Оптимизация использования биогумуса в экологическом огородничестве (на примере томатов)
Изучено влияние биогумуса на различные показатели томатов, выращенных в
открытом грунте на серых лесных почвах на садово-огородном участке Пензенской
области. Доказано положительное влияние биогумуса на агрохимические свойства
почв, качество и урожай сельскохозяйственной продукции. Исследование проводили
на детерминантных и индетер- минантных столовых, технических и зимних сортах
томатов. Исследовали: морфологиче-ские показатели (длина первого листа, толщина
стебля, высота куста), показатели продуктивности (средняя масса плода,
количество пригодных плодов, максимальная масса плода, урожай с куста),
засухоустойчивость по скорости увядания (скручивания) листьев на верхушке
куста, для зимних сортов лежкость по доле не подвергшихся гниению плодов. Установлено,
что среднее влияние вермикомпоста на увеличение морфологических показателей по
всем сортам составило 54,1 %, на увеличение продуктивности — 76,9 %. Выявлено
достоверное влияние биогумуса на засухоустойчивость и лежкость плодов томатов.
Прирост урожайности при внесении 0,5 л вермикомпоста на куст составил в среднем
34,5 %.
Л. М. Хурнова, канд. биол. наук, доцент ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства», т. 89273883884, e-mail: hifata@yandex.ru. О. Н. Федосеев, канд. биол. наук, доцент ГАПОУ ПО «Пензенский агропромышленный колледж», т. 89042665627, e-mail: Olegf1962@mail.ru
Ключевые слова: томаты; вермикомпост; продуктивность; огород, биогумус.
Введение
Экологическое сельское хозяйство активно развивается в мире и в России.
Рынок экологическо-чистой продукции гарантирует потребителю более высокое
качество потребляемых товаров, что обусловлено поддержанием оптимального
гумусового состояния при интенсивном земледелии [2].
Одной из серьезных биоэкологических проблем является проблема дегумификации
— уменьшение содержания гумуса в почве. Использование биогумуса, органического
удобрения, содержащего все необходимые растениям элементы, позволяет решить
данную проблему.
Применение биогумуса улучшает агрохимические свойства почв, повышает качество
и урожай сельскохозяйственной продукции. Биогумус содержит большое количество
(до 32 % на сухой вес) гуминовых веществ — гуминовых кислот, фульвокис- лот и
гумина, — что придает органическому удобрению высокие агрохимические и ро-
стстимулируюшие показатели [8-11]. Все питательные вещества находятся в нем в
сбалансированном сочетании и в виде биодоступных для растений соединений [3,
7].
Особенно это актуально при ведении садово-огородного хозяйства, так как в условиях
дефицита земли на дачном участке агрокультура зачастую не позволяет исполь
зовать севооборот и некоторые другие приемы, поддерживающие плодородие черноземных
и серых лесных почв, а использование минеральных удобрений ухудшает
экологическую составляющую продукции. Большую перспективу в этом случае представляет
использование вермикомпоста (биогумуса).
Согласно обзору Шоя [18] в большинстве работ, посвященных влиянию биогумуса
на рост растений, отражалось его положительное влияние, в том числе, на колонизацию
микоризы в корнях зернового сорго, что придавало им устойчивость к воздействию
почвенных патогенов, поскольку гриб способствует синтезу защитных веществ в
растительных клетках [17]. В некоторых работах группы К. Эдвардса [16]
отмечалось отрицательное влияние повышенного содержания биогумуса на рост ряда
сельскохозяйственных культур [19]. В работе нами получено положительное влияние
на урожайность томатов [12], однако исследовались только показатели массы
плодов, так как год исследования (2010) был исключительно засушливым.
Целью настоящей работы является изучение влияния биогумуса (вермикомпо- ста)
как корневой подкормки на рост и продуктивность томатов открытого возделывания
на серых лесных почвах.
