Введение к работе
Актуальность работы. Современное сельскохозяйственное земле- > делие, в частности гидропонное овощеводство защищенного грунта все больше ориентируется на создание новых экологически безопасных и энергосберегающих технологий. Использование в овощеводстве саморегулируемых гидропонных экосистем "рыба - овощи — микроорганизмы" — одно из таких новых направлений сельскохозяйственного производства, -разработка которого требует концентрации усилий агрохимиков-овощеводов, рыбоводов и микробиологов. Система чрезвычайно сложна, к тому же.не только для системы, но и для каждого звена системы необходима отработка агрохимических и микробиологических показателей для обеспечения наиболее рационального ее функционирования, а именно отработка режима питания, уровня аэрации питательного раствора, реакции разных овощей и рыбы в процессе их производства, характеристика комплекса микроорганизмов, не изученных ранее в подобных системах.
Цель и задачи исследований. Цель -,,обосновать микро-. биологические и агрохимические параметры функционирования экосистемы "рыба - овощи - микроорганизмы" для получения безнитратных огурцов и томатов при обеспечении их азотом из различных источников. , В соответствии с этим решались следующие задачи:.
- охарактеризовать активность микробиологических процессов и ус
тановить количественный и по возможности качественный состав микоор-.
ганизмов в экосистеме "рыба - овощи — микроорганизмы", участвующих в
трансформации азотсодержащих и углеродсодержащих соединений;
- оценить физико-химические и биохимические факторы системы "рыба — овощи - микроорганизмы" и отдельных ее блоков; , :
— изучить режимы азотного питания и аэрации экосистемы "рыба -
овощи - микроорганизмы", в течение гттггн ттгтп ,, гдртттатытг ее блоков
при имитации этой системы; -;.-,;
- выявить реакцию томатов и огурцов на уровни аэрации при имита
ции отдельных блоков "рыба — овощи — микроорганизмы" в условиях гид
ропоники;
— разработать и методически обосновать технологическое использо
вание в гидропонной системе при выращивании томатов и огурцов пита
тельного раствора, хранившегося в течение года после предварительного
использования под различными овощами.
Научная новизна. Впервые охарактеризован комплекс микроорганизмов в экосистеме "рыба-овощи-микроорганизмы" и ее отдельных блоков Показана возможность получения экологически безопасной продукции рыбы (карп) и овощей (томаты, огурцы) в замкнутой гидропонной экосистеме "рыба — овощи - микроорганизмы"
Впервые по аналогии с бессливным использованием питательных растворов в экосистеме "рыба - овощи - микроорганизмы" при длительном ее успешном функционировании разработана и методически обоснована технология выращивания томатов и огурцов в гидропонной системе на питательных растворах после многократной эксплуатации в овощных гидропонных культурах.
Практическая значимость Рекомендована к внедрению в гидропонное овощеводство экосистема "рыба- овощи - микроорганизмы", обеспечивающая получение экологически безопасной продукции двух видов овощей за счет утилизации продуктов жизнедеятельности рыб с участием микроорганизмов, растений и рыбы.
Рекомендовано использование в бессубстратной гидропонике питательных растворов, многократно используемых ранее. Технология многократного использования питательных растворов в гидропонике внедрена при выращивании огурцов и томатов в крестьянском хозяйстве "Междуречье" в 1994 году на площади 200 м2 Урожайность составила 25кг / м: по томатам и 30кг / м2 по огурцам (акт внедрения имеется) и внедряется в ООО «Агрокомплекс Ангелово».
Апробация работы. Результаты исследования докладывались и получили одобрение, на конференциях: "Пути повышения эффективности факторов ; интенсификации сельскохозяйственного производст-ва",г.Вильнюс, 1986; "Проблемы повышения плодородия почв в условиях интенсивного земледелия",г.Москва,1988;"Интенсификация агропромышленного гфоизводства на современном этапе",г.Баку, 1988. /..
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ*. ;
Объем й структура диссертации. Работа изложена на страни
цах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, экпе-
риментальной части и выводов. Экспериментальный материал иллюстри
рован 12 рисунками и 28 таблицами в тексте. Список литературы включает
75 наименований, в том числе 33 работ зарубежных авторов.
Эксперимент с экосистемой "рыба - овощи - микроорганизмы" предусматривал монтаж и эксплуатацию ее в течение не менее одного сезона, а также имитацию отдельных звеньев этой системы. Блок-схема экосистемы приведена на рис. 1.
В создании экосистемы "рыба - овощи" принимали участие сотрудники кафедры рыбоводства МСХА (проф. В.В.Лавровский).
Микробиологические анализы проводили на кафедре микробиологии МСХА, идентификацию микроорганизмов по Краткому определителю Берги (1980), олиготрофных микроорганизмов по Б.В. Громову, Г.В. Павленко (1989),' фитотоксичность питательного раствора определяли по А.М.Гродзинскому (1983).
Агрохимические анализы проводили в МСХА, ЦИНАО, ВИУА,
МОПИСХ. .
радиация
эффективность фотосинтеза
Минеральные удобрения
о2
фотосинтез
-*t><]
3*"! С=3*"
"*Х1
рыба
Ж
микроорганизмы
4г
t
корневая среда
І7ПЇ—
Рис 1 Блок-схема экосистемы «рыба -овощи-микроорганишы»
Урожай плодов убирали по мере их созревания, рыбу учитывали в конце опыта. Данные по урожаю обрабатывались с применением методов математической статистики (Доспехов, 1985).
. Устройство для проведения эксперимента (совместное выращивание
карпа Cyprinus саграо и томатов Lycopersicumesculentum или огурцов
Cucumis sativus L.) представлено,на рис. 2. В напорный бак 4 поступает
питательный раствор, нагнетаемый насосом 9: Водопроводная вода шла в ,
систему 2 через поплавковый клапан 3, питательный раствор — через окси-
генатор 1, из напорного бака самотеком поступала в рыбоводный бассейн ;
6, далее в лотки (желобы) для растений 7, из них в бак — отстойник 8. Бес
сточную систему замыкал насос 9, действующий постоянно. '.\.. . ;
В системе выращивали две группы карпов с разной исходной сред-'. ней массой: 17,5 и 11.5 г при одинаковой начальной нагрузке 4 кг/м3. Рыбы содержались в двух аквариумах по 750 л каждый. <
Контроль — аналогичная гидропонная установка, в которой питание растений осуществляли за счет минеральных солей. Растения выращивали в желобах 0,15 х 6,0 м; уклон 1:25. Аэрация осуществлялась за счет проточносте питательного раствора.
.._. Кроме того, для изучения отдельных звеньев (блоков),составляющих замкнутую экосистему "рыба - овощи - микроорганизмы" было проведено 6 имитационных опытов в экосистеме "овощи — микроорганизмы".
Микробиологические анализы проводили во всех опытах, определяли также фитотоксичность, водорастворимый углерод и содержание различных форм азота (N-NH4 и N-N03 ).