На главную страницу>> Публикации Контакты

Влияние вермикультуры и биогумуса на плодородие почвы и развитие растений

Часть 1 Часть 2

Наша продукция

Для дачника

Для фермера

Предпринимателю

Вермикультивирование - новое направление сельскохозяйственной науки. Несмотря на важность роли дождевых червей в обеспечении почвенного плодородия, до 60-х годов нашего века проблема искуственного их разведения, получения биогумуса и использования биомассы не ставилась перед сельскохозяйственной практикой. Появление указанного направления вызвано неблагоприятными измененииями в окружающей среде, связанными с интенсификацией производства в сельском хозяйстве и промышленности. Так, при создании крупных промышленных комплексов по производству мяса возникла проблема утилизации навозных стоков, которые являются источником загрязнения окружающей среды. Растущие города дают массу бытовых отходов, состоящих большей частью из органических веществ и так называемого канализационного ила, получаемого из отстойников городских сточных вод. Вокруг лесоперерабатывающих комплексов скапливается много опилок. Существуют и другие производства, являющиеся местами образования органических отходов, при наличии которых ухудшается качество почвы, воды и пищи.

В процессе переваривания органического вещества в кишечнике червей формируются гумусовые вещества, в том числе высокомолекулярные органические кислоты. Концентрация их в копролитах червей, питающихся навозом, в несколько раз выше, чем в исходном субстрате. Степень переработки дождевыми червями растительных остатков более высокая по сравнению с другими сапрофагами. У них не только образуются, но и полимеризуются низкомолекулярные соединения типа гуминовых кислот. Наличие этих кислот является признаком зрелых стадий гумификации.

При переработке дождевыми червями 1 т навоза в пересчете на сухое вещество получается 600 кг сухого удобрения с содержанием органического вещества 25-40% и более. В этом удобрении содержится около 1% азота, столько же фосфора и калия, а также многие необходимые растениям микроэлементы. Остальные 400 кг органических веществ уходят на обеспечение процессов дыхания. Дождевые черви поразительно быстро перерабатывают органическую массу, преобразовывая ее в гумуссодержащие частицы, "сдобренные" физиологически активными веществами - продуктами жизнедеятельности червей. Навоз перерабатывается ими в 2 раза быстрее, чем только бактериями.

На плодородии почвы очень благоприятно сказывается и чисто "физическая" работа дождевых червей. С неутомимой энергией они прорывают в ней миниатюрные каналы и галереи, образующие разветвленную дренажную и вентиляционную систему в слое около 30 см. По ним дождевая вода быстро проникает в подпочву, растворяя и увлекая за собой копролиты дождевых червей, содержащие все необходимые для роста и развития растений вещества. Наличие этих каналов способствует также процессу разветвления корней, проникновению их в более глубокие слои и в конечном счете - повышению почвенного плодородия.

В пахотных почвах, занятых травами или культурами, выращиваемыми на зеленое удобрение, количество ходов дождевых червей достигает 1000 на 1 м кв., а на полях с более частой обработкой почвы только 100…300 ходов на 1 м кв.

Ходы червей в почве идут в разных направлениях и под любым углом к горизонту. Стенки их пропитаны высохшими слизистыми выделениями этих животных, что придает им большую прочность по сравнению со случайными трещинами в почве. Дренаж почвы через ходы дождевых червей является одним из факторов повышения ее плодородия. Невентилируемые, недренируемые почвы, которые сельские жители называют мертвыми, лишены дождевых червей и агрономически очень низкого качества. Разумеется, не отсутствие червей делает их таковыми. Наоборот, червей там нет в связи с физико-химическими особенностями почвы.

В степных, засушливых районах, где растениям приходится добывать влагу с больших глубин, корни достигают водоносных слоев также с помощью ходов дождевых червей.

По наличию дождевых червей в почве, их состоянию и активности легко определить степень ее плодородия. Если при вскапывании земли лопатой в ней обнаруживаются черви ярко-красного цвета в большом количестве, активные и крупные, это верный признак того, что почва высокоплодородна и можно рассчитывать на высокий урожай. Если же червей в почве мало, надо принимать срочные меры по внесению навоза и других органических удобрений в почву.

