Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

ПОВЫШЕНИЕ ПРОДУКТИВНОСТИ И УСТОЙЧИВОСТИ АГРОПРОМЫШЛЕННОЙ ТЕПЛИЧНОЙ ЭКОСИСТЕМЫ С ПОМОЩЬЮ

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "ПОВЫШЕНИЕ ПРОДУКТИВНОСТИ И УСТОЙЧИВОСТИ АГРОПРОМЫШЛЕННОЙ ТЕПЛИЧНОЙ ЭКОСИСТЕМЫ С ПОМОЩЬЮ"



На правах рукописи

^ЛоУГ^/

ВОЛКОВ Андрей Владимирович

ПОВЫШЕНИЕ ПРОДУКТИВНОСТИ И УСТОЙЧИВОСТИ АГРОПРОМЫШЛЕННОЙ ТЕПЛИЧНОЙ ЭКОСИСТЕМЫ с помощью КОПРОЛИТА

03.00.16 -экология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Брянск - 2004

Работа выполнена в аспирантуре Брянской государственной сельскохозяйственной академии

Научный руководитель — доктор сельскохозяйственных наук,

профессор ПРОСЯННИКОВ Евгений Владимирович

Официальные оплоненты: доктор биологических наук, профессор

действительный член РАЕН АНДРОСОВ Геннадий Константинович

кандидат сельскохозяйственных наук, МИНЕНКО Александр Иванович

Ведущая организация - Брянский государственный университет

имени академика И.Г. Петровского

Защита состоится 2 апреля 2004 г. в 1436 на заседании диссертационного совета Д 220.005.01 в Брянской государственной сельскохозяйственной академии по адресу: 243365, Брянская обл., ВыгоничскиЙ район, п. Кокино, Брянская ГСХА, корпус 1, ауд. 216.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Брянской ГСХА.

Просим принять участив в работе Совета или прислать свой отзыв в 2-х экземплярах, заверенных гербовой печатью.

Автореферат разослан 2 марта 2004 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета, доктор сельскохозяйственных наук

А. И. Артюхов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ. В современных энергетических и экономических условиях необходимость повышения продуктивности и устойчивости агропромышленных тепличных экосистем представляет научный интерес и имеет большую практическую значимость. Это обусловлено тем, что средняя годовая норма потребления овощей на душу населения в стране составляет 146 кг, а производство - всего около 70 кг в год. Увеличение норм минеральных удобрений в овощеводстве защищенного грунта с целью повышения урожайности растений приводит к снижению качества продукции. В настоящее время важно изучить экологическую и производственную эффективности использования в агропромышленных тепличных экосистемах биологически активного продукта ворм«технологии — ко пролита (биогумуса или вермикомпоста), который получают в результате переработки органических веществ компостными дождевыми червями и сопутствующими гетеротрофными организмами.

В юго-западном регионе Российского Нечерноземья одним из крупнейших производителей овощной продукции защищенного грунта является СПК «Агрофирма «Культура», находящийся в Брянской области. В тепличном комбинате этого предприятия основные овощные культуры — огурец и томат. Здесь достигнута высокая продуктивность тепличных экосистем. Дальнейшая интенсификация производства овощей защищённого фунта путём применения минеральных удобрений небезопасна с экологической точки зрения. Поэтому актуальным является изучение возможности дальнейшего повышения продуктивности и устойчивости агропромышленной тепличной экосистемы СПК «Агрофирма «Культура» с помощью копролита.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЙ — изучить влияние копролита на продуктивность и устойчивость агропромышленной тепличной экосистемы СПК «Агрофирма «Культура»,

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ:

> выявить влияние копролита на основные агроэкологические свойства почвогрунта тепличной экосистемы;

> изучить влияние копролита на рост и развитие растений в агропромышленной тепличной экосистеме:

> исследовать влияние локального применения копролита на продуктивность зимне-весенних биоценозов огурца и томата и качество плодов;

> оценить влияние копролита на устойчивость агропромышленной тепличной экосистемы.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА.

Впервые в производственных условиях интенсивной промышленной тепличной экосистемы изучено влияние локального применения различных доз копролита на продуктивность зимне-весенних биоценозов огурца и томата, качество овощей, энергетическую и экономическую устойчивость их производства. ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ:

> изменения, происходящие в тепличном фунте при внесении копролита, обусловлены не только содержанием в последнем легкодоступных элементов питания, но и наличием биологически активных веществ;

> гумусовые вещества копролита и агошироварнстсГИКГГБптганиш ipyvmnir рают роль стимуляторов роста и развития овощных pa¿ífeKpiA¿CXA

ф01(дш1уч^^т1терзтуры

> дозы кол рол ига ( рекомендуемые для повышения продуктивности и устойчивости агропромышленной телпичной экосистемы.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. В зим не-весенних биоценозах огурца и томата на фоне существующей интенсивной технологии разработаны рекомендации по применению копропита, позволяющие решать важные экологические задачи: наращивать продуктивность, увеличивать энергию в урожае, повышать энергетическую и экономическую устойчивость агропромышленных тепличных экосистем, при одновременном сокращении антропогенной нагрузки на них и получении качественных овощей.

