Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

А В Т О Р Е Ф Е Р А Т

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Агроэкологическая эффективность применения вермикомпостов при выращивании томата в условиях защищенного грунта в центральной Якутии

Специальность 03.00.16 - экология

Степанова Д.И.

Москва 2008

Работа выполнена в лаборатории агроэкологии ГНУ Якутский научно-исследовательский институт сельского хозяйства СО РАСХН, ФГНУ Институт прикладной экологии Севера

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

Абрамов Алексей Федорович

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор, член-корр. РАСХН

Завалин Алексей Анатольевич,

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

Ковылин Виктор Михайлович

Ведущее учреждение: Институт биологических проблем

криолитозоны ЯНЦ СО РАН

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. В Центральной Якутии, характеризующейся высокоширотным положением (между 60 и 64^о северной широты) и принадлежностью к области наибольшей континентальности климата, остро стоит проблема утилизации отходов животноводства, которые при бесконтрольном использовании являются источником загрязнения окружающей среды. При сложившейся практике навоз в зимние месяцы года в условиях крайне низких температур заготавливается в замороженном виде и в последующем из-за наличия большого количества крупных, слабо разлагающихся растительных остатков долгое время становится непригодным для прямого внесения в качестве удобрения, особенно в тепличных хозяйствах. Одним из способов улучшения эколого-агрохимических свойств свежего навоза может стать его вермикомпостирование. В этой связи актуальны исследования по разработке приемов производства безопасных в экологическом отношении вермиудобрений из местного органического сырья, включая навоз якутской лошади, и эффективности их действия при выращивании овощных культур в защищенном грунте.

Цель работы - дать оценку метода вермикомпостирования навоза якутской лошади, определить агроэкологическую эффективность вермикомпостов на основе навоза крупного рогатого скота, якутской лошади, птичьего помета и биопрепарата при выращивании томата в условиях защищенного грунта в Центральной Якутии.

При выполнении работы решались следующие задачи:

- Изучить особенности вермикомпостирования навоза якутской лошади.

- Определить влияние вермикомпостов из навоза якутской лошади на продуктивность томата в условиях защищенного грунта.

- Изучить влияние вермикомпостов на основе разных субстратов и биопрепарата на урожайность и качество томата в защищенном грунте.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Оценка метода вермикомпостирования неподготовленного навоза якутской лошади в целях получения ценного удобрения для тепличных грунтов в Центральной Якутии.

2. Эффективность применения вермикомпостов из навоза якутской лошади, крупного рогатого скота и птичьего помета при выращивании томата в условиях защищенного грунта.

3. Агроэкологическая и экономическая оценка действия вермикомпостов при выращивании томата в защищенном грунте.

Научная новизна. Впервые установлена целесообразность переработки свежего навоза якутской лошади методом вермикомпостирования с получением ценных, безопасных в экологическом отношении органических удобрений. В производимых вермикомпостах cодержится в расчете на сухое вещество 1,6% общего азота, 0,2-0,4% фосфора (Р₂О₅), 1,8% калия (К₂О) при рН 7,7. Содержание тяжелых металлов (Сd, Pb, Cu, Zn) невысокое, значительно ниже ОДК для почв. Выход вермикомпоста из 1 т свежего навоза составляет 500 кг.

Показано, что внесение в тепличный грунт 10-30% вермикомпоста позволяет получать развитую рассаду томата F_I Верлиока с высотой растений 34-36 см и площадью листовой поверхности 195-201 см².

Применение вермикомпостов оптимизирует физические свойства тепличных грунтов, усиливает их биологическую активность, повышая общее число микроорганизмов с 2,3 до 4,9 х 10⁶ КОЕ/г, увеличивает урожайность плодов томата на 0,5-1,5 кг/м² в зависимости от органического сырья. Содержание нитратов в плодах при этом не превышает гигиенических нормативов для защищенного грунта.

При выращивании плодов томата в условиях защищенного грунта установлены эффективные, экологически безопасные дозы вермиудобрений, которые составляют для вермикомпостов из навоза якутской лошади, навоза крупного рогатого скота и птичьего помета - по 100 г под растение. Урожайность плодов томатов при этом достигает соответственно 6,2; 7,5; 7,6 кг/м ².

Практическая значимость работы. Разработаны приемы эффективного и экологически безопасного применения вермикомпостов из различного органического сырья, в том числе из навоза якутской лошади, для повышения урожайности до 12-30% томата F_I Верлиока при высоком качестве плодов для защищенного грунта Центральной Якутии.

Результаты исследований могут быть использованы также в учебном процессе при изучении специальных дисциплин.

