Получение нетрадиционного органического удобрения вермигумус НКТ и его экологическая оценка в условиях защищенного грунта (стр. 3 )

3.4. Выращивание рассады огурца в условиях защищенного грунта с использованием Вермигумуса НКТ

Эффективное использование удобрений в сельском хозяйстве является важным фактором в улучшении плодородия почв и в повышении урожайности культур в открытом и защищенном грунте. В Астраханской области выращиванием культур в условиях защищенного грунта занимается меньше десятка хозяйств. Однако ранняя овощная продукция, а также декоративные культуры востребованы у населения города. Большим спросом пользуются ранние огурцы. В условиях защищенного грунта растения требуют лучшего питания по сравнению с открытым грунтом. Как правило, на одной площади круглогодично выращивают несколько видов культур.

Известно, что огурец отличается быстрым темпом роста и развития. За относительно короткое время он способен формировать высокий урожай, что обусловлено соответствующим уровнем потребления питательных веществ из почвы. Обильные и частые поливы способствуют вымыванию питательных веществ из грунта. Для получения высоких урожаев огурца необходимо использование качественных органических удобрений. Поэтому актуальной проблемой является поиск экологически чистых органических удобрений, которые можно использовать в условиях защищенного грунта. Особое место среди последних занимают вермикомпосты, ценность которым придают гуминовые кислоты (от 5,6 до 17,6% на сухое вещество). Вермикомпост является основным продуктом переработки органических отходов с помощью дождевых червей. Диапазон значений рН вермикомпоста от - слабокислых до слабощелочных значений. Это способствует созданию в почве условий, повышающих устойчивость растений к болезням. При этом вермикомпост содержит биологически активные вещества, ускоряющие прорастание семян, а также улучшающие приживаемость рассады овощных культур после высадки ее в открытый грунт (Касатиков, Касатикова, 2002).

Описываемый этап работ был посвящен изучению влияния органического удобрения Вермигумус-НКТ на рост рассады огурца в условиях защищенного грунта.

Вермигумус-НКТ – органическое экологически чистое удобрение, полученное при вермикомпостировании навоза крупного рогатого скота. Опыты проводились в тепличном комплексе МУП г. Астрахани «Коммунстройсервис». При выращивании рассады были использованы смеси тепличного грунта с Вермигумусом-НКТ в следующих вариантах:

1.  Почва (контроль);

2.  Почва : Вермигумус-НКТ (9:1);

3.  Почва : Вермигумус-НКТ (4:1);

4.  Почва : Вермигумус-НКТ (2:1).

При добавлении 1 части Вермигумуса-НКТ к 9 частям почвы растения огурца сорта Криспина (n=50) через месяц после посева имели среднюю длину наземной части 200,0 ± 25,50 мм, что достоверно выше, чем у растений, выращиваемых без удобрения. При этом среднее количество листьев в опытной и контрольной группах существенно не отличалось.

При добавлении 1 части Вермигумуса-НКТ к 4 частям почвы у растений огурца сорта Криспина (n=50) достоверно увеличивалась средняя длина наземной части растений и уменьшалось среднее количество листьев.

Аналогичная картина наблюдалась и при добавлении 1 части Вермигумуса-НКТ к 2 частям почвы (табл. 8; рис.9, 10).

Установлено, что продолжительность рассадного периода растений огурца во всех вариантах опытов существенно не изменялась. Появление первого настоящего листа в опытных группах наступило на 2 дня раньше контрольной.

Таблица 8

Влияние различных почвенных смесей на рост огурца сорта Криспина

(1 месяц после посева)

№	Почвенная смесь	Средняя длина наземной части, мм	Среднее количество листьев, шт
1	Почва	130,0 ± 21,00	5,3 ± 0,12
2	Почва : вермигумус - (9:1)	200,0 ± 25,50*	5,0 ± 0,10
3	Почва : вермигумус - (4:1)	275,0 ± 24,32***	4,7 ± 0,18*
4	Почва : вермигумус - (2:1)	300,0 ± 16,00***	4,0 ± 0,20***

Рис. 9. Изменение средней длины наземной части рассады огурца сорта Криспина при добавлении Вермигумуса-НКТ, мм

Рис.10. Изменение среднего количества листьев у рассады огурца сорта Криспина при добавлении в почву Вермигумуса-НКТ, шт

Известна требовательность огурцов к пищевому режиму в связи с расположением корневой системы в верхнем слое почвы. Поэтому важно при выращивании огурцов, особенно в условиях защищенного грунта, вносить органические удобрения. Внесение удобрений, повышающих микробиологическую активность почвы, приводит к повышению питания огурцов углекислотой, выделяемой из почвы (благодаря стелющимся листьям огурцы используют углекислоту в большей мере, чем прочие растения) (Брызгалов, 1983).

