7.12. Вермитехнология

Вследствие резкого сокращения поголовья скота, происшедшего в 90-ые годы, уменьшилось производство и внесения навоза, основного материала для гумификации в пахотных почвах (рис. 171).

Рис. 171. Внесение навоза на пашне (40)

В настоящее время внесение того навоза, который имеется у сельских тружеников, очень затруднено из-за отсутствия необходимой техники и дороговизны горюче-смазочных материалов. Кроме того, из 1 тонны традиционных (негумифицированных) органических удобрений образуется всего около 20 кг гумуса. Поэтому использование их в земледелии стало не только технологически плохо выполнимым и дорогим, но и мало эффективным.


Для сохранения и воспроизводства плодородия почв, являющегося основой продовольственной безопасности страны, необходимо применять систему противоэрозионных мероприятий, совершенствовать структуру посевных площадей, увеличивать насыщенность севооборотов многолетними травами и бобовыми, применять пожнивные и поукосные посевы. Эффективно использовать в качестве материала для синтеза гумуса органическое вещество соломы, сидератов, торфа, сапропеля, некондиционных бурых углей. Эти вещества можно использовать как непосредственно для внесения на пашне, так и для синтеза гумуса в различных искусственных условиях с помощью вермитехнологии.


Вермитехнология - система организационно-технологических мероприятий по культивированию дождевых компостных червей на разных субстратах в конкретных экологических условиях, обработке и применению копролита и биомассы червей в сельском хозяйстве. Вермикультура - популяция дождевых компостных червей (vermis - в переводе с латинского - черви) вместе с сопутствующими микроорганизмами, низшими грибами, простейшими, насекомыми и некоторыми позвоночными в конкретном органическом субстрате (350).


Вермитехнология прогрессивное и перспективное направление сельскохозяйственного производства XXI века, так как позволяет повышать продуктивность, экологическую устойчивость и саморегулирующую способность агроэкосистем. В мировой литературе её рассматривают как элемент экологически чистого сельскохозяйственного производства (187). Она имеет два направления:


- вермикультивирование, при котором размножают полезных животных - дождевых компостных червей или получают их биомассу;
- вермикомпостирование, главной целью которого является экологически безопасная переработка различных органических отходов и получение массы экскрементов дождевых компостных червей - копролита (син. биогумус, вермикомпост) - ценного органического удобрения.


Первые хозяйства по культивированию дождевых компостных червей на отходах были созданы в конце 40-х годов в США. В 50-х годах в штате Калифорния был получен гибрид, которого назвали красным калифорнийским червём (Косолапов, 1994). К 1980 г. в США функционировало около 1500 центров по вермикультивированию. В настоящее время вермикультурой занимаются свыше 90 стран. В Европе культивирование дождевых червей на отходах наибольшее распространение получило в Италии. Давно занимаются разведением маточных и производственных популяций в Украине, особенно в Ивано-Франковской области. Накоплен значительный опыт вермикультуры в странах Азии (Япония, Филиппины, Тайвань), Южной Америки и Австралии (38).


С начала 80-х годов разведение червей получило развитие в России. В Брянской, Владимирской, Калужской, Московской, Оренбургской, Рязанской, Смоленской, Тверской, Тульской, Ярославской и других областях накоплен опыт вермикомпостирования различных органических субстратов. В Московском государственном университете имени М.В. Ломоносова и во Владимирском педагогическом институте занимаются селекцией дождевых компостных червей и вывели новые отечественные штаммы этих животных, превосходящие калифорнийского червя по эффективности в 2 и более раз (223).


Имеются фирмы, которые поставляют предпринимателям оборудование и маточную культуру червей, оказывают консультативную помощь по их разведению, организуют сбыт копролита и корма из червей.


Последние годы отмечены особым вниманием к проблемам экологии. Возникает необходимость поиска альтернативных методов утилизации различных отходов и рекультивации нарушенных земель. Перспективным является использование вермикультуры для утилизации органических осадков сточных вод (ОСВ) коммунального хозяйства. Это направление сдерживается иногда повышенным содержанием в ОСВ тяжелых металлов и других вредных веществ.


В зависимости от экологических условий вермикомпостирование проводят различными способами. В районах с тёплым, мягким климатом червей чаще всего содержат на площадках под открытым небом, с холодным - в помещениях, теплицах, плёночных тоннелях и пр.


В настоящее время в России увеличивается количество предприятий, размножающих дождевых компостных червей, производящих их биомассу и копролит. Разнообразие природных условий страны обусловливает необходимость разработки научно обоснованных рекомендаций по вермитехнологии, использованию её продуктов и подготовки кадров вермитехнологов.


Первым сообщением о полезности дождевого червя, вероятно, следует считать высказывание Аристотеля о том, что червь является "мировым желудком". Первые попытки использования дождевых червей предпринимались в Древнем Египте. Здесь с успехом использовали переработанный дождевыми червями ил реки Нил для выращивания сельскохозяйственных культур. Древние египтяне обожествляли дождевого червя, считали его святым животным и запрещали вывозить из страны.


М.В. Ломоносов в своем сочинении "О слоях земных" писал: "Нет сомнения, что чернозём не первозданная материя, он происходит от согнития животных и растительных тел…".


В научной литературе мысль о положительной роли дождевых червей в почвообразовании была впервые высказана английским натуралистом Гильбертом Уайтом в его книге, опубликованной в 1789 г., где он писал, что земля без дождевых червей была бы "холодной и непитательной".


В.В. Докучаев был первым, кто связал процессы почвообразования с жизнью и деятельностью почвенных животных. Он указывал, что почва, как природное тело, является функцией почвообразующей породы, растений и животных, рельефа, климата и времени.


Фундаментальные исследования дождевых червей были проведены Чарльзом Дарвином (1881). В классическом труде "Образование растительного слоя земли деятельностью дождевых червей и наблюдения над их образом жизни", он сравнивал деятельность этих животных с работой плуга и писал, что до его применения почва "правильно обрабатывалась" червями. Ч. Дарвин называл их искусными земледельцами в естественных условиях играющими роль "архитектора" плодородного слоя почвы. Он подсчитал, что если бы распределить по всей поверхности суши почву, перепахиваемую дождевыми червями за каждые 10 лет, то получился бы слой толщиной 5 см (156).


Черви, обитающие на площади 1 га, выбрасывают за год на поверхность до 30 т переработанной ими почвы в виде экскрементов (Догель, 1975).


В.И. Вернадский (92) указывал, что "живое вещество само создаёт почву".


В естественных условиях дождевые черви ведут роющий образ жизни, выползая из почвы ночью или днём, но в сырую погоду. Питаются они только перегнивающими органическими остатками различной степени разложения, заглатывая их вместе с почвой. Содержащиеся в ней песчинки способствуют измельчению и перетиранию проглоченных остатков. Проходя через кишечник червя, остатки разлагаются до более простых соединений, почвенные частицы обогащаются гуминовыми кислотами, кальцием, магнием, нитратами, фосфорной кислотой. Многие минеральные соединения здесь превращаются в доступные для растений формы. Благодаря выработке в особых известковых железах пищевода червей кальцита, нейтрализуются содержащиеся в субстрате кислоты (28).


