Влияние продуктов вермикомпостирования на свойства аллювиальной луговой почвы, урожайность и качество столовой моркови

Размещено на http://www.allbest.ru/

На правах рукописи

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Влияние продуктов вермикомпостирования на свойства аллювиальной луговой почвы, урожайность и качество столовой моркови

Специальность 06.01.03 агропочвоведение, агрофизика

Цыренова Эржена Баяровна

Улан-Удэ - 2009

Работа выполнена на кафедре сельскохозяйственной экологии ФГОУ ВПО «Бурятская государственная сельскохозяйственная академия им. В.Р. Филиппова»

Научный руководитель: кандидат биологических наук профессор Татьяна Михайловна Корсунова

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, Пигарева Нина Николаевна

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Цыбиков Бэликто Батоевич

Ведущая организация: ФГОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет»

Защита состоится: « 5 » июня 2009 г. в 10 часов в ауд. 251 на заседании диссертационного Совета КМ 220.006.02 при Бурятской государственной сельскохозяйственной академии им. В.Р. Филиппова, по адресу: 670024, г. Улан-Удэ, ул. Пушкина 8, факс (301-2) 44-21-33

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Бурятской государственной сельскохозяйственной академии им. В.Р. Филиппова.

Автореферат размещен на сайте академии www. bgsha.ru

Автореферат разослан « 2 » мая 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических наук, профессор Т.М. Корсунова

Введение

Актуальность исследований. Среди комплекса экологических проблем современности важное место занимают проблемы аграрной сферы. Сельское хозяйство является важнейшей сферой природопользования, многогранно и зачастую отрицательно влияющей на состояние окружающей среды. Специфические особенности проявления экологических проблем аграрного природопользования характерны и для Байкальского региона, Республики Бурятии. Основной экологической проблемой является развитие эрозионных и деградационных процессов в агроландшафтах: дегумификация почв, ухудшение их структуры и питательного режима, нарушения экологических функций почвы как основы сохранения биоразнообразия и экологического благополучия населения. В силу специфики экологических условий территории Республики Бурятия, экологические проблемы аграрной сферы зачастую принимают кризисный характер (Батудаев, Корсунова, 2008).

Жизненно важные функции аграрной сферы предопределяют необходимость перехода к устойчивому развитию сельского хозяйства на основе альтернативных систем земледелия, среди которых наибольшее распространение получило органическое земледелие, ориентированное на органические циклы в сельском хозяйстве (компосты).

Одним из направлений успешной реализации органического земледелия в Республике Бурятия является использование вермикультуры - биоконверсии дождевыми червями (вермикомпостирование) разнообразных органических отходов (животноводческих комплексов, птицефабрик, лесоперерабатывающих предприятий, растительных остатков) и получения высокоэффективного экологически безопасного органического удобрения - вермикомпоста. Внедрение вермикомпостирования в практику сельского хозяйства в Байкальском регионе позволит реализовать безотходную технологию переработки отходов сельскохозяйственного производства, выращивать экологически чистые сельскохозяйственные культуры с высокими качественными показателями. Вермикомпосты повышают биотический и трофический потенциал почвы, устойчивость растений к действию стресс-факторов, являются фитоадаптогенами (Терещенко, 1999).

Как установлено, органическая часть вермикомпоста содержит ферменты, антибиотики, витамины, фитогормоны и целый ряд других ценных веществ, обладающих ростстимулирующей активностью.

В настоящее время проводятся работы по получению на основе вермикомпостов биопрепаратов для оптимизации физиологической обстановки в почве, для ускорения роста растений, повышения урожайности, применение которых особенно перспективно в районах рискованного земледелия (Gasenave, 1990; Умаров, Вешкурова и др., 2002).

Цель работы - изучение агроэкологических аспектов использования продуктов версикомпостирования (вермикомпоста и биопрепарата на его основе) по влиянию на агрофизические, агрохимические и микробиологические показатели аллювиальной луговой почвы, на урожайность и качество овощной культуры - моркови.

Задачи исследований:

1. Получение вермикомпоста и выделение из него биопрепарата.

2. Изучение влияния вермикомпоста и биопрепарата на структурно-агрегатный состав, агрохимические свойства и микробиологические показатели аллювиальной луговой почвы, урожайность и качество столовой моркови сорта Нантская-4.

Научная новизна. Впервые в Забайкалье исследовано влияние вермикомпоста и биопрепарата на его основе на свойства аллювиальной луговой почвы, урожайность и качество столовой моркови. Установлен преимущественный эффект биопрепарата в экстремальных условиях действия стресс-фактора (засуха), по сравнению с вермикомпостом.

Защищаемые положения.

1. Вермикомпост и биопрепарат на его основе оказывают положительное влияние на структурно-агрегатный состав, агрохимические свойства и количественный состав микроорганизмов аллювиальной луговой почвы.