44
Сельскохозяйственные науки
Сорт Цвет плода технической спелости
Назначение Характер
роста
Созревание Средний вес плодов, г
Розовый крупный
Розовый
Столовый
Индетерминантный Среднеранний
250
Золотые
купола
Желтый
Столовый
Индетерминантный
Среднеранний
300
Султан
Красный
Столовый
Детермминантный
Среднеранний
300
Хурма Оранжевый
Столовый
Детермминантный
Средний
200
Черный
принц
Фиолетовый
Столовый
Детермминантный Поздний
200
Ляляфа
Красный
Технический Детермминантный Средний
150
Новогодние
Зеленый
Столовый Детермминантный
Поздние
150
Методы и материалы
Материал был получен при выращивании томатов на садово-огородном участке
Пензенской области в 2015-2016 гг. Товарищество «Строитель» расположено с южной
стороны федеральной трассы Москва- Челябинск, рядом с пос. Чемодановка Пензенской
области на серых лесных почвах [1]. Для эксперимента использовались семь
распространенных сортов, рассада выращена в домашних условиях. Характеристику
сортов см. в таблице.
Исследовались следующие показатели.
Морфологические:
—
Длина первого листа, выросшего после высадки, см.
—
Толщина стебля в основании на момент 1 августа, мм.
—
Высота куста на момент 1 августа, см.
Для анализа продуктивности использовались следующие критерии:
—
Средняя масса плода одной кисти, г.
—
Количество технически пригодных плодов, шт.
—
Максимальная масса плодов, г.
—
Урожай с куста, кг.
Для анализа засухоустойчивости контролировали скорость увядания (скручивания)
листьев на верхушке куста на следующий день после вечернего полива, час.
Для анализа лежкости (для зимнего сорта) использовался критерий — доля не
подвергшихся гниению плодов на момент 20 декабря, %.
Количество растений в опыте и контроле составило по четыре экземпляра
каждого сорта на каждый градиент внесения верми- компоста. Использовалось
четыре варианта опыта: контроль (вермикомпоста нет), одинарное внесение — 0,25
л под куст, внесение двойного объема — 0,5 л и тройного объема — 0, 75 л под
куст. Вермикомпост был произведен в Пензенском филиале ОЧУ ВО «Академия МНЭПУ»
ящичным способом вермикультурой «Старатель» при переработке ферментированного
навоза КРС [14].
Пасынкование не проводилось по причине экстремальных положительных температур
[15]. Полив осуществлялся лейкой в количестве 2 л/куст вечером через два
дня в течение почти всего периода выращивания.
Взвешивание томатов производилось весами торговыми настольными AD-5. Класс
точности по ГОСТ — средний.
При обработке материала использовались рекомендации авторов [5, 6], Федосеева
[13].
Результаты
При анализе показателей, характеризующих рост растений томатов на почвах
открытого возделывания, выявлено следующее.
Длина первого листа. Однократное внесение вермикомпоста в объеме 0,25 л под
куст вызывает максимальное увеличение данного показателя. Внесение двойного
объема, по сравнению с одинарным, не стимулирует такого резкого увеличения.
Увеличение длины листа происходит равномерно, примерно на 7 % от предыдущей
градации. В некоторых случаях при внесении третьей градации (сорта Золотые купола
и Хурма) даже наблюдалось незначительное снижение длины листа.
Толщина стебля в основании. При сравнении с контролем во всех градациях
наблюдалось увеличение толщины стебля в основании. В отличие от предыдущего
показателя разница между внесением 0,25 и 0,5 л вермикомпоста под куст большого
отличия в результатах не дает.
Высота куста. При сравнении с контролем все градации вермикомпоста
уве-личивали высоту. В зависимости от количества вермикомпоста высота растений
изменялась почти прямо пропорционально. Незначительное снижение темпа роста показателя
наблюдается только в третьей градации, где использовалась подкормка 0,75
л/куст. Явно заметно отличие высоты куста у индетерминантного сорта (Розовый
крупный) от детерминантных — все осталь-ные. Увеличение высоты стебля составило
примерно 5 % от предыдущей высоты на каждую следующую градацию.
