ВЛИЯНИЕ БИОГУМУСА НА СОДЕРЖАНИЕ НИТРАТОВ В РАСТЕНИЯХ И ПЛОДАХ ОГУРЦА

АННОТАЦИЯ

В данной статье проанализировано накопление нитратов во влажных плодах при выращивании огурцов с использованием биогумуса. В ходе исследований установлено, что количество нитратов в урожае огурцов зависит от количества внесенного в почву биогумуса и сроков уборки. В частности, было отмечено, что количество нитратов в урожае, собранном в мае-июне, относительно невелико. Это основано на увеличении солнечной энергии к этому времени. В результате исследований при выращивании огурцов в тепличных условиях путем подкормки 5 кг биогумуса 5 раз по 1 кг минерального удобрения на 1 м² площади в течение всего периода развития растения (вариант 7 опыта) достигается. Установлено, что возможно самое низкое и стабильное содержание нитратов в плодах огурца.

ABSTRACT

This article analyzes the accumulation of nitrates in wet fruits when growing cucumbers using vermicompost. In the course of research, it was found that the amount of nitrates in the crop of cucumbers depends on the amount of vermicompost introduced into the soil and the timing of harvesting. In particular, it was noted that the amount of nitrates in the crop harvested in May-June is relatively small. This is based on the increase in solar energy by this time. As a result of research in the cultivation of cucumbers in greenhouse conditions by feeding 5 kg of biohumus 5 times 1 kg of mineral fertilizer per 1 m² of area during the entire period of plant development (option 7 of the experiment) is achieved. It has been established that the lowest and most stable content of nitrates in cucumber fruits is possible.

Ключевые слова: органическое земледелие, огурец, биогумус, тяжелые металлы, нитраты.

Keywords: organic agriculture, cucumber, biohumus, heavy metals, nitrates.

Введение

Сельскохозяйственную продукцию выращивают в составе органических и минеральных удобрений, с помощью различных химических или биологических пестицидов. По мере увеличения потребности человека в продуктах питания расширялось бесконтрольное и неограниченное использование различных источников сельскохозяйственного производства. В частности, с 1960-х годов мы видим, что производство продуктов питания резко возросло, а интенсивное использование агрохимикатов наносит серьезный ущерб окружающей среде и природе [Ganeshnauth et al., 2018]. В результате был сильно поврежден естественный биоценоз почвы. В частности, в результате резкого изменения состава микрофлоры в почве была создана почва для резкого увеличения численности вредных насекомых и болезней в почве. Это, в свою очередь, повлияло на иммунную систему растений и повысило их сопротивляемость [Khujamshukurov et al., 2022 (c)].

В результате производительность сельскохозяйственной продукции снижается день ото дня. Кроме того, начнется широкое изучение негативного воздействия на организм человека и природную среду в результате снижения продуктивности растений, сильного поражения химическими веществами [Khujamshukurov et al., 2022 (c)]. Это, в свою очередь, послужило основным толчком для развития органического земледелия [Khujamshukurov et al., 2022]. Кроме того, в связи с увеличением знаний об очень сильном негативном экономическом и экологическом влиянии химикатов на растениеводство желательно использовать органическое земледелие в качестве основного метода земледелия [Vennila et al., 2012; Kovshov and Iconnicov, 2017; Kapila et al., 2021; Mckenzie et al., 2022].

Одним из основных требований органического земледелия или сельского хозяйства является использование органических продуктов без химикатов при выращивании сельскохозяйственных культур [Arancon et al., 2003]. Компостирование - это естественный метод переработки разлагающихся органических материалов в богатую питательными веществами почву, известную как компост [Arancon and Edwards, 2005]. Одной из таких стратегий компостирования является вермикомпостирование, и в этой статье также исследуются возможности использования этого ресурса. Огурец является наиболее культивируемым в теплицах растением мира [Singh, 2005, Egel, 2015, Fernandes et al., 2002]. Развитие, его физиология, биохимия и факторы, влияющие на продуктивность, характеризуются тем, что проведено много научно-исследовательских работ [Savvas et al., 2013]. Однако в научных источниках недостаточно научных исследований о влиянии биогумуса на миграцию тяжелых металлов при выращивании огурцов в защищенном грунте и подвижность нитратов в плодах огурцов [Khujamshukurov et al., 2022 a, b].  По этой причине в опытах изучали влияние количества применяемого биогумуса и схемы его применения на количество нитратов в растении и плодах огурца.