2. Внесение в аллювиальную луговую почву вермикомпоста и биопрепарата повышает урожайность и качественные показатели столовой моркови сорта Нантская: в корнеплодах возрастает содержание сахаров, каротина, сырого протеина, снижается количество нитратного азота.

3. Оптимизирующее влияние биопрепарата на численность микробоценоза, урожайность и качество столовой моркови, по сравнению с вермикомпостом, проявляется преимущественно в условиях действия стресс-фактора (засуха).

Практическая значимость. Внесение вермикомпоста в аллювиальную луговую почву является перспективным приемом репродукции ее плодородия и получения экологически безопасной и качественной продукции растениеводства. Апробация работы. Результаты исследований, представленные в диссертации, докладывались на: научно-практической конференции «Структура, функционирование и охрана природной среды» (к 75-летию биолого-географического факультета Бурятского университета) - Улан-Удэ, 2007; всероссийской конференции молодых ученых «Экология в современном мире: взгляд научной молодежи». - Улан-Удэ, 2007; международной научно-практической конференции «Аграрная наука - сельскому хозяйству». - Барнаул, 2008; международной научно-практической конференции «Интеграция науки и сельскохозяйственного производства». - Пенза, 2008; международной научно-практической конференции «Совместная деятельность сельскохозяйственных товаропроизводителей и научных организаций в развитии АПК Центральной Азии». - Иркутск, 2008; всероссийской научно-практической конференции «Роль почвы в сохранении устойчивости агроландшафтов». - Пенза, 2008.

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 9 научных работ, в том числе 2 работы в рекомендованных ВАК изданиях и 1 монография.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы. Общий объем составляет 117 страниц. Содержит 21 таблицу, 11 рисунков, 4 приложения Список литературы включает 145 наименований, в том числе на иностранных языках - 11.

Глава 1. Вермикультура и вермикомпостирование в решении проблемы утилизации отходов, репродукции почвенного плодородия и получения экологически безопасной продукции

В первой главе приводится характеристика продуктов вермикомпостирования, рассматриваются особенности и способы их получения. Особое внимание уделяется вопросам вермикомпостирования как эффективному методу утилизации органических отходов. Рассматриваются возможности применения продуктов вермикомпостирования (вермикомпост и биопрепарат на его основе) как перспективного приема репродукции почвенного плодородия и получения экологически безопасной продукции растениеводства за счет оптимизации условий роста и развития культурных растений.

Глава 2. Объекты и методы исследований

В качестве объектов исследований были взяты аллювиальная луговая почва, вермикомпост, биопрепарат на его основе, а также столовая морковь сорта Нантская, занимающая значительное место в рационе питания населения, в том числе детского и диетического.

Исследования были проведены в Иволгинской котловине (Республика Бурятия) в вегетационные периоды 2006-2008 годов.

По метеорологическим показателям наиболее благоприятным для выращивания сельскохозяйственных культур оказался 2006 год, вегетационный период 2007 года носил засушливый характер , 2008 год отличался наибольшим количеством осадков, особенно в начале вегетации. В целом погодные условия были типичными для района исследования.

Почва опытного участка аллювиальная луговая, агрохимическая характеристика приведена в таблице 1.

вермикомпост урожайность морковь биопрепарат

Таблица 1 ? Агрохимический состав аллювиальной луговой почвы

№	Горизонт	Глубина	Гумус,%	рН вод.	NO3-мг/кг	P2O5	K2O	Са2+	Мg2+
						по Чирикову мг/кг	Мг-экв/100 г почвы
1	А	0-15	5,1	7,8	14,1	204	122	10,3	2,2
2	АВ	15-30	1,0	8,1	2,69	186	78	4,1	2,9
3	В	35-50	0,4	8,3	2,8	165	42	3,0	2,5
4	[А] погр.	50-105	0,7	8,1	6,3	141	42	5,9	2,0

Аллювиальная луговая почва характеризуется пониженной водопрочностью структурных агрегатов.

Экспериментальная часть работы состояла из полевых и лабораторных исследований.

Схема опытов была составлена согласно требованиям методики полевого опыта (Доспехов, 1985) и представлена следующими вариантами: 1) фон (контроль); 2) вермикомпост - 0,3 кг/ м² (из расчета 3 т/га); 3) биопрепарат в разведении 1:1 (раствор биопрепарата с водой в концентрации 1:1) -1000 мл/м²; 4) биопрепарат 1:2 (раствор биопрепарата с водой в концентрации 1:2); 5) биопрепарат 1:10 (раствор биопрепарата с водой в концентрации 1:10).

Мелкоделяночный опыт был заложен в четырехкратной повторности , посев проводился 20 мая, норам высева из расчета 4 кг/га, глубина заделки семян 1.5-2 см, способ посадки однострочный с междурядьями 45 см.

Химические свойства почв и вермикомпоста, биохимические показатели моркови, физиологические группы микроорганизмов изучали общепринятыми методами (Аринушкина, 1970; Ягодин, 1987; Минеев, 1989, Методы почвенной микробиологии и биохимии, 1991; Основные микробиологические и биохимические методы исследования почвы, 1987).