Апробация работы. Основные положения диссертации были представлены и обсуждались на I и II международных научно-практических конференциях: «Дождевые черви и плодородие почв» (Владимир, 2002 г., 2004 г.); «Обеспечение высокой экономической и экологической безопасности приемов использования удобрений и других средств химизации в агротехнологиях» (Москва, 2003г.); «Прянишниковские чтения» ( Иркутск, 2007 г.). Технологические приемы выращивания томатов в условиях защищенного грунта с использованием вермикомпостов на основе разных субстратов и биопрепарата внедрены в 2004-2005 гг. в тепличном хозяйстве ОПХ «Покровское»; в 2002-2008 гг.- в учхозе «Карапатцы» Октемского филиала ЯГСХА; в 2004-2007 гг. - в садово-парковом комплексе ЯГСХА; в 2003-2008 гг. - во многих крестьянских хозяйствах Намского, Мегино-Хангаласского, Усть-Алданского, Чурапчинского, Хангаласского и других улусов; на пришкольных участках и в личных подсобных хозяйствах Якутии.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 работ.

Объем и структура диссертации. Работа изложена на 124 страницах машинописного текста, включает введение, 5 глав, выводы, предложения производству. Содержит 35 таблиц, 17 рисунков, в приложении 9 таблиц и 1 рисунок. Список литературы включает 131 наименование, в т.ч. 17 на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Условия и методика исследований

Исследования выполнялись 2001-2003 гг. в условиях защищенного грунта, в теплицах ОПХ «Покровское» Якутского НИИСХ.

В качестве биообъекта для вермикомпостирования был взят специально выведенный для промышленных условий гибрид красного калифорнийского червя Eisеnia fetida. Вермикомпостирование проводили в закрытом помещении при температуре воздуха 18-22^оС. Влажность субстрата в процессе вермикомпостирования поддерживали в пределах 75-80% ППВ.

Все учеты и наблюдения проводили в культивационных деревянных ящиках объемом 0,06 м³ (0,2 x 0,6 x 0,5), являющихся составной частью стандартного ложа.

Для определения состава почвогрунтов изучали следующие дозы вносимого вермикомпоста: 0, 10, 30 и 50%. Рассадная почвосмесь состояла из 40% дерновой земли, 30% перепревшего навоза и 30% опилок.

Изучение эффективности различных видов и доз вермикомпостов, а также биопрепарата «Байкал ЭМ-1» проводили в мелкоделяночных опытах. Площадь опытной делянки 3,3 м². Повторность 3-кратная. Расположение вариантов систематическое.

В качестве исследуемой культуры использовали томат F_I Верлиока. Гибрид выведен на Овощной опытной станции имени В.И. Эдельштейна. Районирован в Якутии с 1992 г. Фенологические наблюдения и биометрические измерения проводили в фазы начала цветения (при вступлении в данную фазу 10% исследуемых растений), завязывания плодов, образования 6-7 кистей. Первый сбор урожая плодов осуществляли при наступлении бурой спелости. Высоту растений замеряли через 30 дней. Количество соцветий подсчитывали в начале, середине и в конце плодоношения.

В плодах томата определяли содержание витаминов, сухого вещества, нитратов. Все анализы в опытах выполняли по общепринятым методикам (Грунты тепличные …, 1989; Практикум по агрохимии, 2001).

Агрохимический анализ образцов почвогрунта сделан в лаборатории биохимии ЯНИИСХ с использованием инфракрасного анализатора NIR SCANNER model 4250, калиброванного на основе общепринятых стандартных методик.

Содержание витамина С в растениях определяли по методу Мурри, содержание нитратов -- ионоселективным методом.

В образцах почвогрунта определяли общую численность колониеобразующих единиц (КОЕ) методами посева на твердые питательные среды: МПА (мясопептонный агар), среду Чапека. Анализ выполняли в 3-кратной повторности.

Математическую обработку результатов исследований осуществляли по методике Б.А. Доспехова (1985).

Экономическую эффективность изучаемых приемов устанавливали по нормативам затрат труда и средств, отраженным в технологических картах.

Климат в Якутии характеризуется резкой континентальностью с необычно низкой зимней и высокой летней температурой воздуха. Основной особенностью климата являются резкие колебания термического режима воздуха. Средняя многолетняя амплитуда среднемесячных температур равна 62С, а абсолютная 100С и более. Ранние весенние заморозки в начале первой декады июня и поздние - в течение августа могут охватывать большинство земледельческих территорий. Сравнительно короткий и теплый летний период, полностью зависимый от вторжения холодных масс воздуха из Арктики, отличается высоким напряжением солнечной радиации и большой продолжительностью дня. Наиболее благоприятны для развития овощеводства районы с суммой положительных температур 1500-1600^оС.

Метеорологические условия в годы проведения исследований были различными. Лето 2001 г. характеризовалось сухой и жаркой погодой. В начале июня температура воздуха была ниже многолетней на 0,8°С, а влажность составляла 8,5 мм при среднемноголетней 10 мм. Со 2-й декады июня по 2-ю декаду августа стояла сухая и жаркая погода, среднемесячная температура воздуха колебалась от 1,0 до 3,8°С. Первые заморозки были отмечены уже в 1 декаде августа.