За сутки каждый червь пропускает через свой кишечник количество пищи примерно равное массе тела. Перерабатывая таким способом субстрат, дождевые черви рыхлят почву и выделяют копролиты (экскременты), которые улучшают структуру почвы и обогащают её гумусом и другими веществами, необходимыми для питания растений. Всё это обусловливает экологическую устойчивость и саморегулирующую способность почвы (323).


Используемый в вермитехнологии род черви объединяющий виды навозных, земляных и многих других, относят к семейству дождевых (Lumbricidae), отряду высших малощетинковых (Lumbricomorpha), классу малощетинковых (Oligochaeta), подтипу поясковых (Clitellata), типу кольчатых (Аnnelida), подцарству многоклеточных, царству животных. Исходя из вертикального распределения дождевых червей в почве их делят на три экологические группы:

-
поверхностно-обитающие, в том числе в компостах - Eisenia foetida, Dendroboena oktaedra, Lumbricus castaneus и др.;
- почвенно-подстилочные - Lumbricus rubellus, Eisenia nordenekioldi и др.;
- норники - Lumbricus terrestris, Dendroboena platura, обитающие в глубоких слоях почвы (169).

Кольчатые черви относятся к вторичнополостным животным. Вторичная полость (или целом) заполнена жидкостью, которая занимает пространство между стенками тела и пищеварительным трактом. Это обеспечивает независимость таких образований, как кишка. Основная часть выстилающей целом мезодермы даёт начало мышцам (рис. 172). Мышцы, которые составляют стенку тела, обеспечивают передвижение животного, а мышцы стенки кишечника, перистальтически сокращаясь, проталкивают пищу. Однако с появлением вторичной полости тела возникла необходимость в приспособлении, которое связывало бы разделённые ею области, и обеспечивало обмен питательными веществами, газами и отходами метаболизма между кишкой и окружающей средой. Поэтому именно на уровне кольчатых червей впервые появляется кровеносная система, осуществляющая связь между пищеварительной трубкой и стенками тела.

1 - кольцевые мышцы; 2 - продольные мышцы; 3 - спинной сосуд; 4 - пищевод; 5 - семенные пузырьки; 6 - глотка; 7 - "мозг"; 8 - кишечник; 9 - брюшной сосуд; 10 - второй желудок; 11 - септы; 12 - зоб; 13 - семяприемники: 14 - сердце; 15 - нервная цепочка; 16 - рот

Рис. 172. Схема строения (продольный разрез) передней части тела дождевого червя (95)

Ещё одним эволюционным шагом в развитии кольчатых червей, как вторичнополостных животных было появление метамерии в строении их тела. Тело животного оказывается как бы поделенным поперечными перегородками по всей длине тела. Сегменты разделяются внутренними перегородками, проходящими через целом, - септами. Однако сегменты не являются полностью независимыми, поскольку некоторые системы органов, пронизывая перегородки одну за другой, тянутся через всё тело животного.


Полагают, что целом возник у непосредственных предков кольчатых червей как адаптация к роющему образу жизни. Способность рыть норы давала им в сравнении с не роющими возможными конкурентами двойное преимущество. Они, во-первых, обретали защиту от хищников и, во-вторых, получали возможность занять новую экологическую нишу. Целом у кольчатых червей служит своего рода гидростатическим скелетом, создающим опору во время рытья и ползания. При сокращении кольцевых мышц возросшее давление на целомическую жидкость приводит к удлинению тела червя, а давление на целомическую жидкость сократившихся продольных мышц делает его толще. Метамерное строение тела дождевых червей обеспечивает координацию работы мышц таким образом, чтобы в данный момент времени работали кольцевые и продольные мышцы, расположенные на определённых участках тела, это облегчает дождевым червям зарывание в почву. Вслед за метамерией мышц происходит сегментация нервной, кровеносной и выделительной систем (140).


На боковой стороне каждого сегмента червя, кроме самого переднего, несущего ротовое отверстие, расположены по две пары щетинок торчащих непосредственно из стенки тела. У дождевых червей они жесткие, помогающие червю передвигаться, удерживая и фиксируя его тело в субстрате. Со временем щетинки изнашиваются и заменяются новыми, которые развиваются в зародышевых мешочках (169; 323).


Кожный эпителий, образующий на поверхности тонкую эластичную кутикулу, очень богат слизистыми железистыми клетками. Особенно многочисленны слизистые и белковые одноклеточные железы в области пояска, который в период размножения червей ясно виден (169).


По характеру питания все дождевые черви - сапрофаги. Черви, использующие органический материал, переработанный в значительной степени, имеют цилиндрическую форму тела, не пигментированы совсем, либо пигментированы очень слабо. Они менее подвижны, чем черви, питающиеся органическими остатками. Виды дождевых червей, способные использовать слаборазложившиеся органические остатки, имеют интенсивную пурпурную либо бурую пигментацию и уплощённый хвостовой конец тела (122).


Пищеварительная система у дождевого червя обладает рядом прогрессивных особенностей: имеются мускулистая глотка для заглатывания пищи, пищевод и желудок, состоящий из двух частей - тонкостенного зоба, где пища сохраняется, и лежащего за ним мышечного желудка с толстыми мышечными стенками, где она измельчается. Остальная часть пищеварительного тракта представляет собой длинную, прямую кишку, в которой происходит переваривание и всасывание; кишка заканчивается анальным отверстием (пигидиумом), открывающимся наружу на заднем конце тела (95).


У дождевых червей в пищевод впадают три пары особых известковых желёз. Они густо пронизаны кровеносными сосудами и служат для удаления карбонатов, накапливающихся в крови. Излишки извести поступают из желёз в пищевод и служат для нейтрализации гуминовых кислот, содержащихся в поедаемых червями гниющих органических остатках. Спинная стенка средней кишки образует продольное желобовидное впячивание внутрь просвета кишечника, или тифлозоль; развитие тифлозоля способствует увеличению всасывательной поверхности кишки (169).


Для обеспечения максимального использования органических веществ из почвы у почвообитающих видов увеличивается всасывающая поверхность кишечника за счёт тифлозоля. У видов, использующих разлагающиеся органические остатки, т.е. пищу, более богатую органическими веществами, тифлозоли, напротив, очень маленькие (Eisenia foetida и др.) (323).


Уход дождевых червей в глубокие слои почвы при наступлении холодов или при засухе известны давно. Но регулярные миграции совершают дождевые черви не только при неблагоприятных изменениях климатических условий. Они активно мигрируют и при самых оптимальных условиях. Активное передвижение дождевых червей в почве заменяет им перистальтику пищеварительного тракта (460).


У дождевого червя имеется хорошо развитая кровеносная система, и кровь циркулирует по телу в замкнутой системе сосудов. Самым большим кровеносным сосудом является продольный спинной сосуд, имеющий мышечные стенки и расположенный над кишкой. Перистальтические сокращения, возникающие на заднем конце спинного сосуда, гонят кровь к переднему концу тела животного, а движению крови в обратном направлении препятствует серия клапанов. В спинной сосуд собирается кровь от стенки тела, кишки, нервного ствола и нефридиев (рис. 173).

