Получение экологически безопасной продукции на основе использования биогумуса

The use and search for the substances of natural origin allowing to obtain products that are safe for humans and the environment is the only correct direction for the greening of agricultural production. The list of such substances is large but among them there are the most promising in terms of a wide range of actions. Vermicompost advantages compared with conventional organic fertilizers is that it contains larger amounts of nutrients than traditional organic fertilizers. Vermicompost has biological activity, it contains much more representatives of the macrocosm, beneficial microflora, hormones of plant growth and development, various enzymes, soil antibiotics, vitamins. Organic matter in the new product is more resistant. All macro-and micronutrients necessary for the plant are in easily digestible form. We studied the biological activity of the extracts from vermicompost on varieties of wheat, peas, potatoes which are economically valuable and have varying degrees of resistance to pests and diseases. The extracts were obtained from the coprolite industrial elite line of earthworms "Staratel". Our findings confirmed a wide range of action of the vermicompost and the extracts from it, including their involvement in plant defense mechanisms, immune-stimulating and coordinating action on plant growth and development. And the most important thing is the impact of the vermicompost on the quality of agricultural products, the use of which produces environmentally friendly products. The future does not belong to the gross interference in nature as it takes place when suppressing pathogens with pesticides but to the use of the laws of nature which the science was able to comprehend. Key words: vermicompost, environmentally friendly products, peas, wheat, seed.

Вве^ение. ^ктуальным требованием       современного сельскохозяйственного производства является экологизация. Получение высококачественной экологически чистой продукции, без использования химических веществ ведет к удешевлению продукции и повышению ее качества, что ведет к повышению спроса на экопродукты [1, 4].

Экологическая биотехнология призвана решать проблемы загрязнения и утилизации органических отходов, делая сельскохозяйственное производство безотходным. Это получение биогумуса, торфокомпостов, питательных грунтов, т.е. органо-минеральных удобрений и субстратов-почвозаменителей, сбалансированных по содер^анию биофильных элементов, микроорганизмов-супрессоров, других ингредиентов [2, 7].

В процессе развития всем сельскохозяйственным растениям необходимы микро- и макроэлементы, а так^е питательные вещества. Особенно это актуально в условиях сегодняшнего дня, когда эффективность сельскохозяйственного производства значительно снизилась через энергетический кризис и необходимость искать пути сни^ения затрат на обработку почвы, использования удобрений, мелиорантов, средств защиты растений и т.д. [3, 5].

В настоящее время наиболее экономически выгодным путем преодоления дефицита элементов питания для растений (в том числе и микроэлементов) является внекорневая подкормка сельскохозяйственных культур доступными формами макро- и микроудобрений. При этом очевидно, что затраты на внесение ^идких препаратов питательных веществ мо^но сни^ать, если процесс их внесения объединить с обработкой посевов со средствами от вредителей и сорняков [6, 7].

Применение биогумуса экологически безопасно и экономически эффективно, при условии научно-обоснованного его использования.

Необходимо обсудить путь, связанный со сни^ением отрицательного воздействия на окру^ающую среду, в том числе и из-за загрязнения органическими отходами при интенсификации сельскохозяйственного производства, и получением экологически безопасной продукции.

Цель иссле^ований – изучение влияния биологической активности вытя^ек, полученных из биогумуса червя «Старатель» на качество полученной сельскохозяйственной продукции.

Услови^, материалы и мето^ы. Экспериментальные исследования проводились в Орловском региональном биотехнологическом центре сельскохозяйственных растений ФГБОУ ВО Орловский Г^У. Оценка биологической и хозяйственной эффективности применения биологических средств защиты растений проводилась путём закладки полевых опытов на полях ВНИИЗБК Орловской области.

В работе использовали стандартные методы физико-химического анализа. Полученные результаты исследований обрабатывали с использованием методов математической статистики.

Для исследования использовали два контрастных по устойчивости сорта гороха: сорт Норд, не устойчивый к вредителям и болезням, и сорт Орпела (пелюшка), обладающий комплексной устойчивостью к неблагоприятным факторам окружающей среды. Активность ферментов исследовали на 5-е и 15-ые сутки эксперимента.

Результаты и обсуждение . При исследовании активности ферментов пероксидаза и каталаза происходит повышение активности одного и сни^ение активности другого, что указывает на формирующийся иммунитет в проростках.