Математическая обработка результатов проведена по Доспехову Б.А. (1985).

В наших исследованиях использовался вермикомпост, полученный в течение трех месяцев переработки дождевыми червями птичьего помета (Жигжитова, Корсунова, 1999). Биопрепарат выделялся из полученного вермикомпоста по методике Умарова и др. (2002), для чего вермикомпост смешивали с водой (1:4) и барботировали воздухом в течение 6 ч. Твердый осадок отделяли центрифугированием при 6000 об/мин, надосадочная жидкость использовалась как биопрепарат

Глава 3. Физические и химические свойства вермикомпоста и биопрепарата

Исследуемый вермикомпост представляет собой гетеродисперсную смесь агрегатов от порошистой до комковато-зернистой структуры, с преобладанием агрегатов размером от 7 до 1 мм (табл. 2).

Таблица 2- Структурно-агрегатный состав вермикомпоста

Горизонт	Содержание фракций %, размер частиц в мм	Удельная поверхность агрегатов см2/г	S1 S2
	> 10	10-7	7-5	5-3	3-2	2-1	1-0,5	0,5-0,25	<0,25
ВКпп	1,2* -	3,8 -	5,5 -	6,2 -	3,8 7,0	5,7 7,1	14,6 7,2	14,9 26,1	43,3 52,6	248** 301	0,83

* - числитель данные сухого просеивания; знаменатель данные мокрого просеивания

** - В числителе - S₁, в знаменателе - S₂

Соотношение удельной поверхности агрегатов в сухом состоянии (S₁) и в мокром (S₂) равно 0,83 и водопрочность агрегатов вермикомпоста оценивается как высокая (Модина, Долгов, 1966). Высокая водопрочность агрегатов биогумуса обусловлена тем, что в процессе переваривания растительных остатков в кишечнике дождевых червей формируются гумусовые вещества. Большое влияние на степень водопрочности агрегатов вермикомпоста оказывает наличие биогенного кальцита в копролитах дождевых червей.

Вермикомпост отличается довольно высоким содержанем гумуса - 26,34 %, и общего азота, нейтральной реакцией среды (табл. 3). В целом вермикомпост из птичьего помета имеет лучшие агрохимические показатели в сравнении с таковыми на основе пищевых отходов, фекалия и опилок (Ленскинова, 2003; Дондокова, 2006). Исходное сырье (птичий помет) значительно отличается от вермикомпоста, в нем в 1,7 раза выше содержание органических веществ. В выделенном биопрепарате значительно меньше содержание гумуса и азота.

Таблица 3 - Агрохимические показатели вермикомпоста

Объекты исследований	Гумус,%	Азот общий, %	рН водный	Поглощенные основания мг.экв/100г Са2+ Мg2+	Р2О5 подвижный.мг/100 г.	Обменный К2О мг/100 г
Вермикомпост	26,34	1,8	6,8	18,7	6,5	19,0	17,5
Биопрепарат	12,4	1,2	6,9	не опр.	не опр.	20,3	16,4

Анализ качественного состава гумусного комплекса вермикомпоста показал, что по групповому и фракционному составу он приближается к гумусу почв (табл. 4) и характеризуется фульватно-гуматным составом. Группа гуминовых кислот содержит все фракции. При этом максимально содержание фракции ГК-2 - 10,3 %, тогда как в исходном сырье ее не обнаруживается, что связано с изменениями в процессе компостирования. Содержание фракций ГК-1 и ГК-3 в составе гуминовых кислот практически одинаково 5,5 - 4,8 % соответственно. Распределение по фракциям фульвокислот в целом однотипно, можно отметить лишь более высокое содержание фракции ФК-2.

Таблица 4- Состав гумуса вермикомпостов (в % к общему органическому углероду)

Образец	Собщ, % к почве	Гуминовые кислоты	Фульвокислоты
		ГК-1	ГК-2	ГК-3	Сумма ГК	ФК-1а	ФК-1	ФК-2	ФК-3	Сумма ФК
Верми компост	15,28	5,5	10,3	4,8	20,6	2,7	3,0	6,3	4,4	16,4
Птичий помет	25,85	2,4	Не обн.	Не обн.	2,4	8,8	4,3	Не обн.	Не обн.	15,5

Содержание углерода гумина высокое - 63 %, что обусловлено большим содержанием негумифицированных и трудно растворимых растительных и животных остатков.

В процессе переработки птичьего помета дождевыми червями формируется вермикомпост, резко отличающийся по показателям гумусного состояния от исходного продукта в котором практически не обнаружены многие фракции как гуминовых, так и фульвокислот. В целом фракционный состав органического вещества исследованных вермикомпостов соответствует таковому для почв. Отличительной его особенностью является высокое содержание гумина.