Рис. 173. Главные кровеносные сосуды дождевого червя (140)

Спинной сосуд соединяется с меньшим по размеру, но обладающим большей сократительной активностью брюшным сосудом через пять пар пульсирующих "ложных сердец", расположенных в сегментах 7-11. Каждое сердце имеет по четыре клапана, пропускающие кровь только в сторону брюшного сосуда.


По брюшному сосуду кровь течёт к заднему концу тела и через серию сегментарных сосудов направляется к нефридиям, нервной цепочке, кишке и стенкам тела. Нервная цепочка дополнительно снабжается кровью через расположенный под нею продольный субневральный сосуд. Внутри всех органов червя имеется сеть капилляров, в которых происходит обмен веществами между кровью и тканями. В конце концов, кровь опять собирается в спинной сосуд и снова начинает свой путь по замкнутой кровеносной системе. Кровь дождевого червя имеет красный цвет, так как содержит гемоглобин, растворённый в плазме. Она разносит по телу кислород, углекислоту, растворимые отходы метаболизма и питательные вещества. В крови циркулируют также бесцветные амебоидные клетки, выполняющие защитную функцию (140).


Выделительная система представлена парными органами, имеющимися почти во всех органах тела. Каждый такой орган, называемый метанефридием, состоит из снабжённой ресничками воронки, открывающейся в целомическую полость предыдущего сегмента и соединённой канальцем с наружной поверхностью тела (рис. 174). Продукты обмена удаляются из целомической полости отчасти благодаря биению ресничек, а отчасти в результате течений, создаваемых мышц стенки тела. Каналец выделительного органа окружён сетью капи-лляров, так что продукты обмена удаляются не только из целомической полости, но и из крови (95).

1 - кишечник; 2 - нефридии; 3 - центральная нервная система

Рис. 174. Схема продольного разреза дождевого червя (461)

Органы чувств у малощетинковых развиты крайне слабо. Глаза почти всегда отсутствуют. Интересно, что дождевые черви обнаруживают световую чувствительность, несмотря на то, что настоящих зрительных органов у них нет, и их роль играют отдельные светочувствительные клетки, в большом количестве разбросанные в коже. Они представляют интерес в том отношении, что носят характер вторичного приобретения Oligochaeta и ярко обнаруживают множественную закладку, свойственную новоприобретаемым органам (169).


Поэтому избыток дневного и искусственного освещения губителен для червей. На открытом грунте рекомендуется в ясные дни прикрывать бурты от солнечных лучей, а в закрытых помещениях - использовать лампы слабого накала (323).


Особой дыхательной системы у дождевого червя нет, а газообмен у него совершается через всю поверхность тела, одетого тонкой всегда влажной кутикулой. В дождливую погоду, когда почва бывает пропитана водой с большим содержанием углекислоты (выделяемой при разложении перегноя), земляные черви ощущают недостаток кислорода, и это заставляет их выходить на поверхность (461). При недостаточной влажности субстрата, при отсутствии рыхления и воздухообмена резко ухудшается газовый режим и приток свежего воздуха в культуру, дождевые компостные черви начинают "задыхаться" и погибают. К удушию червей приводит также нарушение температурного режима и освещения (323).


Дождевые черви - гермафродиты, в их теле расположены и мужские, и женские половые системы. Оплодотворение (вернее, обмен семенной жидкостью) происходит перекрестно (169).


При копуляции головные концы червей направлены в противоположные стороны; черви прижимаются друг к другу брюшными поверхностями (рис. 175) и склеиваются густым слизистым секретом пояска (утолщённый участок эпидермиса на 32-37-м сегментах). Пояски партнеров выделяют вокруг обоих тел слизистые муфты, скрепляющие их в таком положении, и удерживающие в течение всего времени спаривания. При этом поясок одного червя лежит против семяприемников второго червя; сперма одной особи проходит позади её пояска в семяприемники другой, где она и хранится. Затем черви разделяются, и поясок выделяет плёнчатую муфту с белковой жидкостью. Червь как бы снимает эту муфту через голову, и, когда муфта проходит мимо женских половых пор, в неё откладываются яйца, а когда она проходит мимо семяприемников, в неё добавляется сперма. После того как муфта соскользнёт с головы червя, отверстия её сжимаются, и образуется веретеновидный яйцевой кокон. Отмечены случаи, когда в половом акте принимают участие сразу три особи (95).

Свежие коконы имеют желто-зеленую окраску, длиной - 3-4 мм, шириной - 2-3 мм (рис. 176). Со временем они темнеют, приобретая почти бронзовый цвет. В коконах, в зависимости от экологических условий в культуре, развивается от 2 до 22 зародышей. Содержимое кокона обладает антибиотическими свойствами (323).

Рис. 175. Копуляция дождевых червей, п - поясок (461)

 

 

 


 

Рис. 176. Яйцевой кокон дождевого червя (461)

При метамерном строении дождевого червя его органы оказываются очень равномерно распределёнными по отдельным сегментам тела. В частности, каждый сегмент обладает своим нервным узлом, а надглоточный узел, или "головной мозг", хотя и делает движения всего тела согласованными между собой, но развит он у червя немного сильнее, чем другие нервные узлы, и потому не имеет такого исключительного значения для жизни животного, какое имеет головной мозг у позвоночных.


Таким образом, если перерезать дождевого червя пополам, то ни передняя, ни задняя половины его не лишатся тех органов, без которых в них должна бы остановиться жизнь. Перерезанный червь не погибает, но каждая половина его восстанавливает строение целого червя: на переднем отрезке регенерирует хвостовой конец, а у задней половины вновь образуются передние сегменты. В конечном счёте, из одного перерезанного червя получается два.


У дождевых червей развиты два механизма приспособления. Первый - увеличение всасывающей поверхности кишечника, способствующее максимальному использованию диспергированных в почве органических веществ. Это обеспечивает возможность заселения относительно бедных органическим веществом почв. Второй - быстрое реагирование на подсыхание почвы переходом в состояние покоя, который быстро нарушается при наступлении благоприятных гидротермических условий (324).


В вермитехнологии используют часто навозного червя Eisenia foetida, который характеризуется быстрым ростом, нетребователен к пище. Распространён этот вид очень широко. Чаще всего он встречается недалеко от жилья человека: в навозных кучах, гнилой соломе, парниках (нередко массами до 1 тыс. экз./м2 и более).


Навозный червь имеет сравнительно небольшую длину (6-10 см), в естественных условиях даёт еженедельно 1-2 кокона, из которых через 3 недели выводятся от 2 до 20 червячков, но в живых остаются не все. Через три месяца червячки становятся половозрелыми и могут сами производить потомство. Один червь даёт потомство 200-400 особей в год (13).