Характерной особенностью закрытого грунта являются повышенная влажность воздуха и почвы, а также температура воздуха от +25 до +30°С, которые способствуют развитию и размножению патогенных грибов, бактерий и вирусов. Часто при культивировании растений огурца приходится проводить обработку от мучнистой росы, белой гнили, поражающих органы растения. Возбудители болезней растений сохраняются в почве.

При проведении опытов установлено, что огурцы, при посадке которых добавлялся Вермигумус-НКТ, проявили устойчивость к заболеваниям. Контрольные же растения оказались зараженными. Это позволяет сделать вывод, что Вермигумус-НКТ способен обеспечить защиту растений огурца в тепличных условиях от грибковых заболеваний.

Таким образом, при использовании Вермигумуса-НКТ сокращается продолжительность рассадного периода огурца. Кроме того, данное удобрение способно защитить выращиваемые в условиях защищенного грунта растения огурца от грибковых заболеваний.

3.5.Влияние Вермигумуса-НКТ на содержание тяжелых металлов в

растениях огурца

Нормирование тяжелых металлов в почве и растениях является весьма сложным из-за невозможности полного учета всех факторов природной среды (Черных, 1995; Черных, Ладонин, 1995; Перцовская и др., 1982; Обухов, 1992). Изменение только агрохимических свойств почвы (реакции среды, содержания гумуса, степени насыщенности основаниями, гранулометрического состава) может в несколько раз уменьшить или увеличить содержание тяжелых металлов в растениях (Аристархов, 2000; Байдина, 1994). Имеются противоречивые данные даже о фоновом содержании некоторых металлов. Приводимые исследователями результаты порой различаются в 5-10 раз.

В таблице 9 приведены официально утвержденные предельно допустимые концентрации (ПДК) и допустимые уровни их содержания по показателям вредности. В соответствии с принятой гигиенистами схеме нормирование тяжелых металлов в почвах подразделяется на транслокационное (переход элемента в растения), миграционное водное (переход в воду) и общесанитарное (влияние на самоочищающую способность почв и почвенный микробиоценоз).

Таблица 9

Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почвах и допустимые уровни их содержания по показателям вредности (по ГН 2.1.7.2041-06)

Наименование веществ	ПДК, мг/кг почвы с учетом фона	Показатели вредности
Транслокационный	Водный	Общесанитарный
Подвижные формы
Медь	3,0	3,5	72,0	3,0
Никель	4,0	6,7	14,0	4,0
Цинк	230	23,0	200,0	37,0
Кобальт	5,0	35,0	>1000	5,0
Хром	6,0	-	-	6,0
Валовое содержание
Марганец	1500,0	3500,0	1500,0	1500,0
Свинец	30,0	35,0	260,0	30,0
Ртуть	2,1	2,1	33,3	5,0

Гигиенические нормативы ГН 2.1.7.2042-06 «Ориентировочно допустимые концентрации (ОДК) химических веществ в почве», действующие в настоящее время в России, разработаны только для шести химических элементов: Zn, Cu, Ni, Cd, Pb и As. На сегодняшний день в России, на основании СанПиН 2.3.2.1078-01 и СанПиН 2.3.2.1280-03, в пищевых продуктах контролируется содержание только четырех химических загрязнителей: Pb, As, Cd и Hg. Допустимые уровни содержания олова и хрома регламентируются только в том случае, если исследуемые продукты производятся в сборной жестяной (Sn) или в хромированной (Cr) таре.

Валовое содержание является фактором емкости, отражающим, в первую очередь, потенциальную опасность загрязнения растительной продукции, инфильтрационных и поверхностных вод. Характеризует общую загрязненность почвы, но не отражает степени доступности элементов для растения. Для характеристики состояния почвенного питания растений используются только их подвижные формы.