Исследования некоторых свойств вермикомпоста позволили дать ему следующую агроэкологическую оценку: хорошая структура и повышенная водопрочность агрегатов; значительное количество органического вещества фульватно-гуматного состава, нейтральная реакция среды, повышенное содержание кальция, обменного калия, подвижных соединений фосфора. Полученный на его основе биопрепарат характеризуется меньшим содержанием гумуса и азота, а в целом по свойствам и составу близок к вермикомпосту.

Глава 4. Влияние вермикомпоста и биопрепарата на агрофизические, агрохимические и микробиологические показатели аллювиальной луговой почвы

4.1 Влияние вермикомпоста и биопрепарата на структурно-агрегатный состав аллювиальной луговой почвы

При внесении вермикомпоста и биопрепарата вы почву отмечена тенденция возрастания количества агрономически ценных агрегатов размером от 5 до 0,5 мм, как в сухом состоянии, так и после мокрого просеивания. Отмечается снижение количества распыленной фракции < 0,25 мм, водопрочность оценивается как средняя (табл. 5).

Выявлено, что в контроле (исходная почва) после сухого просеивания присутствуют все типы структурных агрегатов с преобладанием распыленных частиц, - содержание которых составляет 22,4 %. Удельная поверхность сухих агрегатов равна 158 см²/г. Мокрое просеивание приводит к полному разрушению глыбистых агрегатов размером более 10 и 10-5 мм, и увеличению количества более мелких агрегатов. В результате удельная поверхность возрастает до 382 см²/г, водопрочность агрегатов оценивается как пониженная (0,41).

После внесении вермикомпоста наблюдается улучшение структурного состояния почвы, увеличивается водопрочность до средней степени (0,55). Улучшение структуры аллювиальной луговой почвы происходит в основном за счет агрегатов 0,5-5 мм.

При внесении биопрепарата в разведениях 1:1, 1:2 также наблюдается улучшение структурно-агрегатного состояния аллювиальной луговой почвы.

Таблица 5- Структурно-агрегатный состав аллювиальной луговой почвы (средние за 2006-2008 гг.)

Горизонт	Содержание фракций %, размер частиц в мм	Удельная поверхность агрегатов см2/г	S1 S2	Водопрочность
	> 10	10-7	7-5	5-3	3-2	2-1	1-0,5	0,5-0,25	<0,25
Исходное состояние	6,2* 0	5,3 0	6,1 0	7,5 0	8,3 4,3	9,3 3,4	16,5 3,0	18,4 17,1	22,4 72,2	158** 382	0,41	пониженная
После внесения вермикомпоста	2,8 0	4,3 0	8,8 0	14,0 3,3	9,2 6,6	16,4 20,2	10,2 20,3	13,4 8,2	20,9 41,4	142 258	0,55	средняя
После внесения биопрепарата 1:1	3,5 0	5,5 1,0	9,7 1,5	12,4 5,8	11,3 7,5	18,2 22,4	8,4 19,7	10,3 12,2	20,7 35,7	137 220	0,62	средняя
После внесения биопрепарата 1:2	4,8 0	3,7 0	7,7 3,3	17,8 8,8	14,5 8,1	21,4 16,0	9,5 18,7	7,3 14,3	18,1 30,8	121 196	0,62	средняя
После внесения биопрепарата 1:10	2,2 0	2,5 0	11,4 2,0	15,7 6,8	16,2 6,5	20,3 15,8	6,2 21,6	19,3 15,4	16,8 31,9	115 202	0,56	средняя

* - числитель данные сухого просеивания; знаменатель данные мокрого просеивания

** - В числителе - S₁, в знаменателе - S₂

Вариант с применением биопрепарата 1:10, уступая биопрепарату в меньших разведениях, в целом положительно влияет на водопрочность: наблюдается увеличение количества водопрочных отдельностей, причем характерно появление в их числе агрегатов фракции 3-7 мм. Распыленная фракция < 0,25 мм после мокрого просеивания составляет - 31,9 %, тогда как в контроле - 72,2 %. Водопрочность близка к средней.

Таким образом, сравнительный анализ структурного состояния и водопрочности структурных агрегатов в различных вариантах опыта выявил улучшение структуры почвы и водопрочности агрегатов под влиянием вермикомпоста и биопрепарата в разведении 1:1, 1:2, 1:10 по сравнению с исходным состоянием аллювиальной луговой почвы.

4.2 Влияние вермикомпоста и биопрепарата на агрохимические свойства аллювиальной луговой почвы

Применение вермикомпоста и биопрепарата существенно улучшает питательный режим аллювиальной луговой почвы (табл. 6): наблюдается повышение содержания азота, подвижных форм фосфатов и калия в исследуемой почве в вариантах с биопрепаратом и вермикомпостом

При этом наиболее эффективно применение вермикомпоста, по сравнению с биопрепаратом.

В течение трех лет исследований, в условиях монокультуры, наблюдается снижение содержания подвижного калия в контрольной почве, что связано с высоким потреблением морковью калия. Известно, что морковь на единицу урожая усваивает калия больше, чем азота и в полтора раза больше, чем фосфора (Дерюгин, Кулюкин, 1998).