В последнее время в хозяйствах по производству копролита чаще всего используют так называемого красного калифорнийского червя (КЧ). Это его коммерческое название. Он представляет собой выведенную селекционным путём высокопродуктивную линию навозного червя. Это довольно крупный червь тёмно-красного цвета, длина его тела 6 - 8 см, масса - около 1 г. Калифорнийский червь быстро развивается, достигает половой зрелости к 3 месяцам, очень плодовит - ежегодно даёт около 1500 молодых особей. Взрослый червь ежесуточно потребляет количество пищи, равное массе его тела, 60 % поглощённой пищи выделяет в виде экскрементов - копролитов (29; 2; 21; 22; 23; 30; 16).


Важная особенность этого червя - утрата инстинкта покидать своё место обитания при неблагоприятных условиях среды. Поэтому его можно разводить под открытым небом, не опасаясь потери популяции (6).


По мнению ряда специалистов, красный калифорнийский червь, продаваемый предпринимателям - червеводам, это подвид навозного червя Eisenia foetida andrei, широко распространённый в европейских странах (11).

Организация вермихозяйства. При проектировании вермихозяйства надо исходить из его профиля, т. е. будет ли это хозяйство выращивать только маточное поголовье червей или также будет заниматься промышленным производством копролита и биомассы червей.


Рассчитывают количество лож, определяют площадь участка для их размещения, необходимый объём субстрата для питания червей. Проводя разметку территории, нужно проверить, нет ли на ней следов крота. Обеспечивают постоянное наличие субстрата и воды.


Участки для буртования и ферментации субстрата должны находиться на территории хозяйства или вблизи него. Желательно также предусмотреть пути транспортировки субстрата к ложам (рис. 177).

Рис. 177. Схема участка для вермикультивирования (323)

Ложа лучше располагать на участках с определенным уклоном для обеспечения хорошего стока воды во время дождей и исключения образования луж. Кроме того, желательно, чтобы подстилающая почва была песчаная или каменистая.


Дождевые черви очень боятся ветра, поэтому следует выбирать места, защищенные от него или огораживать вермихозяй-ство насаждениями деревьев и кустарников.


Площадь земельного участка делится на три основные зоны.

Зона накопления, подготовки и хранения субстрата - располагается в нижней части участка с целью предотвращения попадания дождевых вод из данной зоны в зону производства копролита. В ней можно предусмотреть жижесборники, а собранные в них стоки использовать для полива ферментируемой массы.


Зона производства копролита - занимает основную часть участка. В ней располагаются ложа для выращивания вермикультуры и производства копролита и источник воды.


По схеме, предложенной американскими исследователями, черви содержатся на бетонированных площадках, в траншеях шириной 2 м и глубиной 0,3-0,4 м, ложах, площадью 2 м2 (2х1) и высотой 15-30 см.


Длина площадок или траншей зависит от размеров участка.


Ложа изготовляют из металлической оцинкованной сетки с ячейками 15 . 15 мм (рис. 178). В ложе могут находиться 50-100 тыс. особей различного возраста и коконы. Ложа размещают секциями длиной до 50 м с расстоянием между ними 0,5-0,8 м. Две секции образуют сектор. Расстояние между секторами 2,5-3 м.

Рис. 178. Сетчатый каркас для ложа (122)

На предназначенном под секции участке в отмеченные места вбиваются колышки размерами 5 . 3 . 50 см, (длина зависит от характера почвы). Расстояние между колышками по длине и ширине - 1 м. Между ними растягивают по всей длине ложа или секции сетку шириной 1,5 м, выгибают с двух сторон (по ширине) и прикрепляют к колышкам, при этом формируют ложе шириной 1 м с высотой боковин 0,25 м.


Можно применять оригинальные конструкции, разработанные для конкретных условий региона или хозяйства.


При устройстве площадок на открытом воздухе высокой продуктивности можно достигать только в теплый период года. В зимних условиях активность червей значительно снижается, а уход за ними усложняется. Поэтому в зоне производства копролита проектируется зимовник вермикультуры. Зимовник представляет собой закрытое помещение, при необходимости отапливаемое электрическим теплоносителем.


По возможности необходимо переходить на производство червей и копролита в закрытых помещениях с относительно высокими положительными круглосуточными температурами.


В закрытых помещениях червей можно культивировать на бетонном полу (с устройством лож) и на стеллажах в деревянных, металлических или пластиковых ящиках, располагая их этажами. Условия содержания должны отвечать требованиям, предъявляемым к условиям содержания на открытых участках.


В закрытых помещениях 1 м2 площади дает в 2 раза больше товарной биомассы червей, чем на открытом воздухе. Значительно выше также выход копролита.


При промышленном разведении червей целесообразно максимально механизировать трудоёмкие процессы.

Зона обслуживания - имеет навесы для подготовки и складирования копролита, подготовки биомассы, хранения техники и инвентаря, лабораторно-бытовой блок (передвижной вагончик) и др.


Хозяйство должно иметь трактор для транспортировки субстрата и готовой продукции, экскаватор с ковшом, вибросита различной конструкции с ячейками до 5 мм, ящики, лотки и другую тару для транспортировки червей, полиэтиленовые мешки, грабли, тачку, вилы на длинной ручке с закругленными на концах зубьями, лопаты, шланг из синтетического материала длиной 20 м и диаметром 20 - 25 мм, сепаратор для отделения копролита от червей, деревянные колышки и т. п.


Для определения кислотности субстрата необходим рН-метр (иономер) или лакмусовая бумага, а для измерения температуры - почвенные термометры длиной около 60 см.


Ведением хозяйства средней величины, состоящего из 350-400 лож размерами 2 . 1 м, может заниматься один человек, работая 8 часов в день (40 часов в неделю). Такое хозяйство при условии ведения в соответствии с предлагаемыми рекомендациями через 18 месяцев после его закладки будет в состоянии производить около 200 тонн копролита и 0,4 тонн биомассы червей в год.

Вредители и паразиты дождевых червей. В процессе жизнедеятельности черви тесно связаны с другими животными. С одной стороны, они имеют множество врагов - хищников и паразитов, с другой - сами проявляют такие же свойства по отношению к некоторым другим беспозвоночным, питающимся растительными остатками. Кроме того, черви, являясь пищей многих позвоночных, играют роль переносчиков некоторых инвазионных заболеваний домашних животных.


Особую опасность для компостных червей представляют кроты, ежи, мыши, крысы, змеи, жабы, птицы, среди беспозвоночных - нематоды, мокрицы, моль, муравьи и некоторые мухи. За несколько дней крот может уничтожить всю популяцию червей. Мокрицы, моль и муравьи прямой опасности для вермикультуры не представляют. Они питаются в основном жирами и сахарами, содержащимися в пище дождевого червя.


Среди паразитов дождевых черней особую роль играет муха Полениа рудис. Самка откладывает яйца в почву в местах обитания дождевых червей. Из яиц через 4 - 6 дней выходят личинки, проникающие внутрь тела червя через половое отверстие во время копуляции и задерживающиеся в семенных пузырьках. Заражение происходит в октябре - ноябре. Личинка мухи на протяжении осени - ранней весны находится в состоянии диапаузы и не приносит никакого вреда червю. В конце апреля следующего года она пробуждается и перемещается к передней части тела червя, "расчищая" себе путь ротовыми крючками, которыми вызывает также прободение наружных стенок его тела, обеспечивая себе возможность дыхания. Развивается личинка примерно 30 дней. За этот период она дважды линяет. Паразитируют мухи главным образом на крупных видах дождевых червей.


