Сравнительная оценка популяций дождевых компостных червей, культивируемых в России тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.16, кандидат сельскохозяйственных наук Купцова, Наталья Юрьевна

• Купцова, Наталья Юрьевна
• кандидат сельскохозяйственных наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат сельскохозяйственных наук Купцова, Наталья Юрьевна

ВВЕДЕНИЕ.

Актуальность проблемы.

Цель и задачи исследований. Научная новизна.

Защищаемые положения.

Практическая значимость.

Апробация работы.

Объём и структура диссертации.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА.

1.1. Дождевые черви: систематика, строение, физиология и биология

1.2. Роль дождевых червей в решении проблемы повышения плодородия почв и производства качественных органических удобрений.

1.3. Агроэкологическая характеристика субстрата для вермитехноло-гии и копр о лита.

2. ВРЕМЯ, МЕСТО, ОБЪЕКТЫ, УСЛОВИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПОПУЛЯЦИЙ ДОЖДЕВЫХ КОМПОСТНЫХ ЧЕРВЕЙ

3.1. Динамика численности возрастных групп популяций.

3.2. Возрастная структура популяций.

4. ПРОДУКЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОПУЛЯЦИЙ ДОЖДЕВЫХ КОМПОСТНЫХ ЧЕРВЕЙ.

4.1. Оценка популяций по продукционным показателям.

4.2. Сравнительная оценка популяций по произведённому ими копролиту.

4.3. Итоговая комплексная оценка популяций дождевых компостных червей.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Сравнительная оценка популяций дождевых компостных червей, культивируемых в России»

Актуальность проблемы.

В стратегическом документе «Основы политики Российской Федерации в области науки и техники на период до 2010 г. и на дальнейшую перспективу» (Российская газета, 2004) предусмотрено сохранение и восстановление нарушенных земель и ландшафтов. Обусловлено это современным неблагополучным природопользованием в стране.

По данным, опубликованным в Интернете директором Всероссийского НИИ агрохимии им. Д.Н. Прянишникова В.Г. Сычевым, с начала 90-х годов прошлого столетия в стране падает почвенное плодородие, ежегодный вынос питательных веществ с урожаями в 5 раз превышает возврат их с вносимыми < минеральными и органическими удобрениями.

Низкое содержание гумуса имеют почти 55 млн. га или 46 % пахотных земель. Известно, что использование нечернозёмных почв без пополнения за- * пасов гумуса и элементов питания снижает их плодородие и другие экологические свойства. Многолетними исследованиями по бонитировке почв в различных регионах установлена тесная прямая зависимость их основных arpoi экологических свойств от содержания почвенного гумуса и его качества.

Ведущими факторами и условиями-прохождения гумусообразования являются количество, состав и характер поступления в почву источников гумуса, её гидротермический режим, окислительно-восстановительные условия, биологическая активность, минералогический, гранулометрический, химический состав и физико-химические свойства. В современных условиях многие из них с большим трудом, а некоторые и вовсе не поддаются управлению с помощью таких традиционных агроприёмов, как внесение научно-обоснованных норм качественных органических удобрений, оптимизация севооборотов с целью увеличения массы послеуборочных остатков, травосеяние, минимизация обработок почвы, посев сидеральных и пожнивных культур и некоторые другие.

Всё труднее не только вывозить на поля и заделывать в почву органическое вещество для гумусообразования, но и создавать в ней условия для активного функционирования организмов биодеструкторов органических веществ и синтезирующих гумус. Решить эту проблему позволяет вермитехнология — система организационно-технологических мероприятий по использованию верми-культуры (популяций дождевых компостных червей и сопутствующих микроорганизмов) в оптимальных контролируемых человеком условиях. Кроме того, она способна обеспечить рентабельную утилизацию различных органических отходов. В мировой литературе вермитехнологию рассматривают как элемент экологически чистого сельскохозяйственного производства (Земле-делатель, 1997; Просянников и др., 2000; Горчаков, Дурманов, 2002).

Выделяют два основных направления вермитехнологии: вермикультиви-рование и вермикомпостирование (Игонин, 1992; Лалыко, 1992; Мельник, 1992, 1995; Freeman, 1992). E.B. Просянников, A.B. Ерёмин,. ИМ. Мешков-(2000) отмечают, что вермикультивирование представляет собой режим вермитехнологии, при котором размножают полезных животных - дождевых компостных червей или получают их биомассу. Главной целью вермикомпо-стирования является экологически безопасная переработка различных органических отходов и получение массы экскрементов дождевых компостных червей — копролита (синонимы: биогумус, вермигумус, вермикомпост и др.).