Прибавка средней массы плода у выбранных сортов томатов в зависимости от градации
вермикомпоста представлена на рисунке 1.
Нива
Поволжья
№ 1 (50) февраль
2019
45
Максимально реагируют на внесение вер- микомпоста сорта Розовый крупный, Черный
принц и Новогодние, гораздо хуже — Золотые купола и Султан. Это связано с тем,
что сорта Золотые купола и Султан сами по себе являются крупноплодными. В
среднем прибавка массы крупных плодов составила: 19,9 % при внесении 0,25 л
вермикомпоста под куст, 31,6 % при внесении 0,5 л и 38,4 % при 0,75 л/куст.
Изменился и такой показатель, как вариация массы крупных плодов (рис. 2).
Это является положительным эффектом, так как свидетельствует о том, что
растущие
плоды набирают максимально возможную массу, характерную для данного сорта.
Анализ среднего общего урожая с куста и среднего количества технически
пригодных плодов позволяет отметить следующее:
-при внесении вермикомпоста увеличиваются оба показателя (табл. 1);
— максимальное увеличение количества плодов по сравнению с контролем показали
сорт Ляляфа (на 14 шт.) и Розовый крупный (на 4,4 шт.);
-минимальное увеличение оказалось у крупноплодных — Золотые купола (на 2,42
^Розовый крупный “ Золотые
купола ““ “ Султан
“
Хурма
Черный
принц
Ляляфа
“ Новогодние
Рис. 1. Прибавка средней массы крупных плодов томатов на растениях в
зависимости от градации вермикомпоста (в % от контроля)
о
12
10
8
6
4
2
0
Контроль
Гр1
Гр2 Гр3
Рис. 2. Изменение вариации средней массы самых крупных плодов в зависимости
от количества внесенного биогумуса
шт.) и Султан (на 2 шт.). Это связано с тем, что сорта Ляляфа и Розовый
крупный являются самыми урожайными из находящихся на испытании;
— Золотые купола и Султан дают наименьший урожай по количеству, но плоды у
них самые крупные.
В относительном выражении увеличение количества плодов распределилось
следующим образом. Наиболее ярко отреагировал на внесение вермикомпоста сорт
Ляляфа. Он из всех изучаемых сортов является самым мелкоплодным. Также хорошую
реакцию показали крупноплодные сорта Золотые купола и Султан (соответственно
55,9 % и 53,3 %). В среднем по-вышение количества плодов при внесении
различного количества вермикомпоста составило: при внесении 0,25 л/куст — 26,1
%; 0,5 л/куст — 37,3 %; 0,75 л/куст — 51,8 % по сравнению с контролем.
Значительно выросла средняя общая урожайность с куста. По абсолютным показателям
рекордсменом оказался Розовый крупный. Прибавка средней биомассы плодов у него
составила 2,52 кг при внесении вермикомпоста 0,75 л/куст. Второе место занимает
сорт Ляляфа — 1,77 кг с куста.
Наименьшие показатели оказались у сорта Черный принц — 1,05 кг. Прибавка
урожайности у остальных сортов находятся в пределах 1,3-1,4 кг.
Таблица 1
Средние показатели урожайности томатов
Сорт Средняя биомасса плодов томатов, кг
Контроль Градации
биогумуса
1
2 3
Розовый
крупный
11,25±0,75
14,00±0,40
15,33±0,33 15,66±0,33
3,25±0,35
5,35±0,15
5,73±0,08
5,77±0,14
Золотые
купола
4,33±0,33
6,00±0,57
6,33±0,33
6,75±0,47
2,30±0,11
2,90±0,32
3,43±0,27 3,58±0,13
Султан
3,75±0,48
5,00±0,40
5,25±0,48
5,75±0,48
2,17±0,15
2,98±0,18
3,20±0,12
3,45±0,10
Хурма 12,00±0,57
14,50±0,28
16,00±0,41 17,50±1,04
2,70±0,05
3,52±0,20
3,93±0,09
4,10±0,14
Черный
принц
5,00±0,40
5,75±0,48
6,00±0,57
7,25±0,48
1,58±0,14
2,08±0,08
2,30±0,10 2,63±0,09
Ляляфа
20,33±1,45
26,75±1,03
30,00±0,57 34,25±2,17
3,23±0,14
3,73±0,05
4,03±0,08
5,00±0,28
Ново
годние
9,66±0,33
11,5±0,64
13,33±0,33 15,00±0,70
1,47±0,20
2,18±0,13
2,43±0,03
2,78±0,10
Примечание: в числителе — среднее количество технически пригодных плодов,
шт., в знаменателе — средний урожай с куста,
кг.