Опасными паразитами дождевых червей являются нематоды.


Для борьбы с кротами - врагами червей, исключая применение каких-либо ядохимикатов для их уничтожения, используют ловушки, устанавливаемые на входе в ложе.


В Италии, Польше, СНГ устраивают вермиложа на металлических сетках с загнутыми краями. В Венгрии, Испании вместо сетки применяют плёнку. Английские специалисты предлагают пользоваться стеллажами. В ряде стран разводят червей в бетонных лотках с кирпичными стенками, в ёмкостях из дерева, пластмассы.


Для уничтожения муравьёв и многоножек, поедающих сахара и жиры, содержащиеся в отходах, можно использовать пиретроидные препараты, для борьбы с молью - аэрозольные препараты на основе серы и табака. Однако пользоваться инсектицидами нужно осторожно, чтобы не отравить дождевых червей. Если муравьи устроили гнездо в субстрате, их выжигают паяльными лампами. Многоножек ввиду их незначительного количества необходимо уничтожать вручную, как только они обнаруживаются в ложах, субстрате или возле них, поскольку эффективных инсектицидов для борьбы с ними нет.


Существует не очень дорогостоящее защитное средство oт птиц - соломенные маты, которыми покрываются ложа. При этом еще и создается некоторая тень, в которой черви нуждаются в летнее время, а также снижается интенсивность испарения, благодаря чему влажность поддерживается почти постоянной.


Как показала практика, культивируемые черви не болеют и не подвергаются никаким эпидемиям. Они могут погибать только из-за несоблюдения технологии их разведения. Чаще всего массовую гибель вызывает отравление протеином вследствие высокого содержания его в корме. При незаконченной ферментации субстрата в ложах образуются токсичные газы, что также приводит к гибели червей.

Субстраты для вермитехнологии. Подготовка субстратов для компостных червей является одним из ключевых звеньев в вермитехнологии. От характера субстрата, от сочетания составляющих его компонентов и других факторов зависит общее состояние популяций червей, интенсивность размножения и накопления биомассы, свойства, характер и количество копролита.


Субстрат имеет для червей двойное значение: во-первых, это среда, в которой они обитают и осуществляют все жизненные функции и, во-вторых, это пища, благодаря которой обеспечивается вся их жизнедеятельность.


В отличие от земляных червей компостные черви адаптированы к обитанию и передвижению в рыхлой среде. Твёрдый грунт является для них непреодолимым препятствием. Кроме того, рыхлость субстрата, обеспечивая хорошую аэрацию, создаёт оптимальные условия для дыхания червей. Химизм среды, в том числе газовый состав субстрата, а также температуру и влажность относят к числу исключительно важных экологических условий для разведения червей (400).


Для кормления червей можно использовать различные органические отходы как сельскохозяйственные, так и промышленные. Естественно, что основой любого рациона питания червей должен быть навоз, к которому можно добавлять в той или иной пропорции другие органические компоненты. Но при этом надо учитывать характер питания червей и каждый компонент корма подвергать дроблению, размачиванию и ферментации.


Различают четыре стадии разложения (ферментации) навоза:

1. Свежий слаборазложившийся, в котором солома, растительные остатки незначительно изменили цвет и прочность;
2. Полуперепревший навоз, где солома, растительные остатки приобрели тёмно-коричневый цвет, потеряли прочность и легко разрываются;
3. Перепревший навоз, представляющий собой чёрную мажущуюся массу, в которой солома и прочие растительные остатки не обнаруживаются;
4. Перегной, представляющий рыхлую землистую однородную массу.


Лучшим сырьём для вермикультуры служит полуперепревший навоз. Процесс ферментации конского навоза длится 5 - 6, коровьего - 6 - 8, свиного - 9 - 10 месяцев, овечьего до 8 месяцев, кроличьего - 5 - 7, куриного помёта - 15 - 16 месяцев.


Конский навоз удобен для вермитехнологии, так как содержит значительное количество целлюлозы. Коровий - отличается щёлочностью и в смеси с 20 - 25 % дробленой соломы представляет ценный субстрат для питания червей. Навоз бычков по своей физико-химической и питательной характеристикам аналогичен навозу коров. Однако, при их откорме часто используют белковую пищу с высоким содержанием протеина, который в организме молодых животных не разлагается и выводится с навозом. При содержании в таком субстрате более 40 % протеина черви погибают. Необходимо, чтобы корм для червей содержал менее 25 - 30 % этого вещества. При использовании свиного навоза учитывают следующие особенности: во-первых, высокий уровень кислотности; во-вторых, высокое содержание протеина. Для снижения уровня протеина в субстраты рекомендуют добавлять около 30-40 % соломы, картона и т.п. При этом продолжительность процесса ферментации увеличивается до 12 - 13 месяцев. (323).


Канадские учёные указывают, что 1 т червей за 24 часа потребляет в качестве пищи 1 т свиного навоза, который превращается ими в порошкообразный, лишённый запаха ценный компост (14).


Жидкий свиной навоз предлагают использовать для увлажнения уже готовых штабелей субстрата, для увлажнения соломы, растительных и твёрдых бытовых отходов (328). Есть мнение, что свиной навоз, удаленный из свинарников гидросмывом, можно использовать на корм червям в свежем виде без предварительной ферментации.


Рязанский картонно-рубероидный завод одним из первых в России организовал вермицех для одновременной переработки отходов картоноделательного производства (скопа) и навоза заводской свинофермы в копролит (260).


Навоз овец высокощелочной. В овчарнях он утрамбовывается животными, поэтому его вырезают пластами, обильно увлажняют, разрыхляют и укладывают в бурты для ферментации.


Червей можно кормить свежим навозом кроликов, однако в промышленных кролеводческих хозяйствах он отличается высокой щелочностью.


Куриный помет является высококислотным субстратом, поэтому к нему надо добавлять солому или другие подобные вещества в пропорции 1 : 1 и затем ферментировать.


Практическая значимость вермитехнологии дополняется её способностью решать вопросы экологического характера и наиболее остро стоящие проблемы утилизации осадков сточных вод (ОСВ). Переработку проводят в местах возникновения ОСВ, при этом необходимость их транспортировки отпадает (324).


Осадок коммунальных сточных вод пригоден для вермитехнологии. Черви весьма активно в нем развиваются, но чистый осадок без смешивания с каким либо поглотителем не дает товарного копролита, образуя однородную, а не гранулированную массу, поэтому к нему необходимо добавлять различные органические наполнители.


