Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Агрохимическая эффективность вермикомпоста при выращивании белокочанной капусты на серых оподзоленных почвах

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Агрохимическая эффективность вермикомпоста при выращивании белокочанной капусты на серых оподзоленных почвах"

УКРАЇНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

. і і

1 п Гімн № На правах РУК0ПИСУ

ШЕРЕМЕТ ОЛЕГ ПЕТРОВИЧ

АГРОХІМІЧНА ЕФЕКТИВНІСТЬ ВЕРМИКОМПОСТУ ПРИ ВИРОЩУВАННІ БІЛОГОЛОВОЇ КАПУСТИ НА СІРИХ ОПІДЗОЛЕНИХ ГРУНТАХ

00.01.04 — агрохімія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеню кандидата сільськогосподарських наук

Київ — 1994

Дисертаційна робота виконана на кафедрі агрохімії та якості сільськогосподарської продукції Українського державного аграрного університету.

Наукові керівники —

доктор сільськогосподарських наук, академік ГОРОДНІЙ М. М„ кандидат сільськогосподарських наук, доцент СЕРДЮК А, Г.

Офіційні опоненти —

доктор сільськогосподарських наук,

завідуючий кафедрою ботаніки та фізіології рослин

ВЛАСЕНКО М. Ю„

кандидат сільськогосподарських наук,

зав. лабораторією агроекології ГАМАЛЕЙ В. І.

Провідне підприємство — Інститут агроекології та біотехнології УААН.

засіданні спеціалізованої вченої ради Д 01.05.02. в Українському державному аграрному університеті за адресою: м. Київ, вул. Героїв Оборони, ауд. 36.

Просимо взяти участь в роботі вченої ради або написати відгук на автореферат в 2-х примірниках, завірених печаткою за адресою: 252041, Київ-41, Голо-сіево, УДАУ, вул. Героїв Оборони, 15, сектор захисту дисертацій.

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці університету.

Захист відбудеться

1994 року о ! У. . годині на

Автореферат розіслано

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, доктор сільськогосподарських наук

В. М. КАВЕЦЬКИИ

Актуальність теми. Підвищення продуктивності сільськогосподарського виробництва на сучасному етапі пов’язане з надмірним втручання людини в природні процеси, що веде до порушення функціонування біогеоценозів, особливо це помітно в агроекосисте-мах. Тому, технології вирощування сільськогосподарських культур, поряд з відтворенням родючості грунтів повинні враховувати екологічні аспекти навколишнього середовища та можливості його стабілізації. Важливу роль при вирішенні даних питань відіграють органічні добрива. Поряд з вивченням традиційних органічних добрив, останнім часом ,увага вчених багатьох країн світу зосередилась на новому виді органічних добріш — вермикомпості. Його отримання базується на використанні дощових черв’яків виду ЕІБепіа {оеіісіа та життєдіяльності різних еколого-трофічних груп мікроорганізмів. -

За короткий період часу нагромаджено широкий експериментальний матеріал по технології отримання вермикомпосту, його агрохімічним та фізнко-хімічним властивостям. Однак, доцільністо та ефективність використання цього нетрадиційного добрива у сільському господарстві, і особливо в овочівництві вивчено недостатньо, а застосування вермикомпосту з вермикультурою практично не вивчалось. В зв’язку з цим дана робота присвячена вивченню ефективності вермикомпосту при внесенні його під одну з основних овочевих культур — білоголову капусту па сірих опідзолеиих грунтах.

.Мета і завдання досліджень. Метою роботи було вивчити ефективність застосування продуктів біоконвєрсії органічних відходів— вермикомпосту та вермикомпосту з вермикультурою в перший рік дії під білоголову капусту сорту Амагер 611 на сірих опідзолених грунтах Лівобережного Лісостепу України та розробити рекомендації по їх застосуванню.

