Вермикультура и биогумус
СОДЕРЖАНИЕ: Биологическая характеристика вермикультуры. Значение дождевых червей в агроэкосистемах. Выращивание вермикультуры зимой. Основные принципы и приемы промышленного разведения червей. Ферментация субстрата, биогумус и его агроэкологическая оценка.РЕФЕРАТ
На тему:
“ВЕРМИКУЛЬТУРА И БИОГУМУС”
Выполнил:
Проверил преподаватель:
Оглавление:
1.Характеристика вермикультуры.
1.1. Биологическая характеристика вермикультуры.
1.2 Значение дождевых червей в агроэкосистемах.
2. Биогумус и его агроэкологическая оценка.
2.1. Препараты, получаемые на основе использования червей. Биогумус и его оценка.
2.2. Перспективы применения биогумуса как удобрения пролонгированного действия для производства экологически безопасной сельскохозяйственной продукции.
2.3. Возможности использования вермикультуры в животноводстве и медицине в качестве продуктов питания.
2.4. Перспективы создания замкнутых циклов производства в сельском хозяйстве на основе использования червей
2.5. Основные принципы и приемы промышленного разведения червей.
2.6. Агроэкологические требования к питательному субстрату.
2.7. Ферментация субстрата.
2.8. Выращивание вермикультуры зимой.
2.9. Приготовление вермикомпоста на приусадебных и дачных участках.
2.10. Вредители дождевых червей.
Раздел 1. ХАРАКТЕРИСТИКА ВЕРМИКУЛЬТУРЫ
1.1. Биологическая характеристика вермикультуры
Среди ключевых задач, стоящих перед сельскохозяйственной экологией, важное значение принадлежит конструированию оптимальных схем гармоничного развития биогеоценотического по крова, неотъемлемой составной частью которого являются агроэкосистемы (продукт процессов трансформации первичной биосферы в биотехносферу), Если объективно оценивать итоги последних 15...20 лет, то нетрудно убедиться, что попытки повышения продуктивности производства на сугубо технократической основе оказались в значительной степени тупи ковыми. И первопричина тому — глубокий разрыв между антропогенными технологиями и законами функционирования экологических (в том числе и агроэкологических) систем, отсутствие оценки возможных последствий применяемых технологий для тех или иных природных комплексов. В свое время отакой недальновидности по отношению к почве было сказано, что всякий прогресс в повышении ее плодородия на данный срок есть в то же время прогресс в разрушении постоянных источников этого плодородия. Нельзя не признать, что этот тезис не только не потерял своего смысла в наши дни, а, наоборот, получил достаточно масштабное подтверждение, реализующееся в многоплановых негативных экологических проявлениях, которые повсеместно наблюдаются в аграрном секторе экономики. И прежде всего это относится к естественному базису сельскохозяйственного производства.
Вышесказанное дает весомые предпосылки говорить о необходимости системного управления продукционными процессами в агроэкосистемах. Основополагающим при этом является надлежащий учет природных (биотических и абиотических) системообразователей, грамотная оценка особенностей их функционирования и развития. Продукционный процесс, разумеется, — весьма сложная динамическая система, формирующаяся из отдельных взаимосвязанных подсистем (блоков). Полученные научные обобщения и имеющиеся практические результаты позволяют обнадеживающе оценивать перспективы конструирования и управления в агроэкосистемах. Наглядным примером тому может служить вермикультивирование.
В последние годы во многих странах довольно широкое распространение получило одно из новых направлений биотехнологии — вермикультивирование, заключающееся в промышленном разведении некоторых форм дождевых червей (от Vermes — червь).
Формирование и развитие данного направления обусловлено возможностью решения на биологической основе ряда актуальных экологических задач (утилизация органических отходов, повышение плодородия почвы, получение высококачественного чистого органического удобрения, выращивание безопасной сельскохозяйственной продукции и др.).
Метод вермикультуры существенно ограничивает либо исключает опасность загрязнения среды различными поллютантами.
Особый интерес к вермикультивированию проявляют сторонники так называемого альтернативного земледелия, ратующие за отказ от применения минеральных удобрений и пестицидов и призывающие к широкому использованию компостов, способных поддерживать на высоком уровне биологическую активность почвы.