Результаты исследований диссертационной работы включены в лекционные курсы и используются при подготовке специалистов учёных агрономов-экологов в Брянской госсельхозакадемии.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Материалы диссертации были представлены на Всероссийской научно-практической конференции «Биотехнология — возрождению сельского хозяйства России в XXI веке» (Санкт-Петербург, 2001), на I Международной конференции «Дождевые черви и плодородие почв» (Владимир, 2002), на Международной научно- практической конференции «Использование достижений современной биолог теской науки при разработке технологий в агрономии, зоотехнии и ветеринарии» (Брянск, 2002), на X Международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов - 2003» (Москва, 2003). на Международной научной конференции «Состояние VI проблемы научного обеспечения овощеводства защищенного грунта» (Москва, 2003), на Научно-практической конференции, посвящённой 75-лешю со дня рождения проф. Г.Б. Гальдина (Пенза, 2003).

ПУБЛИКАЦИИ, По теме диссертации опубликовано 7 работ.

ОБЪЁМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из 7 глав, 24 разделов, выводов, рекомендаций, списка использованной литературы, 28 приложений. Она изложена на 153 страницах машинописного текста, включая 90 страниц текста, 23 таблицы, 24 рисунка. Список цитируемой литературы на 20 страницах содержит 210 наименований, в том числе 15 иностранных.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 1. МЕСТО, УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводили в 2001-2003 гг. в СПК «Агрофирма «Культура» Брянской области. Технологии возделывания зимне-весенней культуры огурца и томата на телпичном фунте общепринятые.

Объектами исследований были агропромышленная тепличная экосистема и в ней зимне-весенние биоценозы огурца и томата. Их изучали, анализируя копропит, тепличный грунт, растения огурца (Р1 «Аэлита») и томата (Р1 «Красная стрела»).

Копролит был произведён из навоза крупного рогатого скота на верми-ферме Брянской ГСХА. По агрохимическим свойствам он соответствовал ТУ 9891 - 007 -11153098 - 96 Минсепьхоза России, Перед внесением его подвергали пропариванию одновременно с пропариванием фунта в теплицах.

Тепличный грунт, используемый в биоценозах огурца и томата, состоял из равных частей низинного торфа, опилок и перегноя. Соотношение твердой : жидкой : газовой фаз в нём как 1:1:1.

Схемы производственных опытов был» составлены в соответствии с «Методическими рекомендация/« по изучению эффективности нетрадиционных органических и органоминеральных удобрений» (Афанасьев, Мерзлая, 2000). Оба опыта в биоценозах огурца 11 томата закладывали методом рендомизировзнных повторений в четырёхкратной повторное™ по схеме:

1. Контроль — агрофон, созданный в теплице в результате применения интенсивной технологии зимне-весенней культуры огурца или томата;

2. Контроль + копролит 30 г; 4. Контроль + копролит 90 г;

3. Контроль + копролит 60 г; 5. Контроль + копролит 120 г Копролит вносили локально при посадке рассады огурца и томата в

лунки на глубину 8-10 см.

Площади учётных делянок—4 мг (по 6 растений огурца и по 10-томата). В основу проведения исследований были положены следующие научные экологические концепции (Па раки к, 2000):

• функционально-ценотическая (взаимодействие компонентов в экосистеме);

• продуктивно-энергетическая (формирование первичной продукции);

• информационно-кибернетическая (потоки информации и гомеостаэ биоценоза и экосистемы, управляющие воздействия на них);

• биогеохимическая (круговорот веществ в экосистеме, миграция химических элементов по компонентам экосистемы);

• почвенных режимов (динамика функционирования почвы);

• социально-экономическая (эксплуатация экосистем, последствия для общества).

В копролите до и после лропаривания, в теппичном фунте до закладки опытов и в период интенсивного плодоношения культур определяли: рН солевой вытяжки и нитраты потенциометрически на иономере М-120 по ГОСТ 24483-85 и ГОСТ 13496-86 соответственно. Содержание подвижного фосфора и обменного калия — по Кирсанову (ГОСТ 262027-840).

В процессе вегетации проводили фенологические наблюдения за ростом и развитием растений по методике Госсортосети. Через кавдые 10 дней определяли высоту растений, длину междоузлий, количество цветков и количество плодов на первой кисти. Наступление фаз развития отмечали, при наличии признаков у 10 % растений, а полную фазу - при наличии признаков у 75 % растений.