Из-за больших пожаров лето 2002 г. было безветренным и дымным. Температура воздуха в летние месяцы повышалась в среднем до +20° С, а в теплице до +32°С.

Лето 2003 г. было умеренно жарким. В июне максимальная температура наблюдалась во второй декаде месяца и составляла +15,6°С. Июль 2003 г. характеризовался жаркой и влажной погодой, средняя температура воздуха составила +22,9° С, месячная сумма выпавших осадков 156 мм. В зависимости от месячных температур воздуха в теплице температура колебалась в среднем от 28 до 35,9°С.

Коэффициент корреляции между температурой воздуха в теплице и урожайностью томата составлял 0,5 в 2001 г.; 0,8 - в 2002 г.; 0,7 - в 2003 г.

Особенности вермикомпостирования навоза якутской лошади

С целью установления возможности производства вермикомпостов (ВК) на основе навоза якутской лошади с помощью красного калифорнийского гибрида (ККГ) нами были проведены специальные исследования. Согласно химическому анализу, конский навоз после компостирования имеет благоприятную реакцию среды (pH 6,7), содержит 1,6% азота, соотношение C : N равно 11. Содержание тяжелых металлов ниже ОДК для почв.

В опыте по оценке вермикомпостов из навоза якутской лошади каждый ящик заселяли дождевыми червями из расчета по 1000 взрослых особей на 5 кг субстрата. Дождевые черви начинали активно двигаться и размножаться через десять дней после заселения ферментированного конского навоза и через двадцать пять дней в субстрате из навоза крупного рогатого скота (табл.1).

Таблица 1

Динамика размножения дождевого червя в субстрате на основе навоза якутской лошади

Даты наблюдений	Возрастная структура	Количество особей	Изменение
			Количество особей	%
3.05 Начало	Взрослые	1000	-	-
13.05 через 10 дней	Взрослые Коконы Молодь	1000 1 2	2	0,2
23.05 через 20 дней	Взрослые Коконы Молодь	995 242 12	10	1,0
2.06 через 30 дней	Взрослые Коконы Молодь	982 941 66	48	4,8
12.06 через 40 дней	Взрослые Коконы Молодь	997 1407 86	83	8,3
22.06 через 50 дней	Взрослые Коконы Молодь	1013 2273 166	179	17,9
2.07 через 60 дней	Взрослые Коконы Молодь	1145 713 393	538	53,8
12.07 через 70 дней	Взрослые Коконы Молодь	1154 621 488	642	64,2

На основании исследований установлены следующие закономерности процесса вермикомпостирования субстратов на основе якутской лошади.

Максимальное количество молоди приходится на 52-й день наблюдений, после чего из-за неполного выживания молоди отмечается некоторое снижение ее количества.

В контрольном варианте с произвольным количеством особей и при отдельном содержании коконов от маточного поголовья из одного кокона появляется 1-2 шт. молоди. При совместном содержании с маточным поголовьем количество вылупившейся молоди не меняется, т.е. образуется 1-2 особи (из 1000 штук появляется около 2000).

Через 109 дней половозрелыми становятся только единичные особи (длиной - 3 см, диаметром - 1 мм). Основная масса червей находится в ювенильном возрасте (длиной до 1 см). По имеющимся литературным данным, ККГ достигает половозрелого состояния за 90 дней.

Взрослый дождевой червь ККГ в субстрате из конского навоза откладывает примерно 1 кокон в месяц, или 2 кокона за 50 дней. По данным, полученным в других регионах, коконоотложение происходит каждую неделю.

После 37 дней коконы теряют желтую окраску, становятся прозрачно-коричневыми. Каждая взрослая особь при себе имеет приклеенный кокон, что, возможно, помогает молоди вылупиться и выжить в дальнейшем.

За один оборот утилизации конского навоза общая численность дождевых червей увеличилась на 64% за 60 дней, а навоза КРС - на 294% за 140 дней. За 1 год из 1000 особей в конском навозе образовалось 7593, не считая коконов.

В вермикомпостах по сравнению с исходным сырьем возрастает минеральная часть при снижении общего количества органической составляющей (табл. 2). При вермикомпостировании в удобрениях повышается содержание нитратного азота и снижается содержание тяжелых металлов - меди, кадмия, свинца, цинка.

