Удивительный вермикомпост по эффективности для сои обогнал бактериальный инокулянт.
В устойчивом сельском хозяйстве рекомендуется сократить использование химических удобрений и увеличить применение органических удобрений или объединить органическое и минеральное удобрение в соответствующих пропорциях. Цель состоит в том, чтобы свести к минимуму негативное воздействие неорганических удобрений на окружающую среду, сохраняя при этом высокие и качественные урожаи.
Компост – известное органическое удобрение. Причем, вермикомпосты, переработанные дождевыми червями, обычно имеют более высокое содержание питательных веществ по сравнению с компостами. Реакция сои на вермикомпост на субстрате сточных осадков проверена в новом исследовании.
Соя — широко культивируемая культура во всем мире и важный источник продовольствия, корма и биотоплива. Постоянно высокий спрос на растительный белок и жиры приводит к крупномасштабному производству семян сои во многих регионах мира. Кроме того, достижения в области генетики и агрономии этого вида позволили производить высокоурожайные семена хорошего качества. Соя сама по себе положительно влияет на химический состав почвы и последующие культуры и высоко ценится за ее симбиоз с Bradyrhizobium japonicum, который имеет важное экономическое значение, поскольку он устраняет или значительно снижает потребность в азотных удобрениях.
Сегодня круговая экономика с переработкой отходов становится реальностью АПК.
«Производство вермикомпоста является эффективной технологией переработки различных органических материалов, включая сельскохозяйственные отходы. Вермикомпост является хорошей альтернативой неорганическим удобрениям, а его применение в сельском хозяйстве оправдано и экономически эффективно», - пишет в статье журнала Agronomy 2025 Вацлав Ярецкий, доцент факультета технологий и естественных наук Жешувского университета. Его научная деятельность связана с исследованиями оптимизации растениеводства, особенно зерновых, бобовых и овощных культур. Он является автором и соавтором более 100 научных работ.
Исследования показали, что удобрение вермикомпостом положительно повлияло на рост и развитие растений, а также улучшило структуру и химический состав почвы. Кроме того, вермикомпост дополнительно снижает заболеваемость болезнями, передающимися через почву, что особенно важно в органическом земледелии. Было обнаружено, что вермикомпост улучшает микробиологический статус почвы, включая бактерии и грибы, тем самым повышая ее плодородие.
В этом контексте, ученые рекомендуют использовать вермикомпост в сочетании с уменьшенной дозой минеральных удобрений. Этот агротехнический прием привел к высокой урожайности сои и снижению затрат на выращивание в нескольких исследованиях. Важно, что вермикомпост увеличивает содержание белка в семенах сои, эффект, важный для переработки агропродовольственной продукции.
Биологическая фиксация азота, как говорилось выше, играет решающую роль при выращивании бобовых культур, поскольку она обеспечивает более эффективное снабжение почвы азотом, чем химические удобрения. В результате фермерам теперь доступен ряд биологических продуктов, хотя их эффективность в обеспечении азотом различна.
Methylobacterium — метилотрофные микроорганизмы, которые физиологически хорошо охарактеризованы, хотя их эволюционная история и таксономия остаются нерешенными.
Микробные препараты с использованием Methylobacterium symbioticum обладают потенциалом для стимуляции роста растений, повышения урожайности семян и улучшения их качественных показателей. Однако их эффективность непостоянна и зависит от вида сельскохозяйственной культуры, агротехнических приемов и условий выращивания. Так, в одних исследованиях применение этих бактерий позволило сократить внесение азотных удобрений на 50% для кукурузы и на 25% для клубники, одновременно увеличив фотосинтетическую способность при всех режимах удобрения, а в других не показало особой эффективности.
В этом исследовании автор воспользовался одним из инновационных биологических препаратов, рекомендуемых для внекорневой подкормки. Препарат содержит бактерию Methylobacterium symbioticum, которая уникальным образом фиксирует азот из воздуха. В отличие от других азотфиксирующих бактерий, эти обитают в надземной части растений. Усвоение азота растениями происходит через листья с помощью нитрогеназы. Бактерии стимулируют рост и развитие растений на протяжении всего вегетационного цикла, снабжая их азотом из воздуха, независимо от его содержания в почве.