Учет урожайности культур проводили сплошным поделяночным методом путём взвешиванием всех плодов, с последующим пересчётом в килограммы с 1 и2.

Для определения качества плодов отбирали средние пробы массой 1 кг в период интенсивного плодоношения. В них определяли содержание сухого вещества весовым методом, нитраты - с помощью ионоселективного электрода на иономере — М-120 (ГОСТ 13496-86), содержание аскорбиновой кислоты (витамин С) - по Мурри, содержание Сахаров — на рефрактометре.

Оценка энергетической устойчивости биоценозов огурца и томата при использовании колролита выполнена по методическим разработкам ВАСХНИЛ (Никифоров и др., 1095), МСХА (Посыпанов и др., 1995), ЦИНАО (Стадник и др., 1997), Брянской ГСХА (Мальцев и др., 2003), а экономической устойчивости — по методике Всесоюзного НИИ экономики сельского хозяйства.

Статистическую обработку экспериментальных данных и оформление диссертационной работы проводили на компьютере с помощью пакета программ Microsoft Office ХР и программы STRAZ.

2. ИЗМЕНЕНИЯ СВОЙСТВ КОПРОЛИТА И ТЕПЛИЧНОГО ГРУНТА В БИОЦЕНОЗАХ ОГУРЦА И ТОМАТА АГРОПРОМЫШЛЕННОЙ ТЕПЛИЧНОЙ ЭКОСИСТЕМЫ Свойства копролита и их изменения в биоценозах огурца и томата агропромышленной тепличной экосистемы. По содержанию гумусовых веществ, подвижных форм фосфора и обменного калия копролит соответствовал группе В ТУ 9891 - 007 - 11158098 - 96 Минсельхоза РФ и до пропаривания имел нейтральную реакцию среды и влажность 50 % (табл. 1).

1. Агрохимическая характеристика копролита

Копролит рНка Содержание доступных для растений элементов питания, мг на 100 г сухого вещества

N-NOÏ PÎO-, KÎO CaO MqO

до пропаривания 7,2 155,8 358,3 482,7 215,0 79,0

После пропаривания 7,5 71.1 387,9 519,0 136,7 76,0

После пропаривания реакция среды копролита стала слабощелочной. Более чем в 2 раза снизилось содержание нитратного азота вследствие его вымывания (табл. 1). На 29,6 и 36,3 мг на 100 г сухого вещества соответственно увеличилось содержание подвижного фосфора и обменного калия, что, по-видимому, связано с разрушением воско- и смолообразных веществ, которые ограничивают подвижность элементов питания и ингибируют процесс минерализации органических веществ природного происхождения (Егоров М.А., 1939; Вильяме В.Р., 1940; Драгунов С.С., 1948; Рассел ЭД. 1955; Александрова Й.В., 1972; Просянников Е.В., 1978).

После пропаривания содержание в колролите подвижных соединений кальция и магния уменьшилось соответственно на 78,3 и 3,0 мг на 100 г сухого вещества (табл. 1). Вероятно, это произошло вследствие связывания их минеральных форм, особенно кальция, высвобождающимися органическими фракциями гумусовых веществ копролита.

Д.С. Орлов (1981), Н.М, Мозженин (1985), H.A. Мельник, В.В. Ковалёв (1991), В.Л. Умпелев. H.A. Сафронова (1993), В.Е. Лазарчик с сотр. (1994) отмечают, что влажный копролит отличается высоким уровнем ферментативной активности. Группы ферментов (оксидоредуктазы, дегидрогеназы. каталазы и др.), особенно оксидоредуктазы, катализируют окислительно-восстановительные реакции при разложении растительных остатков, стимулируют функциональную активность микрофлоры и, тем самым, активизируют метаболизм органического вещества тепличного фунта.

И.П. Козловской (1999) установлено, что при эксплуатации торфяных тепличных грунтов на фоне интенсивной минерализации органического вещества происходит накопление токсических веществ, патогенной микрофлоры, утрата структуры и ухудшение физических свойств. Внесение же копролита повышает содержание органичесхого вещества в тепличном грунте и замедляет процесс его минерализации при эксплуатации.

Изменения свойств тепличного грунта в биоценозах огурца и томата. Содержание гумуса в тепличном грунте до закладки опытов было высокое, реакция среды — близка к нейтральной. Грунт характеризовался повышенным содержанием азота, калия, магния и кальция (табл. 2).

2. Агрохимическая характеристика тепличного фунта

Культура Гумус, % pHxci Содержание элементов питания, мг на 100 г

N-NOs РгСН КгО МдО СаО

Огурец 25,0 7,2 28,2 122,5 250,4 37,5 305,0

Томат 25,0 6,6 69,4 202,5 302,1 67,5 267,5

После вспашки и пропаривания тепличный грунт имел плотность 0,65-0,70 г/см3; плотность твёрдой фазы 2,3-2,4 г/см3; пористость 60-70 %.