Для успешной утилизации осадков коммунальных сточных вод необходима специальная вермитехнология, которая позволяет решить следующие технологические задачи: получить продуктивные промышленные линии дождевых компостных червей, приспособленных для переработки этих осадков и обладающих высокими продукционными характеристиками; выявлять биологическую активность потомства; извлекать из переработанных осадков компостных червей, аккумулировавших тяжёлые металлы; определять оптимальную численность заселения осадков и периодичность замены популяции; утилизировать и перерабатывать отработанную биомассу червей и т. п. В программе утилизации осадков сточных вод следует предусмотреть строительство специализированных вермицехов на каждом очистном сооружении с оснащением их необходимой техникой и оборудованием (401).


Увеличение массы червей не является надежным показателем пригодности корма. При даче питательного корма можно добиться того, что она сильно возрастает, но коконы откладывать черви не будут.


При подготовке субстрата к заселению червями необходимо соблюдать некоторые условия:

- не закладывать в ложе субстрат, не прошедший до конца процесс ферментации;
- не пользоваться субстратом, который пролежал более 2 лет после ферментации;
- не применять субстрат, смешанный с мочой животных, из-за содержания в нём аммиака, сероводорода, метана и других веществ, оказывающих губительное действие на червей.


С учётом физических и химических характеристик навоза к нему добавляют различные органические компоненты, тщательно перемешивают, увлажняют и укладывают в бурты высотой 60 - 80 см. Их прикрывают сверху соломой или другим мульчирующим материалом. Большого положительного эффекта достигают при покрытии буртов полиэтиленовой пленкой, которая сохраняет влажность и тепло, способствуя быстрой ферментации (созреванию) субстрата.


В буртах необходимо постоянно поддерживать влажность на уровне 75 - 80 % и наблюдать за колебаниями температуры. После укладки буртов температура внутри них постепенно повышается до 45 - 50° С, а через несколько месяцев снижается до температуры окружающей среды. Это свидетельствует об окончании ферментации и пригодности субстрата для кормления червей.


Важно поддерживать реакцию среды субстрата 6,8 - 7,2 рН. В случае увеличения кислотности её корректируют внесением в бурт при перемешивании извести, мела, мергеля, цеолита, лёсса и других глинистых минералов и веществ, содержащих кальций. Эти вещества одновременно служат и минеральными добавками для червей. Минеральные добавки вносят в субстрат в виде порошка. Высокую щёлочность устраняют обильным поливом.

Формирование лож, их заселение червями. Для условий средней полосы России могут быть приняты две схемы содержания и культивирования червей:
- на открытых площадках с твёрдым покрытием по так называемой "грядной" технологии;
- в отапливаемых помещениях с использованием многоярусных стеллажей (199) или пластмассовых ящиков.


При вермикомпостировании под открытым небом все расчёты, связанные с устройством гряд, кормлением червей, уходом за ними, сбором продукции, делают на одно ложе. На 1 га размещают около 1000 лож.


Современная вермитехнология предусматривает месячное выдерживание уложенного в гряды субстрата при его периодическом дождевании. За это время происходит нейтрализация содержащихся в нём кислот. Созревший в буртах субстрат используют для закладки новых лож и (или) для подкормки червей в существующих ложах.


При закладке новых лож слой базового субстрата выполняет различные функции. Во-первых, он изолирует червей от поверхности почвы, поэтому его толщина колеблется от 15 см летом до 25 - 30 см зимой. Во-вторых, он служит пищей для червей.


После закладки базовый субстрат непрерывно увлажняют 1 раз в день в течение 4 дней (при сухой погоде - 2 раза); после этого полив производится еженедельно в течение месяца. В дождливую погоду полив прекращается. Таким образом обеспечивается первая промывка субстрата с вымыванием остатков мочевины. Наряду с этим растворяется углекислый кальций и нейтрализуется избыточная кислотность, субстрат насыщается кислородом.


Каждая партия субстрата должна проходить проверку на реакцию среды. Для этого используют лакмусовую бумагу или рН-метр. Полоску индикаторной бумаги вместе с комком мокрого субстрата держат в кулаке 20 - 30 секунд, после чего кулак разжимают и бумагу вынимают из субстрата. Еще через 20 - 30 секунд, когда цвет бумаги изменится, его сравнивают с контрольной цветовой шкалой на упаковке. Каждый оттенок цвета соответствует различной величине рН, указанной на шкале.


За реакцией среды и температурой субстрата в ложах следят регулярно. Оптимальная температура - 19 - 20° С. В случае увеличения кислотности на поверхность субстрата вносят минеральные добавки (300 г/м2), после чего проводят обильный полив, чтобы вода прошла сквозь все слои ложа. Минеральные добавки дают в количестве 300 - 400 г/м2 субстрата и рассыпают по поверхности ложа раз в месяц.
Через 15 - 30 дней после закладки базового субстрата ложа заселяются червями. Но прежде необходимо тщательно измерить все показатели субстрата (влажность, температуру, реакцию среды) и провести его биотестирование. После этого предварительно сделав биопробу, приступают к заселению лож червями.


Для биотестирования в деревянный ящик размерами 50х50х15 см с дренажными отверстиями или в 2-4-литровую ёмкость помещают базовый субстрат и 50 червей. Тут их содержат сутки при 20° С. Затем червей выбирают, подсчитывают и определяют их состояние. Если все черви живые и нормально активны, можно закладывать в ложа с таким субстратом всю порцию червей. В случае их гибели или вялости и пассивности необходимо тщательно проверить, прошел ли субстрат процессы ферментации и отвечает ли он необходимым требованиям.


Можно применять более простую схему биопроб. На поверхность субстрата выпускают несколько десятков червей. Если они быстро углубляются в него, значит, субстрат вполне пригоден для обитания; если же они расползаются по поверхности и не зарываются в него, значит, он не готов.


Для уменьшения стресса, оказываемого на червей при переселении на новое место, их закладывают в базовый субстрат вместе с порцией субстрата, в котором они находились ранее. Червей равномерно распределяют по поверхности ложа вилами с тупыми концами. Закладка производится в светлое время суток, так как черви стремятся быстрее спрятаться в субстрат от света. Не следует подвергать червей воздействию солнечных лучей. После их углубления в субстрат поверхность увлажняют.


На каждом субстрате органического вещества должна быть табличка с номером и указанием качественных характеристик.

Условия содержания червей в субстратах. После формирования и зачервления ложа накрывают мешковиной или соломенными матами. Это позволяет предотвратить подсыхание верхних слоёв субстрата, укрыть червей от попадания прямых солнечных лучей и предохраняет от птиц. Необходимо постоянно следить как за физико-химическими показателями субстрата, так и за состоянием популяции червей. Особое внимание надо уделять влажности субстрата и поддерживать её на оптимальном уровне. Не рекомендуется вносить новый корм в течение 25 - 35 дней. По истечении этого срока можно приступать к подкормке червей.


Каждую новую порцию корма готовят, как описано выше и подвергают пробе на качество (тест 50 червей, рН, влажность). Только после этого её можно использовать.


Весной, летом и осенью червей подкармливают регулярно через 7 - 10, а зимой - через 25 - 35 дней. Следует четко придерживаться графика кормления и одновременно следить за полноценностью питания червей, ибо при недостатке пищи черви уползают из лож, а при избытке её затрудняются газообмен в субстрате и дыхание червей.