Первые хозяйства по искусственному разведению червей на отходах были созданы более полувека тому назад в США. (Червей разводили с целью получения наживки для рыбной ловли.)
В настоящее же время практика применения заметно расширилась, распространившись как в сельском хозяйстве, так и в других отраслях производства.
Биологическая характеристика вермикультуры. Вермикультура — это компостные черви в органическом субстрате. Нередко под этим термином подразумевают исключительно червей или, наоборот, только субстрат. Вермикультуру можно представить как сложное биоценотическое сообщество, ограниченное определенным биотопом в составе культурного ландшафта.
Черви объединяют несколько типов групп беспозвоночных, среди которых коловратки, нематоды, энхитреиды, кольчатые и дождевые черви. Именно последние имеют большое значение в почвообразовательном процессе, в формировании и поддержании плодородия почв.
Дождевые (земляные) черви — самые крупные обитатели почв среди беспозвоночных, входящие в состав почвенной макрофауны, на их долю приходится не менее половины всей биомассы почвы. Например, в лесных экосистемах масса червей составляет от 50 до 72 % всей почвенной биомассы.
Большинство дождевых червей, распространенных на территории нынешнего СНГ, относится к семейству люмбрицид (Lumbricidae), которое включает около 180 видов.
В целом же наиболее массовыми являются 15...16 видов, среди которых заметно доминирует вид Nicodrilus caliginosus . Обитает он обычно в распаханных почвах. Отсюда и название «пашенный червь».
Средний размер дождевого червя 9... 13 см в длину (на Кавказе обитают черви длиной 45 см, а самый крупный червь в мире — Megascolidesaustralia — имеет длину 2,5 м).
Плотность дождевых червей достигает в среднем 120 особей на 1 м2 , а биомасса — 50 г на 1 м2 (при массе тела одного червя 0,5...1,5 г). В благоприятные периоды плотность пашенного червя может составить 400...500 экз. на 1 м2 .
Главный источник питания червя — растительные остатки. Не случайно присутствие его можно рассматривать как тест на обогащенность почвы органическим веществом. Дождевые черви, роясь в почве, значительно влияют на ее свойства. Они способствуют перемешиванию и разрыхлению земли, накоплению органических веществ, образующих гумус. Для гумификации особо важны два фактора — воздух и влажность. Дождевые черви улучшают аэрацию почвы, облегчают доступ влаги, усиливают процессы гумусообразования, нитрификации и аммонификации.
В зависимости от места обитания червей делят на 3 группы: поверхностно-живущие (подстилочные); почвенно-подстилочные; третьянорники, которые прокладывают глубинные ходы в почве.
Например, пашенный червь живет на глубине 10... 15 см. В сухую погоду он мигрирует на глубину 0,5 м и более, строит там капсулу и временно впадает в спячку (диапауза).
В природной обстановке в размножении люмбрицид отмечается сезонность. Максимум в интенсивности этого процесса наблюдается весной и осенью.
Черви могут голодать 2,5 мес. При низких температурах (0...5°С) период голодания увеличивается до 3...4 мес.
Они влаголюбивы, умеренно теплолюбивы. Оптимальная температура для питания 2О...25°С, для размножения 12... 17 С. Нуждаются в аэрации.
Непригодны для культивирования червей песчаные и глинистые, кислые и засоленные почвы. Оптимальной реакцией среды является нейтральная или слабокислая. Черви очень боятся ветра.
В естественных условиях обитания черви не болеют и не подвергаются каким-либо эпидемиям.
Гибель дождевых червей в природных условиях довольно часто вызывает чрезмерная химизация почв.
Достаточно велико значение червей в облагораживании почв. Осознание этого предопределило большой интерес к искусственному их культивированию. Так, в результате многолетней селекционной работы, проведенной американскими исследователями, в 1959 г. в Калифорнии была выведена новая разновидность дождевого червя, получившая название «калифорнийский гибрид красного червя» или просто «калифорнийский красный червь». С 1979 г. его стали размножать в Западной Европе, в Японии.
По плодовитости и активности гибрид существенно превосходит обычного дождевого червя и в отличие от него хорошо поддается выращиванию в искусственных условиях.
