Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

ИЗУЧЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВЕРМИКОМПОСТИРОВ АНИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ АГРОНОМИЧЕСКИ ЭФФЕКТИВНЫХ И БЕЗОПАСНЫХ УДОБРЕНИЙ НА ОСНОВЕ ОСВ

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "ИЗУЧЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВЕРМИКОМПОСТИРОВ АНИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ АГРОНОМИЧЕСКИ ЭФФЕКТИВНЫХ И БЕЗОПАСНЫХ УДОБРЕНИЙ НА ОСНОВЕ ОСВ"

- 350 ЭО

На правах рукопис/р

КОРОЛЕНКО ИРИНА ДМИТРИЕВНА

ИЗУЧЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВЕРМИКОМПОСГИРОВ АНИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ АГРОНОМИЧЕСКИ ЭФФЕКТИВНЫХ И БЕЗОПАСНЫХ УДОБРЕНИЙ НА ОСНОВЕ ОСВ

Специальность 06.01.04 - агрохимия 03.00.16 - экология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Москва - Немчиновка - 2004

Работа выполнена на кафедре агрохимии и агроэкологии Нижегородской государственной сельскохозяйственной академии

Научные руководители: доктор с.-х. наук, профессор Титова В.И.

кандидат с.-х. наук, доцент Варламова Л.Д.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук

Миненко Анатолий Климентьевнч

кандидат сельскохозяйственных наук Смирнов Анатолий Петрович

Ведущая организация: Всероссийский научно-исследовательский и проектно-тех но логический институт органических удобрений и торфа (г. Владимир)

часов

Зашита состоится " 2004 г. в /3

на заседании диссертационного совета Д 220.016.01 во Всероссийском научно-исследовательском институте информатизации агрономии и экологии "ВНИИ Агроэкоинформ" по адресу: 143026, Московская область. Одинцовский район, пос. Немчиновка-1, ул. Агрохимиков, д. 6,

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке "ВНИИ Агроэкоинформ".

Авторефератраэослак

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат сельскохозяйственных наук

Ю.А. Ушаков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований

Проблема утилизации осадков сточных вод (ОСВ) актуальна как с эко!юмическоГг. так и с природоохранной точек зрения. Применение их на удобрение ограничено рядом факторов: плохими физическими свойствами; наличием загрязнителей, прежде веет тяжелых металлов, в количествах превышающих допустимые нормы; высоким содер-жштсм патогенной микрофлоры. Одним го способов повышетм безопасности ОСВ и улучшения их агрономической ценности является вермиком|юстирование.

Своевременность нашего исследования обосновывается тем, что проблема удобрений вплотную смыкается с проблемой окружающей среды и созданием безотходного экологически чистого производства. К сожалению, до сих пор остается не решенным ряд вопросов, связахтых с производством и применением этого вида органического удобрения. Практически отсутствуют рекомендации по приемам верм «компостирования ОСВ, пег данных по характеристике получаемых удобрений и рекомендаций но их непользованию. Наконец, что очень важно, не выяснена экономическая и экологическая эффективность переработки органических отходов с помощью вермнкультуры. Цель и задачи проведения исследований

Основной нелью исследований явилось изучение возможности использования вермикомпостироваши дм получения безопасных и агрономически ценных удобрений на основе ОСВ.

Для ее решения поставлены следующие задает:

- определить наиболее оптимальные компоненты для предварительного компостирования с ОСВ при получении ¿ерми ком постов;

- дать агрохимическую характеристику и оценить безопасность (по содержанию тяжелых металлов) полученных удобрений;

- выявить действие вермикомностов на агрохимические свойства светло-серых лесных почв;

- установить влияние разных вермикомностов и исходных органических удобрений на урожайность, качество зерновых (озимой пшеницы, ячменя) и овощных (столовой свеклы, моркови, пекинской капуеш, салата, редиса) культур;

- изучить влияние удобрений на накопление тяжелых металлов в почве и в нродук-шш растениеводства;

- рассчитать вынос и коэффициенты использования питательных элементов растениями из удобрений в прямом действии « последействии;

- оисшпъ агрономическую и биоэнергетическую эффективность применения вер-микомп остов. Научная новизна

Установлено, что в процессе пермикомпосгировап держания азота, а изменение вдшЕчесгва фосфора, калия и

ил прои^Ж^'Ктйбйяше со-

исходного материала. Впервые в условиях Нижегородской области изучена возможность получения агрономически ценных вермнкомпостов на основе ОСВ и их применения на некоторых зерновых (озимая пшеница, ячмень) ц овощных (столовая свекла, морковь, пекинская капуст, салат, редис) культурах.

Установлено, что всрмикульп тировалие «чистого» ОСВ (в естественном состоянии) невозможно — :»го витальная среда для культуры червей. Вермикомпосгирова!ше удобрений на основе ОСВ приводит к снижению содержания азога в конечном прещук-ге. Выявлено, что верм 11 компосты ни основе ОСВ способствовали повышению содержа-ши гумуса и биологической активности, оцениваемой по целлюлолитической способно-сгн, нитрифицирующей активности и лыланню почвы, но не оказывали влияния на ее физико-химические свойства.

Судя по урожайности, применение всрмикомпостов па основе ОСВ под изучаемые культуры возможно. По показателям качества продукция характеризуется как удовлетворительная, содержание свинца, теди и цинка не превышало ПДК, но но содержа-шло кадмия основная часть исследованной овощной продукции не соотвегствует санитар! ю-Ш1 иеничесю гм требованиям.