Определение подвижных форм производят, используя различные экстрагенты: общее количество подвижной формы металла – применяя кислотную вытяжку (1н НСl). В ацетатно-аммонийный буфер переходит наиболее мобильная часть подвижных запасов тяжелых металлов в почве. Концентрация металлов в водной вытяжке показывает степень подвижности элементов в почве, являясь самой опасной и «агрессивной» фракцией. Поступление тяжелых металлов в растения зависит в большей степени от содержания подвижных форм, чем от содержания валовых форм тяжелых металлов в почве. Управляя конкретными почвенными параметрами, можно контролировать поведение тяжелых металлов в системе «почва - растение» (Цыганок, 1996; 2007).

Попытка классификации почв по содержанию тяжелых металлов была предпринята (1992) (табл.10). Большим недостатком нормирования является то обстоятельство, что в ПДК пока не учитывается совместный отрицательный эффект ТМ, хотя известно, что почвы загрязняют обычно не одним, а несколькими химическими элементами и что объединенное токсическое действие последних может быть выше, чем наиболее высокое индивидуальное.

Таблица 10

Классификация почв по содержанию и степени загрязнения подвижных

форм ТМ, мг/кг воздушно-сухой почвы (Обухов, 1992)

Градации	Pb	Cd	Zn	Cu	Ni	Co
Содержание
Очень низкое	<0,2	<0,02	<1	<0,2	<0,2	<0,1
Низкое	0,2-0,5	0,02-0,05	1-2	0,2-0,5	0,2-0,5	0,1-0,2
Среднее	0,5-1,5	0,05-0,10	2-5	0,5-2,0	0,5-1,5	0,2-0,5
Высокое	1,5-5,0	0,10-0,50	5-20	2,0-5,0	1,5-5,0	0,5-3,0
Загрязнение
Слабое (ПДК)	5-10	0,5-1,0	20-50	5-10	5-10	3-5
Среднее	10-50	1,0-3,0	50-100	10-50	10-50	5-25
Сильное	50-100	3,0-5,0	100-200	50-100	50-100	25-50
Очень сильное	>100	>5,0	>200	>100	>100	>50

Тепличная грунтосмесь в наших экспериментах характеризовалась высоким содержанием подвижных форм кадмия (0,30±0,005 мг/кг), кобальта (0,56±0,006 мг/кг), меди (2,96±0,002 мг/кг), средним содержанием подвижных форм никеля (,87±0,005 мг/кг), слабым загрязнением подвижными формами цинка (50,00±2,003 мг/кг) и свинца (6,11±0,003 мг/кг). Добавление к грунтосмеси Вермигумуса НКТ позволило снизить содержание подвижных форм тяжелых металлов пропорционально дозе вносимого удобрения (табл. 11).

Валовое содержание свинца в контрольной пробе грунтосмеси превышало ПДК более чем в 2 раза. Добавление Веримигумуса НКТ в соотношении 1 : 9 снизило данный показатель до 0,28 ПДК.

Таблица 11

Содержание тяжелых металлов в тепличных грунтосмесях, содержащих разное количество Вермигумуса-НКТ

Показатели качества	Фактическое значение результата анализа
Почва	Почва : вермигумус - (9:1)	Почва : вермигумус - (4:1)	Почва : вермигумус - (2:1)
Валовые формы тяжелых металлов, мг/кг:
Кадмий	0,12 ±0,005	0,12±0,002	0,14±0,002	0,12±0,002
Кобальт	5,10±0,002	3,20±0,003	3,10±0,002	3,00±0,090
Хром общий	25,00±1,002	8,10±0,005	8,70±0,004	8,00±0,800
Медь	30,9±1,002	13,40±1,200	14,90±1,005	1,50±0,120
Марганец	270,00±25,003	398,00±32,000	261,00±25,000	260,00±21,000
Никель	21,70±2,001	7,20±0,005	4,20±0,300	4,30±0,400
Свинец	66,90±3,020	8,50±0,006	8,20±,005	8,30±0,200
Цинк	161,20±21,000	87,40±2,001	62,00±2,003	63,00±3,000
ртуть	<0,01	<0,01	<0,01	<0,01
Подвижные формы тяжелых металлов, мг/кг:
Кадмий	0,30±0,005	0,05±0,005	0,05±0,005	0,05±0,005
Кобальт	0,56±0,006	0,05±0,002	0,01±0,001	0,02±0,002
Хром	3,60±0,003	2,90±0,001	3,10±0,020	3,00±0,001
Медь	2,96±0,002	0,75±0,005	0,68±0,006	0,68±0,002
Марганец	49,50±1,002	44,80±1,002	51,90±1,100	51,00±2,010
Никель	0,87±0,005	0,45±0,001	0,41±0,042	0,40±0,004
Свинец	6,11±0,003	0,45±0,002	0,59±0,250	0,58±0,005
Цинк	50,00±2,003	10,10±0,980	11,90±1,021	11,50±1,002
молибден	0,12±0,002	0,08±0,008	0,03±0,003	0,02±0,0002