В отличие от своих диких сородичей калифорнийский гибрид является «домоседом». При наличии пищи он не расползается и потребляет в день ее примерно столько же, сколько весит сам. Селекционеры генетически запрограммировали гибрид на круглосуточную переработку отходов с высоким коэффициентом полезного действия (40 % потребляемой пищи расходуется в процессе жизнедеятельности, а 60 % после переваривания выделяется в виде экскрементов — копролитов, т. е. продуцируемого биогумуса).
1.2. Значение дождевых червей в агроэкосистемах
В научной литературе на положительное влияние дождевых червей в почвообразовании впервые обратил внимание английский натуралист Г. Уайт. В книге, опубликованной в 1789 г., он пишет, что земля без дождевых червей была бы «холодной и непитательной». Основными же исследованиями по этому вопросу являются работы Ч.Дарвина (1881), который говорил о значении дождевых червей в формировании плодородия почв, что плуг принадлежит к числу древнейших изобретений человека, но еще задолго до его изобретения почва правильно обрабатывалась червями и всегда будет обрабатываться ими.
Дождевые черви благоприятно влияют на почву. В основном в результате их деятельности сотворены знаменитые черноземы — национальное богатство России. Заглатывая кусочки органического вещества, черви трансформируют его в кишечной полости и выделяют в виде копролитов — «каменных» экскрементов. Копролиты улучшают почвенную структуру в результате обволакивания стенок почвы слизью, что предохраняет ее, например, даже от размывания водой. Под действием копролитов меняется также биохимический состав почвы. Копролиты содержат в 5 раз больше биологического азота; они в 7 раз богаче фосфором и в 11 раз калием по сравнению с поверхностным слоем плодородной огородной почвы. В копролитах сосредоточивается значительное количество кальция, что обеспечивает хорошую водопрочную структуру и высокую водоудерживающую способность. Наряду с этим кальций снижает кислотность среды и создает условия, затрудняющие развитие болезней растений, например фузариоза, ржавчины, бактериоза и др.
Возле копролитов энергично развивается полезная микрофлора. Все это в итоге улучшает условия жизни растений. Дождевые черви, как и другие живые организмы, обогащают почву макро- и микроэлементами, ростовыми веществами, антибиотиками. Фермент протеаза, входящий в состав биомассы червя, обладает биостимул ирующим действием, улучшает усвояемость пищи животным, способствует ускорению их роста, активизирует физиологобиохимические процессы в организме.
Общая длина ходов червей превышает 1 км под 1 м2 поверхности почвы. Приняв среднюю массу червя за 0,5 г, а число их на 1 м2 50 особей (500 000 экземпляров на 1 га), нетрудно подсчитать, что за 1 сут через кишечник червей на площади 1 га проходит 250 000 г (0,25 т) земли. Если предположить далее, что активная деятельность червей продолжается 200 дней в году, то количество земли, прошедшее через их кишечник, составит 50 т на 1 га (0,25 х 200). Учитывая же, что в 1 м2 почвы обитает 400...600 особей, получается, что за год черви перерабатывают от 400 до 600 т/га земли.
Масса копролитов, ежегодно образуемая червями в природных условиях, огромна. В Подмосковье, например, наполе многолетних трав на дерново-подзолистой почве (180 червей на 1 м2 ) образуется за год 53 т/га копролитов. В Средней Азии на поливных землях согласно Н. А. Димо при численности червей более 150 особей на 1 м2 ежегодная продукция копролитов достигала более 120 т/га.
Раздел 2. БИОГУМУС И ЕГО АГРОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА
2.1. Препараты, получаемые на основе использования червей. Биогумус. Агроэкологическая оценка
На основе культуры червей изготовляют ценнейшее органическое удобрение, получившее в обиходе название «биогумус». (Это, разумеется, сугубо рекламное название вырабатываемого червями продукта.)
Биогумус представляет собой комковатое микрогранулярное вещество коричнево-сероватого цвета с запахом земли.