Материалы и методы

На данном этапе работы определяли влияние органического удобрения, биогумуса на агрохимические показатели субстрата в условиях закрытого грунта, рост и развитие рассады огурца при выращивании рассады огурца «Авицена» F1 в тепличных условиях. В исследованиях использовалась существующая технология, широко используемая на практике, отличающаяся экспериментальной схемой. В опытах, проведенных по этой технологии, внесение минеральных удобрений в субстрат проводили за две недели до высадки его в горшки. Добавление соответствующего количества биогумуса было сделано перед помещением его в горшок. Семена огурца промывали в 1%-ном растворе KMnO₄ в течение 1 ч в холодной проточной воде, а затем выдерживали в разбавленном (соотношение 1:50) растворе Na₃PO₄ в течение 1 сут.

К моменту посева большая часть проросших семян была высажена в горшки объемом 500 мл. Рассаду высаживали с плотностью 45 саженцев на квадратный метр и накрывали светопропускающей полиэтиленовой пленкой до появления всходов. При прорастании рассады температуру поддерживали в пределах 25-28°С. В начале прорастания сеянцев пленку снимали и снижали температуру до 22-24°С. В течение первых трех дней место, где стоял саженец, дополнительно освещали (этот этап технологии необходим в условиях низкой солнечной радиации зимой). В остальные дни его освещали 12-16 часов, а уровень освещенности опытного участка составлял 4-5 тыс. лк. В темное время суток температура воздуха держалась на уровне 19-20°С. На постоянное место в теплицу саженец переносили через 30 дней. Качество рассады огурцов сильно влияет на ее последующую продуктивность. Как показано в работах Гейслера [Гейслер, 1979], длина члеников достигает 3-5 сантиметров, а общая масса до 20-30 граммов. Вены должны быть белыми и свободными от различных заболеваний.

В качестве контрольного варианта использовалась смесь почвы и щепы в пропорции 1:1, которая сегодня широко используется в большинстве крупных теплиц. минеральные удобрения (аммиачная селитра, двойной суперфосфат и сульфат калия) применялись с целью обеспечения оптимальных значений количества элементов питания в исходной смеси контрольного варианта. В опытах на 1 м³ исходной смеси добавляли 600 г аммиачной селитры, 125 г гранулированного двойного суперфосфата, 455 г хлористого калия и 115 г солей сульфата магния. Влияние количества биогумуса на развитие сеянцев определяли с помощью фенологических наблюдений и биометрических исследований, проводимых совместно с агрохимическими анализами [Доспехов Б.А., 1985].

Результаты исследования и их обсуждение

В течение трех лет опытов для проверки влияния количества внесенного в почву биогумуса на качество плодов огурцов определяли количество нитратов в составе плодов на разных стадиях развития растения. Результаты этого эксперимента представлены в таблицах 1-2.

Результаты, представленные в таблицах 1-2, показывают, что применение биогумуса вместе с минеральными удобрениями при выращивании огурцов в тепличных условиях изменяет режим азотного питания растения. Поскольку огурец – нитрофильное растение, он активно поглощает азот из почвенного раствора. При использовании биогумуса количество нитратов в урожае на всех стадиях развития выше, чем в контроле, где применялось только минеральное удобрение, но этот показатель нитратов в плодах огурца ниже значения ПДК.

Количество нитратов в огурцах изменяется с увеличением количества биогумуса, вносимого в почву теплицы. Наибольшее количество нитратов в плодах (357 мг/кг) определялось в марте, что соответствует варианту внесения биогумуса из расчета 4 кг на 1 кв. м в начале опыта вместе с минеральными удобрениями (табл. 2).

Таблица 1.

Количество азота в нитратной форме определяли из состава плодов огурца Авицена в течение трех лет опытов (2019-2021 гг.)