В среднем за 3 года исследований в биоценозе огурца было отмечено статистически доказанное снижение содержания нитратного азота в тепличном фунте при внесении ко пропита по 90 и 120 г в лунку, что обусловлено большим выносом азота с урожаем (рис. 1).

1 - Контроль; 2 - Контроль + копропит 30 г; 3 - Контроль + колролит 60 г; 4 - Контроль + до пролит 90 с; 5 - Контроль + копропит 120 г

Рис. 1. Содержание подвижных форм элементов питания в тепличном фунте биоценозов огурца (А) и томата (Б) в период интенсивного плодоношения, мг на 100 г сухого вещества (среднее за 2001-2003 гг.)

Содержание подвижного фосфора в фунте существенно увеличилось при внесении 60>120 г копролита, что вероятно, обусловлено высоким его содержанием в последнем. Значимых изменений содержания обменного калия не наблюдали (рис. 1).

В среднем за годы исследований в биоценозе томата отмечено статистически доказанное снижение содержания нитратного азота в тепличном грунте при внесении по 60-120 г копролита. Математически значимого изменения содержания подвижного фосфора не отмечено. Содержание обменного калия а фунте увеличилось при внесении 90 и 120 г копролита в лунку (рис. 1), что вероятно, обусловлено высоким его содержанием в копролите (табл. 1),

3. ВЛИЯНИЕ КОПРОЛИТА НА РОСТ И РАЗВИТИЕ РАСТЕНИЙ В АГРОПРОМЫШЛЕННОЙ ТЕПЛИЧНОЙ ЭКОСИСТЕМЕ Важным этапом повышения продуктивности и устойчивости биоценозов агропромышленной тепличной экосистемы является формирование растений, так кок оно позволяет подготовить их к интенсивному образованию генеративных органов и, следовательно, к более раннему получению урожая овощей высокого качества.

Рост и развитие растений огурца. Изучаемые дозы копролита не оказали статистически достоверного влияния на высоту растений огурца. Однако, в среднем за 3 года исследований, прослеживается тенденция к увеличению этого показателя при локальном внесении в лунки 60-120 г копролита (рис. 2).

189,2 201,2 200,3 196,8

Декады 183,3 _._к- -к- -X

124,1 131,8 142,1 138,8 132,8

--0--Н ---- ____&---

- л - III 83,4

—х— IV 702 750 802 79,4

29,2 29^3 32,8 29,3 32,0

Без копролита 30 60 90 120

(контроль) Доза копролита в лунку, г

Рис. 2. Динамика изменений высоты растений огурца, см

Изучаемые дозы копролита практически не повлияли на длину междоузлий и не оказали существенного влияния на количество цветков у растений огурца. Однако в среднем за годы исследований прослеживается тенденция к увеличению числа цветков по сравнению с контролем при локальном внесении копролита, особенно, 30-90 г в лунку (рис. 3).

6 ,5

ó .6

6 .3

Без копролита 30 60 90 120

(контроль) Доза копропита е лунку, г

Рис. 3. Количество цветков на растении огурца, шт.

Рост и развитие растений томата. Изучаемые дозы копролита не оказали статистически значимого влияния на высоту растений томата в течение периода от посадки рассады до начала плодоношения. Однако, в среднем за годы исследований, прослеживается тенденция к увеличению высоты растений при локальном внесение в лунки 60-90 г копролита (рис. 4).

Декады

--а-.«

- - и

183,3

183,7

191,5

190.2

164,6

1571 isee 183.3 162.4 162,1

--------а--------*-------------------

105,9

а—.

83.9

107,4

111,8

110,2

106,3

64,9

66,6

64.5

Без копролита 30 60 90

(контроль) Доза копролита в лунку,

64,7 - -

120

Рис, 4. Динамика изменений высоты растений томата, см (среднее за 2001-2002 гг.)

В среднем за годы исследований прослеживается тенденция к увеличению, по сравнению с контролем, количества соцветий у растений томата при локальном внесение копролита, особенно, 90 г в лунку (рис. 5).

.12,6

Без копролита 30 60 90 120

(контроль) Доза копропита в лунку, г

Рис. 5. Количество соцветий на растениях томата, шт.

Тенденциозная зависимость количества соцветий на первой цветочной кисти растений томата от внесения в лунку 90 г копролита переходит в математически существенную зависимость относительно количества плодов (рис. в).

Без копропита 30 60 90 120

(контроль) Доза копролита в лунку, с

Рис. в. Количество плодов томата на первой цветочной кисти, шт.