Биогумус содержит в хорошо сбалансированной и легкоусвояемой форме все необходимые для питания растений вещества. Среднее содержание сухой органической массы в биогумусе составляет 50 %, а гумуса — 18 %; реакция среды, благоприятная для растений и микроорганизмов, — рН 6,8...7,4; среднее значение общего азота достигает 2,2 %; фосфора — 2,6; калия — 2,7 % и т. д. Кроме того, в биогумусе представлены практически все необходимые микроэлементы и биологически активные вещества, среди которых ферменты, витамины, гормоны, ауксины, гетероаукси-ныи др.
В лучших образцах биогумуса в 1 г насчитывается до нескольких миллиардов клеток микроорганизмов, что значительно превышает численность микробов в навозе (примерно 150...350 млн клеток). Биогумус отличается высокой ферментативной активностью, особенно оксидередуктаз.
Следует отметить, что содержащееся в биогумусе органическое вещество в значительном количестве представлено гуминовыми кислотами (31,7...41,2 %) и фульвокислотами (22,3...34,8 %).
Среди гуминовых кислот преобладает наиболее ценная фракция — гуматы кальция (43,3...47,6 %). Наличие в вер-микомпосте фульватногуматного типа гумуса (Сгк :Сфкт = 1,18...1,42) способствует формированию агрономически ценной структуры почвы. Элементы питания, находящиеся в биогумусе, взаимодействуя с минеральными компонентами почвы, образуют сложные комплексные соединения. Поэтому они надежно сохраняются от вымывания, медленно растворяются в воде, обеспечивая питание растений в течение длительного времени (не менее 2...3лет). Считается (Городний и др., 1990), что в 1 т биогумуса содержится в среднем 45 кг питательных элементов (NPK) и что нередко биогумус по своей питательной ценности превосходит органические удобрения.
В зависимости от размера гранул биогумус подразделяют на следующие виды.
Модер (гранулы размером 0,3... 0,7 мм) — мягкая фракция биогумуса. Используют его для подкормки огородных, парниковых, тепличных и оранжерейных культур.
Мор (гранулы размером 0,7... 1 мм) — самая крупная фракция биогумуса. Предназначена для применения в растениеводстве, огородничестве и садоводстве. Вносят его при посеве в рядки, лунки, гнезда.
Муль (гранулы размером до 0,1 мм) — мельчайшая фракция биогумуса (или гумусовая мука). При внесении в почву сразу же растворяется и усваивается растениями. Используется для некорневых подкормок, «лечения» растений, перенесших стрессовое состояние при пересадках, а также для получения быстрого эффекта при выращивании растений.
Качество биогумуса принято оценивать в соответствии с международным стандартом, которым предусмотрены следующие требования.
Влажность, % 30...40
Органическое вещество, % 20...30
Водорастворимые соли, % 0,5
рН 6,5.„7,5
Общий азот, % Не менее 1,5
Р,О, 1,2...1,5
К,0 1,1...1,2
C-N15
Mg,% 1
Са, % 4
Примечания: 1. Биогумус не должен содержать вещества, биологически не перерабатываемые (полимеры, камень, стекло); растения, способные размножаться. 2. Предельные параметры возбудителей патогенных заболеваний человека в биогумусе допускаются, экз. на 1 г: фекальный стрептококк — 10; колиформ — 10; сальмонелла не обнаруживается в 20 г.
Ценные свойства биогумуса при применении его благоприятно сказываются на формировании урожайности сельскохозяйственных культур, стимулируют улучшение качества получаемой продукции. Установлено, например, что благодаря биогумусу прибавка урожая зерновых составляет 30...40 %, картофеля —30...70 и овощных — 35...70 %.
Примером повышения качества продукции под влиянием биогумуса может служить увеличение содержания витамина С (мг/100г) в фруктах и овощах (таб.1).
Таб.1. Влияние биогумуса на содержание витамина С, мг/100 г, в различной сельскохозяйственной продукции по сравнению с применением навоза и минеральных удобрений (Фрюгвальд)
Культура | биогумус! Навоз+ ми= ь-
Картофель 48 15
Клубника 90 52
Перец 320 150
Фасоль 43 10
Яблоки 32 5
Фон «навоз + минеральные удобрения» явно уступает по всем культурам.
Целесообразные дозы внесения биогумуса заметно варьируют в зависимости от метеорологических условий года.