По сравнению с традиционным компостированием переработка органических веществ червями позволяет повысить коэффициент гумификации органического вещества в 1.5 - 2 раза. Полученный биогумус содержит биологически активные вещества, в присутствии которых ускоряются прорастание семян, приживание рассады, повышается устойчивость растений к заболеваниям. Внесение в почву биогумуса исключает перенасыщение ее отдельными видами питательных элементов, как это часто случается при внесении высоких доз навоза и обычных компостов, полегание посевов и другие отрицательные последствия. Биогумус, наконец, "омолаживает" почву. По данным американских специалистов, даже истощенные, холодные, "мертвые" почвы можно привести в плодородное состояние путем систематического внесения биогумуса в течение 4 лет из расчета 3 т/га. При удобрении почвы биогумусом выращенная продукция практически не содержит нитратов и тяжелых металлов.

В вермикомопосте по сравнению с исходным органически субстратом увеличивается численность агрономически полезных микроорганизмов: аммонифицирующих, нитрифицирующих, и целлюлозоразрушающих.

В кишечнике червей происходит массовое размножение некоторых групп микрофлоры. Состав микрофлоры в кишечнике разных видов зависит от состава пищи. У видов, питающихся слоборазложившимися растительными остатками, преобладают флюоресцирующие бактерии. В дальнейшем ходе естественной сукцессии микроорганизмов в растительных остатках увеличивается количество споровых форм и актиномицетов. Вследствие этого в копролитах червей стимулируются минерализация органики и размножение почвенных грибов. Так, в копролитах плотность пенициллума выше, чем в окружающей почве.

Уровень микробиологической активности зависит от численности дождевых червей.

Анализ микробиологических свойств готового вермикомпоста, приготовленного из отходов производства шампиньонов, показал, что это - продукт с достаточно стабильным микробным сообществом. При естественной влажности (около 74%) он характеризуется определенной пропорцией микробной биомассы: 63 - 71% - грибной мицелии; 21-28% споры грибов и дрожжеподобные организмы; 5,6-6,7% бактерии; 2,3-3,2% - мицелий актиномицетов. В отличие от исходного субстрата и навоза в вермикомпосте снижается доля грибного мицелия, но возрастает доля функционально активного мицелия актиномицетов; в группе бактерий доминируют представители актиномицетной линии; среди грибов преобладают активные целлюлозоразрушающие виды, которые не токсичны и не патогенны для растений, а напротив обладают антагонистическим эффектом по отношению к фитопатогенным микроорганизмам.

Поскольку в обрабатываемых почвах жизнедеятельность дождевых червей подавлена, трудно установить степень их влияния на биологическую активность почв. С внесением вермикомпоста в почву напряженность биологических процессов изменяется. Так, внесение в серую лесную почву северной Лесостепи Украины вермикомпоста (3 т/га) и навоза (15 т/га) при выращивании томатов способствовало увеличению численности микроорганизмов, которые утилизируют минеральный азот. Коэффициент минерализации азота во всех вариантах применения вермикомпоста и навоза находился в пределах от 1,4 до 1,8, тогда как в варианте внесения одних минеральных удобрений он составил 2,58. Более низкий коэффициент указывает на сбалансированность в почве деструкционных и иммобилизационных процессов. Дальнейшими исследованиями установлено, что содержание свободноживущих азотофиксаторов возрастало при внесении биогумуса и превышало контрольное на 24…30%.

Численность микроорганизмов рода Нокардиа, участвующих в разложении гумусовых соединений, в вариантах применения биогумуса (3 т/га) была в 1,3 раза меньше по сравнению с контрольной. Однако при внесении 25 т/га навоза этот показатель был выше в 1,9 раза. Численность сапрофитных грибов в вариантах применения биогумуса была в 1,2…2 раза выше, чем в других вариантах опыта.

Использование вермикультуры для избыточно активного ила с очистных сооружений ТПО "Тольяттиазот" показало, что при этом существенно изменяется биологическая активность удобряемой почвы. Внесение его в дозах 2; 5,5 и 10 т/га способствовало увеличению численности актиномицетов в 2-3 раза, бактерий в 1,5…3 раза в сравнении с контролем. Под влиянием вермикомпоста увеличилась целлюлозоразлагающая способность почвы. Не отмечено существенное влияние вермикомпоста на азотфиксирующую способность почвы.

