Состояние изученности вопроса (обзор литературы)



Скачать 82.88 Kb.
страница4/21
Дата13.05.2018
Размер82.88 Kb.
ТипДипломная работа
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   21
1 Состояние изученности вопроса (обзор литературы)

 

 



  • Эффективность применения биогумуса в защищенном грунте

 

Началом зарождения вермикультивирования как науки, можно назвать 30-е годы прошлого, XX века. Именно в то время в Калифорнии были предприняты первые попытки вырастить червя промышленным способом. Первый успех ждал исследователей спустя 20 лет, когда в Соединенных Штатах Америки началось культивирование червей на отходах. Именно тогда, в 1959 году, был выведен знаменитый Красный Калифорнийский червь.

Еще в 1939 г. американец, Доктор Томас Дж. Баррет (1884–1975) обратил внимание на количество червей, в том месте, где у него была компостная куча с отходами кухни, сада и огорода. Кроме того, земля там была очень рыхлая. Тогда он стал пробовать вносить эту землю вместе с червями под разные растения и обнаружил, что урожаи существенно прибавились. И плодов не только стало больше, улучшился их вид и вкус.

Баррет стал пробовать разводить червей в ящиках, а потом создал специальную плантацию по их культивированию. В 1946 году он написал первую книгу о результатах своих исследований. В 1959 году Доктор Баррет получил патент на производство специализированных червей породы красный гибрид, или красный калифорнийский [23].

В XX веке земледелие во многих странах мира достигло значительных успехов в основном за счёт высокопродуктивных сортов и гибридов, высоких доз удобрений и широкомасштабного применения пестицидов, что оказало положительное влияние на решение продовольственной проблемы. Однако химико-техногенная интенсификация породила целый ряд экологических проблем, которые связаны с загрязнением почвы, водоёмов, и грунтовых вод, а также сельскохозяйственной продукции.

Поэтому актуальным направлением деятельности ученых и специалистов в области биологической интенсификации является поиск и разработка таких приемов, которые могли бы повысить урожайность культурных растений без увеличения дозвнесения удобрений, интенсивного  использования пестицидов, а также улучшить качество сельскохозяйственной продукции.

В последнее время во многих странах довольно широкое распространение получило одно из новых направлений биотехнологии - вермикульти-вирование, заключающееся в промышленном разведении некоторых форм дождевых червей. Формирование и развитие данного направления обусловлено возможностью решения на биологической основе ряда актуальных экологических задач. Это утилизация органических отходов, получение высококачественного, экологически чистого органического удобрения, повышение плодородия почвы, выращивание безопасной сельскохозяйственной продукции.

 Поэтому одомашнивание, или доместикация, дождевых червей считается событием мирового значения, а пропаганда этой идеи называется "новым фронтом" в борьбе за благополучие человечества.

Как известно, аграрной наукой было разработано довольно много эффективных методов борьбы с эрозией почв, в том числе такие, как правильный севооборот, террасирование, высадка лесозащитных полос, безотвалная обработка почвы, дренаж, травостояние и так далее. Но наиболее эффективным оказался метод внесения достаточного количества органических гумусных удобрений, что является одновременно и средством микробиологической защиты почвы, и средством ее мелиорации, и средством резкого подъема продуктивности полей [24].

Одним из методов которой является вермикультивирование, по словам Лящева А.А. можно судитьчто вермикультивирование позволяет решать проблему восстановления и поддержания плодородия почв. Оптимизируя функционирование агроценозов, необходимо восполнять утраченные биоценотические звенья. Один из путей решения – это искусственное восстановление отдельных звеньев агроэкосистемы без полного воссоздания видового разнообразия почвенной биоты.

Это возможно при вермикультивировании, когда недостающее звено, гумифицированный органический материал, образуется в искусственных условиях. Он используется для реанимации и рекультивации почв, подвергшихся негативным антропогенным воздействиям, для снижения содержания в них тяжелых металлов и радионуклидов [25].

Как показывают результаты проводимых опытов все питательные вещества, находящиеся в биогумусе находятся в доступных для растений соединениях. Не содержит патогенных микроорганизмов, яиц гельминтов, семян сорняков и тяжелых металлов. Более того, биогумус содержит в себе уникальное сообщество полезных для почвы и растений, микроорганизмов, которые при внесении биогумуса в почву заселяют его, выделяют фитогормоны, антибиотики, фунгицидные и бактериальные соединения, что приводит к вытеснению патогенной микрофлоры.

Получаемый биогумус  обладает исключительными физико-химическими свойствами: водопрочность структуры – 95–97 %, полная влагоемкость – 200–250; что позволяет применять его как прекрасный мелиорант и почвоулучшитель, является высокоэффективным экологически чистым органическим удобрением, применение которого получает агрохимическое свойство и повышает качество и увеличивает урожай сельскохозяйственной продукции [26].

Биогумус представляет собой рассыпчатую почвообразную массу, похожую на чернозем. Он содержит большое количество (до 32 % на сухой вес), гуминовые кислоты, фульвокислоты и гумины. Плотность почвы во многом определяет урожай растенийбиогумус в свою очередь может решить в определенной степени проблемы переуплотнения почвы. Кроме того, он обладает свойством «склеивать» тончайшие минеральные частицы, формировать из них всё более и более крупные комки и тем самым структуривать почвы.