При внесении вермикомпоста и биопрепарата отмечалось некоторое подщелачивание почвы и увеличение суммы обменных оснований за счет Са²⁺, что объясняется вхождением в состав копролитов биогенного кальцита.

Обеспеченность аллювиальной луговой почвы нитратами в начале вегетации за три года исследований оставалась на очень низком уровне (табл. 6).

Таблица 6 - Влияние вермикомпоста и биопрепарата на содержание основных питательных элементов аллювиальной луговой почвы при выращивании моркови в 2006-2008 гг.

Вариант	Гумус, %	Общий азот, %	рН вод.	P2O5	K2O	Са2+	Мg2+
				по Чирикову мг/кг	Мг-экв/100 почвы
2006 г.
Контроль	5,10	0,19	7,7	195,0	116,0	10,2	3,0
Вермикомпост	6,75	0,40	7,9	244,6	145,0	13,2	3,60
Биопрепарат 1:1	6,60	0,41	7,8	224,5	138,0	12,6	3,50
Биопрепарат 1:2	6,50	0,42	7,8	220,2	136,3	12,2	3,40
Биопрепарат 1:10	5,65	0,27	7,8	216,1	132,2	11,8	3,35
НСР 05	0,51	0,12
2007 г.
Контроль	4,70	0,12	7,8	185,5	105,0	9,5	2,95
Вермикомпост	6,35	0,37	8,0	220,7	138,0	11,8	3,50
Биопрепарат 1:1	6,05	0,35	7,9	216,5	133,3	11,6	3,45
Биопрепарат 1:2	5,55	0,25	7,9	212,6	134,1	11,4	3,30
Биопрепарат 1:10	5,35	0,22	7,9	209,4	130,5	11,1	3,30
НСР 05	0,62	0,11
2008 г.
Контроль	4,00	0,10	7,8	155,5	100,0	8,80	2,75
Вермикомпост	5,75	0,33	7,8	196,2	126,7	11,1	3,30
Биопрепарат 1:1	5,15	0,26	7,8	180,2	128,0	10,6	3,20
Биопрепарат 1:2	5,05	0,22	7,8	176,5	123,3	10,0	3,05
Биопрепарат 1:10	5,00	0,22	7,8	165,9	114,1	9,90	2,98
НСР 05	0,94	0,12

Таблица 7 - Динамика содержания в аллювиальной луговой почве нитратного азота при внесении вермикомпоста и биопрепарата

Вариант	NO3, мг/кг
	2006 год	2007 год	2008 год
	Июнь	Июль	Август	Июнь	Июль	Август	Июнь	Июль	Август
Контроль	7,07	9,50	4,24	3,82	5,13	2,66	7,17	8,92	3,71
Вермикомпост	20,25	33,90	7,80	8,58	14,51	5,14	20,54	31,71	5,06
Биопрепарат 1:1	13,35	24,15	8,55	11,91	18,11	6,97	12,24	22,18	5,85
Биопрепарат 1:2	15,28	22,20	8,30	10,04	13,32	5,23	14,42	20,90	5,92
Биопрепарат 1:10	12,76	21,95	5,40	9,28	14,05	4,45	12,51	21,54	4,29

Это связано с достаточно жестким температурным режимом аллювиальных луговых почв в весеннее-раннелетний период и активным потреблением N-NO₃ морковью. В сезонной динамике нитратного азота (табл. 6) отмечается тенденция к повышению содержания N-NO₃ в аллювиальной луговой почве в концу июля, началу августа, т.е. к периоду прекращения роста вегетативной массы растения. Обеспеченность аллювиальной луговой почвы N-NO₃ в весеннее-раннелетний период является очень низкой. В целом при внесении вермикомпоста и биопрепарата наблюдается повышение содержания нитратного азота по отношению к контролю. При этом, отмечено повышение содержания N-NO₃ в варианте с внесением биопрепарата в разведении1:1, по сравнению с вермикомпостом, в вегетационный период засушливого 2007 года.

По результатам исследования выявлено, что вермикомпост улучшает питательный режим аллювиальной луговой почвы, биопрепарат на основе вермикомпоста несколько уступает по влиянию на свойства аллювиальной луговой почвы, однако в экстремальных условиях (засуха, 2007 г.) большую эффективность проявляет биопрепарат.