Наибольшую относительную прибавку урожайности, по сравнению с контролем
показал сорт Новогодние (89,1 %). На втором месте стоит Розовый крупный (77,5
%). Наименьшие показатели у сорта Хурма
(51,8 %). Похожие результаты были получены Бекеновой У. С. и др. [4].
По реакции растений на количество вермикомпоста выделяются сорта Ляляфа и
Розовый крупный. Так, резкое увеличение урожайности у сорта Ляляфа последовало
только при внесении вермикомпоста до 0,75 л/куст. Остальные сорта реагировали
на повышение содержания верми- компоста равномерно и увеличение их урожайности
прямо пропорционально его количеству.
В результате можно сделать вывод, что увеличение средней урожайности составляет:
0,25 л/куст — 36,2 %; 0,5 л/куст — 50,5 %; 0,75 л/куст — 64,9 %.
Необходимо заметить, что урожайность на открытых участках при обычных условиях
выращивания всегда ниже, чем на закрытых участках. Полученные экспериментальные
данные позволяют сделать вывод, что при использовании вермикомпоста в объеме
0,75 л/куст можно приблизить общую урожайность томатов на незакрытых площадках
к урожайности в теплицах.
Испытания на лежкость проводили на сорте Новогодние. Те плоды, которые использовались
в пищу раньше (до декабря), считались долежавшими. Явной зависимости лежкости
от количества внесенного вермикомпоста в период выращивания не обнаружено. Ясно
только, что наличие вермикомпоста незначительно повышает лежкость плодов
(примерно на 10 %).
Эффективность фактора внесения вермикомпоста оценивали по типу
одно-факторного дисперсионного комплекса [6].
Морфологические показатели. Эффективность фактора внесения вермикомпоста на
длину листа составила от 15 до 79 % от общей суммы влияния факторов. Влияние на
толщину стебля составило от 16 до
83 %. Влияние на
высоту стебля от 25 до 86 %.
Эффективность фактора внесения вер- микомпоста на засухоустойчивость составила
от 61 до 90 % от общей суммы влияния факторов. Увеличение среднего времени
начала скручивания листьев на следующий день после полива для всех сортов
составляло примерно 1-1,5 часа, температура поверхности почвы при этом достигала
40 °С.
Эффективность фактора внесения вер- микомпоста на показатель урожайности
(средняя масса плода) составила от 74 до
84 %.
Эффективность фактора внесения вермикомпоста на количество технически
пригодных плодов составила от 46 до 82 %
Нива
Поволжья
№ 1 (50) февраль
2019
47
от общей суммы влияния факторов для различных сортов.
Эффективность фактора внесения вермикомпоста на средний урожай с куста составила
от 71 до 89 %.
В целом для всех сортов, задействованных в эксперименте, влияние внесения
биогумуса составило следующие значения (табл. 2).
По морфологическим показателям наиболее восприимчивы к подкормке биогумусом
низкорослые среднеплодные детерми- нантные сорта, в середине стоят детерми-
нантные крупноплодные сорта, а наименее восприимчивы — индетерминантные сорта.
Среднее влияние биогумуса на увеличение морфологических показателей по всем
сортам составило 54,1±6,3 % от общего влияния всех факторов в эксперименте.