Подобные результаты положительного влияния вермикомпоста на активность почвенной микрофлоры получены в полевых опытах, проводимых на дерново-подзолистой супесчаной почве опытного поля во Владимирской области. Численность целлюлозоразлагающих микроорганизмов, осуществляющих первую стадию гумификации органического вещества, возрастала в 1,6…2 раза. Степень разложения ткани в вариантах внесения вермикомпоста была в 2,1 раза выше контрольной. Последействие вермикомпоста на биологическую активность почвы более продолжительное нежели навоза.

Четырехлетний опыт изучения влияния биогумуса (1,5-3 т/га) на микробиологическую активность черноземной почвы при выращивании кукурузы был проведен в Дебреценском аграрном университете под руководством проф. Хелмеци Белажа (Венгрия). По его результатам, с применением биогумуса увеличивалась численность наиболее важных физиологических групп микроорганизмов (общее количество бактерий, аммонифицирующих, нитрифицирующих, целлюлозоразлагающих). Наиболее заметное увеличение, за исключением нитрифицирующих бактерий, наблюдалось при внесении 3 т/га биогумуса.

С внесением вермикомпоста изменяется и ферментативная активность почвы, так как почвенные ферменты являются биологическими катализаторами превращений органического вещества почвы. Каждому виду ферментативной активности в почве соответствует определенный оптимум рН. Поскольку получаемый вермикомпост в большинстве случаев имеет рН в пределах от 6,8 до 7,2, то при его внесении создаются благоприятные условия для развития уреаз, протеаз, дегидрогеназ, полифенолксидаз и каталаз, оптимальная активность которых наступает при рН от 6,3 до 7,2.

Для исследования были выбраны два фермента: фосфатаза и целлюлаза. Указанные ферменты определялись в образцах биогумуса, полученного с помощью Eisenia Foetida из различных субстратов: навоза крупного рогатого скота, птичьего помета, свиного навоза и растительных остатков. Параллельно были проведены анализы 20 проб торфа, перегноя, черноземных и черных лесных почв.

Предварительные данные о зависимости ферментативной активности от рН среды свидетельствуют о том, что в биогумусе для обоих ферментов характерен ее максимум в диапазоне рН от 4 до 5. Поэтому активность ферментов во всех пробах определяли при рН 4,5. В партиях биогумуса, отличающихся качеством исходных субстратов, активность фосфатазы и целлюлазы различается незначительно. В то же время активность обоих ферментов в биогумусе была всегда выше, чем в почвенных образцах. В отдельных случаях - для нескольких проб черноземов - это превышение составляло 20…30%, но, как правило, оно было 2-10 кратным. В серых лесных почвах при внесении биогумуса под томаты наблюдалась повышенная активность всего комплекса протеолитических ферментов, высокая пероксидаз и низкая полифенлоксидаз, что свидетельствует об активности процессов новообразования гумусовых соединений.

Важной характеристикой вермикомпоста как экологически чистого удобрения является его макро- и микроэлементный состав, а на него оказывает прямое влияние химических состав исходного органического субстрата.

Вермикомпост, полученный из навоза крупного рогатого скота характеризовался увеличенным содержанием золы (с 14 до 18…25%), азота, фосфора, кальция, магния, меди и цинка. В вермикомпосте, полученном после переработки навоза крупного рогатого скота, отмечено наиболее высокое содержание Mn (94…148 мг/кг) и Fe (74…195 мг/кг), меньшее Zn, S, B, а количество Со и Cu не превышало 1 мг/кг.

Сравнительная оценка агрохимических свойств навоза КРС и вермикомпоста выполнена в НИИ плодовых культур России.

Проведенные исследования показали, что вермикомпост по валовому содержанию питательных веществ превосходит другие виды органических удобрений.

Отношение C:N в вермикомпосте зависело от его фракционного состава и изменялось от 7,3 до 20,6, что обеспечивало высокую активность биологических процессов в почве.

Под влиянием вермикомпоста улучшаются питательный и азотный режимы, возрастает содержание в почве подвижных форм фосфора и обменных форм калия, стимулируются прорастание семян, развитие сельскохозяйственных и декоративных растений.

На главную страницу>> Публикации Контакты