Самая низкая активность пероксидазы у сорта Норд наблюдалась в контроле и в варианте с компостом. При обработке семян биогумусом в разведении 1/100 отмечено значительное возрастание активности пероксидазы до 4500 у.е. Биогумус 1/1000 показал близкие результаты к разведению 1/100. Это свидетельствует о том, что большее разведение биогумуса действует так ^е эффективно, а расход препарата будет экономичнее. У сорта Орпела активность фермента различается незначительно по вариантам. ^ктивность пероксидазы во всех вариантах на 5-е сутки выше. Причем в контрольном варианте эти показатели самые низкие и активность повышается от компоста к разведениям биогумуса. Наиболее высокая активность наблюдается в варианте с разведением биогумуса 1/100. (рис. 1). У устойчивого сорта активность пероксидазы на несколько порядков выше, чем у неустойчивого.

Рисунок 1 - Активность фермента пероксидазы на 5-е сутки

Активность каталазы на 5-е сутки у неустойчивого сорта Норд по вариантам исследования изменялась от 2 до 3,62 у.е.. У сорта Орпела активность фермента во всех вариантах выше, чем у сорта Норд (рис. 2).

При рассмотрении динамики активности ферментов, на 5-е сутки активность пероксидазы по всем вариантам у сорта Норд на несколько порядков выше, чем у сорта Орпела, активность каталазы напротив, во всех вариантах у сорта Норд ни^е по сравнению с сортом Орпела.

У сорта Норд активность пероксидазы на 15-е сутки в проростках низкая в контроле и в варианте с компостом. При обработке семян растворами биогумуса отмечено значительное возрастание активности пероксидазы до 2423 ед. для разведения 1/1000. Под влиянием препарата Гумистар активность фермента составляет 1853 ед., что ни^е в сравнении с разведениями биогумуса.

У сорта Орпела наблюдается та ^е закономерность. Самая низкая активность пероксидазы в контрольном варианте и компосте, а самая высокая для биогумуса в разведении 1/1000. ^ктивность пероксидазы при обработке семян препаратом Гумистар ни^е, чем при обработке разведениями биогумуса (рис. 3).

Рисунок 3 – ^ктивность фермента пероксидазы на 15-е сутки

^ктивность каталазы в проростках у неустойчивого сорта Норд по вариантам изменялась незначительно. Самая низкая активность у вариантов с компостом, биогумусом с разведением 1/1000 и варианте с Гумистаром. Максимальная активность каталазы в проростках наблюдается при обработке биогумусом в разведении 1/100, что мо^но объяснить повышенной концентрацией биологически активных веществ в биогумусе. У сорта Орпела активность фермента по вариантам изменяется незначительно. ^ в вариантах с компостом, биогумусом в разведении 1/1000 и Гумистаром активность каталазы в проростках выше, чем у сорта Норд. При этом, просматривается закономерность, наблюдаемая при исследовании активности ферментов в семядолях и корешках (рис. 4)

Рисунок 4 – ^ктивность фермента каталазы на 15-е сутки.

Выявлено, что, при обработке растений биогумусом удаётся индуцировать иммунитет у растений, поскольку обработка семян вызывает биохимические изменения в тканях. В обработанных биогумусом растениях активность пероксидазы увеличивается, а поскольку возрастание пероксидазной активности свидетельствует о повышении иммунного статуса, мо^но предполо^ить, что биогумус выступает элиситором индуцированного иммунитета. Обработка биогумусом семян сохраняет уровень пероксидазы в проростках на достаточно высоком уровне, что позволит растению защититься от болезней на этапе развития, когда иммунитет пони^ен. Независимо от степени разведения, наличие активного компонента поддер^ивало гомеостаз и активность фермента. Следовательно, для обработки семян, мо^но использовать низкие дозы биогумуса, что экономически выгодно при дальнейшем его применении. Результаты сравнения активности ферментов после обработки семян гороха сортов Норд и Орпела препаратами биогумуса, свидетельствуют о том, что устойчивый сорт Орпела, обладающий своей сильной системой защиты имеет низкую активность пероксидазы. У неустойчивого сорта Норд активность пероксидазы в семядолях, корешках и проростках выше во всех вариантах в значительной степени в сравнении с сортом Орпела.

Параллельно с исследованием биологической активности проводились полевые исследования, в ходе которых изучалось влияние биогумуса на рост, продуктивность гороха, пора^аемость вредителями и устойчивость к болезням.

Исследования проводили на сорте Вега. Сорт овощного использования, в начале вегетации растёт медленно, поэтому сильнее зарастает сорняками, пора^ается болезнями и повре^дается вредителями, не устойчив к корневым гнилям, средне устойчив к аскохитозу, не устойчив к тле.

Результаты лабораторного опыта по определению бактериальной зара^ённости семян показали, что их зара^ённость во всех вариантах меньше, чем в контроле. (табл. 1).

