresource Technology. Vol. 97. Issue 3. 2006. P. 391-395

120. Giller K.E., Beare M.N., Lavelle P., Izac A.M.N., Swift M. J. Agricaltural intensification, soil biodiversity and agroecosystem function // Applied Soil Ecology. 1997. V. 6. P. 3-16.

121. Haimi, J., Hutha, V. Capacity of various organic residues to support adequate earthworm biomass in vermicomposting // Biol. Fertil. Soils №2,1986. P. 23-27.

122. Hand P., Hayes W.A., Frankland J.C., Satchell J.E. The Vermicomposting of cow slurry // Pedobiologia. 1988. № 31. P. 199-209.

123. Hartenstein R. Earthworm biotechnology and global biogeochemistry // Advances in Ecological Research. Academic Press. 1986. Vol. 15. P. 379-411.

124. Hartenstein R., Hartenstein F. Physicochemical changes effected in activated sludge by the earthworm Eisenia foetida // Journal of Environmental Quality. 1981. Vol. 10. № 5. P. 377 382.

125. Hartenstein R., Bisesi M.S. Use of earthworm biotechnology for the management of effluents from intensively housed livestock. Outlook Agric. № 18.1989. P. 3-7.

126. Hayes M.H.B., Wilson W.S. Humic Substances, Peats and Sludges: Health and Environmental Aspects. Royal Soc Chem. UK. 1997. P. 496.

127. Hidalgo P. Earthworm castings increase germination rate and seedling development of cucumber. Mississippi Agricultural and Forestry Experiment Station, Research Report. 1999. № 22 P. 6.

128. Hu S.J., Van Bruggen A.H.C., Crunwald N.J. Dynamics of bacterial populations in relation to carbon availability in a residue-amended soil //Applied Soil Ecology. 1999. V. 13.

129. Jain V, Nainawatee H.S. Plant flavonoids: signals to legume nodulation and soil microorganisms. // Journal of Plant Biochemistry and Biotechnology. 2002. -№11.

130. Jambhekar H.A. Use of Earthworms as a potential source to decompose organic wastes. In: Proceeding of the National Seminar on Organic Farming, Mahatama Phule Krishi Vidyapeeth. Pune. 1992. P. 52-53.

131. Kale R.D., Bano К., Krishnamoorthy R.V. Potential of Perionyx excavatus for utilization of organic wastes. Pedobiologia. 1982. № 23. P. 419425.

132. Kandeler E., Luxhoi J., Tscherko D., Magid J. Xylanase, invertase and protease in the soil-litter interface of a loamy sand // Soil Biology & Biochemistry. 1999. V. 31. P. 1171-1179.

133. Kaushik P., Garg V. K. Dynamics of biological and chemical parameters during vermicomposting of solid textile mill sludge mixed with cow dung and agricultural residues Bioresource Technology. Volume 94. Issue 2. September 2004. P. 203-209.

134. Kavian M.F., Ghatneker S.D. Biomanagement of dairy effluents using culture of red earthworms (Lumbricus rubellus). Indian J. Environ. Prot. 1991. №11. P. 680-682.

135. Kavindra Jain, Jitendra Singh, L. K. S. Chauhan, R. C. Murthy and S. K. Gupta. Modulation of flyash-induced genotoxicity in Vicia faba by vermicomposting // Ecotoxicology and Environmental Safety, Vol. № 59. Is. 2004. P. 89-94.

136. Krishnamoorthy R.V., Vajranabhiah S.N. Biological activity of earthworm casts: An assessment of plant growth promotor levels in casts // Proc. Indian Acad. Sci. (Anim. Sci.). 1986. № 95. P. 341-351.

137. Lavelle P., Melendez G., Pashanasi В., Schaefer R. Nitrogen mineralization and reorganization in casts of the geophagous tropical earthworm Pontoscolex corethrurus (Glossoscolecidae) // Biology and Fertility of Soils. 1992. № 14. P. 49-53.

138. Lee Y.S., Bartlett R.J. Stimulation of plant growth by humic substances // Soil Science Society of America Journal. 1976. № 40. P. 876-879.

139. Livingstone D. State of the Art of Vermicomposting. Livingstone and Associates. 1983. P. 11.

140. Loquet M., Vinceslas M., Roulle J. Cellulasic activity in the gut of Eisenia foetida // Appl. Biochem. Biotechnol. 1984. №9. P. 377.