Практическая значимость работы

На основании результатов проведенных исследований разработаны рекомсн-дашш но получению всрмикомпостов на основе ОСВ и применению вермиком постов в производстве, позволяющие улучшить свойства почвы, повышать урожайность и качество продукции, не снижая ее безопасности. Полученный экспериментальный материал позволяет рассматривать исследуемые вермнудобрения как составную часть экологически чистых технологий, направленных па снижение загрязнения окружающей среды.

Материалы исследований используются в учебных курсах по сельскохозяйственной экологии и агрохимии для студентов агрономических спеииал ьностей в Нижегородской ГСХЛ.

Основные защищаемые иаяожемия

— вермнкомиостированне удобрений на основе ОСВ, с учетом иредварительно-ш их компостирования с навозом, птичьим пометом и соломой, даст возможность получать агрономически полноценные удобрения;

— применение всрмикомпостов на основе ОСВ способствует получению высоких урожаев зерновых и овошных культур;

— показатели качества растительной продукшш, полученной при использовании вермиком постов на основе ОСВ, улучшаются как в сравнении с абсолютным контролем, так и в сравнении с ОСВ;

— использование всрмикомпостов на оснопс ОСВ приводит к улучшению питательных свойств, но не оказывает влияния на физико-химические показатели почвы.

Апробация работы

Результаты исследований докладывались на 11аучио-1 фактических конференциях (г. Йошкар-Ола, г. Киров, г. Н. Новгород) в 2001-2002 гг., зтакже наIVсьезде Докуча-енского общества почвоведов (г.Новосибирск) и 2й международной научно-практической конференции (г-Владнмнр) в 2004 году. 11о материалам диссертации опубликовано 5 статей.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания условий и методов проведения исследований, результатов исследований, выводов, предложений производству к приложений. Синеок литературы включает 186 наименований, в том числе 23 источника иностранных авторов. Диссертация содержит 47 таблиц и 24 рисунка.

Выражшо искреннюю благодарность всему коллективу кафедры шрохимии и агроэкологии Нижегородской ГСХЛ за консультационную и организационную поддержку' при подттовке и написании днссерпшион нон рабош.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Глава I. Обзор литературы

Рассмотрены основные направления утилизации ОСВ. При зл>м основное внимание уделено изучен!по возможности использования их в практике сельского хозяйства. Отличаясь высоким солержэдшем питательных веществ, как макро-, так и микроэлементов, осадки способствуют увеличению урожайности сельскохозяйственных культур, иэ-менению питательною режима почв. В то же время, наличие в них большого количества патогенных шпфоорсангамов, ТМ сдерживает их применение н качестве у дойре! пи. Одним ш возможных путей решения этою противоречия является использование нер-митехнолопш, Вермнкулыура, перерабатывая ОСВ, изменяет их свойства и химический состав. При этом в полученном удобрении (верчикомпосге) отсутствуют патогенные микроорганизмы, ТМ переходят в мене«; подвижное состояние. Таким образом, утилизация потенциально опасных органических отходов методом верми компостирования может иметь положительный агрономический и экологический эффект.

Глава 2. Условия н методы проведении исследований

Исследовашю выполиигы и 1999-2002 гг. в условиях микропаленых, воегапнон-но-полевого, вегетационных и лабораторного опыта, проведенных па вегетационной площадке кафедры агрохимии и а1ро>колопш и и учебно-оиыгном хозяйсгье Нижсш-родской ГСХЛ.

По погодным условиям наиболее благоприятным для растений по средней темне-ригЕуре воздуха и выпавшим осадкам был 2001 год. Вегетационные периоды 2000 и 2002 гг. характеризовались как сухие и жаркие, что, в конечном счете отразилось на результатах нсследовашй-

Использованные в опытах почвы равноценны по величине обменной кислотности — слабокислые (5,3-5.4), степень гумуснро ванн ости изменяйся or очень низкой (опит № 1) до низкой (1,34-1,90 %), содержание подвижных соединений фосфора высокое и очень высокое (218-375 мг/кг), в то время как калия— низкое (опыты .V* 2, 3 -68 мг/кг) н повышенное (149-152 мг/кг), Количество ТМ ие превышает ПДК.

Лабораторный опыт проводили в иолдонах (от вегетационных сосулов) объемом 500 см1, в трехкратной ппнторности, в отапливаемом помещении (лаборатория кафедры здрохимии и aipo i колоти). Опыт заложен но следующей схеме; 1) навоз подстилочный; 2) ОСБ; 3) компост на основе ОСВ и навоза; 4) помет; 5) компост на основе ОСВ и помета; 6) компост ш основе OCR и сояомы.

Схемы вегетационных, вегетапнонио-иолевого и мнкрополевых опытов н количество внесенных шстатсльнмх веществ представлены в таблице I. Дозы органических удобрений приведены в расчете на сухое вещество.

Вметационно-попевой опыт №1~) был заложен в 2000 году па светло-серой лесной легкосуглинистой почве. Опыт заложен в сосудах из нержаиеюшей стали без дна, диаметром 40 см и высотой ñO см, в четырехкратной повтори ости. Органические удобрения внесены при набивке сосудов в 2000 г. В 2000 г, изучение эффективности удобрений проводили на столовой свекле сорта Бордо 237 (прямое действие), о 2001 опытной культурой была морковь сорта Витаминная 6 (по* слсдействие I), в 2002 г. - пекинская капуста сорта Хибинская (последействие 2), Микрополевые опыты (ХаУа 2. 3) были заложены в 2000 гаду на светло-серой лесной средиесуглшшсгоП почве. Оиыш заложены систематическим меюдом, в 2 яруса, со смешением и ярусе на две делянки, и 4Ь кратной повторное! и. Учетам цдо» шадь делянки - 1,2 мг. Внесение удобрений, в соответствии со схемой опыта, проводили вручную над перепашку пара. Прямое действие изучали на озимой лшешше сорта Московская 39. Последействие - на ячмене copra ЗазерскиЙ 85.

