БИОГУМУС (ВЕРМИКОМПОСТ): ПОЛУЧЕНИЕ, СВОЙСТВА И ВЛИЯНИЕ НА РОСТ РАСТЕНИЙ

Введение

Интерес к органическому земледелию и переработке отходов привёл к тому, что биогумус, или вермикомпост, стал одним из самых известных органических удобрений. Его получают из навоза, растительных и пищевых остатков при участии дождевых червей и микроорганизмов [1; 2]. Для садоводов и огородников биогумус привлекателен простотой применения, для хозяйств — возможностью использовать отходы с пользой.

Вместе с тем в популярных источниках свойства биогумуса нередко описываются слишком категорично: ему приписывают универсальное действие на все растения и почвы. Научные работы показывают, что результат зависит от сырья, дозы и способа применения. Поэтому целесообразно рассмотреть, что именно подтверждено исследованиями.

Цель работы — на основе анализа литературы охарактеризовать получение, свойства и действие биогумуса на растения и почву. Задачи: 1) определить, что такое биогумус и чем он отличается от обычного компоста; 2) рассмотреть данные о влиянии биогумуса на рост растений; 3) выделить условия, от которых зависит эффект, и ограничения применения.

Материалы и методы

Работа выполнена как аналитический обзор. Использованы монографии и статьи в рецензируемых журналах по вермикомпостированию, почвоведению и агрохимии, найденные в Google Scholar, электронной библиотеке eLibrary и на портале «КиберЛенинка» по ключевым словам: биогумус, вермикомпост, вермикомпостирование, дождевые черви, рост растений. Предпочтение отдавалось обзорным работам и опытам с контролем. Числовые показатели сопоставлялись по нескольким источникам.

Результаты и обсуждение

Что такое биогумус

Под биогумусом понимают органический материал, который образуется при переработке органических отходов дождевыми червями и микроорганизмами. В литературе его описывают как тонкоизмельчённый, пористый материал, хорошо удерживающий влагу, в котором питательные элементы находятся в доступных для растений формах [3]. Эти свойства обусловили интерес к использованию вермикомпоста как компонента почвенных смесей.

Важно, что в процессе главную работу по разложению выполняют микроорганизмы, а черви измельчают материал, перемешивают его и стимулируют микробную активность [2]. От обычного компостирования этот процесс отличается условиями, в первую очередь температурой (таблица 1) [4].

Таблица 1.

Сравнение компостирования и вермикомпостирования по данным литературы [4]

Состав биогумуса зависит от исходного сырья: вермикомпост из навоза, пищевых и растительных отходов имеет разное содержание питательных элементов [5; 6]. Поэтому при сравнении результатов разных исследований необходимо учитывать, из чего получен материал.

Влияние на рост растений

В опытах по выращиванию растений в контейнерах введение вермикомпоста в состав субстрата в умеренных долях улучшало рост ряда культур по сравнению с контролем, тогда как большие доли не давали дополнительного эффекта или даже снижали рост [7]. Авторы объясняют это изменением физических свойств и солевого режима смеси.

В полевом опыте на землянике внесение вермикомпоста в отдельных вариантах повышало урожайность по сравнению с контролем [8]. При этом результат определялся дозой и условиями опыта, поэтому переносить его на другие культуры и почвы без проверки нельзя.

Для объяснения действия биогумуса предлагают несколько гипотез. Он может улучшать структуру и влагоёмкость почвы, увеличивать численность и активность почвенных микроорганизмов и содержать вещества, влияющие на рост растений, например, гуминовые соединения [5]. Часть этих механизмов остаётся предметом исследований, поэтому говорить о них как об окончательно установленных не следует [5; 6].

Влияние на почву и ограничения применения

По данным обзоров, внесение вермикомпоста улучшает структуру почвы, повышает её способность удерживать воду и увеличивает содержание органического вещества [5; 6]. Эффект зависит от дозы, типа почвы и сроков внесения.