Копролит «оживляет» почву. В нём, по сравнению с исходным-субстратом, увеличивается численность экологически полезных микроорганизмов. Замечено, что даже истощённые «мёртвые» почвы можно привести в плодородное состояние путём систематического внесения копролита. Его с успехом используют для сохранения и повышения плодородия почв; производства экологически безопасных продуктов питания (Bergvall, 1976; Leibi, 1985; Иванов-и др., 1991; Куценко, 1991; Покровская, 1991; Игнатьева, 1992; Лосев и др., 1993; Pomares и др., 1993; Просянников и др., 2000; Трувеллер, 2002; Мамеев, 2001; Мешков, 2003; Волков, 2004; Кабанов, 2004).

В настоящее время вермитехнологию используют на всех континентах. Она широко распространена в Белоруссии, Украине и других странах СНГ. За научную разработку биоконверсии органических отходов «Биоэкотех» коллектив украинских учёных и вермитехнологов был награждён Государственной премией Украины (Национальный., 1998). Вермитехнологией занимаются во многих областях Российской Федерации: Белгородской; Брянской; Владимирской; Калужской; Московской; Оренбургской; Орловской; Рязанской; Смоленской; Тверской и др. Всё больше становится перечень организаций, которые поставляют оборудование для вермитехнологии и маточную верми-культуру, оказывают консультативную помощь, организуют сбыт копролита и биомассы червей (Покровская, 1991; www.bioagro.ru;www.green-pik.ru).

В зависимости от экологических условий вермитехнологию проводят различными способами. В районах с тёплым мягким климатом вермикультуру чаще всего содержат на площадках под открытым небом, а с холодным — в помещениях, теплицах, плёночных тоннелях и т. п. Разнообразие" природных условий России обусловливает необходимость разработки научно» обоснованных рекомендаций по вермитехнологии, использованию её продуктов и подготовки кадров вермитехнологов (Покровская, 1991; Терещенко, 2005; Агроэкология, 2000; Просянников и др., 2002, 2005; Попкович, 2006).

Особенно важным для эффективной вермитехнологии является качество маточной вермипопуляции (Андреев и др., 1992; Болотецкий, 1992). В настоящее время наиболее широко используют популяции красного калифорнийского гибрида (ККГ), хотя в России вермитехнологию осуществляют и с помощью следующих популяций дождевых компостных червей: Брянская, Владимирская, Обнинская, Оболенская, Подольская, Чуйская и некоторых других. Поэтому изучение их агроэкологических характеристик при культивировании в контролируемых условиях на конкретном субстрате является актуальным.

Цель и задачи исследований. Цель работы - провести сравнительную оценку культивируемых в России популяций дождевых компостных червей при переработке навоза крупного рогатого скота (КРС) и разработать практические рекомендации. Поставленная цель определила следующие задачи исследований:

1) изучить динамику развития и возрастной структуры популяций дождевых компостных червей, дать им оценку;

2) изучить основные продукционные характеристики популяций;

3) оценить популяции по комплексу продукционных характеристик;

4) исследовать копролит, произведённый каждой популяцией;

5) оценить популяции по комплексу показателей копролита;

6) провести сравнительную оценку популяций по комплексу всех изученных характеристик и в зависимости от них рассчитать стоимость одной особи*.

Научная новизна.

Выявлены значительные различия между популяциями дождевых компостных червей по комплексу эколого-продукционных характеристик и показателей произведённого ими копролита. На основе системного подхода дана комплексная агроэкологическая оценка изученных популяций.

Защищаемые положения.

1. Различия популяций дождевых компостных червей при их культивировании на навозе КРС существенны.

2. Брянская популяция и ККГ из Венгрии высокоэффективны для переработки навоза КРС в копролит.

Практическая значимость. Дана оценка популяциям дождевых компостных червей, культивируемым в России, свидетельствующая об их существенной разнокачественности и многосторонней перспективности для вермитехнологии и селекции. Рассчитана стоимость одной особи каждой популяции в зависимости от их комплексной агро-экологической характеристики. Доказана высокая эффективность червей Брянской популяции и ККГ из Венгрии для переработки навоза КРС в копролит.

Апробация и публикация работы. •

Материалы диссертации были представлены на следующих конференциях: II Международной научно-практической конференции «Дождевые черви и плодородие почв» (Владимир, 2004); Всероссийской научно-практической конференции «Биотехнологии на службе сельского хозяйства» (Рязань, 2004); Молодёжном форуме «Агробиотехнологии и экологическое земледелие» (Владимир, 2005); Ш Международной, научно-практической; конференции студентов, аспирантовш молодых учёных, посвящённой 25-летию Брянской ГСХА «Агроэкологические аспекты устойчивого развития АПК» (Брянск, 2005); III Международной научно-практической конференции студентов; аспирантов и молодых учёных, посвящённой 160-летию со дня рождения; В :В. Докучаева «Агроэкологические аспекты устойчивого развития, АПК» (Брянск,. 2006); VI Международной^ научно-практическая; конференция студентов, аспирантов и молодых учёных «Агроэкологические аспекты устойчивого развития АПК» (Брянск, 2007);- . . Ф

Основные результаты диссертации опубликованы в 6 научных; работах, в том числе одна статья - в рецензируемом журнале из перечня ВАК «Агрохимический вестник» (№1, 2007 г.).