Вегсгрциоипыс опипл <SíN° 4. 51 были заложены по схемам, аналогичным мик-рополевим опытам, и 2001 году. Исследования проводили в пластмассовых сосудах Мнгчерлиха объемом 5 кг, в 4х кратной повторности. Удобрения вносили в почву при набивке сосудов в одни прием. Прямое действие удобрений изучали на салате сорта «Кучерявец Одесский», последействие - на редисе copra «Рубин». Закладку, уход и уборку опытов проводили в соответствии с требованиями методики опытного дела (Доспехов Б.А.. 1973; Юдин Ф.А., 1980)

Н опытах использовали в качестве opi одических удобрений - ОСВ с иоле it фильтрации стащит аэрации г. Н.Новгород (0,65 "/о N; 0,97 % РгО,; 0,36 % КгО), на-воч fa'C на соломенной иодстлке (2,02 % N; 0,73 % P20¡, 2,33 % К20), куриный помет (2,80 %N; 0.75 % РгО,; 2.00 % К20) и солому (0485 % N; 0,07% P2Os; 0,78 % KjO).

Таблица t- Условное обозначение и содержание иарнантои

Уси пая ie< йчыичо- Содержание варианта Впеоеш гвтг. кщ-в

юк N 1 Р;0, КгО

Вегстациинно-поле&ш опыт №1 кг/га

Котроль Контроль Сед вносгния удобреШ1й - " I -

Нлвт Навоз, Ют/га 202 78 233

ОСВ ОСВ, Ют/га 65 97 36

Вермикомпост 1 Вермикомпост на основе иажпаиОСВ, 10т/га 150 93 87

Вермикомпост 2 Вермикомпост на основе помета н ОСВ, 10 200 162 144

Вермикомпост 3 Вермикомпост на основе еоломыиОСВ, 10 148 57 50

А{икропояевой опыт № 2

Кошрпль Навоз Ко1проль без внесения удобрений Навоя, 10 т/га 202 78 233

ОСВ ОСВ, Ют/га 65 97 36

Вермикомпост 1 Вермикомпост на основе ОСВ и навот Ют/га 150 93 87

Компост 1 Компост на основе ОСВ и навоза, 10 т/га 206 92 136

Микрапахееой опыт jVv 3

Контроль Помет Контроль бе! внесения удобрений Помет, 10 т/га 280 75 200

ОСВ ОСВ, Ют/га 65 97 36

Вермикомпост 2 Вермикомпост на <кнове ОСВ и помета. 10 200 162 144

Компост 2 Компост на основе ОСВ и помета, i 0 т/т 235 97 143

Вегетагрюнный опыт № 4 мг/ьг

Кот рол L Hanoi Котроль без внесения удобрений Навоз, Ют/га 67,4 26,0 77,R

ОСВ ОСВ, Ют/га 22,0 32,4 12,0

Dcp ми ком пост 1 Вермикомпост на основе ОСВ и наеоаа. Ют/га 48,8 30,0 28,4

Компост 1 Компост на основе ОСВ и пав та, Шт/га 68,8 30,8 45,4

Вегетационный опыт Л? 3

Контроль Помет Котроль без внесения удобрений Помет, Ют/га 95,8 25.Х 68,4

ОСВ ОСВ, 10 т/га 22,0 32,4 12,0

Всрмихомпост 2 Вермикомпост на основе ОСВ и помета, 10 66.2 53,4 46,6

Компост 2 Компост на основе ОСВ и помета, Ют/га 78,4 32,4 47,8

Аналитические работы по теми диссертации выполнены общепринятыми н современной лабораторной практике руководствам».

Статистическая обработка данных оишоп проведена методом дисперсионного анализа (Доспехов К.Л., 1973), па ПЭВМ с использованием пакетов прикладных лрофамм для статистической обработки «5шш1са».

Глава 3. Влияние суйстпага на иитеисивн Ость пазпнтия иавмиьи червей II качество получаемые вер ми ком постов

Наибольший прирост нопуляпии лавочных червей был зарегистрирован н компосте на ос ноне ОСВ и навоза, где наблюдалось возрастание числа особей с момента заселения практически в 4,5 раза. Прибавка по отношению к контролю (навоз) составила 97 %. Компост нм основе ОСВ и соломы, при соотношении компонентов 1:1, также пригоден для верм и компоста ровен и я. Прирост числа червей к концу опыта составил 140 %, а по отношению к контролю (навоз) - 5,9 Субстрат на основе ОСВ н куриного помета, содержащего опилки в объеме около 15 % ог общей массы, может использоваться для вермтсх но логин, однако на первых стадиях отмечено угнетение червей н лаже шбель взрослых особей.

Как показали исследования, ОСВ и птичий помет в естественном состоянии былн не пригодны для вермиком!юстирования: к завершению эксперимента в этих субстратах все черви погибли.