Для досягнення поставленої мети в завдання досліджень входило:

— проведення агрохімічної оцінки продуктів біоковерсії органічних відходів;

— визначення впливу продуктів вермикомпостування на відтворення родючості сірих опідзолених грунтів;

— вивчення дії вермикомпосту на біометричні, агрохімічні та фізіолого-біохімічні показники білоголової капусти;

— визначення біологічної цінності та величини урожайності при використанні вермикомпосту та вермикомпосту з вермикультурою;

— проведення агрохімічного обгрунтування використання вермикомпосту при веденні біологічного землеробства.

Наукова новизна і практичне значення роботи. Вперше в Україні і за її межами практично вивчено і теоретично обгрунтовано можливість використання вермикомпосту як окремо, так і в поєднанні з вермикультурою для удобрення однієї з найбільш поширених овочевих культур — білоголової капусти. Вивчено вплив різних доз вермикомпосту та різної щільності вермикультури на основні агрохімічні властивості та мікробіологічні показники сірих опідзолених грунтів при вирощуванні даної культури. Доведено позитивний вплив нового органічного добрива — вермикомпосту на урожайність та біологічну цінність капусти в умовах індустріальних технологій її вирощування та при веденні біологічного землеробства.

Реалізація результатів досліджень. Результати проведених досліджень використані при впровадженні екологічно безпечної технології вирощування білоголової капусти в радгоспі «Велико-димерськнй» Броварського району на «Київській овочевій фабриці» Київської області, асоціації «Біоконверсія» та учбовому процесі на кафедрі агрохімії та якості сільськогосподарської продукції при вивченні удобрення пізньої капусти та шляхів отримання екологічно безпечної продукції.

Апробація роботи. Отримані результати досліджень за темою дисертаційної роботи доповідались і обговорювались на І та II міжнародних конгресах присвячених проблемам біоконверсії органічних відходів (м. Київ, 1991; м. Івано-Франківськ. 1992), а також на републіканській науково-виробничій конференції «Основі напрямки отримання екологічно чистої продукції (Горки, 1992).

Публікації. За матеріалами дисертаційної роботи опубліковано 10 наукдвих праць.

Структура і об’єм роботи. Дисертація складається з вступу, восьми розділів, висновків, рекомендації виробництву, списку літератури, додатку. Робота викладена на 142 сторінках машинописного тексту, які включають 23 таблиці та 4 малюнки. Список літератури включає 235 найменувань, в тому числі 39 зарубіжних авторів. . . _ _ ___':.‘£І

Об'єкти, умови і методика проведення досліджень. Основними об'єктами наших досліджень були капуста та продукти біоконвер-сії органічних відходів. Для проведення дослідів використовували партії вермикомпосту та вермнкомпосту з вермикультурою отримані у вермигосподарстві кафедри агрохімії та якості сільськогосподарської продукції УДАУ. Вермикомпост виготовлявся з відходів великої рогатої худоби- та рослинних рештків.

Дослідження проводились в радгоспі «Великодимерський» Броварського району Київської області на сірих опідзолених грунтах протягом 1990—1994 років в кормово-овочевій сівозміні.

Грунт дослідної ділянки крупнопилувато легкосуглинковий, материнська порода — лес. Вміст гумусу в орному шарі досягав 2.02%, амонійного азоту — 14,4, нітратного азоту — 11,7, рухомого фосфору — 144, обмінного калію — 96 мг/кг грунту. рН —5,2, гідролітична кислотність — 1,3 ємність поглинання — 21,2 мг-екв./ 100 г грунту.

В роки проведення польових досліджень погодні умови відрізнялись від середньобагаторічних за такими показниками, як температура повітря та кількість опадів. Наприклад, розподіл опадів за вегетаційний період не був рівномірним, найбільша їх кількість випадала в фазу нещільної гоолвки, що в певній мірі відігравало позитивну роль на рості і розвитку капусти.