4, ВЛИЯНИЕ КОПРОЛИТА НА ПРОДУКТИВНОСТЬ АГРОПРОМЫШЛЕННОЙ ТЕПЛИЧНОЙ ЭКОСИСТЕМЫ И КАЧЕСТВО ОВОЩЕЙ Урожайность и качество плодов огурца. В среднем за годы исследований при внесении 30-120 г копролита в лунку, продуктивность растений огурца существенно увеличивалась относительно контрольного варианта во все месяцы плодоношения, кроме марта. Наивысшая урожайность была достигнута в мае при локальном внесение 90 г копролита (рис. 7). кг/м2

» Везкопролита —«—Копролит 30 г Д Копролит60 г » Копролит90 г —«—Копролит 120 г

Ш IV V VI

Месяцы

Рис. 7. Динамика плодоношения растений огурца {среднее за 3 года)

Внесение 30-120 г копролита в лунки при посадке рассады статистически значимо увеличивало валовой сбор плодов в зимне-весеннем биоценозе огурца. Наивысшую продуктивность относительно контроля обеспечило внесение 60-120 г копролита (рис. 8).

Без копролита 30 60 90 120

(контроль) Доза колролита в лунку, г

Рис. 8. Продуктивность биоценоза огурца, кг/м2 (среднее за 2001-2003 гг.)

В течение трёх лет исследований применение копролита существенно не улучшало, но и не ухудшало биохимический состав плодов огурца (табл. 3). Их качество соответствовало существующим нормативам.

3. Влияние копролита на качество плодов огурца _в период интенсивного плодоношения

Варианты | Сухое вещество, г Нитраты, мг/кг Витамин С, мг%

2001 с.

Контроль 4.4 60.7 3.2

Ко пролит 30 г 7,7 60,5 3,2

Копролит 60 г 3.5 76,1 3.0

Колропит 90 г 6,3 53,7 2.9

Копролит 120 г 10.8 53,1 3.4

НСР05 9.2 34.7 0.9

2002 г.

Контроль 5.2 43.3 3.4

Копролит 30 г 5,8 46,4 3.5

Копропит 60 г 5.6 52,7 3,3

Копропит 90 г 6,0 38,9 3,3

Копролит120 г 6.9 49.7 3,6

НСРм 1.8 13.3 0.8

2003 а.

Контроль 5.0 86.4 5.9

Копролит 30 г 5.6 81.5 6,2

Копролит 60 г 5,8 70,8 6,5

Копролит 90 г 6.1 64,7 6.4

Копропит120 г 6,5 65.6 6.8

НСРг-. V 18.4 1.1

Урожайность и качество плодов томата. В среднем за годы исследований внесение 60-120 г копролита в лунку позволило существенно повысить продуктивность растений томата в апреле, а 30-120 г в лунку-в июне и июле.

В остальные месяцы, кроме сентября, отмечено лишь тенденционное увеличение по отношению к контролю. Наивысшую урожайность в июне и . июле обеспечило локальное внесение 60 и 90 г копролита (рис. 9).

кг/м*

10

'Без копролита •Копролит 30 г -Копролит 60 г ■Копролит 90 г -Копролит120 г

Месяц

Рис. 9. Динамика плодоношения растений томата

В среднем за годы исследований внесение 30-120 г копролита в лунки-при посадке рассады существенно увеличило валовой сбор плодов томата в зимне-весенней культуре. Наивысшую продуктивность относительно контроля обеспечило внесение 60 и 90 г копролита (рис. 10).

Без копропита 30 60 90 120

(контроль) Доза копропита в лунку, г

Рис. 10. Продуктивность биоценоза томата, кг/м2

В среднем за годы исследований локальное внесение изучаемых доз: копролита не оказало существенного влияния на содержание сухого вещества и Сахаров в плодах томата. Однако при использовании 60 г копролита прослеживается тенденция к увеличению содержания сухого вещества. Внесение 120 г копролита в лунки привело к существенному увеличению содержания нитратов в плодах, но оно по-прежнему значительно ниже предельно допустимой концентрации, которая равна 300 мг/кг(рис. 11).

Содержание сухого вещества, г

Содержание Сахаров, мг/кг

7 1

Без копропита 30 60 90 120

(контроль) Доза копропита в лунку, о

Рис. 11. Биохимический состав плодов томата

В среднем за годы исследований при внесении 30-120 г копролита в лунки при посадке рассады существенных изменений в биохимическом составе плодов томата по содержанию аскорбиновой кислоты (витамин С) не выявлено. Однако внесение 30 и 60 г копролита отмечается тенденция к увеличению этого показателя (рис. 11).

5. ПОВЫШЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ АГРОПРОМЫШЛЕННОЙ ТЕПЛИЧНОЙ ЭКОСИСТЕМЫ С ПОМОЩЬЮ КОПРОЛИТА

Агропромышленные тепличные экосистемы являются основными потребителями электрической и тепловой энергии в АПК, которая составляет наибольшую долю в себестоимости продукции биоценозов зимне-весенней культуры огурца и томата, определяя её цену, а значит конкурентоспособность на рынке. Расход энергоресурсов зависит от множества изменяющихся факторов и их разнообразного сочетания. В связи с этим особенно важны подходы, методы, способы, позволяющие точно и объективно оценивать объёмы потребляемой энергии в зависимости от конкретных сочетаний факторов, так как они определяют энергетическую и экономическую устойчивость агропромышленных тепличных экосистем.

Оценка энергетической устойчивости биоценозов огурца и томата при-локальном внесении копролита.

За основной критерий энергетической оценки технологии возделывания сельскохозяйственной культуры принимают показатепь энергетической эффективности, то есть отношение полученных результатов к производст-* венным затратам. Для определения вышеперечисленных величин использовали типовые технологические карты возделывания огурца и томата.

Затраты совокупной энергии находили суммируя следующие статьи: затраты энергии трудовых ресурсов, затраты энергии на ГСМ, затраты энергии на^ органические и минеральные удобрения, затраты энергии на пестициды, затраты электроэнергии, затраты энергии на трактора, сельскохозяйственные машины, автотранспорт, затраты энергии на выращивание рассады. Расчёт производили по соответствующим энергетическим эквивалентам.

Внесение 30-120 г копролита в лунки при.посадке рассады на фоне применяемой в теплицах интенсивной технологии выращивания увеличивало затраты совокупной энергии. Так, при возделывании огурца они возросли на 2,4-0,8, а томата - на 1,7-6,3 ГДж (табл. 4).

В связи с тем, что продуктивность биоценозов в существующих интенсивных технологиях при внесении 30-120 г копролита в лунки повысилась, увеличилось и содержание энергии-полученной с основной продукцией. Так, при вырзщивании плодов огурца её количество возросло на 44,1-61,1 ГДж, а при выращивании плодов томата на 38,4-63,2 ГДж. Причём, наибольшее увеличение энергии в продукции при. выращивании огурца обусловили 60-120 г копролита, а при выращивании томата - 90 г копролита.

. Отрицательные значения чистого энергетического дохода (разница между содержанием энергии в урожае и общими затратами) свидетельствуют о том, что в биоценозах огурца и томата агропромышленной тепличной экосистемы было получено энергии с основной продукцией меньше, чем. общей затраченной энергии. Однако внесение 30-120 г копролита привело

к увеличению этого показателя при выращивании культуры огурца на 41,655,0 ГДж, а в биоценозе томата на 11,1-53,0 ГДж относительно существующей интенсивной технологии (табл. 4).

4. Оценка энергетической устойчивости агропромышленной тепличной экосистемы при использовании колролита в биоценозах огурца (числитель) и томата (знаменатель)

Показатель Контроль Коп роли т, г/лунку

30 60 90 120

Валовой сбор плодов, т/га 266,0 269,0 336.0 317,0 356.0 342,0 362,0 348.0 363,0 328,0

Затрачено энергии на производство, ГДж/га 2265,3 2208.2 2267.7 2209.9 2269.4 2212.0 2270$ 2213.4 2^72,1 2214,5

Получено энергии с основной продукцией, ГДж/га ш 215,2 211.7 253,6 224,3 273,6 228,1 278,4 228,7 262,4

Чистый энергетический доход, ГДж -2097.7 -1993,0 -2056.1 -1981,9 -2045.1 -1938,5 -2042.7 -1935,0 -2043,4 -1952,1

Энергетическая себестоимость, ГДж/г плодов 8,5 8,2 6.8 7,8 йЛ 6,5 6.3 6.4 6,8

Коэффициент энергетической эффективности производства -0.93 -0,90 -0,91 -0,90 -0,88 -0.90 -0,87 -0.90 -0.88

Биоэнергетический коэффициент возделывания культуры 0,07 0,10 0.09 0,10 0,10 0,12 0.10 0,13 0.10 0,12

Благодаря увеличению продуктивности агропромышленной тепличной экосистемы от внесения 30-120 г копролита в лунки на фоне существующей интенсивной технологии, энергетическая себестоимость продукции (затраты энергии на единицу урожая) снизилась на 1,7-2,2 ГДж/г в биоценозе огурца и на 0,4-1,8 ГДж/г в биоценозе томата. Причём, наименьшую энергетическую себестоимость продукции при выращивании огурца обусловили 60-120 г, а при выращивании томата - 90 г копролита в лунку (табл. 4),

При внесении 30-120 г копролита произошло повышение эффективности производства агропромышленной тепличной экосистемы. Об этом свидетельствует коэффициент энергетической эффективности производства (отношение чистого дохода к энергетическим затратам). В биоценозе огурца он увеличился на 0,02-0,03, а в биоценозе томата аналогичное увеличение обеспечило внесение 60-120 г копролита в лунки относительно существующей интенсивной технологии (табл. 4).