По «отзывчивости» на биогумус растения подразделяют:
на высокоотзывчивые, богатые углеводами; сюда относятся картофель, морковь, свекла (кормовая, сахарная и столовая), фрукты; применение биогумуса под эти культуры обеспечивает прибавку урожая до 35 % и более;
хорошо отзывчивые; в эту группу отнесены все зерновые культуры (озимая и яровая пшеница, рожь, ячмень, овес, рис, просо, гречиха, кукуруза на зерно, сорго); на биогумус они реагируют достаточно хорошо, и прибавка урожая составляет до 25 % и более;
среднеотзывчивые — бобовые культуры (горох, кормовые бобы, нут, соя, чечевица), а также донник, люцерна, тригонелла, эспарцет и др.; реакция на биогумус удовлетворительная, прирост урожая до 15 %;слабоотзывчивые — масличные и эфиромасличные культуры (подсолнечник, рапс, горчица, кориандр и др.); реагируют на биогумус слабо. По этой группе требуются дополнительные исследования условий, доз, сроков и способов применения биогумуса, при которых его использование будет эффективным.
При переработке червями 1 т органических отходов в пересчете на сухое вещество получают 600 кг биогумуса, остальные 400 кг трансформируются в 100 кг полноценного белка в виде биомассы червей. Исходя из ежегодного объема производства органических удобрений в России (около 500 млн т), при условии его переработки может быть получено около 300 млн т биогумуса, в котором содержится более 11 млн т азота и калия и 20 млн т фосфора в пересчете на действующее вещество, что позволило бы получить около 100 млн т продукции растениеводства в пересчете на зерно и 2,5 млн т высококачественных белковых добавок.
В результате обобщения и анализа накопленных материалов были сформулированы основные агроэкологические свойства биогумуса:
биогумус превосходит традиционные органические удобрения по действию на рост, развитие и урожайность различных сельскохозяйственных культур;
элементы питания в биогумусе находятся в органической форме, что надежно предотвращает их вымывание и способствует пролонгированному действию;
доступность элементов питания в биогумусе значительно больше, что обусловлено содержанием большинства необходимых для растений элементов в хорошо усвояемой форме;
оптимальная реакция среды, формируемая наличием биогумуса, создает, в свою очередь, более благоприятную среду для развития растений;
биогумус характеризуется высокой буферностью, поэтому не создается избыточная концентрация солей в почвенном растворе, что обычно происходит при внесении высоких доз минеральных удобрений;
богатство полезной микрофлоры в биогумусе существенно увеличивает его питательное и фитосанитарное значение для высших растений;отсутствие семян сорной растительности минимизирует в последующем необходимость механической или химической борьбы с сорняками;
содержание в биогумусе биологически активных веществ (ауксинов, гетеро-ауксинов и др.) уменьшает стрессовое состояние растений, особенно рассады, увеличивает приживаемость, ускоряет прорастание семян, повышает устойчивость растений к заболеваниям и т. д.
2.2. Перспективы применения биогумуса как удобрения пролонгированного действия для производства экологически безопасной сельскохозяйственной продукции
Способность дождевых червей изменять поведение токсикантов в системе «почва — растения» или снижать вовлечение в биологический круговорот веществ в концентрациях, представляющих опасность для живых организмов, позволяет получать с помощью биогумуса экологически безопасную сельскохозяйственную продукцию. Так, даже при наличии тяжелых металлов в биогумусе они содержатся в виде комплексных соединений хелатного типа, что делает их малодоступными растениям.
Установлена также возможность червей и биогумуса связывать радионуклиды, находящиеся в почве и органических удобрениях, резко уменьшать поступление тяжелых металлов в растения.
По данным Уральского НИИ сельского хозяйства, в опытах с картофелем содержание радионуклидов в клубнях уменьшалось в 5...9 раз при внесении 6 т/га биогумуса.
Выявлено положительное влияние биогумуса на уменьшение содержания нитратов в сельскохозяйственной продукции и улучшение ее пищевой ценности при одновременном увеличении урожайности. Например, включение в состав тепличного грунта 20 % биогумуса (фракция 3 мм) способствовало приросту урожайности (огурцы, томаты) от 10 до 30 %. При этом содержание витамина С повысилось на 8...23 %, а содержание нитратов снизилось на 19...60%. Аналогичная ситуация прослеживалась и при выращивании кукурузы.
