ЭМ-технология и питание растений

U.R. Sangakkara, В. Marambe, A.M.U. Attanayake, E.R. Piyadasa
Университет Peradeniya, Отделение Сельскохозяйственных Наук, Шри-Ланка

по материалам Международного симпозиума «Технология для человечества»

Данное исследование проводилось с целью оценки эффективности усвоения питательных веществ двумя сельскохозяйственными культурами, которые выращивались на протяжении трех лет с использованием методов как традиционного органического земледелия, так и естественного сельского хозяйства Кюссей (с применением эффективных микроорганизмов - ЭМ).

В качестве удобрений, улучшающих структуру почвы, использовались кокосовые волокна, рисовая солома и зеленая масса бобов, с применением или без применения ЭМ. В результате урожайность всех сельскохозяйственных культур возросла благодаря и органическим удобрениям, и, в большей степени, вследствие применения ЭМ. Концентрации азота и калия, которые необходимы для вегетации и репродукции, были выше в растениях, выращенных с применением ЭМ.

Введение

Органическое сельское хозяйство все более популярно во всем мире, что в значительной степени обусловлено потребностью в экологически чистых продуктах питания, особенно в развитых странах. В развивающихся странах органическое сельское хозяйство практикуется в мелких фермерских хозяйствах из-за высокой стоимости или недостатка сельскохозяйственных химикатов (Gliessman, 1991).

Основная проблема органического сельского хозяйства - низкое содержание питательных веществ в большинстве органических удобрений (Mengel и Kirkby, 1987), которое сильно колеблется в зависимости от их состава, влажности и др. Ценность органических удобрений определяют прямым анализом содержания питательных веществ в растениях, что является непростой задачей и вызывает необходимость проведения полевых опытов. Следует учитывать, что питательные вещества в процессе разложения органических удобрений высвобождаются медленно и нестабильно (Cosico, 1985; Hseih и Hseih, 1990).

Эффективность органических систем земледелия могут существенно повысить микроорганизмы (Dobereiner, 1994). Технология Эффективных Микроорганизмов (ЭМ), разработанная Теруо Хигой, профессором университета Риукиус (Окинава, Япония), оказалась очень эффективной и обладает большими потенциальными возможностями, начиная с роста урожайности в органических системах земледелия и заканчивая борьбой с загрязнением окружающей среды (Parr и др., 1994; Sangakkara nHiga, 1995).

Успех ЭМ-технологии в органических системах земледелия обусловлен более полным разложением органических веществ, лучшим использованием питательных веществ и улучшением характеристик почвы

под действием ЭМ (Parr, 1994; Sangakkara, 1994). Таким образом, эффективность применения ЭМ связана с их способностью поддерживать рост растений и урожайность посредством увеличения эффективности использования питательных веществ.

В полевых условиях исследовали селекционные сельскохозяйственные культуры, которые выращивали в период сухих сезонов на протяжении трех лет. Изучали способность ЭМ увеличивать эффективность использования питательных веществ, которые растения получают из трех наиболее распространенных в тропических экосистемах органических удобрений.

Используемые методы т материалы

Эксперименты проводились с 1990 до 1992 г., с мая по сентябрь, на ферме неподалеку от опытной станции Университета Peradeniya (Шри-Ланка). Почва на участке -кислая (красная или желтоватая из-за наличия оксидов железа и не может использоваться в непрерывном сельскохозяйственном цикле без применения удобрений и извести).

Усредненные климатические данные по трем сезонам: количество осадков 284 ± 18 мм; среднесуточная температура 30,4 ± 1,8 °С; относительная влажность воздуха 74 ± 2,5 %.

Выращивали перец чилли (горький перец) и спаржевую фасоль (вигну).*

Почву обрабатывали тремя различными методами:

• внесение органических удобрений одного вида: зеленая масса бобов, рисовая солома или кокосовая стружка в количестве 8 т/га;
• применение трех видов органических удобрений с добавкой водного раствора ЭМ (концентрация 1:1000), в каждом случае расход ЭМ составлял 10 л/га;
• контроль (без использования органических добавок или ЭМ).

В разбитом на участки 2x3 м блоке применяли несколько вариантов обработки почвы (в трехкратной повторности). Каждая обработка повторялась на том же самом участке посезонно. Участки, не обработанные ЭМ, располагали на определенном расстоянии друг от друга, чтобы не допустить попадания посторонних веществ.

В начале сезона дождей участки возделывали вручную, а затем вносили органические удобрения. Эти удобрения предварительно обрабатывали ЭМ и после этого полученную биомассу добавляли в почву.

Через 14 дней на участках равномерно посадили расссду горького перца и семена вигны. ЭМ-препараты применяли в разбавленном виде в одинаковых пропорциях на всех стадиях роста растений. Никакие сельскохозяйственные химикаты не использовали, прополку проводили дважды в течение вегетативного периода. Полив проводили по мере необходимости.