Таблица 2

Химический состав органических удобрений

Показатели	Навоз якутской лошади	Навоз крупного рогатого скота	Вермикомпост на основе навоза якутской лошади	Вермикомпост на основе навоза КРС
Влажность, %	50-60	67-82	50	54
рН	6-7,3	6,9	7,7	7,0
Содержание в сухом веществе:
Азот общий, %	2,3	1,5	1,6	2,0
Азот аммиачный, %	0,46-0,47	-	0,06-0,12	0,6-1,3
Азот нитратный, %	0,04	-	0,18-0,36	0,1-1,0
Фосфор общий (Р2О5), %	0,5-0,5	0,5-1,1	0,23-0,45	0,6-1,5
Калий общий (К2О), %	0,92-0,95	0,5-2,9	1,8	0,6-1,3
Органическое вещество, %	45	48	35	34
Отношение С : N	10	16	11	9
Cu, мг / кг	13	4	10	3
Cd, мг/кг	1,5	0,8	0,1	0,3
Pb, мг/кг	2,9	2,6	1,0	1,5
Ni, мг/кг	0,9	14
Zn, мг / кг	68,7	126	10,5	32

Анализ агрегатного состава вермикомпостов на основе навоза якутской лошади показал, что 52% приходится на мельчайшую фракцию органического вещества (табл. 4), которая при внесении в почвогрунт дает наибольший агрономический эффект (Городний, Мельник, 1990).

Таблица 3

Агрегатный состав вермикомпоста из навоза якутской лошади

№ образца	Единица измере ния	Диаметр фракции, мм	Объемная масса, г/дм3
		до 1	1,5	2,0	3,0	Более 3
1	г	271,47	58,55	91,4	98,46	110,8	630,75
	%	43,0	9,3	14,5	15,6	17,6	100
2	г	222,15	52,25	87,67	86,9	84,3	533,27
	%	41,7	9,8	16,4	16,3	15,8	100
3	г	233,84	58,74	85,26	80,47	85,0	543,3
	%	43,0	10,8	15,7	14,8	15,7	100
В среднем	%	52,5	15,5	15,6	16,4	569,1

Как показали наши наблюдения, растения томата при внесении вермикомпоста из навоза якутской лошади не подвергаются болезням и успевают за короткий срок вегетации дать достаточно высокий урожай.

При создании тепличных грунтов большое значение имеет их соответствие экологическим требованиям, включая наличие тяжелых металлов (табл.4).

Таблица 4

Содержание тяжелых металлов в субстрате и вермикомпосте из навоза якутской лошади, мг/кг сухого вещества

Субстрат	Cu	Zn	Cd	Pb
Навоз якутской лошади	13	68,7	1,5	10,3
ВК из навоза якутской лошади	1,9	10,5	0,1	1,0
Почвогрунт без ВК		3,7	0,03	0,9
Почвогрунт + ВК из навоза якутской лошади	0,5	4,0	0,04	1,0
ОДК для почв (ГН 2.1.7.020-94)	66	110	1,0	65
Норматив для ВК*	1000	2500	20	750

Из таблицы 4 следует, что в результате вермикомпостирования конского навоза наблюдалось снижение содержания тяжелых металлов в полученном удобрении. В целом содержание тяжелых металлов в вермикомпосте не превышало допустимых концентраций. Внесение вермикомпоста в тепличный грунт независимо от вида, усиливало его микробиологическую активность. С ростом дозы вермикомпоста из конского навоза со 100 до 500 г/раст. общее количества микроорганизмов увеличивалось с 18,9х10⁶ до 31,5х10⁶ КОЕ/г.

Влияние вермикомпоста из навоза якутской лошади на продуктивность томата в условиях защищенного грунта

Рассаду выращивали в полиэтиленовых горшочках с насыпным почвенным субстратом, состоящим из 40% дерновой земли, 30% перегноя и 30% опилок. В смесь добавляли от 10 до 50 % вермикомпоста, в зависимости от варианта опыта.

Полученные результаты показали, что низкие и средние дозы вермикомпоста (10-30%) в составе почвосмеси оказывали положительное воздействие на рассаду томата, способствовали лучшему развитию ассимиляционного аппарата, а также закладке цветочных кистей. Эта закономерность была характерна как для вермикомпостов на основе навоза якутской лошади, так и вермикомпостов на основе навоза крупного рогатого скота. Если же вносимые вермикомпосты составляли половину почвосмеси, развитие растений замедлялось, о чем свидетельствуют биометрические данные. Действие вермикомпоста на основе навоза КРС было аналогичным.

Выращиваемая при использовании вермикомпостов рассада была хорошо развитой, имела высоту 40-50 см и сформировавшуюся цветочную кисть с 6-8 крупными яркими цветами и 9-10 темно-зелеными листьями, площадь которых составляла 3 дм²/раст. Диаметр стебля равнялся 0,7-0,8 см. После высадки рассады первую подкормку проводили через 2 недели, последнюю - за 3-4 недели до окончания вегетации культуры. Подкормку осуществляли вермикомпостом в смеси с водой, 3-4 раза за вегетацию.

В специально спланированном эксперименте изучали действие возрастающих доз вермикомпоста, приготовленного из навоза якутской лошади, на особенности формирования урожая томата F₁ Верлиока. Контролем служила тепличная почвосмесь (ТПС).

При дозе внесения 300 г вермикомпоста в лунку растения томата характеризовались максимальной высотой - до 162,7 см при 140 см на контроле. При увеличении дозы вермиудобрения до 500 г в лунку высота растений снижалась на 1,3 см.