2.3. Возможности использования верми-культуры в животноводстве и медицине в качестве продуктов питания
Наряду с производством биогумуса вермикультуpa, как свидетельствуют отечественные и зарубежные исследования, перспективна для более разностороннего использования в хозяйственных целях. Предпосылкой тому могут служить высокая питательная ценность биомассы, содержание некоторых веществ, препятствующих возникновению и развитию ряда заболеваний, и пр.
Рассматривая возможности использования вермикультуры в животноводстве, целесообразно принимать во внимание, что 1 т органической пищи, как уже было сказано, при переработке ее червями дает кроме 600 кг гумусового удобрения 100 кг биомассы червей. Сухое вещество тканей червей составляет 17...23 %. Содержание протеина (сырого) достигает 60%, липидов — 6...9, азотных экстрактивных веществ — 7...16%. Из тела червей после соответствующей обработки получают белковую муку, которая по аминокислотному составу приближается к мясной, превосходя ее по содержанию всех незаменимых аминокислот (за исключением глицина).
Добавление биомассы червей в рацион сельскохозяйственных животных и птицы способствует увеличению выхода продукции и улучшению ее качества. Так, яйценоскость кур увеличивалась примерно на 20 % при добавлении 1 % биомассы червей в рацион в течение 104 дней. Одновременно повышалось содержание протеина.
Удои молока возрастали на 22 % при использовании в пищевом рационе коров 0,5 кг свежей биомассы червей.
Особенно необходимо обратить внимание на высокое содержание в биомассе червей протеина, которое колеблется от 68 до 82 %. Некоторые исследователи считают, что в природе нет равноценного аналога для интенсивного воспроизводства промышленным способом полноценного белка.
Небезынтересны возможности применения вермикультуры в медицине, фармакологии, косметической промышленности. Различные типы экстрактов червей используют как медицинские препараты, в качестве защитной косметики для кожи и др. Так, на основе экстракта из вермикультуры разработана мазь, которая эффективна при лечении лишая, экземы, варикозной язвы нижних конечностей. Получены препараты, применяемые при глазных заболеваниях и т. д.
В китайской медицине земляных червей используют около 2 тысячелетий. И уже в последнее время здесь с помощью современных методов и технологий изготовлены антивирусная и антиопухолевая сыворотки.
Считается, что по содержанию белка вермикультура значительно превосходит мясо животных и рыб, соевые бобы, зерно, сухое молоко и сравнима лишь с таковым у синезеленой водоросли спирулины, эффективно используемой в качестве пищевой добавки.
2.4. Перспективы создания замкнутых циклов производства в сельском хозяйстве на основе использования червей
Универсальные свойства дождевых червей позволяют, как свидетельствуют отечественные и зарубежные исследования, использовать их для разработки и внедрения безотходных технологических процессов. Одним из таких направлений, получившим наибольшую апробацию, является анаэробная переработка органических отходов, прежде всего отходов животноводческих комплексов и ферм.
При переработке различных отходов в анаэробных условиях выделяется значительное количество газа, который может быть использован для обеспечения работы котелен, обогрева теплиц и пр.
Сброженный навоз, как свидетельствуют анализы, является высокоэффективным удобрением. Например, после сбраживания навоза на ферме «Котово» (совхоз «Истринский», Московская обл.) азот в доступную форму переходит на 100%, фосфор — на 70, калий —на 80%; погибают патогенные микроорганизмы и яйца гельминтов, семена сорных растений, а соли тяжелых металлов переходят в менее доступную форму.
Использование вермикультуры получает все большее применение в ряде стран. Например, во Франции работает объединение «Вермикомпост», где на площади 15...16 га с помощью червей перерабатывается до 150 т различных органических отходов в сутки.
2.5. Основные принципы и приемы промышленного разведения червей
Припромышленном разведении червей целесообразно различать два направления. В первом имеется в виду разведение червей с целью получения биогумуса, во втором — их воспроизводство, так называемое маточное разведение.