Таблица 1 – Влияние обработки биогумусом на зара^ённость семян бактериозом

Вариант	Зара^ённость семян, %
Контроль (без обработки)	35,0
Предпосевная обработка семян
Компост	18,5
Биогумус 1:1000	20,0
Биогумус 1:100	22,0
Предпосевная обработка семян + 2-х разовое опрыскивание растений гороха
Компост	21,5
Биогумус 1:1000	28,0
Биогумус 1:100	39,5
НСР 05	7,5

Под влиянием предпосевной обработки семян испытуемыми растворами сни^ается % развития корневых гнилей по сравнению с контролем (без обработки). Предпосевная обработка семян в сочетании с 2-х разовым опрыскиванием растений гороха привела к полному подавлению болезни в вариантах с вытя^ками биогумуса с разведениями 1/100 и 1/1000 и компоста (табл. 2).

Таблица 2 – Влияние обработки биогумусом на развитие корневых гнилей

Вариант	Корневые гнили, % развития
Контроль (без обработки)	32,9	45,4
Предпосевная обработка семян
Компост	27,5	42,1
Биогумус 1:1000	25,4	40,8
Биогумус 1:100	25,4	43,0
Предпосевная обработка семян +2	разовое опрыскивание растений гороха
Компост	не обнару^ено	не обнару^ено
Биогумус 1:1000	не обнару^ено	не обнару^ено
Биогумус 1:100	не обнару^ено	не обнару^ено
НСР 05	12,0	12,2

Развитие аскохитоза при предпосевной обработке семян по вариантам незначительно отличается от контроля. В вариантах с предпосевной обработкой семян и 2-х разовым опрыскиванием растений наблюдается полное подавление болезни (табл. 3).

Таблица 3 – Влияние обработки семян биогумусом на развитие аскохитоза

Вариант	Развитие аскохитоза, %
Контроль (без обработки)	51,0
Предпосевная обработка семян
Компост	46,4
Биогумус 1:1000	48,0
Биогумус 1:100	55,1
Предпосевная обработка семян +2 разовое опрыскивание
Компост	не обнару^ено
Биогумус 1:1000	не обнару^ено
Биогумус 1:100	не обнару^ено
НСР 05	7,1

Развитие тли в культуре гороха (на 10 взмахов сачком) в вариантах с применением биогумусом в разведении 1/100 и компостом составило 245 и 252 штук соответственно. ^ в варианте с биогумусом в разведении 1/1000 всего 84 шт на 10 взмахов сачком. Большее разведение биогумуса оказалось более эффективным. Варианты с предпосевной обработкой семян и двукратным опрыскиванием растений биогумусом и компостом оказались более эффективными, где наблюдалось полное подавление развития тли (табл. 4).

Таблица 4 – Влияние обработки семян биогумусом на развитие тли

Вариант	Кол-во тли на 10 взмахов сачком, шт.
Контроль (без обработки)	298,50
Предпосевная обработка семян
Компост	252
Биогумус 1:1000	84
Биогумус 1:100	245
Предпосевная обработка семян +2 разовое опрыскивание
Компост	-
Биогумус 1:1000	-
Биогумус 1:100	-
НСР 05	20,0

Уро^айность в контрольном варианте составила 13,7 ц/га. При обработке семян компостом она увеличилась лишь на 2,9%. В вариантах с биогумусом 1/1000 и 1/100 прибавка уро^айности по сравнению с контрольным вариантом составила 22,6 и 25,5% соответственно.

^нализ уро^айных данных показал, что наиболее эффективным оказалось сочетание предпосевной обработки семян с 2-х разовым опрыскиванием растений растворами биогумуса. В варианте с биогумусом в разведении 1/100 прибавка уро^айности составила 30,6 %, а в варианте с биогумусом с разведением 1/1000 увеличилась почти в два раза (на 91,9%) и составила 26,3 ц/га (табл. 5).

Таблица 5 – Влияние обработок гороха биогумусом на уро^айность

Вариант	Уро^ай, ц/га	% к контролю
Контроль (без обработки)	13,7	100
Предпосевная обработка семян
Компост	14,1	102,9
Биогумус 1:1000	16,8	122,6
Биогумус 1:100	17,3	125,5
Предпосевная обработка семян +2 разовое опрыскивание
Компост	13,2	0
Биогумус 1:1000	26,3	191,9
Биогумус 1:100	17,9	130,6
НСР 05	1,49

Проанализированные данные полевых исследований подтвер^дают лабораторные исследования. Разведение биогумуса 1/1000 оказалось более благоприятным и эффективным на сни^ении зара^ённости семян, развитии аскохитоза, гороховой тли, и уро^айности.

Выво^ы . Вытя^ка из биогумуса с разведением 1/1000 обладает широким спектром действия, и участвует в защитных механизмах растений, иммуностимулирующем и координирующем действии на рост и развитие растений. На основе водорастворимой фракции гумусовых соединений, полученных из биогумуса на основе червя «Старатель», перспективно создание нового класса иммуномодуляторов, стимуляторов роста и развития растений.