* Внесение 30-120 г копролита в лунки на фоне существующей интенсивной технологии привело к повышению биоэнергетического коэффициента (отношение полученной энергии к затраченной) в биоценозе огурца, а 60120 г копролита в биоценозе томата на 0,02-0,03. Увеличение этого показателя свидетельствует о снижении общих затрат энергии, необходимой для производства основной продукции, а так как внесение дополнительной энергии снижается — энергетическая устойчивость агропромышленной тепличной экосистемы увеличивается (рис. 12),

□ С«) копролита О 30 г «опрфцит* 060 г копролита ОЭФ г «опролит* 0120 Г »отболит*

БИОЦЕНОЗ ОГУРЦА БИОЦЕНОЗ ТОМАТА Рис. 12. Повышение энергетической устойчивости биоценозов агропромышленной тепличной экосистемы с помощью копропита Опенка экономической устойчивости биоценозов огурца и томата при локальном внесении копропито.

Для определения экономических показателей устойчивости использовали типовые технологические карты возделывания культур. При определении суммы производственных затрат учитывали фактические цены на материально-технические ресурсы, услуги и продукцию овощеводства защищенного грунта, действовавшие в 2002-2003 гг. При коммерческой себестоимости одного центнера плодов огурца — 477 рублей, а томата — 553 рублей, среднегодовая цена реализации составляла соответственно 1875 и 1720 руб./ц. Цена реализации 1 тонны копролита —6000 рублей.

Внесение 30-120 г копролита в лунки совместно с существующей интенсивной технологией увеличило общие затраты на 1 га при выращивании огурца и томата на 20,0-40,9 и 8,8-33,2 тыс. руб. соответственно. При этом стоимость валовой продукции также повысилась на 1312,7-1819,0 тыс. руб. при выращивании огурца, а томата на 276,2-1363,6 тыс, руб. относительно существующей в тепличном комбинате технологии (табл. 5).

5. Оценка экономической устойчивости

агропромышленной тепличной экосистемы при использовании копролита

в биоценозах огурца (числитель I и томата (знаменатель)

Показатель Контроль Копролит, г/лунку

30 60 90 120

Валовой сбор, ц/га 2660 2690 3360 2850 3560 3420 3620 3480 3630 3280

Производственные затраты на 1 га, тыс. руб. 1844.2 2452,6 1864.0 2461,4 1Й73.3 2478.2 1879.7 2484,7 1885.1 2485,8

Цена реализации 1 ц продукции, руб. (+НДС 5 %) 1875.3 1875.3 1875.3 1875.3 1875,3

1726,0 1726,0 1726,0 1726,0 1726,0

Стоимость валовой продукции, тыс. руб. 4988.3 6301.0 6676.1 6789.6 6807,3

4642,9 4919,1 5902,9 6006,5 5661,3

Коммерческая себестоимость 1 ц продукции, руб. 693,3 911,7 554,8 863,6 526,2 724,6 519,3 714,0 519,3 757,9

Чистый доход с 1 га, тыс. руб. 3144.1 4437.0 4802.8 4908.9 4922,?

2190,3 2457,7 3424,7 3521,8 3175,5

Рентабельность, % 170,5 89,3 238,0 99,8 256,4 138,2 263.2 141,7 261,1 127,7

),12 0,12

о.ю 0.10 о.ю о.ю 0,10

0.07

; -

1- г 1

При локальном внесении копролита коммерческая себестоимость 1 ц плодов огурца и томата снижалась соответственно на 138,5-174,0 и 48,1197,7 руб., что обусловлено увеличением продуктивности биоценозов по отношению к существующей интенсивной технологии. При этом произошло увеличение чистого дохода с 1 га теплиц в биоценозах огурца и томата соответственно на 1292,9-1778,1 и 267,4-1331,5 тыс. руб.

В итоге, локальное применение 30-120 г копролита совместно с существующей интенсивной технологией увеличивало рентабельность производства огурца на 67,5-90,7 %, а томата — на 10,5-52,4 %. Наибольшее увеличение рентабельности и, следовательно, экономической устойчивости агропромышленной тепличной экосистемы в биоценозе огурца обеспечивало внесение 60-120, а в биоценозе томата - 60-90 г копролита в лунку (табл. 5).

ВЫВОДЫ

1. Копролит (биогумус или еер ми ком пост) всё шире применяют в овощеводстве. Экспериментально доказано его положительное влияние на продуктивность и качество овощных культур открытого грунта. Недостаточная изученность вопросов повышения продуктивности и устойчивости энерго- и ресурсоёмких агропромышленных тепличных экосистем с помощью копролита сдерживает его использование в овощеводстве защищенного фунта.