Ограничения применения связаны в первую очередь с качеством сырья. Если исходные отходы загрязнены, например, тяжёлыми металлами или посторонними веществами, то эти вещества могут попадать и в конечный продукт, поэтому сырьё необходимо подбирать с осторожностью [6]. Кроме того, вермикомпост не заменяет полностью минеральные удобрения во всех условиях, а экономическая эффективность его использования зависит от масштаба и стоимости производства [6].

Значение для практики наблюдений

Для любителей и студенческих исследований биогумус удобно получать в небольшом вермикомпостере. Для проверки его действия можно поставить простой опыт: вырастить одно и то же растение в нескольких вариантах субстрата (без добавки и с добавкой вермикомпоста в разных долях) и сравнить всхожесть и рост. Необходимо иметь контроль, несколько повторностей и записывать условия опыта (освещённость, полив, температуру), а результаты описывать с указанием ограничений.

Ограничением настоящего обзора является то, что он основан на литературных данных, многие из которых получены на зарубежных культурах и почвах. Поэтому для условий конкретного региона необходима проверка результатов.

Выводы

1. Биогумус — органический материал, который образуется при совместной работе дождевых червей и микроорганизмов; его состав зависит от исходного сырья.

2. Вермикомпостирование отличается от обычного компостирования участием червей и более умеренной температурой процесса.

3. В опытах биогумус улучшал рост ряда культур, однако эффект зависит от доли и дозы: слишком большая доля в субстрате не даёт выигрыша.

4. Применение биогумуса ограничено качеством сырья и условиями, а механизмы его действия на растения изучены не полностью.

Список литературы:

1. Vermiculture Technology: Earthworms, Organic Wastes, and Environmental Management / ed. by C.A. Edwards, N.Q. Arancon, R.L. Sherman. – Boca Raton: CRC Press, 2011.
2. Domínguez J., Aira M., Gómez-Brandón M. Vermicomposting: earthworms enhance the work of microbes // Microbes at Work: From Wastes to Resources / ed. by H. Insam, I. Franke-Whittle, M. Goberna. Berlin; Heidelberg: Springer. – 2010. – P. 93⁠–⁠114.
3. Edwards C.A., Burrows I. The potential of earthworm composts as plant growth media // Earthworms in Waste and Environmental Management / ed. by C.A. Edwards, E.F. Neuhauser. – The Hague: SPB Academic Publishing, 1988. – P. 211⁠–⁠219.
4. Domínguez J., Edwards C.A. Relationships between composting and vermicomposting // Vermiculture Technology: Earthworms, Organic Wastes, and Environmental Management / ed. by C.A. Edwards, N.Q. Arancon, R.L. Sherman. – Boca Raton: CRC Press, 2011. – P. 11⁠–⁠25.
5. Lazcano C., Domínguez J. The use of vermicompost in sustainable agriculture: impact on plant growth and soil fertility // Soil Nutrients / ed. by M. Miransari. – New York: Nova Science Publishers, 2011. – P. 1⁠–⁠23.
6. Lim S.L., Wu T.Y., Lim P.N., Shak K.P.Y. The use of vermicompost in organic farming: overview, effects on soil and economics // Journal of the Science of Food and Agriculture. – 2015. – Т. 95, № 6. – P. 1143⁠–⁠1156.
7. Atiyeh R.M., Subler S., Edwards C.A., Bachman G., Metzger J.D., Shuster W. Effects of vermicomposts and composts on plant growth in horticultural container media and soil // Pedobiologia. – 2000. – Т. 44, № 5. – P. 579⁠–⁠590.
8. Arancon N.Q., Edwards C.A., Bierman P., Welch C., Metzger J.D. Influences of vermicomposts on field strawberries: 1. Effects on growth and yields // Bioresource Technology. – 2004. – Т. 93, № 2. – P. 145⁠–⁠153.