Таблица 5

Влияние вермикомпоста на основе навоза якутской лошади на ассимиляционную поверхность томата в условиях защищенного грунта (см²), в среднем за 2001-2003 гг.

Варианты опыта	Начало цветения	Начало плодоношения	Плодоношение
Контроль - ТПС	546,3	2200,3	3930,0
ТПС+ вермикомпост 100 г/раст.	650,0	2262,3	4105,0
ТПС+ вермикомпост 300 г/раст.	562,3	2609,7	4537,5
ТПС+ вермикомпост 500 г/раст.	613,1	2437,5	4382,6

Наибольшая ассимиляционная поверхность томата также отмечена при дозе внесения вермикомпоста 300 г в лунку - 4537,5 см² (табл. 5) . С ростом дозы вермикомпоста до 500г/раст. площадь листьев уменьшалась до 4382,6 см². На основе проведенного корреляционного анализа установлена тесная связь между ассимиляционным аппаратом и урожайностью томата (r=0,9).

Таблица 6

Влияние возрастающих доз вермикомпоста на основе навоза якутской лошади на урожайность томата в условиях защищенного грунта, кг/м²

Варианты опыта	Урожайность	В среднем за 3 года
	2001 г.	2002 г.	2003 г.		урожай ность	прибавка
Контроль - ТПС	5,8	5,5	5,7		5,7	-
ТПС+вермикомпост 100 г/ раст.	6,2	6,0	6,5		6,2	0,5
ТПС+вермикомпост 300 г/ раст.	6,4	6,1	6,8		6,4	0,7
ТПС+вермикомпост 500 г/раст.	6,5	6,0	6,4		6,3	0,6
НСР05	0,52	0,55	0,57		0,3

Согласно данным, полученным в среднем за 3 года (табл.6), вермикомпост оказывал существенное влияние на урожайность томата при внесении даже в самой низкой в опыте дозе - 100 г /растение, где было получено 6,2 кг/м² плодов. Дальнейшее увеличение дозы было неэффективным. В действии удобрений по отдельным годам опыта сохранялась та же закономерность.

Таким образом, исходя из данных урожайности томата, наиболее эффективной дозой вермикомпоста при локальном внесении является 100

г / растение, которая в годы опыта обеспечивала сбор плодов с 1 м² на уровне 6,0-6,5 кг. При этом в технологию выращивания томата была включена подкормка растений, которая производилась через каждые две недели водным настоем вермикомпоста. При формировании у томата 6 -7 кистей необходимо также мульчирование вермикомпостом нормой 3 кг/м² . Полное плодоношение у тепличного томата, когда развивается 6-7 кистей, наступало во 2-й декаде июля, и появлялась возможность образования 11-12 кистей на вторых стеблях каждого растения (табл.7).

Таблица 7

Влияние вермикомпоста на основе навоза якутской лошади на формирование томата F₁ Верлиока

№ пп.	Периоды развития томата	Дата наступления периодов развития растения	Продолжительность периода развития растения
		с вермикомпостом	без верми- компоста	с верми- компостом	без верми- компоста
1	Посев	25.03	25.03	-	-
2	Всходы	02.04.	2.04.	6-7	6-7
3	1-й настоящий лист	14.04.	16.04.	12	14
4	4-й настоящий лист	30.04.	10.05.	28	38
5	Посадка рассады в теплице	18.05.	18.05.	47	75
6	Начало цветения	28.05.	22.06.	56	82
7	Формирование 2-го стебля	02.06.	26.06.	61	86
8	Начало плодоношения	04.06.	29.06.	63	89
9	Первый сбор урожая (101 день от всходов)	11.08.	05.08.	101	126
10	Плодоношение, 6-7 кистей	16.07.	10.08.	105	131
11	Вершкование	10.08. (11-12 кистей)	10.08. (7-8 кистей)	131	131
12	Последний сбор урожая	19.09.	19.09.	171	171

Влияние вермикомпостов на основе разных субстратов и биопрепарата на урожайность и качество томата в защищенном грунте

Высадка рассады томата была проведена в 1-й декаде июня. Рассада выбиралась однородная, высотой 35-40 см. Количество листьев на одном растении равнялось 8-9, площадь листовой поверхности 200-300 см². Растения имели хорошо развитую корневую систему. Рассада высаживалась в гряды шириной 110 см и длиной 3,0 м. Расположение гряд поперек конька теплицы. Площадь питания растения 0,35 м² . В опыте вели сравнительное изучение действия вермикомпостов из разных видов навоза: конского и КРС - при локальном внесении под томат сорта Верлиока в дозах 100, 300 и 500 г. Вермикомпост на основе КРС также испытывали при поверхностном внесении в дозах 1, 3 и 5 кг/м². Кроме вариантов с вермиудобрениями, в схему опыта был включен вариант с азотными удобрениями (мочевиной), которые вносили в эквивалентной дозе по содержанию азота в варианте 5.