Химические свойства полученных в опыте верм и ко мл остов зависели от состава компостов, служащих сырьем для их производства. Все используемые в опыт« удобрения характеризовались практически нейтральной реакцией (рН,,,6,5-7,1). Следует обратить взимание, что во всех вермикомностах наблюдается значительное снижение содержания азота (на 15-27 %) по сравнению с исходным субстратом. Наиболее серьезное снижение количества азота произошло в верм и компосте на основе ОСВ и навоза, где отмечается наибольший прирост популяции червей. Содержание фосфора изменилось но сравнению с исходным компостом только в верм и ком посте на основе ОСВ и птичьего помета — увеличивалось на 76 %, а содержание калия снизилось на 36 % в вер ми компосте на основе ОСВ и иапоза.

Компостирование ОСВ с относительно «чистыми» органическими удобрениями привело к снижению содержания ТМ ь полученных ком постах примерно в 2 раза но сравнению с исходным их количеством в ОСВ (табл. 2). Это, естественно, в первую очередь связано с «разбавлением» ОСВ, поскольку ,чля компостирования брали компоненты и соотношении 1:1. Содержание ТМ в полученных вер-ми компост ах различается более существенно, что уже связано с деятельностью верм и культуры. Вероятно, способность усваивать те или иные элементы, в том числе полдютанты, булет зависеть не только ог содержания их в субстратах, но и от состава «питательной среды» в целом. Кроме того, интенсивность усвоения разных элементов из различных субс1ратов будет не одинакова. Следовательно, изменение содержания ТМ в вермикомпостах зависит от состава исходных суб» стратов, в зависимости от чего количество их может как снижаться, так и увеличиваться.

Таблица 2 - Содержание тяжелых мошкт в органических удобрениях, иг/кг сухого вещества

Вил удобрения РЬ С<1 Си /л N1 Сг

ОСВ Допустимое содержание не более* 256,9 500 267,65 3» 657.2 1500 3129.4 3500 461,60 400 1670,8 1000

Компост на основе ОСВ и навоза 129,4 134,15 332,2 1865,3 234,0 888,5

Компост на основе ОСЦ и помета 135,1 140,20 341,1 1882,4 242,9 893,9

Компост на основе .ОСВ и соломы 140,9 130,92 309,1 1786,9 228,7 820,1

В ер ми ком пост на основе ОСВ и навоза 108,65 10,25 127,15 1512,1 99,45 747

Вермикомпост на основе ОСВ и помета 80,7 77,7 138.1 1520,8 107,95 578,2

Вермикомпост на основе ОСВ и соломы 134,55 119,05 102,0 2106.6 42,13 1049,7

Допустимое содержание НС более** 750 20 1000 2500 300 750

* ГОСТР 17.4.3.07-2001

♦•ТУ 9X19-238 - 00008064 - 9В (Навсм подстилочный крупною рогат ого скота)

Глава4. Влияние удобрении на свойства почвы . 4.1, Влияние удобрений на агрохим ические показатели

Исследования, проведенные нами в условиях вегеташюшю-иолсвоЕо опыта № 1, показали, что изучаемые удобрения способствовали накоплению органического вещества в почве. Использование всех видов Перми ком постов оказало одинаковое действие на содержание гумуса. По сравнению с контролем количество его возрастало на 0,12 % (около 9 %). Внесение в почву навоза способствовало несколько меньшему (6,7 %) увеличению содержания органического вещества в почве, в то время как осадки не оказали влияния на этот показатель.

Результаты исследований показывают, что [три использовании органических удобрений проявилась положительная тенденция изменения обменной кислотности, однако достоверное снижение но отношению к контролю наблюдалось только в год внесения, а существенных различий между изучаемыми вариантами не было. Применение органических удобрения привело к некоторым изменениям величины П1Д-ролитической кислотности и суммы поглощенных оснований. Нее органические удобрения способствовали некоторому увеличению содержания подвижного фосфора, которое проявилось уже в год внесения и достигло максимума на второй год. 1 [осле уборки третьей культуры содержание фосфора в почве снизилось, а различия

между вариантами были менее существенны, чем в первые два года наблюдения (рис. 1).

500 «10

к,

* J5S

%

Ь gi*>

iw>

i^cnipaib

2-н jth> i

3 ОСИ

-^BipUHhttUlll^CI 1

У 2

6- (•(t'imi^iv'ikici j

Рис. 1. Влияние удобрений на содержание фосфора в почве

хонтро и.

3-ОС1)

5-&cj>wHK*4riocT 2 б&срмикОЧПОСГ 3

jraiooo ■ 2002

2 3 J j варианты

Рис. 2. Влияние удобрений па содержание кадия в почве Иная тенденция наблюдается в отношении подвижно™ калия. Динамика калия в почве за анализируемый период показана на рис.2. Согласно представленным данным, н целом наблюдается тенденция снижения содержания калия в почве как на неудобренном варианте, так и при внесении удобрений. Минимальное содержание этого элемента в пахотном слое в 2000 и 2001 гг. наблюдалось при внесении верmii компоста 2 на основе ОСВ и помета, а в 2002 г. — Перми ко мл остов на основе ОСВ и навога, ОСВ и соломы.

Экс пери метальные данные, полученные в условиях микронолсвих и Beivia-нпонкых опытов, также свидетельствуют о том, что внесение изучаемых органических удобрений улучшало свойства почвы.

4.2. Влияние удобрений на биологическую активность почеы

Для суждения о влиянии орппшчесюи удобрений на биологическую акши-пость почвы в вегетанионно-полевгм опыте .Val использовали следующие суммарные показатели почвенной биодинамики: количество продуцированной почвой CO¡, интрнфишфующую способность н целлюлолнтическую активность ночвы. Образцы для проведения анализов в 2001 г. были отобраны 3 раза: до посева в первой декаде мая; в середине иесстационного периода во второй декаде июля и после уборки моркови во второй декаде сентября: в 2002 г. образцы отбирали 2 раза: до посева пекинской капусты в мае и после уборки и июле.