Относительный прирост морфологических показателей по сравнению с контролем при
внесении 0,5 л биогумуса на куст составил от 17,2 до 32,1 %, в среднем — 19,9
%.
Таблица 2
Интегрированные показатели эффективности внесения биогумуса на рост и
продуктивность томатов, %
Сорт Размах
влияния
Среднее
влияние
Относительный прирост по группе показателей по сравнению с контролем
Морфологический признак
Розовый
крупный
25-55 37,6 20,2
Золотые
купола 47-83
59,3 21,1
Султан 15-58
42,0 12,3
Хурма 16-43
33,3 14,1
Черный
принц 56-79
67,3 22,3
Ляляфа
46-75 62,0 17,2
Ново
годние 66-86
77,3 32,1
Урожайность
Розовый
крупный
77-96 85,8 41,1
Золотые
купола 62-84
70,3 33,3
Султан 46-79
69,0 29,2
Хурма 68-82
75,8 30,6
Черный
принц 53-86
75,0 20,6
Ляляфа
77-88 82,3 45,1
Ново
годние 74-84 80,0
41,6
По урожайности внесение биогумуса оказало наименьшее влияние на крупноплодные
детерминантные сорта, а наибольшее — на индетерминантные и среднеплодные
детерминантные сорта. Среднее влияние биогумуса на увеличение продуктивности по
всем сортам составило 76,9±2,3 % от общего влияния всех факторов в
эксперименте. Относительный прирост урожайности и качества плодов по сравнению
с контролем при внесении 0,5 л биогумуса на куст составил от 29,2 до 45,1 %, в
среднем 34,5 %.
Заключение
- В большинстве
случаев в результате внесения вермикомпоста при посадке рассады томатов
наблюдались достоверные увеличения морфологических показателей и
продуктивности растений. - Внесение
вермикомпоста в объеме 0,25 л на куст резко повышает продуктивность
томатов, значительных отличий продуктивности при внесении вермикомпоста в
объеме 0,75 л/куст по сравнению с 0,5 л/куст не обнаружено. Рекомендуется
использовать подкормку в объеме 0,5 л/куст. - Средние
показатели массы плодов зависят от количества внесенного верми- компоста
прямо пропорционально. - При
использовании вермикомпоста для подкормки томатов наблюдается выравнивание
плодов по массе. - По
морфологическим показателям наиболее восприимчивы к подкормке вер-
микомпостом низкорослые среднеплодные детерминантные сорта, в середине
стоят детерминантные крупноплодные сорта, а наименее восприимчивы —
индетерминантные сорта. Среднее влияние вермикомпоста на увеличение
морфологических показателей по всем сортам составило 54,1 % от общего
влияния всех факторов. Относительный прирост морфологических показателей
при внесении 0,5 л вермикомпоста на куст составил в среднем — 19,9 %. - По
урожайности внесение вермиком- поста оказало наименьшее влияние на
крупноплодные детерминантные сорта, а наибольшее — на индетерминантные и
среднеплодные детерминантные сорта. Среднее влияние на увеличение продуктивности
составило 76,9 % от общего влияния всех факторов. Прирост урожайности и
качества плодов при внесении 0,5 л вермикомпоста на куст составил в среднем
34,5 %. - Влияние
внесения вермикомпоста на засухоустойчивость оказалось достоверно.
Увеличение среднего времени начала скручивания листьев — 11,9 % от
контроля. - Лежкость
зимних сортов томатов при использовании вермикомпоста повышается на 60 %.
Литература
- Атлас почв
Российской Федерации: электронная версия Национального атласа почв Российской
Федерации [Электронный ресурс]. URL: http://www. soilatlas. ru (дата
обращения 01.10.2018) Безуглова, О. С. Влияние на почвенное плодородие
гуминовых удобрений и препаратов /О. С. Безуглова, Е. А.