Наземные части растений огурца содержали тяжелые металлы гораздо ниже нормативов, установленных МЗ СССР ГН 6229-91 и Госкомсанэпиднадзором РФ ГН 2.1.7.020-94 (табл. 12).

Таблица 12

Содержание тяжелых металлов в рассаде огурца

Показатели качества, мг/кг	Фактическое значение результата анализа
Почва	Почва : вермигумус - (9:1)	Почва : вермигумус - (4:1)	Почва : вермигумус - (2:1)
Свинец	0,001±0,0002	0,001±0,0006	0,001±0,0005	0,001±0,0005
Кадмий	0,006±0,0005	0,006±0,0002	0,004±0,0002	0,004±0,0002
Молибден	0,034±0,0020	0,038±0,0080	0,021±0,003	0,020±0,003
Хром	0,760±0,0200	0,147±0,0050	0,265±0,0400	0,260±0,0400
Никель	0,270±0,0100	0,168±0,0050	0,155±0,0300	0,150±0,0300
Цинк	1,080±0,0020	0,810±0,010	0,690±0,030	0,680±0,030
Медь	0,430±0,0200	0,240±0,2000	0,242±0,050	0,224±0,050

Удобрения как фактор, воздействующий на содержание тяжелых металлов в почве и растениях, вызвали интерес исследователей сравнительно недавно (Цыганок, 1999). Накопленные данные весьма противоречивы. Считается, что, с одной стороны тяжелые металлы поступают в почву в составе удобрений, загрязняя почву, растения и грунтовые воды, а с другой - удобрения, изменяя агрохимические свойства почвы, могут влиять на подвижность токсикантов в почве и их поступление в растения (Овчаренко, 1995). Имеются данные об особенностях накопления тяжелых металлов разными видами дикорастущих и культурных растений (Башмаков, 2002; Сика, 2002).

Считается, что большую опасность с точки зрения загрязнения среды тяжелыми металлами представляет использование в сельском хозяйстве компостов из городского мусора, бытовых и промышленных осадков сточных вод. С пестицидами и фунгицидами в пахотный слой почвы попадает сравнительно небольшое количество токсикантов, т. к. расход этих препаратов небольшой, и поэтому они не являются серьезным источником загрязнения почв (Controles de residus…, 1992; Hickey et al.,1994; Maliszewska, Werzbicha, 1978).

По мере минерализации органического вещества удобрений в почве катионы металлов переходят из него на почвенные коллоиды или свежевнесенное органическое вещество, и так как подвижность многовалентных катионов токсикантов небольшая, их концентрация постепенно возрастает (Алексеев, Аллилуева, 1988). Тяжелые металлы также могут переходить в легкоподвижную форму и становиться доступными для растений или мигрировать вниз по профилю почвы.

Считается, что наиболее чувствительным методом оценки загрязнения почв тяжелыми металлами является оценка содержания в почве подвижных форм этих соединений (Плеханова и др., 1995; Miller et al., 1995), так как именно эти формы в первую очередь попадают в растения и организм человека. Наиболее значимыми факторами, повышающими устойчивость почв к загрязнению тяжелыми металлами, является увеличение их поглотительной способности и рН за счет внесения мелиорантов органического и минерального происхождения (торф, лигнин, навоз, растительные компосты, известь, глина, цеолиты и др.) (Галактионова и др., 1993).

По данным Файзы (1993), на почвах, загрязненных солями тяжелых металлов, применение органических удобрений способствует уменьшению подвижности поллютантов в почвах и их поступлению в растения. И биологически активные органические удобрения (экскременты животных), и биологически инертные (торф и компосты) выступают как хорошие сорбенты катионов и анионов, повышают буферность почв.