Среди изучаемых вермико«постов наибольшее влияние на биологическую активность почвы оказал вер ми ком пост 1 па основе ОСВ и навоза. ОСВ оказали негативное влияние на целлюлолитическую активность почвы, но способствовали значимому увеличению нитрифицирующей активности. Наиболее существенное влияние на интенсивность дыхания почвы оказали навоз и вер ми ком пост t (ОСВ * навоз).

Аналогичные исследования проведены и микронолевых опытах 2. 3. Образцы отбирались в два срока: в 2001 г. и первой декаде мая (возобновление венчании озимой пшеницы) и второй декаде августа; в 2002 г. в третьей декаде мая (начало »eicrauHH ячменя) и в третьей декаде aaiycra (после уборки культуры). Результаты определения показателей биологической активности почвы микроролепого опта № 2 представлены на рисунках 3-5.

В первый год исследований органические удобрения оказывали более сильное влияние на изменение мнкробноло! нчсских свойств ночвы. Можно отметить, что на протяжении всего рассматриваемого периода перми ком посты, а также навоз и помет, по влиянию на интенсивность дыхания почвы превосходили ОСВ и соответствующие комиосты (ОСВ - навоз и ОСВ » помет). Наиболее высокая нитрифицирующая активность весной была на варианте с применением всрмикомноста 1, в ав-lyctc - при использовании навоза.

о*

»f

Условные обозначения: Г?у1 - август | |- май Рис. 3. Влияние удобрений на интенсивность дыхания почвы, onurj 1-2001 г.. И-2002 г.

I

Условные обозначения: ГлП - ani уст | |- май

Кис. 4, Влияние удобрений из интрнфшгнруюшую способность почвы, опыт Кг 2 1-2001 г., 11-2002 г.

Условные обо 1начет1я:ЕЗ-аш)С1 I I- чай Рнс, 5, Влияние удобрении на пеллюлотическую активное!!, почвы, оньгг № 2 1-2001 п, II-2002 г.

Глава 5. Влиянне удобрений на шниуктнвиость ку-пьтур 5.7. Сравнительная оценка ратных вермикомпостов

Результаты учета урожая культур в вегетапн он но-посевом опыте № 1 представлены в таблице 3. Установлено, что внесение всех органических удобрений привело к достоверному увеличению \рожайности кулыур как и прямом действии, так и в последействии. Максимальные прибавки урожая (до 15К % но отношению к кошролю) получены в прямом действии на столовой свекле, минимальные (21-41 %) — к первый год последействия на моркови.

Максимальный выход товарной проекции в сумме но трем культурам (табл. 3) получен при внесении нсрмикомпоста 2 (на 66 % выше, чем на контроле).

Таблииа 3 - Влияние удобрений на урожайность овощных культур (сирая масса), ы/ м*

Варианты оиьгга Свекла Морковь Пекинская кштуета В сумме за 3 гола

в нем в среднем ± кт/мг и среднем ± mhi2 в фС-Т нем i

кг/мг Kl'jqv

I. Контроль 2,43 - 7,81 - 2,00 - 2.37 -

2,Навт 5,07 2.64 10,25 2,44 3,16 (J6 3.57 1.20

З.ОСВ 3,39 0,96 9.89 2,09 2,94 0,94 3,13 0,76

4.Вермикомпост 1 5,44 3,01 10.69 2,88 2,83 0,83 3,67 1,30

З.Вермикомиост 2 6.27 3,84 П.О 3,19 3,06 1,06 3,94 1.57

6. Верм р iKOMUOcr 3 5,19 2.76 9,47 1,66 3.14 1.14 3,43 1,06

НСГт 0,06 0.53 0,25

Можно огмешть, чш большей atpoi (омической ценностью характеризуются вер чнкоч посты 2 и 1, нолучениые на основе ОСИ и куриного помета (2), ОСВ и на-Boja(l).

5.2. Сравнительное действие вермикомпоста и исходных удобрений

Исследования по сравнительной оценке вермикомпостов и исходных компонентов для их получения проведены в высгаиноиных и ми кропил свих опытах с различными культурами. При учете суммарной урожайности культур (салаг, редис) в nciciацпоннам опыте .V" 4 проявляется янпис нреимущсС1ВО вермикомпоста над другими удобрениями: в частности, >рожайность здесь на 11 % выше, чем при вне-сснни навоза, ОСВ и компост (ОСВ i hoboî) действовали практически на одном уровне, обеспечивая у ноли чей не урожая соответственно на 26 и 20 % по отношению к контролю. В условиях мтсропочепого опыта № 2 в сумме за 2 года удобрения

увеличили урожайность (озимая пшеница, ячмень) на 8-29 %. Эффективность навоза и вермикомпоста I бы.га практически равноценной при незначительном преимуществе первою (на 0,7 ц), а ОСВ действовали лучше, чем компост 1 (на 7 %). Учет суммарного действия удобрений в опыте № 5 выявил преимущество компоста 2 на основе ОСВ и куриного помета перед другими изучаемыми удобрениями. Эффективность куриного помета незначительно превосходила действие вермикомпоста 2, минимальная отдача получена от ОСВ. В микрополевом опыте X? 3 удобрения увеличили урожайнооь зерновых культур в сумме за два года на 16-32 %. Максимальная эффективность получена при внесении вермикомпоста 2. Действие помета на 5 % превосходило ОСВ и на 16%- компост на основе ОСВ и помета.