Дослід закладено в трьохкратному повторенні з площею посівних ділянок 126, а облікових — 91 м2. Розміщення варіантів — методом рсндомізованих блоків. ;

Попередник — озима пшениця.

За контроль у розробленій схемі досліду прийнята рекомендована доза мінеральних добрив ■ для даного господарства NeoPsoKüo), яка одночасно була господарським фоном. Дози вермикомпосту визначались на основі попередніх досліджень проведених кафедрою агрохімії та якості сільськогосподарської продукції УДАУ. Дози перегною взяті в масовому співвідношенні до вермикомпосту. Вони служили додатковим контролем на основі подібних властивостей цих добрив.

В варіантах з сумісним внесенням вермикопосту з вермикультурою щільність останньої визначалась на основі зарубіжних джерел (Pussard М., 1980). Практичне внесення вермикультури здійснювалось на основі методики розробленої кафедрою агрохімії та якості сільськогосподарської продукції кінцевим показником якої є кількість особин в нижньому 10—ЗО см горизонті вермикомпосту.

Облік врожаю проводили методом суцільного збору капусти з

З

усієї облікової ділянки, а математичний обробіток урожайних даних — по Доспєхову Б- А. (1979).

Відбір та підготовка до аналізів зразків добрив, грунту та рослин велись відповідно до вказівок та рекомендацій приведених в підручниках та посібниках «Лабораторний аналіз. Практикум» (Городній М. М. та ін., 1985), «Практикум по агрохимии» під ре-дакцієюБ. А. Ягодіиа (1987), «Лабораторний практикум. Агрохімія» (Лісовал А. П. та ін., 1984).

В перегної, вермикомпості та рослинах визначали: загальний азот і фосфор — фотоколорпметрично, калій — на полуменевому фотометрі після мокрого озолення, вміст сухої речовини та вологи — гравіметричним методом, органічної речовини та золи — після сухого озолення. Вміст нітратного азоту визначали потенціометричним методом, рухомого фосфору — по методу Кирсанова, обмінного калію — на полуменевому фотометрі.

Чисельність мікроорганізмів, які використовують органічний азот визначали шляхом посіву на м’ясо-пептонний агар, а тих, що утилізують мінеральний — на крохмально-аміачний агар. Про чисельність азотобактеру судили по інтенсивності обростання грудочок субстрату на середовищі Ешбі. Кількість мікроорганізмів — мікроміцетів вираховували з використанням середовища Чапека, а стрептоміцетів — крохмально-аміачного агару.

Каталазну активність сірого опідзоленого грунту визначали по Кашіельсону і Єршову, а протеазну — по Гоффману.

В головках капусти вміст вітаміну С досліджували за методом Муррі, цукрів — по методу Бертрана, азотистих речовин — розрахунковим методом.

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ

Вплив вермикомпосту на відтворення родючості та динаміку вмісту поживних елементів в грунті. Внесення органічних добрив позитивно впливало на вміст основних елементів живлення в сірому опідзоленому грунті. Наші дослідження показали, що при досягненні капустою фази формування головки вміст амонійної та нітратної форми азот в грунті зростав порівняно з періодом приживання розсади на 15—31%. Застосування перегною забезпечувало зростання вмісту амонійного азоту в грунті порівняно з контролем на 0,1— 0,5, вермикомпосту — на 1,7—3.9, а вермикомпосту в поєднанні з вермикультурою на 5,2—6,4 мг/кг грунту (табл. 1). По відношенню до-вмісту нітратного азоту спостерігалась аналогічна тенденція, але абсолютні показники були дещо нижчими. Інтенсифікація процесів накопичення мінерального азоту в грунті варіантів, де вносився вермикомпост в поєднанні з вермикультурою, на нашу думку, пов’язана з посиленням діяльності мікроорганіз-

Вміст макроелементів в сірому опідзоленому Середне грунті (0—20 см) за 1990—1993 рр. в фазу формування головки капусти.