Таблица 1. Содержание питательных веществ в исследованных органических удобрениях

Таблица 2. Урожай горького перца и вигны на участках, удобряемых органическими добавками и ЭМ в течение трех сезонов

На определенной стадии роста с каждого участка были взяты по шесть растений для определения уровня содержания в них азота и калия по Кьельдалю и пирофотометрическими методами. Также были определены уровни содержания азота и калия в свежих органических удобрениях. На стадии роста культур, соответствующей развитию стручка, с каждого участка было взято по 25 растений и оценен урожай (вес свежих стручков).

На основании анализа содержания азота и калия в используемых органических добавках, исходя из сухого веса (таблица 1), по агрономической ценности этих питательных веществ была определена их эффективность в системах земледелия с применением ЭМ и в обычных органических системах.

Полученные результаты и их обсуждение

Питательная ценность органических добавок, используемых в качестве удобрений, существенно отличается (таблица 1). Так, в зеленой массе бобов содержание азота более высокое. Поэтому ее широко используют как источник азота в органических системах земледелия (Beefs, 1990). Несмотря на то что показатели разложения этих органических добавок невелики, они снабжают растения ценным в условиях тропического сельского хозяйства питательным веществом - калием.

На участках, где не вносили органические удобрения, урожай оказался самым низким (таблица 2). Это свидетельствует о низком плодородии почвы. Более того, урожаи на этих участках со временем стали уменьшаться. И наоборот, применение органических удобрений значительно увеличило урожайность.

В первый сезон внесение зеленой массы бобов при выращивании вигны оказалось более эффективным, чем применение других органических удобрений. При добавлении рисовой соломы и измельченных кокосовых волокон урожайность была меньше, что можно объяснить более низким содержанием азота и более высоким соотношением C : N, что замедляло высвобождение питательных веществ (Mengel и Kirkby, 1987).

Применение ЭМ увеличило урожайность обеих культур. В первый год исследований урожайность растений возросла на 12-13 %, а в третий - на 16-20 %. Наибольший эффект наблюдался при одновременном использовании зеленой массы бобов и ЭМ. На участках, куда вносились рисовая солома и измельченное кокосовое волокно совместно с ЭМ, урожаи также увеличились на 3-6 % в первый год и на 8-16 % на третий год. Таким образом, результаты наглядно подтверждают сделанные ранее выводы (Sangakkara и Higa, 1994, 1995) о целесообразности использования ЭМ в тропических органических сельскохозяйственных системах земледелия.

Эффективность применения ЭМ в органическом сельском хозяйстве представлена в таблице 3.

Таблица 3. Сравнительная характеристика агрономической эффективности внесенных азота и калия при использовании ЭМ-технологии при выращивании горького перца и вигны

Сравнение показателей накопления азота и калия при добавлении ЭМ и без их применения подтверждает способность ЭМ заметно увеличивать эффективность использования питательных веществ в органических системах. При применении ЭМ урожайность вигны и особенно горького перца значительно возросла в пересчете на единицу внесенных азота и калия, что может быть объяснено более полным разложением органических удобрений. Следует отметить, что ЭМ также увеличивают интенсивность поглощения растениями питательных веществ, которых во многих органических удобрениях содержится недостаточно. Так, при совместном применении ЭМ и зеленой массы бобов с низким содержанием калия уровень калия в удобрении значительно возрос. А при использовании рисовой соломы и измельченного кокосового волокна совместно с ЭМ в удобрении возрастает содержание азота.

Рост агрономической эффективности приводит к лучшему усвоению растениями вносимых питательных веществ в органических системах, что обеспечивает более высокую производительность и устойчивость сельскохозяйственного производства.

Таким образом, на третий год применения методики с использованием ЭМ процент усвоения азота из рисовой соломы увеличился до 84%. В этот показатель, возможно, входит некоторое количество азота из почвы, который мог быть извлечен также с помощью ЭМ. Однако это требует дальнейшего изучения.

Использование ЭМ при выращивании вигны в значительной степени увеличило процент извлечение азота из всех органических удобрений. Так, усвоение растениями азота из рисовой соломы и измельченного кокосового волокна превысило 100 %, что можно объяснить известной способностью ЭМ участвовать в образовании клубеньков у бобовых, а следовательно, и усвоением атмосферного азота (Sangakkara и Higa, 1994).

Меньший уровень восстановления азота наблюдался при применении ЭМ совместно с зеленой массой бобов, что можно объяснить большим количеством азота в этом органическом удобрении, которое может замедлять симбиотический процесс азотофиксации.

Таким образом, ЭМ способны ускорять разложение органических удобрений, причем из этих удобрений освобождается большое количество питательных веществ, необходимых для почвы и растений. Кроме того, ЭМ способны увеличивать эффективность использования питательных веществ, содержащихся в органических удобрениях в малых количествах. ЭМ повышают питательную ценность и скорость усвоения подвижных форм азота и калия, которые являются дефицитными в большинстве тропических экосистем.

Таблица 4. Накопление азота и калия в горьком перце и вигне после внесения органических удобрений и ЭМ в течение трех сезонов

__________________

* - Скороспелые формы вигны вызревают на Северном Кавказе, в Южной Украине и в Воронежской области (см. подробнее здесь >>).