Исследования показали, что максимальную площадь листьев растения томата развивали при локальном внесении вермикомпоста из навоза КРС в варианте 300 г в лунку - 9638,2 см², при увеличении дозы до 500 г в лунку площадь листьев уменьшалась до 9150,9 см². При поверхностном внесении вермиудобрения наибольшая ассимиляционная поверхность достигалась в варианте с высокой дозой - 5 кг/м² (табл. 8).

При использовании птичьего помета локально намечалась четкая тенденция к увеличению площади листьев с ростом доз, хотя в абсолютном выражении этот показатель был ниже, чем в вариантах вермикомпоста из навоза КРС.

Таблица 8

Влияние вермикомпостов на основе разных субстратов на площадь листьев томата (см²), в среднем за 2001-2003 гг.

№ вариан та	Варианты опыта	Начало цветения	Начало плодоношения	Образование 7-8 кистей
1	Контроль - ТПС	2521,7	5739,4	8135,1
2	ТПС+ вермикомпост из навоза КРС 100 г/ раст.	3167,1	7524,1	9204,5
3	ТПС+ вермикомпост из навоза КРС 300 г/раст.	3395,4	7809,2	9638,2
4	ТПС+вермикомпост из навоза КРС 500 г/раст.	3246,6	7110,1	9150,9
5	ТПС+ вермикомпост из навоза КРС 1 кг/м2	3374,8	6982,0	9183,2
6	ТПС+вермикомпост из навоза КРС 3 кг/м2	3128,1	6137,3	8318,5
7	ТПС+ вермикомпост из навоза КРС 5 кг/м2	3592,2	7001,2	9185,7
8	ТПС + N	2772,9	6054,2	8037,8
9	ТПС+ вермикомпост из помета 100 г/раст.	2675,2	5700,5	7925,4
10	ТПС+ вермикомпост из помета 200 г/раст.	3061,8	6150,4	8215,8
11	ТПС+ вермикомпост из помета 300 г/раст.	3093,5	6030,6	8273,4
12	ТПС + биопрепарат*	3122,4	7676,6	9846,9

*В среднем за 2002-2003 гг.

вермикомпост томат грунт навоз

Таким образом, вермикомпосты из разных субстратов неодинаково влияют на развитие ассимиляционной поверхности томата.

Корреляционный анализ зависимости между урожайностью томата и фотосинтетическим аппаратом в первый год исследований (2001 г.) указывал на слабую связь (r=0,3). В последующие годы коэффициент корреляции увеличился в 2002 г. до 0,6 и в 2003 г. - до 0,8.

Следует отметить, что, по нашим наблюдениям, за все годы исследований растения томата при применении вермикомпостов не подвергались заболеваниям.

Влияние вермикомпостов на основе разных субстратов на урожайность томата можно видеть из данных таблицы 9.

Таблица 9

Влияние вермикомпостов на основе разных субстратов на урожайность томата F_I Верлиока, кг/м ²

№ вари	Варианты	2001 г.	2002 г.	2003 г.	В среднем за 3 года	Прибавка
анта	опыта					кг/м2	%
1	Контроль -ТПС	6,1	6,2	6,0	6,1	-	-
2	ТПС+вермикомпост из навоза КРС 100 г/раст.	6,8	8,2	7,4	7,5	1,4	23,0
3	ТПС + вермикомпост из навоза КРС 300 г/раст.	7,6	8,4	8,0	8,0	1,9	31,1
4	ТПС + вермикомпост из навоза КРС 500 г/раст.	7,6	8,0	7,8	7,9	1,8	30,0
5	ТПС + вермикомпост из навоза КРС 1 кг/м2	6,7	7,7	7,3	7,2	1,1	18,0
6	ТПС + вермикомпост из навоза КРС 3 кг/м2	6,6	7,6	7,4	7,2	1,1	18,0
7	ТПС+ вермикомпост из навоза КРС 5 кг/м2	6,4	7,4	7,6	7,1	1,0	16,4
8	ТПС + N, эквив. вар.5	6,3	7,3	6,5	6,7	0,6	9,8
9	ТПС + вермикомпост из птичьего помета 100 г/раст.	7,3	8,0	7,4	7,6	1,5	24,6
10	ТПС + вермикомпост из птичьего помета 200 г/раст.	6,7	8,3	7,8	7,6	1,5	24,6
11	ТПС + вермикомпост из птичьего помета 300 г/раст.	6,4	7,7	7,6	7,2	1,1	18,0
12	ТПС + биопрепарат	-	8,4	7,6	8,0	1,9	31,1
	НСР05	0,52	0,42	0,50	0,52

В среднем за 3 года при локальном внесении вермикомпоста из навоза крупного рогатого скота максимальный сбор томата получен при дозе 300 г/растение. При дальнейшем увеличении дозы вермикомпоста до 500 г в лунку урожайность томата была такой же, что и по предыдущей дозе (300 г/раст.).