141. Lofs-Holmin A. Vermiculture. Uppsala. 1985. 25p.

142. Lofs-Holmin A. Processing of municipal sludges through earthworms // Swedish Journal of Agricultural Research. 1986. Vol. 16. № 2. P. 67-71.

143. Loh T.C., Lee Y.C., Liang J.B., Tan D. Vermicomposting of cattle and goat manures by Eisenia foetida and their growth and reproduction performance // Bioresource Technology. Volume 96. Issue 1. January 2005. P. 111-114.

144. Lovley D.R., Coates J.D., Blunt-Harris E.L. Humic substances as electrons acceptors for microbial respiration // Nature, V. 382. 1996. P. 445448.

145. Lovley D.R., Fraga J.L., Coates J.D., Blunt-Harris E.L. Humics as an electron donor for anaerobic respiration // Environ. Microbiol. V. 1, 1999. P. 89-98.

146. Lukkari Т., Taavitsainen M., Vaisanen A., Haimi J. Effects of heavy metals on earthworms along contamination gradients in organic rich soils // Ecotoxicology and Environmental Safety. № 59. 2004. P. 340-348.

147. MacCarthy P., Clapp P., Malcolm R., Bloom P. Humic Substances in Soil and Crop Sciences: Selected Readings, American Society of Agronomy, Inc. Madison. WI 1990. P. 281.

148. Madejon E., Burgos P., Lopez R., Cabrera F. Soil enzymatic response to addition of heavy metals with organic residues // Biology and Fertility of Soils. 2001. V.34. P. 144- 150.

149. Malley C., Nair J., Ho G. Impact of heavy metals on enzymatic activity of substrate and on composting worms Eisenia fetida // Bioresource Technology. Corrected Proof. August 2005.

150. Mba C.C. Utilization of Eudrilus cugeniae for disposal of cassava peel //Earthworm Ecology. 1983. P. 315-322.

151. McBain A.J., Macfarlane G.T. Ecological and physiological studies on large intestinal bacteria in relation to production of hydrolytic and reductive enzymes // J Med Microbiol. 1998. V.47. №5. P. 407-416.

152. Mitchell M.J., Horner S.G. Abrams B.I. Decomposition of sewage sludge in drying beds and the potential role of the earthworm, Eisenia foetida I I J. Environ. Qual. № 9.1980. P. 373-378.

153. Muscolo A., Felicim M., Concheri G., Nardi S. Effect of earthworm humic substances on esterase and peroxidase activity during growth of leaf explants of Nicotiana plumbaginifiolia / Biology and Fertility of Soils. 1993. № 15. P. 127-131.

154. Muscolo A., Bovalo F., Gionfriddo F., Nardi S. Earthworm humic matter produces auxin-like effects on Daucus carota cell growth and nitrate metabolism // Soil Biology and Biochemistiy. 1999. № 31. P. 13031311.

155. Mylonas V.A., Mccants C.B. Effects of humic and fulvic acids on growth of tobacco. I. Root initiation and elongation // Plant and Soil. 1980. № 54. P. 485-490.

156. Nardi S., Arnoldi G., Dell'Agnola G. Release of hormone-like activities from Alloborophora rosea and Alloborophora caliginosa feces // J. Soil Sci. 1988. № 68. P. 563-657.

157. Nedgwa P.M., Thompson S.A., Integrating composting and vermicomposting in the treatment and bioconversion of biosolids. Bioresource Technol. 2001. № 76. P. 107-112.

158. Parham J.A., Deng S.P., Da H.N., Sun H.Y., Raun W.R. Long-term cattle manure application in soil. II. Effect on soil microbial populations and community structure // Biology and Fertility of Soils. 2003. V. 38. P. 209215.

159. Pascual J.A., Garcia C., Hernandez Т., Morena J.L., Ros M. Soil microbial activity as a biomarker of degradation and remediation processes // Soil Biology & Biochemistry. 2000. V. 32. P.1877.

160. Patten C.L., Glick B.R. Bacterial biosynthesis of indole-3-acetic acid // Canadian Journal of Microbiology. 1996. № 42. P. 207-220.

161. Peacock A.D., Mullen M.D., Ringelberg D.B., Tyler D.D., Hedrick D.B., Gale P.M., White D.C. Soil microbial community responses to dairy manure or ammonium nitrate applications // Soil Biology & Biochemistry. 2001. V. 33.

162. Pearce T.G. Gut contents of some lumbricid worms // Pedobiologia. 1978. № 18. P. 153-157.

163. Powlson D.S. The effect of grinding on microbial and non-microbial organic matter in soil // J.Soil.Sci. 1980. V. 31. P. 77-85.