Следует отметить, что в полевых условиях эффективность вермикомпоста 2 на основе ОСВ и кур иною помета была выше, чем в вегетационном опыте. Скорее всею, □то связано с бнатотческими особенностями культур, возделываемых в опытах, а также с условиями их произрастания.

Глава 6, Влияние удобрений на качество и

и и ми чески й состав растительной продукции Изменение качества столовой свеклы, моркови и пекинской капусты в вегепнщ-оино-полевом опыте № 1 отражено в таблице Л. Следует огмеппъ, что содержать нитратов в продукции, выращенной с применением вермикомпостов, особенно в прямом действии, было ниже, чем при использовании ОСВ. Наиболее ценной в 'ном отношении была продукция, выращенная при внесении вермикомпоста на основе ОСВ и навоза. Этот же вариант характеризуется наиболее высоким содержанием витамина С во всех культурах, а также сахара в свекле и сухого вещества в моркови

В целом можно отметить, что в прямом действии все удобрения оказали положительное влияние на качество столовой свеклы. При учете последействия удобрений на моркови отмечено некоторое снижение содержания аскорбиновой кисло ш при внесе> шш навоза и ОСВ, По комплексу показателей наиболее качественная продукция овощных культур, особенно свеклы, получена нри внесении вермикомпоста 1.

Качество культур в микрополевых опыуах № 2, 3 оценивалось по следующим показателям: содержание белка, клейковины и крахмала в зерне озимой пшеницы; белка и крахмала в зерне ячменя и клетчатки в соломе обеих культур. Продукция, полученная нри внесении вермикомлостов (ОСВ + навоз и ОСВ + помет), была несколько более высокого качества, чем при использовании исходных компонентов, Навш, ОСВ и компост 1 (ОСВ + навоз) оказали практически одинаковое влияние на качество озимо» пшеницы, в послелейетвии на ячмене ОСВ уступали выше названным удобрениям. ОСВ и компост 2 (ОСВ * помет) оказали большее влияние па качество зерна озимой пшеницы, чем помет, в последействии же компост 2 имел некоторое преимущество над пометом и ОСВ.

Таблица 4 - Влтшше удобрений на качество продушин овшцшх кулы) р

свекла Вордо 237 морковь Нмтшшш 6 пекинская кап>ста Хибинская

Варна! пи опыта Сухое веще- Сахар, Витамин С, II траты, Сухое веще- Сахар, На намин С, Нк1рз- ш, Сухое веще- Сахар, Витамин С, Пи фаты.

пво, % чг% мг/кг ство. % мг% иг/кг ство, % мг% ме/кг

Контроль 17,3 10,3 8,8 351 ■v) 1 13,2 3,5 41 7,8 2,0 3,4 141 1

Наш» 18,9 14,5 9,2 1257 22,8 13,8 2.6 59 9,7 2,4 6,0 257

ОСП 18,7 Ы,0 13,2 3596 22.6 15,4 3,0 34 9,1 2,0 3,6 195

Перми компост I 17,5 14,6 27,6 827 25,3 13,6 5,5 41 9,4 2,4 3,7 181

Перми компост 2 19,3 14,2 20,9 1558 25.2 16,6 3.5 39 9.2 2.5 3,7 252

Веры и компост 3 17,7 14,2 19,8 995 24.5 М,1 4,4 33 9.1 2,3 7,0 226

т и 1,4 и 276 0.9 аз 0,9 12 0.43 0.48 ОМ 36

Глава 7. Сотепжапнс тяжелых металлов в почве и растениях

Изучение влияния ОСВ и вермнком постов на его основе на накопление ТМ в почве и растениях было проведено в условиях вегетациоино-полевого опыта № 1. Как было отмечено выше, содержание валовых форм рассматриваемых поллютакгов в почве не превышает установленных нормативов. Почвенные образцы для оценки уровней содержания ТМ в почве были отобраны в 2002 году после уборки третьей культуры (иолукочанного салата). Установлено (табл. 5), что в вариантах с использованием органических удобрений коицеиграпия валовых форм ТМ не превышаег 1ШК.

Таблица 5 - Влияние удобрений на содержание тяжелых металлов в почве, мг/кг

Варианты опыта Валовое содержание, мг/кг

РЬ С(1 Си 7л N1 Сг

Контроль 7,57 0,45 8,11 36,32 15,61 11,70

Навоз 6,77 0,47 8,84 37,87 15.88 12,30

ОСВ 9,23 0,51 9,18 49,35 1К,)5 12,68

Вермнкомпост 1 7,63 0.53 12,36 43,08 15,53 14,68

Перми ком ноет 2 5,97 0,49 10,60 38,45 18,14 14,43

Вермнкомпост 3 6,75 0,48 9,43 35,47 16,08 12.63

ОДК' для почв с рН <5.5 65 1.0 66,0 ПО 40 45

♦-ориентировочно-допустимая концентрация... 1995.

Следует огмеппъ, что изменение содержания элементов в почне далеко не всегда проиорциоиалыю поступлению его с удобрениями; при наиболее высоком количестве всех элементов в ОСВ, максимальное увеличение содержания в почве отмечено лишь для свинца и пинка, в то время как содержание мели и хрома было значительно ниже, чем при внесении вер ми ком постов.