В вариантах поверхностного внесения вермикомпоста 1 и 3 кг/м² прибавка урожая томата находилась на уровне 18 %. При локальном внесении в расчете 100 г удобрения на растение обеспечивалась урожайность 7,5 кг/м², что на 23 % превышало контроль.

Применение биопрепарата позволило получить достоверную прибавку урожая томата по отношению к контролю без удобрений. В среднем за 2 года (2002-2003 гг.) она составила 1,9 кг/м², или 31,1%.

Качество плодов томата оценивали по содержанию нитратов и витамина С в момент последнего их сбора. Результаты анализа в среднем за 3 года показывают, что в условиях защищенного грунта Якутии содержание нитратов в плодах томатов при увеличении дозы вермикомпоста из навоза КРС со 100 до 500 г на растение уменьшилось со 175 до 129 мг/кг (табл. 10). При поверхностном внесении этого вермикомпоста с ростом доз данная закономерность была выражена слабее.

При внесении вермикомпоста из птичьего помета отмечено уменьшение количества нитратов в плодах при 100 г/раст., в то время как с ростом дозы этот показатель повышался: при 200 г - до 147 мг/кг, 300 г - до 124 мг/кг.

Таблица 10

Влияние вермикомпоста из навоза крупного рогатого скота на качество плодов томата

Варианты опыта	Сухое вещество, %	Масса одного плода, г	Содержание нитратов (NO3), мг/кг	Содержание витамина С, мг %
Контроль -ТПС	4,9	100	133	22,3
ТПС + ВК 100 г/раст.	4,9	100	175	22,8
ТПС + ВК 300 г/раст.	4,7	92	152	21,3
ТПС + ВК 500 г/раст.	4,7	37	129	18,8

В целом следует отметить, что содержание нитратов в плодах томатов было невысоким, значительно меньше гигиенического норматива по данному показателю для закрытого грунта (300 мг/кг).

Количество витамина С в листьях при увеличении дозы локального внесения вермикомпоста из навоза КРС увеличивалось до 35 мг%, а в плодах - уменьшалось с 22,8 до 18,8 мг%. При поверхностном внесении вермикомпоста из навоза КРС количество витамина С было выше в вариантах высоких доз - 20,7мг%. Характерно, что листья томата оказались богаче витамином С по сравнению с плодами (30,2-36,5 мг%).

Таким образом, результаты исследований показали, что применение вермикомпостов при выращивании томата в защищенном грунте позволяет получать качественную продукцию с высоким содержанием витамина С, количество нитратов в плодах томата при этом не превышает 175 мг/кг сырой массы, что значительно ниже гигиенических нормативов, установленных для теплиц.

По результатам расчетов экономической эффективности, себестоимость 1 кг плодов томата при внесении вермикомпостов варьирует от 38 до 54 руб. Наиболее рациональным способом внесения вермиудобрений из навоза крупного рогатого скота был локальный, обеспечивающий снижение себестоимости овощной продукции по сравнению с поверхностным внесением на 11%. При локальном применении вермикомпостов под томат F₁ Верлиока эффективной была доза 100 г/растение, при которой себестоимость 1 кг плодов составила 38 руб.

ВЫВОДЫ

1. На основании результатов исследований установлено, что в Центральной Якутии эффективным способом подготовки и улучшения эколого-агрохимических свойств заготавливаемого в зимний период свежего промороженного навоза, характеризующегося большим количеством медленно разлагающихся растительных остатков и непригодного для прямого внесения под овощные культуры защищенного грунта, является метод вермикомпостирования. Из местных источников органического сырья для переработки с помощью дождевых червей пригоден навоз крупного рогатого скота, навоз якутской лошади и птичий помет.

2. Согласно полученным данным, в условиях зимнего вермикомпостирования в теплом помещении (при температуре +20…+-тирования в теплом помещении (при температуре +20-25____________________________________________25^оС) сроки переработки конского навоза можно сократить до 45-60 дней, в зависимости от количества биомассы дождевого червя красного калифорнийского гибрида. Выход вермикомпоста из свежего конского навоза составляет 50%, т. е. из 1 т навоза можно получить 500 кг вермиудобрения.

3. Вермикомпост из навоза якутской лошади характеризуется как ценное удобрение. В нем содержится 35% органического вещества, 1,6% общего азота, 0,2-0,4% фосфора (P₂O₅), 1,8% калия (К₂О) на сухую массу. Отношение С : N равно 11. Содержание тяжелых металлов невысокое - кадмия 0,1 мг/кг, свинца - 1,0, меди - 1,9, цинка -10,5 мг/кг, т.е. ниже ОДК для почв.

4. Применение вермикомпоста из навоза якутской лошади имеет большое экологическое значение для улучшения длительно используемых почвогрунтов теплиц в Центральной Якутии. Внесение вермикомпоста в грунт оптимизирует его физические свойства, уменьшая объемную массу с 0,99 до 0,8%, усиливает биологическую активность, повышая общее число микроорганизмов с 2,3 до 4,9 х 10⁶ КОЕ/г.