При недостаточной активности червей, плохом поедании корма рекомендуют ворошить субстрат тупыми вилами. Это улучшает аэрацию в ложах, предотвращает возгорание компоста, способствует уничтожению прорастающих сорняков.


Новый корм (слой 5 - 7 см) располагают на площади 0,7 - 0,8 м2, остальные 0,2 - 0,3 м2 остаются свободными и служат дополнительной страховочной площадью на тот случай, если его показатели не соответствуют норме. Черви уползают на этот участок, избегая нового корма. Если в течение суток миграции червей нет, то оставшуюся часть ложа тоже заполняют этим кормом.


Наблюдая за условиями обитания, необходимо постоянно следить за ростом и развитием червей: ежемесячно подсчитывать их численность и определять биомассу. В разных местах ложа (в шахматном порядке, либо по диагонали) берут пробы субстрата с червями площадью 10 х 10 см со всей его глубины. Из взятых проб выбирают всех червей, подсчитывают их количество и определяют биомасса. Затем полученные средние результаты подсчёта умножают на 100 и таким образом устанавливают среднюю численность и биомассу червей в расчёте на 1 м2. Для отбора проб удобно пользоваться 4-рожковой вилкой с шириной захвата 10 см.


Влажность субстрата определяют соответствующими приборами или органолептическим способом. В последнем случае субстрат набирают в ладонь и медленно сжимают. Если выделяющаяся жидкость не просачивается между пальцами, то субстрат сухой, а если стекает с ладони, то переувлажнён. В первом случае субстрат надо увлажнять, а во втором - несколько дней не поливать.
Переувлажнение чаще всего происходит на открытых участках в период затяжных дождей. В таких случаях необходимо прикрывать ложа соломенными матами или пленкой.


Используемая для увлажнения вода должна быть по своей характеристике безопасна для червей. Увлажнять лучше всего в утренние и вечерние часы, чтобы избежать резкого контраста между температурой воды и температурой содержимого лож. В часы высокой инсоляции надо прикрывать ложа матами, смоченными водой.


Стационарные площадки с культурой червей желательно оборудовать душевыми установками или распылителями воды. При их отсутствии орошение производят с помощью шланга и разбрызгивателя, причём, чем меньше водяные брызги, тем эффективнее увлажнение.


Следует вести журнал, в котором для всех лож или секторов необходимо записывать вид и дату внесения корма, даты отбора проб, начала и окончания периода приготовления базового субстрата, количество полученного копролита или взрослых червей, предназначенных для реализации. Это позволит держать под непрерывным наблюдением ход ежедневных операций и всего биотехнологического процесса, что особенно важно на стадии расширения вермихозяйства, особенно, если целью является сбыт копролита и червей.

Вермикультивирование - разведение дождевых компостных червей и наращивание их биомассы. На разведение червей влияет плотность популяции. По мере её увеличения повышается возбудимость червей. Стресс от перенаселения отрицательно сказывается на их размножении. Нередко при очень высокой плотности отмечали случаи каннибализма (122).


Среди сторонников вермикультуры существует мнение о том, что населяющие субстрат различные группы животных могут отрицательно влиять на состояние компостных червей, их развитие и размножение. Некоторые исследователи при обнаружении в субстрате с червями каких-либо "посторонних" животных, в частности, энхитреид, колембол, клещей рекомендуют заменить такой субстрат свежим и заселить его новой "чистой" культурой червей. В тоже время, учёные выявили большое зоологическое разнообразие организмов, обитающих в компосте и принимающих участие в трансформации органических веществ. Причём, на протяжении периода компостирования видовой состав и численность отдельных групп заметно изменялись.


Результаты наблюдений показали, что в вермиценозе на навозном субстрате ингибируется развитие большинства групп животных сообщества. Снижается численность ногохвосток, клещей, нематод, но увеличивается количество энхитреид. В конце наблюдений основную биомассу экосистемы в опыте составляют черви - 92,5 %, второе место занимают энхитреиды - 6,4 % и незначительный процент приходится на долю микроорганизмов и остального населения (284).


При разведении вермикультуры важно определить оптимальную плотность популяции, но исходить нужно из конечной цели - получение копролита или биомассы червей.


За рубежом червей продают по счёту, по весу, целыми стандартными ложами, уложенными в специальные емкости. Некоторые хозяйства специализируются на выращивании червей, предназначенных для использования в качестве маточной культуры. В таком хозяйстве для формирования гряд или заполнения лотков используют отходы пористой структуры, обладающие высокой влажностью: листья, скошенную траву, измельчённую солому, опилки лиственных пород (за исключением дуба).


Плотность заселения субстратов червями ниже, чем при производстве копролита, она составляет - 1200-2500 экз. на 1 м2. Для получения большей биомассы червей кормят навозом, смешанным с отходами, придающими субстрату порозность и рыхлость. За месяц до сбора червей к основному корму добавляют различные питательные смеси.


Приобретя один раз маточную популяцию, производитель в дальнейшем может использовать червей, выращенных в своём хозяйстве для промышленного производства копролита, путём расселения их популяции. Считают возможным делить популяцию червей одного стандартного ложа 2 раза в год. Затем их используют в качестве маточной культуры или продают как наживку для рыбы, или как кормовую добавку.


С точки зрения размножения червей целесообразно пользоваться понятием "смешанной популяции" и для дальнейших расчётов принимать во внимание её однокилограммовую единицу. Состав популяции в среднем следующий: коконов - 19 %, молодых особей - 59 %, взрослых червей - 22 %. В случае смешанной популяции 1 содержит: 840 коконов; 2600 молодых особей; 960 взрослых червей. Всего составляет 4400 штук "смешанной популяции". Средняя масса 1 шт. "смешанной популяции" в среднем 0,227 г, значит 4400 шт. весит 1 кг.


Реализуют дождевых червей следующими способами.

- На счёт. Взвешивают 1 кг взрослых особей, после чего подсчитывается их количество.
- По массе. Берут половозрелых червей (возраст не менее 90 дней). При этом ориентируются на то, что взрослый дождевой червь весит в среднем 0,8 - 1,0 грамм.
- Ложами. В ложе находиться примерно 100 тыс. особей различной величины, в том числе новорожденных червячков, червей среднего и зрелого возраста.


Для транспортировки популяции червей используют деревянные ящики с отверстиями.

Вермикомпостирование. Решением Всероссийского научно-технического координационного совещания (г. Владимир, 1993 г.) по проблеме: "Вермикомпосты в агропромышленном комплексе России", которое было проведено Минсельхозпродом России, и учредительного собрания по созданию ассоциации "Вермиэкология" (г. Клин, 1993 г.), признано считать проблему переработки органосодержащих отходов сельского хозяйства, промышленности и городского хозяйства с помощью вермикультуры приоритетной в области земледелия и экологии (401).