164. Pussard M. Generalites sur le lombricompostage des dechets organic // Compost Information. 1983. P. 73-92.

165. Reinecke A.J., Kriel J.R. Influens of temperature on the reproduction of the earthworm Eisenia foetida (Oligochaeta) // S. Afr. J. Zool. 1981. Vol. 16. №2

166. Reinecke A.J., Venter J. M. Moisture preferences, growth and reproduction of the compost worm Eisenia foetida (Oligochaeta) // Biol. Fertil. Soils. 1987. Vol.3. P. 135-141.

167. Saciragic В., Dzelilovic M. Effect of worm compost on soil fertility and yield of vegetable crops cabbage leeks and sorghum hybrid yield // Agrohemija. 1986. №3. P. 343-351.

168. Senapati B.K., Julka J.M. Selection of suitable vermicomposting species under Indian conditions, Earthworm Resources and Vermiculture, Zoological Survey of India. Calcutta. 1993. P. 113-115.

169. Shinde P.H., Naik R.L., Nazirkar R.B., Kadam S.K., Khaire V.M. Evaluation of vermicompost. In: Proceedings of the National Seminar on Organic Farming. Mahatma Phule Krishi Vidyapeeth. Pune. 1992. P. 54-55.

170. Srivastava S.C., Singh J.S. Microbial C, N, P in dray soils // Soil biol. biochem. 1991. V. 23. № 2. P. 117-124.

171. Subler Scott, Edwards Clive, Metzger James. Comparing vermicomposts and compost // BioCycIe. 1998. July. P. 63-66.

172. Talashilkar S.C., Bhangarath P.P., Mehta V.B. 1999. Changes in chemical properties during compositing of organic residues as influenced by earthworm activity. J. Indian Soc. Soil Sci. 1999. № 47. P. 50-53.

173. Tattini M., Bertoni P., Landi A., Traversim M.L. Effect of humic acids on growth and biomass partitioning of container grown olive plants //ActaHorticulturae. 1991. № 294. P. 75-80.

174. Tomati U., Grappelli A., Galli E. The alternative «earthworm» in the organic wastes recycle / Processing and use of organic sludge and liquid agricultural wastes. 1986. P. 510-514.

175. Tomati U., Grapelli A., Galli E. The hormone-like effect of earthworm casts on plant growth // Biology and Fertility of Soils. 1987. № 5, P. 288-294.

176. Tomati U., Grappelli A., Galli E. The hormone-like effect of earthworm casts on plant growth // Biol. Fertil. Soils 1988. № 5. P. 288-294.

177. Tomati U., Galli E., Grappelli A., Dihena G. Effect of earthworm casts on protein synthesis in radish {Raphanus sativum) and lettuce (Lactuca sativa) seedlings // Biol. Fertil. Soil 1990. № 9. P. 288-289.

178. Tomati U., Galli E. Earthworms, soil fertility and plant productivity// ActaZool. Fenn. 1995. № 196. P. 11-14.

179. Tomati U., Galli E., Pasetti L., Volterra E. Bioremediation of olive mill waste waters by composting. Waste Manage. Res. № 13. 1995a. P. 509-518.

180. Vinceslas-Akpa M. and Loquet, M. Organic matter transformations in lignocellulosic waste products composted or vermicomposted (Eisenia fetida anderei): Chemical Analysis and 13C CPMAS NMR Spectroscopy // Soil Biol. Biochem. 1997. № 29. P. 751-758.

181. Vaughan D., Malcolm R.E., Ord B.G. Influence of humic substances on biochemical processes in plants. Martinus Nijhoff / Dordrecht, Boston, Lancaster. Dr W Junk Publishers. 1985. P. 77-108.

182. Werner M., Cuevas R. Vermiculture in Cuba // Biocycle. 1996. P. 61-62.

183. Whiston R.A., Seal, K.J. The occurrence of cellulases in the earthworm Eisenia foetida // Biol. Wastes 1988. № 25. P. 239-242.

184. Witkamp M., Franck M.L. Effects of temperature, rainfall and fauna on transter of Cs 137, K, Mg and massin consumer - decomposer microcosms //Ecology. 1970. Vol. 51. № 2. P. 465-474.

185. Workshopon The role of Earthworm in the stabilization of organic residues // Kalamazoo. 1981. Vol. 1. P. 320.