Таблица 2.

Среднее значение количества азота в нитратной форме, определяемое по составу плодов огурцов в 2019-2021 гг.

Однако по мере уменьшения количества биогумуса, вносимого на 1 м² площади, снижается и количество нитратов в урожае. В опытах наблюдались следующие результаты: в 7-м варианте, где количество биогумуса, вносимого с минеральными удобрениями, составляло 4 кг на 1 м² площади (под плугом), количество нитратов в урожае составило 357 мг/кг; 339 мг/кг в варианте 9 с 3 кг биогумуса на 1 м²; 324 мг/кг в варианте 8 с 2 кг биогумуса на 1 м²; Количество нитратов в урожае на вариантах 2-6 ​​при 1 кг биогумуса на 1 м² составляет 251-269 мг/кг.

Определено, что количество нитратов в посевах на 10-м варианте, при котором на 1 м² площади (под плуг) вместе с минеральными удобрениями вносили 3 кг перепревшего навоза, равнялось 349 мг/кг. Однако было отмечено, что определяемое значение нитратов в плодах огурца в любом варианте опыта не превышало его допустимого значения (ПДК) (количество ПДК нитратов во влажных плодах огурцов должно быть 400 мг/кг) [ГОСТ 1726- 2019].

Результаты опыта показывают, что количество нитратов в урожае огурцов зависит от количества внесенного в почву биогумуса, а также сроков сбора урожая. Например, количество нитратов в урожае, собранном в мае-июне, относительно невелико, что можно объяснить увеличением к этому времени солнечной энергии.

Выводы

Специфика выращивания сельскохозяйственных культур в тепличных условиях и потребность рынка в озимой овощной продукции приводят к расширению масштабов применения различных химических препаратов при возделывании огурцов. Использование избыточных минеральных удобрений с целью увеличения количества продукта и неправильное их использование отрицательно сказывается на качестве продукта и приводит к увеличению количества вредных для организма человека химических соединений. Одним из таких соединений являются нитраты, которые содержатся в плодах огурцов. По этой причине при определении качества овощной продукции, выращенной в тепличных условиях, большое внимание уделяется количеству в ней нитратов.

Качество плодов огурцов зависит от состава и количества удобрений, применяемых на этапе развития растений. При выращивании огурцов в тепличных условиях по рекомендациям ЦИНАО количество азота в почве должно быть 61-90 мг/л [ГОСТ 26485-85.].

Известно, что выращивание овощей в тепличных условиях требует применения большого количества минеральных удобрений. Это приводит к накоплению избыточного количества нитратов в растении и его плодах и к снижению качества продукта. Одним из способов снижения количества нитратов в овощной продукции является использование органического удобрения с пролонгированными свойствами.

Биогумус считается одним из таких удобрений, так как азот, содержащийся в нем, находится в основном в обменной форме, при его применении количество нитратов в огурцах значительно меньше, чем при применении эквивалентного количества минерального удобрения [Khujamshukurov et al., 2022 b]. Поэтому использование биогумуса позволяет улучшить качество плодов огурца. Изучение влияния биогумуса на агрохимическое состояние и продуктивность почвы в тепличных условиях требует наблюдения за изменением количества нитратов в растении и плодах [Khujamshukurov N.A., 2022 c].

Таким образом, результаты исследований показали, что при выращивании огурцов в тепличных условиях можно добиться наименьшего и стабильного содержания нитратов в плодах огурца путем подкормки 5 кг биогумуса с 1 кг минерального удобрения 5 раз на 1 м² площади в течение весь период развития растений.