Анализ растений показал, что содержание ТМ в них подвержено значительным колебаниям и зависит как от количества металлов в почве, так и от способности растений к нх накоплению. В столовой свекле превышение ПДК отмечено но С(1 при внесении ОСВ и всех вермикомпостов на его основе, содержание РЬ, У.п, Си соответствовало сашпарно-пн'иекическим кормам. В целом содержание всех ТМ в корнеплодах моркови было ниже, чем в свекле, при этим превышение допустимых концапрашш отмечено лишь для С<1 в вариантах с внесением ОСВ и вер-микомпоста 3. Наиболее высокое количество ТМ, кроме меди, содержалось в пекинской капусте, при этом вся продукция не соответствовала требованиям безопасности но содержанию в ней кадмия. Установлено, что величина коэффициента усвоения ТМ растениями из внесенных удобрений определяется видом (составом) удобрения, сроком взаимодействия его с почвой, конкретным металлом, видом культуры. Максимально ТМ были усвоены растениями из навоза.

Глава 8. Эффективность применения удобрений

Эффективность применения удобрений нами была оценена но разным критериям: по изменению заграгг питательных веществ на формирование единицы урожаи; но использованию элементов питания из удобрении; но окупаемости удобрений прибавкой урожаи; но энергетическому критерию. Все расчсш проведены на примере мнкпополевых опытов 2. 3.

Расчет удельною выноса элементов питания культурами покатал, что наиболее рациональный расход элементов лита и им ячменем в опыте № 2 отмечен при внесении навоза и компоста 1, в опыте .V; 3 - помета.

При опенке эффективности удобрений необходимо учитывать коэффициенты их использования растениями. Это важно как в агрономическом, так и в экологическом плане, поскольку ог полноты использования тпательных веществ из удобрений зависит продуктивность культур, изменение свойств пахотою слоя почвы; прежде всего, питательною режима, мшрация элементов пи профилю, которая может привести как к обогащению более глубоких слоев почвы «полезными» соединениями, так и к загрязнению подземных вол биогенными элементами. Коэффициента определялись разностным методом, г.е. без учета влияния удобрений на потребление элементов питания из самой ночвы. Коэффициенты исшлыования элементов питания растениями в рассматриваемых опытах отличаются ог средних значений. В целом наиболее эффективно азот и калий усваивались ю ОСВ (соо1вег-стветю 39,8 и 53,3 %), а фосфор - из помета и навоза (соответственно 39 и 27,7 %).

Наиболее совершенным показателем, характеризующим эффективность применения органических удобрений, может служить оценка их достоинсж но энергетическому критерию, который ие зависит от конъюнктуры рынка и характеризует совершенство развития технологий и технических средств дли ич осущсств-лення. В мнкронолевых опытах №№ 2.3 внесение вермнкомпостов эпер1стическн предпочтительнее, чем внесение ОСВ н ком постов, использование павота в опыте № 2 оказалось эффективнее всрмикомпоста 1, действие вермнком поста 2 в опыте № 3 — эффективнее помета.

ВЫВОДЫ

I. Изучение адаптационной способности червей показало, что чистые ОСВ и куриный помет являются для них шгталыюй средой. Наиболее благоприятные условия для воспроизводства потомства и нарастания биомассы червей отмечены в компосте на основе ОСВ и навоза, где количественный прирост составил 127 %, а масса увеличилась на 33 % по отношению к контролю (чистый подстилочный нивоз).

В резулыаш вермикоми острования содержание азота в полученных удобрениях снижалось на 15-27 % по сравнению с исходным компостом и было практически пропорционально увеличению количества популяции червей, изменение фосфора и калия не имело определенной закономерности.

Содержание тяжелых металлов в всрмнкошюстах в целом было ниже, чем в исходных комносгах. Наиболее существенно снизилось содержание кадмия (на 1192 %), меди (на 60-67 шисетя (на 56-82 %). Удобрения, за исключением вер-ми компоста на основе ОСВ и навоза, не соответствуют нормативным требованиям по содержанию в них кадмия,

2. Удобрет 1я не оказали существенною влияния на физико-химические свойства почвы, при тенденции к снижению кислотности и увеличению суммы поглощенных оснований. При этом преимущества вермикомпостов перед исходными компонентами не выявлено. На содержание тумуса изучаемые вермиком посты оказали одинаковое и более сильное влияние, чем навоз и ОСВ, увеличив ею на 0,12 % по сравнению с исходным. Содержание недвижных соединений фосфора при внесении удобрений возрастает в среднем по опытом на 15-25 ®о, но наиболее существе!то - при внесетт ОСВ. Содержание аммиачного азога в полевых условиях и удобренных вариантах изменяется в пределах 5-20 мг/кг при четкой динамике увеличения его от мая к августу, Вермнкомпосш с ОСВ на основе навоза и помета уступали последним, внесенным в чистом виде, но превосходили ОСВ.

3. Агрогэколопгческая оценка верм«компоста по биологической активности почвы показала отсутствие негативного влияния изучаемых удобрений на почве!гно-биошчеекий комплекс. Внесение вермикомпостов по отношению к контрольному варнашу стабильно повышало интенсивность дыхания почвы (в среднем на 27 %), нитрифицирующую активность (на 37 %); цсллюлол1ггическая активность возрастала па 93 Чо при возделывании овощных культур, но снижалась на 13 % при выращивании зерновых.

4. Применение орпишческих удобрений способствовало увеличению содержания в почве валовых запасов кадмия, меди, хрома (соответственно па 4-18 %, 9-52 %, 826 количество свинца увеличилось лишь при внесении ОСВ (на 22 %). Во всех с;тучаях содержатте рассматриваемых элементов не превышало ПДК.