5. Вермикомпост из навоза якутской лошади в составе тепличного грунта оказывает положительное влияние на развитие рассады томата

F_I Верлиока. Хорошо развитая рассада формируется при внесении вермикомпоста в грунт в количестве 10-30%. При этом высота растения составлет 34-36 см, площадь листовой поверхности - 195-201 см².

6. Внесение ввермикомпоста на основе навоза якутской лошади в дозе 100 г/растение повышает урожайность тепличного томата с 5,7 до 6,2 кг/м², или на 8,8%. При локальном внесении возрастающих доз вермикомпоста от 100 до 500 г/раст. урожайность плодов томата увеличивается на уровне тенденции и при высоких дозах составляет 6,3-6,4 кг/м².

7. В условиях тепличного хозяйства эффективно применение вермикомпостов на основе навоза КРС и птичьего помета. При сравнении действия возрастающих доз этих удобрений оптимальной была доза 100 г под растение, обеспечивающая урожайность плодов томата соответственно 7,1 и 7,6 кг/м² с выходом ранней продукции 1,4 и 1,6 кг/м².

8. Внесение биопрепарата «Байкал ЭМ-1», по данным за 2002-2003 гг., достоверно повышало урожайность томата по сравнению с контролем, давая прибавку на уровне 31,1%.

9. Вермикомпосты из навоза КРС и птичьего помета при локальном внесении под томат F_I Верлиока способствовали получению экологически безопасной и биологически полноценной продукции с высоким содержанием витамина С (22,8 -25,6 мг % ) и низким содержанием нитратов (102-170 мг/кг). При этом содержание нитратов в плодах было значительно ниже гигиенических нормативов для защищенного грунта (300 мг/кг).

10. Экономические расчеты показали, что наиболее эффективным способом внесения вермикомпостов под томат F₁ Верлиока был локальный, обеспечивающий снижение себестоимости продукции на 11% по сравнению с поверхностным внесением. Эффективная доза вермиудобрений при локальном внесении составила 100 г/растение, себестоимость 1 кг плодов при которой не превышала 38 рублей.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

Одним из способов подготовки навоза, заготовляемого в Якутии в замороженном виде и являющегося при нарушении технологий утилизации загрязнителем окружающей среды, служит вермикомпостирование с использованием дождевого червя - красного калифорнийского гибрида. Для вермикомпостирования навоза якутской лошади при плотности посадки червей в субстрат в ложах 1000 особей на 1 м² требуется 45-60 дней, в результате чего образуется 500 кг ценного вермиудобрения в расчете на 1 т навоза.

Для формирования высококачественной здоровой рассады томата

F_I Верлиока целесообразно в составе рассадных грунтов использовать вермикомпост из навоза якутской лошади в количестве 10-30%.

Урожайность плодов томата в защищенном грунте на уровне 6,2-7,6 кг/м² достигается при локальном внесении вермикомпостов, получаемых на основе навоза якутской лошади, навоза крупного рогатого скота и птичьего помета. Оптимальная доза вермикомпостов составляет 100 г/растение.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Степанова Д.И. Влияние вермикомпоста на урожайность и качество овощных культур закрытого грунта / Д.И. Степанова, А.И. Степанов // Материалы международной научной конференции. Обеспечение высокой экономической эффективности и экологической безопасности приемов использования удобрений и других средств химизации в агротехнологиях. М.: Агроконсалт, 2003. С. 245.

2. Степанова Д.И. Применение вермикомпоста при выращивании томатов в закрытом грунте в условиях Центральной Якутии / Д.И. Степанова, А.И. Степанов // Материалы I-й международной конференции «Дождевые черви и плодородие почв». Владимир, 2002. С. 105.

3. Степанова Д.И. Применение вермикомпоста на овощах закрытом грунте в Якутии / Д.И. Степанова // Материалы конференции, 17-19 марта 2004, Владимир. Владимир, 2004. С. 191.

4. Степанова Д.И. Влияние вермикомпоста на формирование томата в условиях защищенного грунта в Центральной Якутии /Д.И. Степанова // Материалы научно-производственной конференции «Технология производства продукции - основа эффективного животноводства», посвященной 20-летию ЯГСХА. 17-18 ноября 2005 г. Якутск, 2005. С. 70.

5. Степанова Д.И. Об особенностях применения ЭМ-технологий / Д.И. Степанова // Материалы III международной научно-практической конференции. Наука в аграрном ВУЗе: инновации, проблемы и перспективы. Декабрь 2006. Якутск, 2007. С. 55.

6. Степанова Д.И. Опыт вермикомпостирования конского навоза в условиях Якутии / Д.И. Степанова //Аграрный вестник Урала, №1(43), 2008. С. 29.

Размещено на Allbest.ru