Полиенко // Живые и биокосные системы. Вып. 18: Научное электронное
периодическое издание Южного федерального университета. URL:http://www. jbks. ru/archive/ is-
sue-18/article-1 (дата обращения 10.10.2018). - Битюцкий,
Н. П. Роль дождевых червей в минерализации органических соединений азота в
почве / Н. П. Битюцкий, И. Н. Лапшина // Почвоведение. — 2002. — № 10. —
С.45-46. - Бекенова,
У. С. Изучение влияние доз биогумуса на рост и развитие, урожайность
сельскохозяйственных культур в лабораторных и полевых условиях / У. С.
Бекенова, Ж. Ш. Жумадилова // Молодой ученый. — 2017. — № 46 (180). —
С.106-108. - Cравнительная
оценка сортов и гибридов овощных культур в защищенном грунте / Н. А.
Колпаков, Н. Н. Чернышева, М. И. Федорова, Е. В. Буркова // Вестник
Алтайского государственного аграрного университета. — 2015. — № 12 (134).
— C. 6-11. - Плохинский,
Н. А. Биометрия / Н. А. Плохинский. — Москва: МГУ, 1970. — 367 с. - Малай,
С. А. Дождевые черви для высокого урожая, или золото под ногами / С. А.
Малай. — Москва: Колос, 2011. -7 с. - Мерзлая,
Г. Е. Агроэкологическая эффективность вермикомпостов/ Г. Е. Мерзлая, Г. А.
Зяб- кина, И. А. Нестерович // Вестник Российской Академии
сельскохозяйственных наук. — 1996. — № 3. — С.61-64. - Мерзлая,
Г. Е. Агроэкологическая оценка биогумуса / Г. Е. Мерзлая, А. А. Лежнина,
Г. А. Зябкина // Химия в сельском хозяйстве. — 1994. — № 4. — С.12 - Садовникова,
А. К. Вермикомпосты и их свойства / А. К. Садовникова // Агрохимический
вестник. — 2003. — № 1. — С. 8-9. - Слободян,
В. А. Влияние биогумуса на микробиологические процессы в почве / В. А.
Сло- бодян, Н. С. Слободян // Химия в сельском хозяйстве. — 1994. — № 4. —
С.8-9. - Федосеев,
О. Н. Томаты на биогумусе / О. Н. Федосеев // Приусадебное хозяйство. —
2011. — № 10. — С. 30-31. - Федосеев
О. Н. Математическое моделирование в экологии / О. Н. Федосеев. — Пенза:
МНЭПУ, 2007. — 250 с. - Хурнова,
Л. М. Оптимизация технологии грядного вермикомпостирования органосодержащих
отходов / Л. М. Хурнова, К. К. Лазарев, Г. И. Стерлигова // Вестник МНЭПУ.
— 2014. — № 1. — С. 35-41. - Щупак,
К. Д. Скороспелость помидорного растения в зависимости от температурных
условий на ранних этапах его развития / К. Д. Щупак // Опыт выращивания
ранних овощей в южных районах страны: сборник материалов Всесоюзного
совещания по овощам. — Кишинев: МСХ МССР, — 1961. — С.33-45. - Changes in biochemical
propeties of cow manure during processing by earthworms (Eisenia andrei,
Bouche) and the effects on seedling growth / R. M. Atiyeh, J. Dominguez,
S. Subler, C. A. Edwards // Pedobiologia. — 2000. — N.44. — P. 709-724. - Cavender, N. D. Vermicompost
stimulates mycorrhizal colonization of roots of Sorghum bicolor at the
expense of plant growth / N. D. Cavender, R. M. Atiyeh, К. Michael // Pedobiology. —
2003. — N. 47(1). — Р. 85-89. - Scheu, S. Effects of earthworms
on plant growth: patterns and perspectives / S. Scheu // Pedobiologia. —
2003. — N.47. — Р.
846-856. - Short, F. J. Application of a
method to determine ileal digestibility in broilers of amino acids in
wheat / F. J. Short, J. Wiseman, K. N. Boorman // Animal Feed Science and
Technology. — 1999. — No.79 (3). — Р. 195-209.