Список литературы:

1. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). 5-е изд., доп. и перераб.—М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.
2. Гейслер Т. Производство овощей под стеклом и пленкой / Пер. с ним. Н.С. Корогодова., Т.П. Шульцева. –М.: Колос, 1979. 312 с.
3. ГОСТ 26485-85. Почвы. Определение обменного (подвижного) алюминия по методу ЦИНАО. Официальное издание. М.: Стандартинформ. 2013.–С.14.
4. ГОСТ 1726-2019. Огурцы свежие межгосударственного стандарта для промышленной переработки. Официальное издание. М.: Стандартинформ. 2019.–С.17.
5. Arancon N.Q., Edwards C.A., Bierman P., Metzger J.D., Lee S., Welch C. 2003. Effects of Vermicomposts on Growth and Marketable Fruits of Field-grown Tomatoes, Peppers and Strawberries. The 7^th international Symposium on Earthworm Ecology. Pedobiologia. 41: 731-73.
6. Arancon N., Edwards C. 2005. Effects of Vermicompost on Plant Growth. International Symposium Workshop on Vermi-Technologies for Developing Countries, Los Banos, Philippines. pp. 2.
7. Egel D.S. 2015. Midwest vegetable production guide for commercial growers, USA, pp. 210.
8. Fernandes A., Martinez H.E.P., Oliveira L.R. 2002. Effect of nutrient sources on yield, fruit quality and nutritional status of cucumber plants cultivated in hydroponics. Horticultura Brasileira, 20(4): 571-575.
9. Ganeshnauth V., Jaikishun,S., Abdullah A.A., Homenauth O. 2018. The Effect of Vermicompost and Other Fertilizers on the Growth and Productivity of Pepper Plants in Guyana. IntechOpen http://dx.doi.org/10.5772/intechopen. 73262.
10. Kapila R., Verma G., Sen A., Nigam A. 2021 Compositional Evaluation of Vermicompost Prepared from Different Types of Organic Wastes using Eisenia fetida and Studying its Effect on Crop Growth. Indian Journal of Agricultural Research. DOI: 10.18805/IJARe.A-5708.
11. Kovshov S.V., Iconnicov D.A. 2017. Growing of grass, radish, onion and marigolds in vermicompost made from pig manure and wheat straw. Indian Journal of Agricultural Research. 51(4): 327-332.
12. Khujamshukurov N., Eshkobilov Sh.A., Kuchkarova D.X., Bashirova Yu.J. 2022 (a) Influence of biohumus on the content of heavy metals in soil. International conference on trends & innovations in food technology.  24-25 November, 2022 (TIFT-2022). Integral University, Lucknow, India. P.85.
13. Khujamshukurov N., Eshkobilov Sh.A., Normatov A.,  Kuchkarova D.X., Bashirova Yu.J. 2022 (b). Influence of biohumus on the productivity of cucumber plants under greenhouse conditions. International conference on trends & innovations in food technology.  24-25 November, 2022 (TIFT-2022). Integral University, Lucknow, India. P.86.
14. Khujamshukurov N.A., Eshkobilov Sh.A., Aliqulov S.M., Ro’zmetova N.K., Kuchkarova D.X., Saba Siddiqui, Monowar Alam Khalid., Bazarnova Yu.G. 2022. (c) The Influence of Biogumus on the Quality of Cucumber Plants and the Properties of the Nutrient Environment. Int.J.Curr.Microbiol.App.Sci. 11(11): 255-271. doi:  https://doi.org/10.20546/ijcmas.2022.1111.029.
15. Mckenzie I., Diana S., Jaikishun S., Ansari A. 2022. Comparative Review of Aerobic and Anaerobic Composting for the Reduction of Organic Waste. Agricultural Reviews. DOI: 10.18805/ag.R-191.
16. Singh B. 2005. Protected Cultivation of Vegetable Crops. Kalyani Publishers, Ludhiana, India.  pp. 74-84.
17. Savvas D., Gianquinto G., Tüzel Y., Gruda N. 2013. Soilless culture. In Good agricultural practices for greenhouse vegetable crops. Principles for Mediterranean climate areas. FAO, Plant Production and Protection Paper 217. Rome, pp. 303–354.
18. Sharma D., Sharma V.K., Kumari, A. 2018. Effect of Spacing and Training on Growth and Yield of Polyhouse Grown Hybrid Cucumber (Cucumis sativus L.) Int. J. Curr. Microbiol. App. Sci, 7(5): 1844-1852.
19. Vennila C., Jayanthi C., Sankaran V.M. 2012. Vermicompost on crop production-A review. Agricultural Reviews. 33:  265-270.