і Вміст, мг/кг грунту

Варі’ант досліду | і\—і\'Н4 і N—N03 Рг03 К20

Контроль—фон (Г'івоРвоКзо) 15,4 15,6 191 84

Фон+г.срегнііі (2 т/га) 15,5 15,0 228 89

Фон+лорсшш (4 |т/га) 15,5 15,8 239 91

Фон-Нпсрег.иін (6 т/га) 15,9 16,5 211 94

Фои+:Вермикомпост (2 т/га) 17,1 17,4 227 98

Фон-Ьве.рмикомтост (4 т/га) 17,7 18,1 232 102

Фон+вермшшмлост (6 т/га) 10,3 18,5 238 ' 104

Фоп+вермикомпост (2 т/га) з вермикультурою (50 тис/га) 20,6 16,4 237 98

Фиі+вермикомпост (4 т/га) з вермикультурою (100 тис/га) 20,8 17,9 233 114

Фон-|-вермикомпост (6 т/га) з вермикультурою (150 (тис/га) 21,8 20,3 241 118

мів азотного циклу та деякою опгимізаціею фізико-хімічних властивостей грунту.

Фосфатний режим залежить від окисно-відновних умов, інтенсивності мікробіологічних процесів та фосфатазної активності грунтів. В роки досліджень протягом вегетаційного періоду капусти в зв’язку з перемінними умовами зволоження та висихання грунту спостерігалась тенденція зміни вмісту та ступеню рухомості фосфатів. Різниця між показниками вмісту рухомих фосфатів в фазу формування головки та періодом приживання розсади досягла на контролі — 42,5, в варіантах, де застосовувався перегній — від 30,2 до 44,9, вермикомпост — від 49,7 до 57,6, а вермикомпост з вермикультурою — від 23,9 до 60,1%. Водночас, в фазу формування головки капусти, вміст рухомих фосфатів на мінеральному фоні залишався більш низьким, ніж в варіантах, де використовували органічні добрива і становив в горизонті 0—20 см 191 мг/кг грунту. В варіантах, де вносився перегній вміст Р2О5 порівняно з контролем був вищий на 27—52 мг/кг грунту. При застосуванні верми-компосту вміст рухомого фосфору перевищував аналогічний показник контролю на 36—47, а вермикомпосту з вермикультурою — на 42—50 мг/кг грунту (табл. 1). .

Основним джерелом калію для рослин є концентрація його рухомих форм в грунті. Застосування перегною, вермикомпосту і вермикомпосту з вермикультурою по-різному впливало на вказаний показник. В фазу формування головки капусти найбільш низький вміст калію в грунті спостерігався на контролі і становив 84 мг/кг грунту. В варіантах, де використовувався вермикомпост, цей показник перевищував контроль на 14—20, а відповідні варіанти з перегноєм — 9—14 мг/кг грунту. Найбільш суттєвий вплив на вміст обмінного калію в грунті встановлено при сумісному внесенні вермикомпосту з вермикультурою в дозах 4—6 т/га, що на ЗО—34 мг/кг вище, ніж в контролі.

Біологічні аспекти використання вермикомпосту під капусту на сірих опідзолених грунтах. Для екологічної оцінки того чи іншого антропогенного фактору є важливим врахування ступеню його впливу на мікробіологічні процеси в грунті. Нашими дослідженнями встановлено, що під впливом органічних добрив в певній мірі змінювалась інтенсивність розвитку різних еколого-трофіч-них груп мікроорганізмів на протязі періоду вегетації капусти. Так, в фазу нещільної головки чисельність мікроорганізмів, які утилізують мінеральний азот була дещо більшою, ніж тих, які використовують органічний. Найбільшу активізуючу дію на розвиток мікроорганізмів азотного циклу мало використання вермикомпосту (4 т/га) з вермикультурою (100 тис/га). Внесення вермикомпосту без вермикультури по впливу на даний показник займало проміжне положення між вищевказаним варіантом і варіантами з

Вплив органічних добрив на окремі показники біологічної активності сірого опідзоленого грунту

в фазу нещільної головки капусти.