5. Вермикомпосга оказали значительное влияние на урожайность сельскохозяйственных растений, изменяющуюся в зависимости как от вида вермикомиоста, так и от биологических особенностей культуры. На зерновых культурах (озимая пшеница, ячмень) лучшим был вермиком пост на основе ОСВ и помета (прибавка составила 39 % к контролю, 5 % - к вермикомпосту на основе ОСВ и навоза). Максимальная продуктивность столовой свеклы, моркови и пекинской капусты также получена при внесении этого же удобрения, причем прибавка составила 66 % по отношению к контролю, 7 % - к вермикомпосту на основе ОСВ и навоза и 13 % — к вермикомпосту на основе ОСВ и соломы. На салате и редисе большее

влияние отмечено по вермикомпоету на основе ОСИ и паши (96 % к контролю л 42% - к вермнкомпосту на основе ОСВ н почта).

6. Качество овощной продукции, выращенной при использовании вер ми компост ов на основе ОСВ, в целом оценивался как удовлетворительное*. содержание витамина С в столовой свекле, моркови, пекинской капусте н салате выше, чем на Koifтроне на 12-160 "о, содержания сачаро» — на 12-3У сухою вещества - на 5-1К "Л. При згом наиболее существенно улучшилось качество столовой свеклы. Среди верм и компост v>n некоторые преимущества имело удобрение, полученное на основе ОСВ и навоза.

7. Безопасность сс.iьскохозянственной продукции оценивали по концентрации шгг-р.тпюго азота и тяжелых металлов. Превышение ПДК по нтратам обнаружено только в случае выращивания столовой свеклы на «чистом» ОСВ (2,6 11ДК) к вермикомлосте на основе ОСВ и н омега (1J ПДК): Сравнение ъермнкомностов с исходными органическими удобрениями не выявило различий во влиянии их на содержание mnpaí ною aso га в продукции.

Выращенная проду кты не превышала ПДК но содержанию свинца, шшка и меди, но не соответствовала санитарно-гигиеническим требованиям по кадмию: столовая свекла—при внесении ОСВ н twex исрмнкомтюстов: столовая морковь -при использовании ОСВ н всрмикомпост на основе ОСВ и соломы; пекинская капуста — во всех вариантах.

8. Исследованиями установлено, гто при внесении вермикомностов увеличивается удельный вынос озимой пшеницей азота и фосфора (в среднем на 8 н 32 ЧЬ соор-ветственно но сравнению с контролем) при незначительном снижении iioipeö.ie-пня калия; вынос атота ячменем увеличивается на 14 % при практически неизменном потреблении фосфора и калия.

9. Окупаемое»*, кермнкомпостов прибавкой урожая варьирует oí 5К м/т (ОСВ f Hanoi) до 80 кг/т (ОСВ помет). Вермнмшносш оказали больший агрономический эффект, чем ОСВ и превосходили лей crime полеттшочпого нэвош и курнжж> помета.

В целом, внесение вермикомпостов в оншах, несмотря на высокие энертозафа-ты, было эффективно.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. На основании проведенных исследований можно рекомендовать при вермн-компостировании ОСВ использовал, их после предварительного компостирования с навозом или пометом, взятых в соотношениях 1: J. Учитывая, что содержание тяжелых металлов в полученных удобрениях (вермикомпостах) остается относительно высоким, наиболее целесообразно fix применение под зерновые, технические и кормовые культуры. При этом необходим жесткий контроль за получаемой растениеводческой продукцией.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ НО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1, Зеленкииа И.Д. Влияние биогумуса на качество товарной продукции редиса и

салага / Зеленкииа И.Д.. Варламова Л.Д., Гитова В.И. // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства: Матер, регион, паучно-практ. конф. — Йошкар-Ола: Мэр. гос. ун-г, 2001, -С. 96-98.

2. Зелснкнна И.Д. Эффективность разных лоз и приемов использования вермиком-поста / Зеленкииа Ц.Д., Варламова Л.Д., Титова В.И. //Актуальные проблемы лесного хозяйства и рациональное использование природных ресурсов. - Н. Новгород: НГСХА,2002. - С. 242-246.

3, Варламова Л.Д, Возможность использования осадков сточных вол в псрмнкуль-туре / Варламова Л .Д., Зелеикнна И.Д. / Здоровье, питание - биологические ресурсы: Матер, научно-цракт, конф., посвященной 125-лепто со дня рождения Н.В. Рубине кото. - 2-х т. - Киров: НИИСХ Северо-Востока, 2002. - Т.1. - С, 266-269.

4. Варламова Л.Д. Эффективность удобрений, полученных с использованием ОСВ. в звене полевого севооборота/ Варламова Л.Д., Зеленкииа И.Д. // Почвы - на-шюнальиое достояние России: Матер, съезда Щ Докучаевского общества почвоведов. - Новосибирск: Наука - Центр, 2004. - Кн. 2. - 38 С.

5. Титова В.И. К вопросу о возможности использования вермикомпостов на основе осадков сточных вод / Титорч В.И., Варламова Л.Д., Короленко И.Д. // Дождевые черви и плодородие почв: Матер. 2-й межд. конф. - Владим1ф, 2004. - С. 186-187.

Подписано в печать 02.09.2004 г. Усл. печ. 1. Тираж 100 экз. Заказ .¿N9 266 Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия 603107, г. Нижний Новгород, пр. Гагарина 97

Типография НГСХА

fí 16599