Для успешного решения этих задач необходимо соблюдать комплекс требований и осуществлять ряд операций. Разводить червей можно как в открытом, так и в защищенном месте. Из множества видов червей для разведения лучше использовать красный гибрид (коммерческое название «калифорнийский»).
Вообще же в интенсивной люмбрикультуре широко используют три вида: Eisenia foetida , Lombricus rubellus и красный гибрид.
Основным технологическим средством при выращивании червей является ложе, представляющее собой гряду из органической питательной массы (субстрата) длиной 2 м, шириной 1 м и высотой 0,4...0,6 м. Площадь одного ложа 2 м2 . На одно ложе в год требуется 1,0... 1,2 т органической массы. Оптимальным считают вермихозяйство, которое состоит из 1200 лож, занимающих полезную площадь не менее 1 га земли.
Оптимальная плотность заселения червями одного ложа 50... 100 тыс. взрослых и молодых червей, а также коконов с яйцами. Установлено, что от плотности заселения ложа во многом зависит производительность вермикультуры. Если плотность избыточна, то повышается возбудимость червей и возникает стресс, вызванный перенаселением, что отрицательно сказывается на их размножении. При низкой плотности продуктивность червей и выход биогумуса также уменьшаются. Для разведения маточных червей используют стандартные ложа. При этом плотность может составлять от 1,5... 2,0 до 10... 12 тыс. экземпляров на 1 м2 .
При определении оптимальной плотности заселения субстрата следует исходить из конечной цели. Нужно определить, будет ли вермихозяйство заниматься разведением червей или производством биогумуса либо тем и другим одновременно. Зная число лож, примерное число червей в них, средний состав в популяции по возрастным группам (ориентировочно молодые особи — 60,1%, взрослые — 21,8 и коконы — 19,1 %), можно в каждом конкретном случае рассчитать массу требуемого корма (или подкормки).
Подкармливают червей органическим веществом (субстратом), включающим бытовые и другие отходы, ил, навоз, сточные воды и т. д., в которые для создания рыхлой структуры добавляют в различной пропорции твердые органические компоненты — наполнители. Ими могут быть кора деревьев, листья (кроме свежей хвои) и др. В расчете примерно на 100 тыс. червей количество субстрата составляет около 1000 кг/год.
Субстрат имеет для червей двойное значение: во-первых, он служит им средой обитания; во-вторых, это пища, благодаря которой обеспечивается определенный уровень их жизнедеятельности. Не случайно к структуре субстрата и его химическим параметрам предъявляют особые требования: влажность должна быть 70...80%; наличие неподвергающихся разложению предметов (камни, металл, стекло и пр.) исключается, необходима нейтральная реакция среды (оптимальная 6,8...7,2), оксидов железа должно содержаться не более 10 %.
2.6. Агроэкологические требования к питательному субстрату
Питательный субстрат должен иметь полужидкую консистенцию и быть хорошо измельченным, так как самые крупные частицы, которые калифорнийский червь способен заглотить, имеют размер до 1 мм. Считается, что червь поедает пищу в количестве, равной массе своего тела (около 1 г); 40 % пищи усваивается, а 60 % выделяется в виде копролитов.
Количество корма, естественно, определяется его природой.
Качество субстрата повышается при добавлении отходов бахчевых и плодоовощных культур в сочетании с 10 % известковых отходов (дефекат, известь, мел, мергель, сланцевая зола и др.).
Основное условие пригодности субстрата — его однородность и хорошая аэрация, а также отношение C:N. При готовности субстрата отношение C:N = = 20. Независимо оттого, какое органическое вещество предполагается использовать, оно должно содержать не менее 20...25 % целлюлозы в виде соломенной сечки, бумаги, картона и пр. (Городний и др., 1990).
Следует учитывать и наличие в субстрате протеина, содержание которого более 45 % опасно для червей и может привести к летальному исходу. Корм, предназначенный червям, должен содержать не более 25...30 % этого вещества.
2.7. Ферментация субстрата
Подготовленный субстрат проходит стадию ферментации, во время которой погибают яйца и личинки гельминтов, а также семена сорной растительности.