Середнє за 1990—1993 рр,

Мікроорганізми, які використовують, мли. і Азотобактер. %' обро сташія грудочок Активність грунту

Варіант досліду і 1 Косфі-! діент І м'іиера-1 лізації і П и. І Ь '£■ і с< н “ — о 2^ 3 52 1*4 з 2 о" О ^ - я о Й .5 2 2

і Морг. . | Мміїь £-§ о- Ь О о. га 5 Й и Е. т

Контроль—фон (К’воРаоКоо) 6,2 9,5 1,53 92 3,5 8,7 103

Фои+г.ерегній (4 т/га) 7,5 10,1 1,34 100 11,0 10,9 122

Фон+вермикомпост (4 т/га) 8,4 0,4 1,11 100 13,9 9,8 161

Фоії+есрмпкомпост (4 т/га) з вермикультурою (100 тнс/га) 9,3 10,7 1,14 100 14,5 12,5 117

перегноем (табл. 2). В контролі та варіантах з перегноем (4 т./га), в грунті можна передбачити більш інтенсивний розвиток мінералізаційних процесів в дану фазу росту та розвитку капусти. Про це свідчить підвищення величини коефіцієнту мінералізації. Використання вермикомпосту як з вермикультурою, так і без неї зменшувало даний показник на 14.9—27,5%.

В грунті досліджуваних варіантів в вищевказану фазу росту та розвитку капусти спостерігалась дуже висока чисельність віль-ноживучого азотфіксатора-азотобактера. Використання органічних добрив в більшій мірі сприяло підвищенню даного показника. По-скільки азотобактер є не тільки азотфіксатором, а й продуцентом ряду біологічно активних речовин, то його активний розвиток свідчить про сприятливий екологічний стан сірого опідзоленого грунту. '

Азот, зв’язаний мікроорганізмами є суттєвим доповненням до балансу азоту в грунті. Крім того, він е екологічно безпечним, поскільки входить в біологічний кругообіг і не забруднює грунт. Отримані дані свідчать про те, що в фазу нещільної головки капусти вермикомпост і особливо з вермикультурою збільшує азотфіксуючу активність грунту вб порівнянні з контролем в 3,9—4,1 рази. Найбільш висока величина каталазної активності спостерігалась при внесенні вермикомпосту з вермикультурою, а протеаз-ної — при використанні вермикомпосту окремо (табл. 2).

Вплив вермикомпосту на вміст та винос елементів живлення рослннами капусти. Капуста, особливо пізні сорти, дуже вимоглива до елементів живлення і використовує їх на протязі всього періоду вегетації. Найбільш інтенсивне засвоєння поживних елементів відбувається в період формування та розвитку головки. В цей період капуста посилено накопичує суху речовину. Результатами наших досліджень встановлено, що навіть в цей період рослини не в однаковій мірі поглинають елементи живлення. Так, в фазу формування головки капуста більше інтенсивно використовує азот і калій порівняно з фосфором (табл. 3). В наступну фазу — нещільної головки, накопичення азоту і калію зростає, а фосфору — дещо знижується, причому перевага в живленні віддавалась калію.

В фазу формування головки в варіантах, де застосовувався вермикомпост з вермикультурою зафіксований дещо більший вміст азоту в рослинах. Однак, по вмісту калію ці варіанти не поступались тим, де вносився вермикомпост без вермикультури.

Необхідно відмітити, що в фазу нещільної головки в варіантах з використанням вермикомпосту з вермикультурою спостерігався значно нижчий вміст азоту в рослинах, ніж при внесенні вермикомпосту окремо (табл. Я). Це можливо пояснити більшою вегетативною масою рослин даних варіантів.