2. Копролит является активатором метаболизма органических веществ тепличкою фунта. Поэтому изменения, происходящие в фунте при внесении копролита, обусловлены не только содержанием в последнем легкодоступных элементов питания, но и наличием биологически активных веществ,

3- Гумусовые вещества копролита и активированного им тепличного грунта благодаря своей подвижности способны проникать через растительные мембраны и, будучи богатыми лабильным углеродом, являются легкодоступным источником питания для растений и полезной микрофлоры. Ифзя роль стимуляторов роста и развития овощных растений, они существенно влияют на повышение продуктивности биоценозов агропромышленной тепличной экосистемы.

4. Использование копролита локально по 30-120 г в лунку при посадке рассады на фоне существующей интенсивной технологии выращивания зимне-весенней культуры огурца и томата повышает продуктивность агропромышленной тепличной экосистемы в биоценозе огурца на 25-27 и в биоценозе томата на 27-29 %.

5. Наивысшую продуктивность (35-38 кг/мг) обеспечивает сочетание существующей интенсивной технологии выращивания зимне-весенней культуры огурца и томата с локальным внесением 60-120 г копролита в биоценозе огурца и 60-90 г - в биоценозе томата.

6. Применение копролита на фоне существующей интенсивной технологии выращивания овощей в биоценозах зимне-весенней культуры огурца и томата не изменяет биохимический состав плодов. Их качество соответствует существующим санитарно-гигиеническим нормам.

Локальное внесение 30-120 г копролита в лунки при посадке рассады повышает энергетическую и экономическую устойчивость агропромышленной тепличной экосистемы при существующей интенсивной технологии

выращивания зимне-весенней культуры огурца и томата. Наивысшую устойчивость обеспечивает сочетание последней с внесением 60-120 г ко-пролита в биоценозе огурца и 60-90 г в биоценозе томата.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ Для решения важных экологических задач: наращивания продуктивности при сохранении качества продукции, увеличения энергии в урожае, повышения энергетической и экономической устойчивости агропромышленных тепличных экосистем, при одновременном сокращении антропогенной нагрузки на них, рекомендуем в овощных биоценозах защищенного грунта применять копролит (биогумус или вермикомпосг) локально по 60-120 г в лунку при посадке рассады огурца и по 60-90 г в лунку при посадке рассады томата на фоне существующей интенсивной технологии.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Волков A.B., Просянников Е.В. К вопросу о влиянии копролита на урожайность, качество томатов, огурцов и агрохимические свойства тепличного грунта//Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Биотехнология - возрождению сельского хозяйства России в XXI веке». - СПб, 2001.-С. 215-217.

2. Просянников Е.В., Сычёв С.М., Мищенко В.О., Орлов A.B., Волков A.B. Применение гуминовых препаратов при возделывании огурца, томата и перца в условиях защищенного фунта СПК «Агрофирма «Культура» //Материалы Первой Международной научно-практической конференции «Дождевые черви и плодородие почв», - Владимир, 2002. • С. 109-112.

3. Волков A.B., Просянников Е.В, Влияние копролита на урожайность и качество огурца и томата в условиях защищенного грунта//Материалы Международной научно-практической конференции «Использование достижений современной биологической науки при разработке технологий в агрономии, зоотехнии и ветеринарии». - Брянск, 2002. - С. 75.

4. Просянников Е.В., Осмоловский В.В., Мамеев В.В., Сычёв С.М., Мищенко В.О., Волков A.B., Кабаное М.М., Мамеева 8.Е., Орлов AB., Попкович Л.В. Плодородие почв и новая концепция использования органических удобре-ний//Агро консультант: Бюллетень информационно-консультационной службы АПК Брянской области. Отдельный выпуск. Повышение эффективности использования сельскохозяйственных угодий - Брянск, 2002. — С. 3G-48.

5. Волков A.B. Воздействие копролита на эффективное плодородие тепличных почвогрунтов//Мате риалы X Международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «ЛОМОНОСОВ - 2003». -Москва, 2003. С. 24-25.

6. Волков A.B., Просянников Е.В. Афоэкологическая оценка использования копролита лри выращивании томата и огурца//Материзлы Международной научной конференции «Состояние и проблемы научного обеспечения овощеводства защищенного фунга». - Москва, 2003. - С. 28-30.

7. Волков A.B., Просянников Е.В. Совершенствование интенсивных технологий возделывания томата и огурца в защищенном грунте//Матер налы научно-практической конференции, посвященной 75-летию со дня рождения профессора Гальдина Г.Б. - Пенза, 2003. - С. 39-41.

Объем 1 п. л. ТиражЮО ФорматбО х 841/16

Редакционно-издательский отдел Брянской ГСХА

m- з