Ферментацию можно проводить как в естественном, так и в ускоренном режиме. При естественном режиме процесс протекает 6...7мес в зависимости от вида органических отходов. В условиях ускоренного режима эти сроки сокращаются до 1...3мес. Для ускорения ферментации органические отходы укладывают в бурты, в которые затем нагнетают по трубам горячий пар температурой 5О...6О°С. Субстрат, лишенный возможности саморазогреваться, расстилают слоем толщиной 20...30 см и шириной 1,0...1,5м, увлажняют до 70...80 % полной смачиваемости. Далее выстаивают 10... 15 сут. После этого заселяют червями в количестве 1,5... 2,5 тыс. особей на 1 м2 . Для сохранения влажности субстрата его накрывают резаной соломой или мешковиной.
В процессе ферментации происходят химические реакции, в результате которых мочевая и гиппуровая кислоты, содержащиеся в навозе, разлагаются, переходя в углекислый аммоний, который распадается на аммиак, диоксид углерода и воду:
СЛ-LCONHCHXOOH - NH, + СО, + + Н2 О.
Итоговым результатом пригодности базового субстрата является «проба 50 червей». Если при заселении субстрата (взятого в небольшом количестве) 50 червями при дневном или сильном искусственном освещении они сразу же уходят в глубь органического материала и находятся там в течение суток, то субстрат готов для зачервления. Если черви выползают, то субстрат непригоден для вермикультивирования и требует проверки. Скорость разложения субстрата под действием червей в 2...3 раза больше, чем скорость созревания навоза.
2.8. Выращивание вермикультуры зимой
Зимой червей желательно содержать в закрытом отапливаемом помещении при температуре не ниже 10 С. При температуре 7 °С черви начинают впадать в состояние анабиоза. Наиболее подходящий корм в зимнее время — навоз с содержанием не менее 20 % соломы.
2.9. Приготовление вермикомпоста на приусадебных и дачных участках
Метод вермикультивирования с успехом можно применять для переработки отходов (растительные остатки, ветви и пр.) на индивидуальных земельных участках.
Для этого отходы собирают в кучу, увлажняют и оставляют перегнивать. Через 1 ...1,5 мес, когда закончится процесс разогревания, накопленную массу заселяют червями (из расчета около
1 тыс. экз. на 1 м2 ). Спустя 3...4 мес (в зависимости от качества субстрата и складывающихся условий) компост готов.
Для отделения червей от компоста используют достаточно простой способ. Рядом с вермикомпостной кучей из свежих отходов устраивают новую, куда черви переползают в поисках пищи.
Можно использовать также металлическое сито с отверстиями ячеек около 2 мм, через которое почву просеивают, а черви остаются на сите.
За два-три таких приема можно выбрать из ложа около 97 % популяции. Оставшиеся 3 % целесообразно сохранить в полученной органической массе.
2.10. Вредители дождевых червей
Д ождевой червь не имеет никаких органов защиты, поэтому может подвергаться нападению любых животных: крыс, мышей, змей, жаб, птиц. Особенно опасны кроты. Поэтому при разведении червей следует использовать различные ограждения, например сетку (металлическую), которая предохранит от попадания внутрь ложа названных врагов. Сетку устанавливают по бокам ложа или других мест, в которых выращивают люмбрицид.
Определенную угрозу представляют также мокрицы, моль, муравьи, так как питаются главным образом жирами и сахарами, содержащимися в корме, и таким образом составляют конкуренцию червям.
Среди паразитов дождевых червей отмечаются мухи, особенно Polenia rudis . Еще один опасный вредитель червей —нематоды.
Заключение
Таким образом, вермикультивирование следует рассматривать как перспективное направление, позволяющее формировать и развивать экологические основы сельскохозяйственного производства посредством рационального использования природных возможностей, базирующегося на значительной активизации деятельности живых организмов, на управлении этой деятельностью. Использование в качестве удобрения продукта переработки отходов производства при помощи вермикультуры существенно уменьшает затраты на обогащение питательными веществами земель сельскохозяйственного назначения. При этом повышаются предпосылки получения экологически безопасной продукции. И что крайне важно: создаются условия для утилизации (с большой пользой) значительных объемов органических отходов.