EFFECT OF VARIOUS STRAW/MANURE RATIOS IN SYSTEMS WITH EARTHWORMS Eisenia fetida ON LETTUCE GROWTH PARAMETERS AND SUBSTRATE QUALITY | ВЛИЯНИЕ РАЗНЫХ ДОЗ СОЛОМЫ И НАВОЗА В СИСТЕМАХ С ЧЕРВЯМИ Eisenia fetida НА ПОКАЗАТЕЛИ РОСТА РАСТЕНИЙ САЛАТА И КАЧЕСТВО СУБСТРАТА

Английский. Background. At present, there is an increase in demand for natural agricultural products, which is contributing to the development of plant production in artificial ecosystems that function according to the principles of natural cenoses, with a certain flexibility to emerging stresses. Organic wastes can be incorporated into biosphere-like system compositions in the presence of decomposers, which include earthworms that increase the productivity, environmental sustainability, and self-regulating capacity of agroecosystems. Purpose. The purpose of our research was to investigate the effect of wheat straw/ cattle manure ratios in model systems with peat substrate and earthworms on lettuce productivity and vegetative growth parameters, chemical composition of plants and substrates, as well as worm population. Materials and methods. In laboratory experiments, we evaluated the effect of applying organic wastes (various wheat straw/cattle manure ratios) to peat substrate with introduced earthworms (Eisenia fetida) (10 individuals/800 g substrate) on lettuce (Lactuca sativa Credo cultivar lettuce plants). At the experiment’s end, each plant’s height, leaf area, aboveground biomass (fresh and dry), and photosynthetic pigment content were measured; chemical analysis of substrates and plant mass was carried out; worm adaptive capacity was evaluated according to morphofunctional characteristics; worm fecundity and coprolite output were calculated; the number of bacteria and micromycetes was counted, and Azotobacter activity was estimated. All experiments were performed in three independent biological replicates. Statistical analysis was performed using the application package Statistica 10.0 (StatSoft, USA). Results. Incorporating of various straw/manure ratios into the substrate enhanced the productivity of lettuce plants: the edible surface area, plant weight and photosynthetic pigment content increased. This also contributed to a significant change in the content of mobile forms of major nutrients in the substrate, as well as to a significant reduction in total nitrogen in plant tissues, and the accumulation of phosphorus and potassium. The addition of wheat straw and manure increased worm reproductive performance and coprolite output. Conclusions. The possibility of obtaining plant crop and earthworm biomass in an artificial ecosystem with various straw/ manure ratios in a peat substrate is shown. Funding. The work was carried out within the State Assignment of the Siberian Federal Scientific Center of Agrobiotechnologies of the Russian Academy of Sciences FNUU-2021-0005.

Русский. Обоснование. В настоящее время увеличивается потребность в натуральной сельскохозяйственной продукции, что способствует развитию направления получения растительной продукции в условиях искусственных экосистем, функционирующих по принципам естественных ценозов, обладающих определенной гибкостью к возникающим стрессам. Органические остатки могут быть включены в составы биосфероподобных систем при наличии детритофагов и редуцентов, к которым относятся дождевые черви, повышающие продуктивность, экологическую устойчивость и саморегулирующую способность агроэкосистем. Цель. Изучить влияние соотношения пшеничной соломы и навоза крупного рогатого скота в модельных системах с торфяным субстратом и компостными червями на продуктивность листового салата, параметры развития, агрохимический состав растений и субстратов и популяцию червей. Материалы и методы. В лабораторных контролируемых условиях изучали влияние внесения органических отходов (пшеничной соломы и навоза в различных соотношениях) в торфяной субстрат при интродукции червей (Eisenia fetida) (10 шт./800 г субстрата) на растения салата (Lactuca sativa сорт Кредо). По окончанию экспериментов измеряли высоту, площадь листовой поверхности, сырую и сухую надземную массу растений, содержание фотосинтетических пигментов; проводили химический анализ субстратов и растительной массы; оценивали адаптационные способности червей по морфофункциональным показателям, рассчитывали их плодовитость и выход копролита; учитывали численность бактерий и микромицетов в субстратах, оценивали актуальную активность азотобактера. Все эксперименты проводили в трех независимых биологических проворностях. Данные, полученные в ходе экспериментов, обрабатывали с помощью пакета StatSoft STATISTICA 10.0. Результаты. Внесение в субстрат соломы и навоза в присутствии популяции компостных червей способствовало увеличению продуктивности растений салата: возросла площадь съедобной поверхности, масса растений, повысилось содержание фотосинтетических пигментов; изменению в субстрате содержания подвижных форм основных биогенных элементов, значимому снижению содержания общего азота в тканях растений и накоплению фосфора и калия. Внесение пшеничной соломы и навоза в торфяной субстрат увеличивало репродуктивные показатели червей и выход копролита. Заключение. Показана возможность получения растительной продукции и получения биомассы червей в искусственной экосистеме с разным соотношением соломы и навоза в торфяном субстрате. Финансирование. Работа выполнена в рамках тематики научных исследований Государственного задания СФНЦА РАН FNUU-2021-0005.