Объём и структура/диссертации. Диссертация состоит из введения^ 4 глав, 8 разделов, выводов;"списка литературы, 28 приложений. Она изложена на 136 страницах машинописного текста, включая, 17 таблиц, 34 рисунка. Список цитируемой? литературьь на 19 страницах содержит 201 наименование; в том числе 43 иностранных.

Заключение диссертации по теме «Экология», Купцова, Наталья Юрьевна

ВЫВОДЫ

1. Выявлены существенные различия между Брянской, Владимирской, Обнинской, Оболенской, Подольской, Чуйской популяциями дождевых компостных червей, красным калифорнийским гибридом, завезённым из Венгрии, Италии и Украины, при культивировании на субстрате из навоза крупного рогатого скота.

2. По результатам комплексной оценки популяций по 8-ми продукционным характеристикам и 15-ти показателям качества копролита Брянская популяция, красный калифорнийский гибрид (из Венгрии) и Оболенская популяция значительно преобладают над остальными.

3. Ключевым вопросом экономической эффективности вермитехнологии является цена одной особи популяции дождевых компостных червей с учётом продукционных характеристик и показателей качества производимого копролита.

4. Цена одного червя в рублях с учётом комплексной оценки популяций убывает: Брянская (0,28); ККГ из Венгрии (0,25); Оболенская (0,23); Владимирская (0,18), Подольская (0,18) и Чуйская (0,18); ККГ из Италии (0,17) и ККГ из Украины (0,17); Обнинская (0,15).

5. Установленные существенные различия между популяциями, культивируемыми в России, свидетельствуют об их разнокачественности и многосторонней перспективности для вермитехнологии и селекции.

Список литературы диссертационного исследования кандидат сельскохозяйственных наук Купцова, Наталья Юрьевна, 2008 год

1. Агроэкология: В 2 т./ Гл. ред. Черников В.А.; Редкол.: Алексахин P.M., Голубев А.В.и др. М.: Колос, 2000. - 1 т. - 536 с.

2. Азимов, Д.А. Биогумус может оздоровить почву, повысить урожай / Азимов Д.А. // Земледелие. 1991. - №7. - С. 22-24.

3. Александрова, Л.Н. Органическое вещество и процессы его трансформации / Л.Н. Александрова. Л.: Наука, 1980. - 286 с.

4. Алиев, Э.А. Технология возделывания овощных культур и грибов в защищенном грунте: Учеб. пособие / Э.А. Алиев, H.A. Смирнов; перераб. и доп. М.: Агропромиздат, 1987. - С. 34-35.

5. Андреев, А.Г. Перспективы развития вермикультуры на основе селекции / Андреев А.Г., Кодолова О.П., Нефёдов Т.Н. и др. // Материалы международной научно-практической конференции. — Днепропетровск, 1992. — С 20.

6. Артюшин, A.M. Природа помогает земледельцу / Артюшин A.M. // Химия в сельском хозяйстве. 1994. - № 4. - С. 3-4.

7. Батов, С.А. Что такое биогумус? / Батов С.А. // Цветоводство. 1996. -№5.-С. 30-31.

8. Биология. Справочник школьника и студента / Под ред. Брема, 3. и Мейн-ке И.; Пер. с нем. 2-е изд., стереотип. - М.: Дрофа, 2000. - с. 358-360.

9. Битюцкий, Н.П. Влияние червей на трансформацию органических субстратов и почвенное питание растений / Битюцкий Н.П., Лукина Е.И. и др. // Почвоведение. -1998. № 3. - С. 309-315.

10. Брежнев, Д.Д. Томаты: Учеб. Пособие / Д.Д. Брежнев; перераб. и доп. -Л.: Колос, 1964.-320 с.

11. Быкин, A.B. Биологические аспекты воспроизводства плодородия почвпри внесении вермикомпоста / Быкин A.B. // Агрохимический вестник. -1997.-№6.-С. 5-6.

12. Вернадский, В.И. Живое вещество и биосфера / В.И. Вернадский. М.: Наука, 1994.-672 с.

13. Вили, К. Биология (биологические процессы и законы) / Вилли К., Детье В.// Пер. с англ. М.: Мир, 1975. - 824 с.