4.3 Влияние вермикомпоста и биопрепарата на количественный состав почвенной микрофлоры аллювиальной луговой почвы

В лабораторных опытах проведена количественная оценка микробного ценоза аллювиальной луговой почвы. Микробное сообщество изученной почвы (контроль) представлено, в основном, бактериями (51,7-60 %) и актиномицетами (40,5-48,3 %) при крайне малом количестве грибов (0,019-0,033 %) (рис. 1, 2, 3), что характерно для микробоценозов данного типа почв в регионе (Абашеева, Меркушева, 1996; Меркушева и др., 2006). Наибольшее количество микроорганизмов (табл. 8) отмечено в 2006 году - 2735,1 тыс./г., благоприятным по условиям тепло- и влагообеспеченности. Хотя количество осадков в июне-июле было ниже среднемноголетних данных, теплообеспеченность (по показателям температуры воздуха) в июне-августе практически совпадала со среднемноголетними показателями, и приближается к экологическому оптимуму, что и обеспечило высокую численность микробного ценоза изучаемой почвы. Наиболее обеднен состав микробоценоза оказался в 2007 году, характеризующимся жарким, засушливым летом: отмечено минимальное количество осадков и максимально высокие температуры воздуха, что и явилось лимитирующим фактором и привело к снижению общего числа микроорганизмов до минимума по 3-м годам исследований - 1648,8 тыс./г. почвы. 2008 год отличался наиболее высокой влагообеспеченностью и неплохой теплообеспеченностью, поэтому показатели количественного состава близки к таковым 2006 года и составляют 2596,3 тыс./г. Таким образом, можно сделать вывод, что соотношение основных лимитирующих факторов - тепла и влаги, наиболее близкие к оптимуму оказались в 2006 году, что обеспечило более высокие показатели общей численности микроорганизмов, на фоне одинакового уровня трофического фактора в аллювиальной луговой почве (на контроле).

Таблица 8 - Изменение количественного состава микробного ценоза в аллювиальной луговой почве

Вариант	Год	Общее число, тыс/г (среднее за вегетационный период)
Контроль	2006	2735,1
	2007	1648,8
	2008	2596,3
	среднее	2326,7
Вермикомпост	2006	4197,8
	2007	2436,8
	2008	3713,1
	среднее	3449,2
Биопрепарат 1:1	2006	4033,6
	2007	2708,6
	2008	3443,8
	среднее	3395,3
Биопрепарат 1:2	2006	3610,6
	2007	2460,1
	2008	3178,6
	среднее	3083,1
Биопрепарат 1:10	2006	3057,6
	2007	2340,1
	2008	2847,8
	среднее	2748,5

Так, внесение вермикомпоста и биопрепарата в 2006 году способствовало увеличению общей численности микроорганизмов в 1,5 раза, по сравнению с контролем, причем вермикомпост оказался несколько более эффективным, по сравнению с биопрепаратом, взятым даже в малых разведениях (1:1). При увеличении разведения биопрепарата (1:2, 1:10) влияние на численность микробоценоза снижается.

В засушливом 2007 году наиболее значимое влияние на численность микроорганизмов оказал биопрепарат в разведении 1:1, и даже большие разведения его оказали действие на уровне вермикомпоста. В следующем, более оптимальном по климатическим показателям 2008 году по оптимизирующему эффекту вновь выходит на первое место вермикомпост - 3713 тыс./г микроорганизмов по сравнению с биопрепаратом 1:1 - 3443 тыс./г.



Рисунок 1 - Динамика численности бактерий 2006-2008 гг. (число КОЕ на n x 10³ в 1 г почвы)

Рисунок 2 - Динамика численности актиномицетов 2006-2008 гг. (число КОЕ на n x 10³ в 1 г почвы)



Рисунок 3 - Динамика численности грибов 2006-2008 гг. (число КОЕ на n x 10³ в 1 г почвы)

Поскольку внесение вермикомпоста и биопрепарата повышает трофический статус исследуемой почвы, отмечено изменение как общей численности микробоценоза, так и соотношения различных групп микроорганизмов в его составе: увеличивалось количество бактерий и уменьшалось содержание актиномицетов (рис. 1, 2, 3), причем в различных условиях действия стресс-факторов степень влияния вермикомпоста и биопрепарата различны.

Таким образом, в засушливые годы можно рекомендовать применение биопрепарата как эффективного способа оптимизации биотического потенциала.

Глава 5. Влияние продуктов вермикомпостирования на урожайность и качество столовой моркови

При выращивании столовой моркови сорта Нантская - 4 установлено, что в среднем по данным трех лет наибольшая урожайность получена по варианту с внесением биопрепарата 1:1 - 34,7 т/га, прибавка составляет 13,1 т/га (табл. 9). Использование биопрепарата в разведении 1:2 способствовало увеличению урожая на 8,5 т/га и 5,8 ц/га под действием биопрепарата 1:10. При внесении вермикомпоста наблюдается повышение урожайности до 31,9 т/га.