 C увеличением плотности почвы уменьшается объем пор аэрации ухудшается воздухообмен снижается водороницаемость значит в почве содержится мало воды. Комплекс агрофизических свойств почвы значительно меняется в зависимости от системы ее обработки, способы обработки и удобрений. Все это придает этому органическому удобрению и высокие агрохимические и ростостимулирующие свойства. Все питательные вещества находятся в нем в сбалансированном сочетании в виде биодоступных для растений соединениях.

По сравнению с другими органическими удобрениями в нем гораздо больше подвижных элементов питания, например, калия в 9 раз, фосфора в 7 раз, кальция и магния в 2 раза. Полезные вещества, которые содержатся, в них при внесении в почву не теряются, не переносят в другие недоступные формы, медленно растворяются в почвенной влаге и длительное время обеспечивает корневую систему растений в сбалансированном и полноценном питании [27].

По словам Н. В. Якушина,   основными считается совершенствование системы обработки почв, способы обогащения её органическим веществом. В связи с постоянным увеличением количества отходов производства и сельского хозяйства, актуальным является их использование в качестве средств улучшения физических свойств почвы. При этом не только снижается нагрузка на окружающую среду, но и частично решается проблема складирования и хранения отходов. Одним из таких средств является использование биогумуса [28].

К такому выводу пришел и А. М. Игонин, так как без органической системы земледелия добиться повышения плодородия почвы теперь не удастся. Она направлена, прежде всего, на возобновление жизни почвенных червей и другой мезофауны и микрофлоры – главных воспроизводителей плодородия почвы и гарантов высокой урожайности высеваемых культур.  Естественный признак здоровья почвы, ее плодородия - наличие в ней дождевых червей. Чем их больше, тем почва более здорова и плодородна [29].

Э. Соколов, В. Дадыкин [30, 31], выявили, что важнейшим производителем гумуса является дождевой червь, способный перерабатывать до 25 000 кг гектара почвы. «Подземные пахари» не просто рыхлят поверхностный слой земли, но, питаясь органическими остатками, перерабатывают их и выделяют в виде гранул – копролитов, которые и принято называть биогумусом.

В процессе переваривания мертвых органических отходов растительного и животного происхождения в пищеварительном канале червей формируются гумусовые вещества. Они отличаются по некоторым своим свойствам, в частности по химическому составу, от тех, что возникают в почве при участии только микрофлоры.

В пищеварительном канале червей образуются комплексные соединения с минеральными компонентами – гуматы. Гуматы (соли гуминовых кислот) лития, калия, натрия и аммония водорастворимы, а гуматы кальция, магния и других тяжелых металлов могут долго, если не вечно, сохраняться в почве в виде стабильных агрегатов (водоемких, водостойких, гидрофильных и механически прочных).

Они структурируют почву, делают ее водопроницаемой, воздухопроводной и плодородной. В природе нет других столь мощных гумусообразователей как дождевые черви, а создать гумус и плодородную почву другими способами пока невозможно.

Деятельность почвенных червей заменить механическими средствами подготовки почвы к посеву невозможно, да и химические удобрения не могут компенсировать удобрительную ценность копролитов. Отсюда можно заключить, что любая деятельность человека, связанная с его стремлением улучшить структуру почвы плугом и бороной, наносит ущерб плодородию, а внесение химических удобрений ускоряет ее разрушение и оскудение. При плотности популяции 100 особей/м2 и общей их массе 50 г/м2почвы, черви проделывают на этой площади около 1000 м тоннелей (ходов).

 При прокладке своих ходов, они поглощают часть почвы с диспергированной в ней органикой в качестве корма в количестве от 0,5 до 1 своей массы в сутки и выделяют в виде копролитов. За этот же период 100 особей на 1 м2 почвы перерабатывают в копролиты 10,5 кг, а на 1 га – не менее 105 т [32].

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

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 [33].

Таким образом, жизнедеятельность дождевых червей, в процессе которой происходит распад растительной клетчатки и переваривание азотистых комплексов, обусловливает частичное обогащение грунта минеральными компонентами, микроорганизмами, магнием, калием, азотом, кальцием и фосфором. В этом заключается их главное влияние на структуру и состав почвы [34].

На сегодняшний день, вермикультура является одним из интенсивно развивающихся направлений для решений проблемы утилизации органических отходов растениеводства, перерабатывающей промышленности и городского хозяйства – промышленным производством биогумуса дождевыми червями.

Использование биологических отходов в качестве органических удобрений должно не только улучшать структуру почвы, но и активизировать микробиологический потенциал почвы, что должно приводить к повышению урожайности культур [35].

При переработке червями 1 т органических отходов (в расчете на сухое вещество) и биомассе червей получают около 100 кг полноценного белка и 600 кг биогумуса с влажностью 60–65 %, используемого в качестве органического удобрения. Проходя через кишечник червей, органические отходы субстрата подвергаются биохимическим превращениям до легкогидролизуемых соединений, в капролитах (экскрементах червей) концентрируются азот и другие макро- и микроэлементы в потенциально доступной для растений форме. Биогумус обладает высокой водостойкостью и улучшает структуру почвы, активирует ее биологическую активность, частично нейтрализует почвенную кислотность. Он содержит ферменты и биостимуляторы, обладает бактерицидными свойствами, не имеет запаха и по консистенции подобен перегною, получаемому при разложении навоза и традиционных компостов. Благодаря деятельности червей и применению биогумуса можно связывать находящиеся в отходах и почве тяжелые металлы, ограничивать поступление в растения радионуклидов и накопление нитратов в получаемой растениеводческой продукции [35].



Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   21


База данных защищена авторским правом ©psihdocs.ru 2017
обратиться к администрации

    Главная страница