14. Волков, A.B. Повышение продуктивности и устойчивости агропромыпь ленной тепличной экосистемы с помощью копролита: Автореф. дис. . канд. с.-х. наук: 03.00.16 / A.B. Волков; Брянская гос. сельхоз. академия. Брянск, 2004. - 20 с.

15. Гедройц, К.К. Химическая роль земляных червей / Гедройц К.К., Ан-шальд Г.Д. // Журн. опыт, агрон. 1902. - № 5. - С. 616-617.

16. Гиляров, М. С. Почвенная фауна и жизнь почвы / Гиляров М.С. // Почвоведение. 1939. -№ 6. - С. 3-15.

17. Глунцов, Н.М. Удобрения овощных культур / Глунцов Н.М., Штефан В.К. // Московский рабочий. 1975. - 135 с.

18. Гоготов, И.Н. Характеристика биогумусов и почвогрунтов, производимых некоторыми фирмами России / Гоготов И.Н. // Агрохимический вестник.- 2003. -№ 1.-С. 21-22.

19. Городний, Н.М. Биоконверсия в управлении агроэкосистемами / Н.М. Городний, С.А. Тивончук, Э.С. Бэрри, A.B. Быкин. К.: УкрИНТЕИ, 1996.-232 с.

20. Городний, Н.М. Биоконверсия органических отходов в биодинамическом хозяйстве / Городний Н.М., Мельник И.А., Повхан М.Ф. и др. — К.: Урожай, 1990.-256 с.

21. Городний Н.М. Вермикультура и ее эффективность: Учеб. Пособие / Н.М. Городний, В.Б. Ковалев, И.А. Мельник. — перераб. и доп. — Киев, 1990.-С. 22-23.

22. Горчаков, Я.В. Мировое органическое земледелие XXI века: Монография / Я.В. Горчаков, Д.Н. Дурманов М.: Издательство ПАИМС, 2002. - 402 с.

23. Биология. В 3-х т. Т. 1. / Пер. с англ. под ред. Р. Сопера. М.: Мир, 1990.-360 с.

24. Биология. В 3-х т. Т. 2. / Пер. с англ. под ред. Р. Сопера. — М.: Мир, 1990.-325 с.

25. Гриценко, В.В. Семеноведение полевых культур: Учеб. пособие / В.В. Гриценко, З.М. Калошина; перераб. и доп. -М.: Колос, 1984. С. 232-240.

26. Громова, B.C. Вермикультура на службе экологии / Громова B.C., Палий М.В. // Химия в сельском хозяйстве. 1994. - № 4. — С. 18-19.

27. Дарвин, Ч. Образование растительного слоя деятельностью дождевых червей и наблюдение над образом жизни последних / Пер. с англ. М.А. Мензбира. М., 1881. - 370 с.

28. Дарвин, Ч. Дождевые черви. Т. 2. / Пер. с англ. М.А. Мензбира. М., 1836.-с. 134, 209

29. Деева, В.П. Регуляторы роста и урожай / Деева В.П., Шелег З.И. // Наука и техника Минск, 1985. - 63 с.

30. Дереневский, С.П. и др. Грядная технология вермикультивирования (производство биогумуса) / С.П. Дереневский. Санкт-Петербург: Гид-рометеоиздат, 1994.-е. 15-17.

31. Димо, H.A. Земляные черви в почвах Средней Азии / Димо H.A. // Почвоведение. 1938.-№ 4. - С. 17-19.

32. Догель, В.А. Зоология беспозвоночных / В.А. Догель; Под ред. Ю.И. Полянского. М.: Высшая школа, 1975. - 560 с.

33. Дукаревич, Б.И. Удобрения овощных культур: Учеб. пособие / Дукаре-вич Б.И.; перераб. и доп. -М.: Росагропромиздат, 1990. —78 с.

34. Ерёмин, A.B. Эффективность вермитехнологии на различных субстратах в условиях Брянской области: Автореф. дис. . канд. с.-х. наук. : 06.01.15 / A.B. Ерёмин; Брянская гос. сельхоз. академия. Брянск.: Изд. БГСХА, 2000. - 20 с.

35. Жукова, П.С. Эффективность применения гибберсиба на томатах в условиях Белоруссии / Жукова П.С., Рогожников В.Г. // Роль фитогормо-нов в проявлении некоторых признаков у растений. Новосибирск, 1985.-С. 141-150.

36. Земледелатель, выпуск IV Экологическое агропроизводство. М.: Про-физдат, 1997. - С. 232 - 237.

37. Зимина, JI.M. Основные аспекты вермикультивирования / JI.M. Зимина, Б.Г. Стадник, Г.В. Голиков Электронный текст:w ww.mailto: cinao ,oit@g23 .relcom.ru. A3 0 let, htm43