Полученные нами данные вполне согласуются с представленными в литературе.

ВЫВОДЫ

Определены параметры рациональной технологии выращивания маточного стада дождевых червей в условиях лабораторного вермикультивирования, что позволило разработать технологию производства нетрадиционного органического экологически чистого удобрения Вермигумус НКТ. Оптимальные результаты культивирования ящичным методом достигаются при внесении маточной культуры червей в соответствии со средними значениями плотности посадки (8 тыс. шт./ м2 или 1,44 кг/ м2). Благоприятные для адаптации маточной культуры червей условия создаются при введении в состав почвогрунта вермигумуса, обусловливающего его пористую структуру и оптимальные химические свойства. Проведенная сертификация выявила качественные и количественные показатели вермикомпоста, полученного в условиях лабораторного вермикомпостирования отходов сельскохозяйственного производства. Подтверждено соответствие качества полученного органического удобрения разработанным техническим условиям ТУ . Выведены технологические линии дождевых червей, сохраняющие жизнеспособность при повышенных значениях температуры, что особенно важно при утилизации конкретных видов отходов сельскохозяйственного производства в условиях Юга России. Результаты проведенных исследований свидетельствуют о преимуществе полученного вермигумуса перед компостированным навозом крупного рогатого скота. Так в вермигумусе наблюдается увеличение доли сухого вещества, гуминовых веществ, общего азота, общего фосфора, общего калия. Следовательно, питательная ценность для растений у полученного вермигумуса существенно выше, чем у традиционно компостированного навоза крупного рогатого скота. Вермигумус НКТ имеет благоприятные агрофизические и агрохимические свойства, создавая оптимальные условия водно-воздушного и питательного режима для растений огурца в условиях защищенного грунта, у которых улучшаются морфологические признаки по сравнению с традиционно применяемыми тепличными грунтосмесями. Улучшение качества почвы в условиях защищенного грунта, загрязненной тяжелыми металлами, возможно при внесении в нее вермикомпоста Вермигумус НКТ. Эффект основан на закреплении тяжелых металлов органическим веществом вермикомпоста. Использование Вермигумуса НКТ в качестве мелиорирующего компонента при выращивании рассады способно существенно снизить подвижность кадмия, кобальта, хрома, меди, никеля, свинца, цинка, молибдена Внесение в почвосмеси защищенного грунта Вермигумуса НКТ приводит к дозозависимому снижению содержания молибдена, хрома, никеля, цинка, меди в наземных частях рассады огурца. При выращивании огурца в условиях защищенного грунта рекомендуется внесение Вермигумуса НКТ в грунтосмесь в соотношении 1 : 9, что улучшает условия водно-воздушного и питательного режима рассады огурца.

Практические рекомендации

Материалы исследований рекомендуется использовать специалистам сельскохозяйственного производства для получения растениеводческой
продукции в условиях защищенного грунта, соответствующей санитарно-гигиеническим нормативам.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

Бесчастнова, человеческой деятельности на распространение дождевых червей/ , В // Актуальные проблемы современных аграрных технологий: .Материалы российской научной конференции студентов и молодых ученых с международным участием: Астрахань, 2006.- С.3-4. Бесчастнова, О. С. Pheretima diffringens – адвентивный вид в условиях аридной полупустынной зоны / , , // Перспектива – 2006: Материалы Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых.- Нальчик, 2006.- С. 183-184. Лозовская, дождевых червей к питанию и переработка отходов сельскохозяйственного производства / , , // Эколого-биологические проблемы бассейна Каспийского моря: Материалы IX Международной научной конференции. Астрахань, 2006.- С. 10-13. Лозовская, получения и оценки технологических пород дождевых червей / , , // Заявка на изобретение № .-Приоритет от 01.01.2001. Лозовская, и оценка технологических пород дождевых червей / , , // Вестник Московского государственного областного университет. Серия: «Естественные науки».- 2006.- №6. С. 64-69. Бесчастнова, вермигумуса-НКТ при выращивании рассады огурца и декоративных культур в условиях защищенного грунта / , , // Актуальные проблемы современных аграрных технологий: Материалы Второй российской научной конференции студентов и молодых ученых с международным участием.- Астрахань, 2006.-С.5-6.

Тираж 100 экз. Подписано в печать 27.09.04. Заказ №

Издательство, адрес