Таблица 9 - Влияние вермикомпоста и биопрепарата на урожайность столовой моркови

Вариант	Урожайность, т/га	среднее	% к контролю	Прибавка, т/га
	2006	2007	2008
Контроль	29,4	21,0	14,5	21,6	100,0	-
Вермикомпост	41,7	28,2	26,0	31,9	147,6	10,3
Биопрепарат 1:1	44,0	30,2	30,0	34,7	160,6	13,1
Биопрепарат 1:2	39,5	27,6	23,1	30,1	139,3	8,5
Биопрепарат 1:10	35,0	27,2	20,1	27,4	126,8	5,8
НСР 05	4,2	5,7	5,0	-

Таблица 10 - Влияние вермикомпоста и биопрепарата на биохимические показатели сухого вещества корнеплодов и ботвы моркови (среднее за 3 года)

Варианты	Сухое вещество, %	Клетчатка, %	Сырой протеин, %	Азот общий, %	Сахар, г/кг	Каротин, мг
	корнеплод	ботва	корнеплод	ботва	корнеплод	ботва	корнеплод	ботва	корнеплод	корнеплод	ботва
Контроль	15,0	22,18	1,00	2,95	0,94	3,25	0,15	0,525	9,55	48,35	21,37
Вермикомпост	16,3	24,88	1,08	3,64	1,15	3,80	0,18	0,605	12,10	68,25	38,00
Биопрепарат 1:1	16,8	24,88	1,14	3,76	1,21	3,97	0,19	0,635	12,17	71,00	39,57
Биопрепарат 1:2	16,0	24,20	1,06	3,34	1,12	3,62	0,18	0,560	11,10	55,50	30,00
Биопрепарат 1:10	15,4	23,23	1,04	3,24	1,11	3,50	0,18	0,558	10,45	64,10	27,77
НСР 05	0,48	0,12	0,04	0,31	0,17	0,24	0,03	0,04	0,96	6,05	6,34

Таблица 11 - Влияние вермикомпоста и биопрепарата на содержание зольных элементов в корнеплодах и ботве моркови (среднее за 3 года)

Варианты	Зола, %	Р2О5, %	К2О, %	СаО, %	NO3, мг/кг ПДК NO3=250мг/кг
	корнеплод	ботва	корнеплод	ботва	корнеплод	ботва	корнеплод	ботва	корнеплод	ботва
Контроль	0,82	3,63	0,13	0,032	0,27	0,490	0,02	0,075	168,85	1673,95
Вермикомпост	0,89	4,15	0,20	0,050	0,32	0,553	0,03	0,198	123,17	2518,40
Биопрепарат 1:1	0,91	4,20	0,25	0,092	0,33	0,610	0,04	0,255	121,42	2350,20
Биопрепарат 1:2	0,88	4,14	0,20	0,040	0,31	0,520	0,03	0,110	102,65	2276,83
Биопрепарат 1:10	0,85	4,12	0,18	0,037	0,31	0,518	0,03	0,088	99,77	1974,88
НСР 05	0,02	0,43	0,04	0,050	0,04	0,03	0,01	0,01	24,6	96,8

На фоне общего стимулирующего влияния на урожайность вермикомпоста и биопрепарата, по годам исследований отмечена тенденция к снижению урожайности, связанная, по-видимому, с отрицательным влиянием монокультуры.

Применение вермикомпоста и биопрепарата сказалось также на изменении показателей биохимического состава корнеплодов и ботвы моркови. Установлено увеличение, по сравнению с контролем, содержания в корнеплодах сухого вещества, клетчатки, сырого протеина, азота, фосфора, калия, кальция, а также таких важных соединений, влияющих на вкусовые качества моркови, как сахар и каротин, на фоне значительного снижения содержания нитратного азота. Наиболее ярко проявляется влияние в варианте с внесением биопрепарата 1:1 (табл. 10, 11).

С позиций экологической безопасности продукции важным показателем является содержание нитратного азота, ПДК которого для моркови составляет 250 мг/кг. Содержание в корнеплодах нитратного азота (рис. 4) даже на контроле значительно ниже ПДК и составляет 168 мг/кг. Применение при выращивании моркови вермикомпоста и биопрепарата более значительно снижают содержание нитратного азота, особенно в вариантах с биопрепаратом 1:2, 1:10 - до 102 - 99 мг/кг соответственно.

Рисунок 4 - Влияние вермикомпоста и биопрепарата на накопление нитратного азота в ботве и корнеплоде моркови.

Обобщая результаты анализа биохимического состава корнеплодов можно констатировать, что внесение при выращивании моркови вермикомпоста и биопрепарата способствует усилению поглощения и накопления элементов минерального питания - фосфора, кальция, калия, клетчатки, общего азота и сырого протеина, углеводов, витаминов (каротина), то есть способствовало повышению питательной ценности и вкусовых качеств моркови. Аналогичное влияние проявило внесение вермикомпоста и биопрепарата на качественные показатели ботвы моркови: возрастало содержание сухого вещества, золы, количественное содержание органических и минеральных компонентов в тех же вариантах. По показателям качественного состава ботва моркови, по сравнению с корнеплодами, отличается значительно большим содержанием клетчатки, общего азота и сырого протеина, кальция, калия, но при этом в несколько раз (в 2-5 раз) меньше каротина, фосфора (табл. 10, 11). Особенно обращает внимание накопление в ботве моркови нитратного азота, практически в десять раз превышающие таковые в корнеплодах. Причем, в большей мере накопление отмечено под влиянием вермикомпоста и биопрепарата 1:1, тогда как другие варианты опыта в меньшей степени способствовали этому. Можно сделать вывод, что внесение этих препаратов - вермикомпоста и биопрепарата способствует преимущественному накоплению нитратного азота в вегетативной массе, обеспечивая экологическую безопасность корнеплодов моркови.