Целью исследования Вацлава Ярецкого было определить, является ли удобрение вермикомпостом, отдельно или в сочетании с внекорневой подкормкой с выбранным препаратом с Methylobacterium symbioticum, целесообразной практикой при выращивании сои.
Гипотеза исследования предполагала, что такая обработка приведёт к более высокому и качественному урожаю семян по сравнению с контрольным вариантом. Кроме того, предполагалось, что ни вермикомпост, ни бактерии Methylobacterium symbioticum не будут препятствовать образованию клубеньков или физиологическим процессам растений.
Вегетационный эксперимент проводился в контролируемых условиях в лаборатории Института сельскохозяйственных наук, охраны окружающей среды и управления. Однофакторный эксперимент был заложен в 2024 году по полностью рандомизированной схеме с четырьмя повторениями.
Варианты обработки были обозначены следующим образом:
I — контроль,
II—вермикомпост (70% осадка сточных вод + 30% опилок),
III—вермикомпост (70% садово-парковых отходов + 30% опилок),
IV — вермикомпост (35% осадка сточных вод + 35% садово-парковых отходов + 30% опилок),
V — вариант II с внекорневой подкормкой Methylobacterium symbioticum,
VI—обработка III с внекорневой подкормкой Methylobacterium symbioticum,
VII—обработка IV с некорневой подкормкой Methylobacterium symbioticum.
Осадок сточных вод был получен на очистных сооружениях г. Лежайск. Садово-парковые отходы собраны в городских зелёных зонах муниципалитета Лежайск.
Компостирование, а затем вермикомпостирование проводилось на полигоне в г. Гедларова с использованием дождевых червей Eisenia fetida и ёмкостей объёмом 1 м³. Вермикомпостирование продолжалось с сентября по декабрь 2023 года. Механическое перемешивание и измерение температуры и влажности вермикомпоста проводились каждые семь дней.
Вермикомпост из осадка сточных вод (II) имел более низкий pH и содержал меньше органических веществ, калия, кальция и магния по сравнению с компостом из садово-парковых отходов (III). В то же время, содержание азота, фосфора и микроэлементов в вермикомпосте из осадка сточных вод было выше.
Почва для эксперимента была взята с пахотного поля, принадлежащего Институту сельскохозяйственных наук, охраны окружающей среды и управления Жешувского университета в Красне около Жешува.
Химический анализ почвы до и после эксперимента был выполнен в лаборатории Факультета технологий и наук о жизни Жешувского университета в соответствии с польскими стандартами. До начала эксперимента почва была слегка кислой, со средним содержанием органического вещества и низким уровнем минерального азота. Содержание макроэлементов было высоким, в то время как уровень микроэлементов был умеренным.
Было обнаружено, что удобрение вермикомпостом увеличивает значение SPAD (Soil Plant Analysis Development, измерение относительного содержания хлорофилла в листьях растений) и улучшает выбранные физиологические параметры сои, включая Fv/Fm (показатель максимального квантового выхода фотосистемы II, используемый для оценки состояния фотосинтетического аппарата растений) и RC/ABS (характеризует размер антенны фотосистемы II и является важным показателем эффективности фотосинтеза) - по сравнению с контролем.
Наиболее оптимальные результаты были получены для вермикомпоста из осадка сточных вод, независимо от внесения Methylobacterium symbioticum. Удобрение этим вариантом значительно увеличило вес семян с растения и содержание белка в семенах по сравнению с контролем.
Например, масса семян с растения была выше после внесения органических удобрений, особенно в вариантах II и V. Разница по сравнению с контролем составила 1,36 г и 1,31 г соответственно.
«Таким образом, удобрение вермикомпостом, особенно с осадком сточных вод, может быть полезным при выращивании сои, поскольку оно снижает потребность в химических удобрениях. Однако внекорневая подкормка Methylobacterium symbioticum в целом не изменила исследуемые параметры», заключил исследователь.
Источник: Agronomy 2025, doi.org/10.3390/agronomy15122681