Выводы

1. Внесение в аллювиальную луговую почву вермикомпоста и биопрепарата способствовало улучшению ее структурного состояния: повышалось содержание агрономически ценных агрегатов,водопрочность возрастала от пониженной до средней.

2. Вермикомпост и биопрепарат повышают трофический и биотический потенциалы почвы: возрастает содержание гумуса, азота, элементов минерального питания, активизируется нитрификация и нитратонакопление.

3. При внесении вермикомпоста и биопрепарата в почве в 1,5 раза возрастала общая численность, изменялось соотношение основных групп микроорганизмов: увеличивалось количество бактерий и уменьшалось содержание актиномицетов. Наиболее существенные изменения в численности и структуре микробного ценоза отмечались в варианте с вермикомпостом.

4. Применение вермикомпоста и биопрепарата увеличивало урожайность и качественные показатели столовой моркови: в варианте с внесением биопрепарата прибавка составила 13,1 - 5,8 т/га, использование вермикомпоста повышало урожайность на 10,3 т/га. Отмечается улучшение питательной ценности, вкусовых качеств корнеплода столовой моркови, снижается содержание нитратного азота.

5. На основании проведенных исследований можно заключить об эффективности использования вермикомпоста и биопрепарата 1:1 для повышения биотического и трофического потенциала почвы, повышения продуктивности и улучшения качественных показателей сельскохозяйственных культур, получения экологически безопасной продукции. 6. Установлен преимущественный оптимизирующий эффект влияния биопрепарата, по сравнению с вермикомпостом, в условиях проявления стресс-фактора (засуха).

Список публикаций по теме диссертации

Список работ опубликованных в рецензируемых изданиях, рекомендованных в ВАК РФ

1. Корсунова Т.М., Цыренова Э.Б. Экологическая оценка биопрепарата на основе биогумуса на урожайность и качественные показатели моркови // Вестник Бурятского государственного университета. - Вып. 3. - Улан-Удэ: Изд-во Бурятского госуниверситета, 2007. - С. 103-106.

2. Корсунова Т.М., Дондокова Д.Б., Цыренова Э.Б. Влияние вермикомпоста и регуляторов роста на развитие, урожайность и качество сельскохозяйственных и декоративных растений // Вестник Бурятской государственной сельскохозяйственной академии им. В. Р. Филиппова - Вып.4. - Улан-Удэ: Изд-во БГСХА, 2008. - С. 43-49.

Монография

1. Корсунова Т.М., Дондокова Д.Б., Татарникова В.Ю., Цыренова Э.Б. Влияние вермикомпоста и регуляторов роста на развитие, урожайность и качество сельскохозяйственных и декоративных растений: монография.-Улан-Удэ: Изд-во БГСХА им. В.Р. Филиппова, 2008.140 с.

Статьи в сборниках конференций

1. Цыренова Э.Б. Получение экологически безопасной продукции моркови: Структура, функционирование и охрана природной среды (к 75-летию биолого-географического факультета Бурятского университета). В 2-х частях. - Улан-Удэ: Изд-во Бурятского университета, 2007. Ч.2. - C 39-43.

2. Цыренова Э.Б. Влияние регуляторов роста на урожайность и качественные показатели моркови сорта Нантская: Экология в современном мире: взгляд научной молодежи: Материалы Всероссийской конференции молодых ученых, Улан-Удэ (Россия), 24-27 апреля 2007 г. - Улан-Удэ: Изд-во ГУЗ РЦМП МЗ РБ, 2007. - C 335-336.

3. Цыренова Э.Б, Корсунова Т.М. Влияние вермикомпоста и регуляторов роста на урожайность и качественные показатели моркови: Аграрная наука - сельскому хозяйству: сборник статей. В 3-х кн./ III Международная научно-практическая конференция. Барнаул: изд-во АГАУ, 2008.кн.1.693 с. (С 576-578).

4. Цыренова Э.Б., Митряшина М.Н., Самойлова Н.П. Влияние вермикомпоста и регуляторов роста на качественные показатели моркови: Современная деятельность сельскохозяйственных товаропроизводителей и научныз организаций в развитии АПК Центральной Азии. Международная научно-практическая конференция. Иркутск: изд-во ИрГСХА, 2008. С 288-292.

5. Корсунова Т.М., Цыренова Э.Б., Митряшина М.Н. Технология биоконверсии органических отходов вермикультурой для получения экологически безопасной продукции растениеводства / Роль почвы в сохранении устойчивости агроландшафтов: Сб.мат.-лов всероссийской научно-практической конференции, посвященной памяти профессора Г.Б. Гальдина. - Пенза: РИО ПГСХА, 2008. С. 42-44.

Размещено на Allbest.ru

...