При промышленном производстве копролита в 1 ложе должно находиться от 30 до 100 тысяч взрослых и молодых червей и коконов. На одно ложе требуется 10 - 12 центнеров субстрата в год. При оптимальных условиях содержания червей, около 40 % субстрата расходуется на удовлетворение их жизненных потребностей и 60 % выделяется в виде копролитов. Ежегодно одно ложе способно дать 6 - 7 центнеров копролита и около 100 кг живой биомассы червя.


В зависимости от климатических условий и вида субстрата цикл компостирования в одном ложе может составлять от трёх до двенадцати месяцев. В течение этого времени на поверхность лож, где образовался живой перерабатывающий слой, периодически добавляют новые порции субстрата, которые служат для червей кормом.


E. foetida по своей природе "бродячий" вид, постоянно ищущий пищу. Поступление новых порций субстрата стимулирует активность питания и пищеварения червей. Недостаток питания приводит к снижению темпов роста и расползанию червей из лож в поисках корма. Его избыток также нежелателен, так как затрудняется аэрация и дыхание червей (324).


R. Hartenstein и др. (10) установили, что у E. Foetida существует потребность постоянно двигаться по площадям, свободным от собственных копролитов, которые токсичны для самого вида.


Уход за ложами с червями заключается в их периодическом ворошении и дождевании.


В помещениях (сараи, подвалы, старые постройки и т. п.) и теплицах червей культивируют в течение всего года. Зимой температуру внутри помещений рекомендуют поддерживать не ниже 10оС, в остальное время года - на уровне 12 - 25оС. Во многих хозяйствах необходимую температуру поддерживают путём создания подпочвенного подогрева. В таких условиях черви могут давать два поколения в год, а средний прирост их биомассы вдвое выше, чем при содержании на открытой площадке.


Закрытые помещения используют как для промышленного производства копролита и биомассы червя, так и для зимнего содержания маточной культуры червя с целью создания страхового фонда при расширении производства продукции вермикультивирования на открытых площадках и неудачной зимовки основной биомассы червя в коробах.


В связи с тем, что технология производства копролита на открытых площадках и в условиях закрытых помещений различна, должны быть разработаны самостоятельные ГОСТы на эти производства (328).


В присутствии червей создаются благоприятные условия для деятельности микроорганизмов, подавляющих развитие бактерий. По данным исследований, проведенных в Стокгольмском сельскохозяйственном университете, через один месяц после заселения ОСВ червями численность сальмонелл снизилась на 99 % (17).


В зависимости от исходного сырья для получения субстрата, отмечается некоторая разница в сроках и скорости переработки его червём (328).


Б.Г. Стадник (1994) указывает, что при переработке навоза в копролит снижается концентрация 137Cs, 40К. В вегетационных опытах навоз как снижал, так и повышал содержание радионуклидов в почве. На это оказывали влияние доза навоза, первоначальная радиоактивность и химический состав почвы. Внесение копролита способствовало снижению в ней уровня радиации.


Считают целесообразным в первую очередь подвергать вермикомпостированию отходы, создающие опасность загрязнения среды, устранение которых сопряжено с определёнными трудностями. Осадки сточных вод и бытовые отходы могут быть загрязнены тяжелыми металлами, полихлорбифенилами и другими веществами, токсичными для живых организмов. В связи с этим возникает вопрос, какое влияние эти примеси и загрязнители окажут на жизнедеятельность червей. Наиболее глубоко изучен вопрос о влиянии тяжёлых металлов (312; 199).


R. Hartenstein (9) указывает, что загрязнение ОСВ тяжёлыми металлами не является помехой для использования червей в качестве организмов - трансформаторов этих отходов. Вместе с тем тяжёлые металлы могут накапливаться в организме червей, что ограничивает их использование в качестве корма.


Несмотря на способность червей накапливать тяжёлые металлы, содержание последних в образующемся из отходов копролите не снижается. Наоборот, оно несколько возрастает, что связано с интенсификацией микробиологической деятельности, способствующей высвобождению металлов (7).


Согласно выводам зарубежных специалистов, нельзя рассчитывать на то, что с помощью червей удастся уменьшить содержание металлов в массе отходов. Поэтому необходимо проявлять осторожность при использовании в сельском хозяйстве копролита, изготовленного из таких отходов, чтобы не допустить ухудшения санитарно-гигиенического качества продукции. Чаще всего копролит, полученный из осадка сточных вод, рекомендуют использовать не под сельскохозяйственные культуры, а в цветоводстве, озеленении, при рекультивации нарушенных земель (5).


Главной причиной невозможности широкого использования ОСВ в качестве удобрений является повышенное содержание в нём солей тяжелых металлов, патогенных микроорганизмов и других токсических веществ. Существует ряд методов обеззараживания - обработка в метатанках, обезвоживание и термическая обработка, обеззараживание осадка в биотермических камерах, но сегодня наиболее энергосберегающим, экологически безопасным остается метод вермитехнологии (74).


Возможность обеззараживания подтверждается исследованиями: после компостирования конечный продукт не содержит патогенной микрофлоры и яиц гельминтов. Компост на основе ОСВ может содержать 12-30 % гумуса и его влияние на урожайность сельскохозяйственных культур приближается к минеральным удобрениям (324).


Г.Е. Мёрзлая с сотр. (261) отмечают, что при вермикомпостировании осадков сточных вод с опилками численность гельминтов, палочки брюшного тифа, дизентерии, стафилококка, сальмонеллы снижается.


А.В. Филиппова (429) указывает, что систематическое внесение ОСВ в почву неизбежно ведет к накоплению в ней тяжелых металлов. По мере минерализации органического вещества осадка в почве, катионы металлов переходят из него в почвенные коллоиды или свежевнесённое органическое вещество и так как подвижность многовалентных катионов металлов небольшая, их концентрация постепенно возрастает.


В Италии переработку городских отходов на удобрения осуществляют вместе с илом сточных вод в стальном конусообразном бункере высотой 10 м, диаметром в верхней части 2 м в нижней 0,5 м. Отходы, заселенные червями, загружают в бункер. В верхней части бункера их перемешивают с помощью шнека для улучшения аэрации и создания благоприятных условий жизнедеятельности червей. В нижней, неаэрируемой части бункера собирается готовый компост. Производительность такой установки - 1 т копролита в сутки.
Во Франции для вермикомпостирования отходов сконструирована установка в виде цилиндрической башни, состоящей из 24 пластиковых поддонов диаметром 230 см, поставленных один на другой. Поддоны заполняют субстратом и заселяют червями. Весь процесс компостирования полностью автоматизирован.


В последнее время получают распространение способы компостирования отходов в ёмкостях, сделанных из дерева, бетона, пластмассы и других материалов. Так во многих хозяйствах используют ящики различного размера, которые устанавливают штабелями на стеллажах.


В Венгрии используют старые бетонированные площадки для силоса, куда укладывают органику штабелями высотой до 1,5 м и прикрывают соломой. На 10 т органики вносят 1 млн. червей, или на 1 м3 - 30 - 40 тыс. червей. Продолжительность переработки - 3 месяца, влажность - 80 %, температура - 20 - 30° С.


В Дании для вермикультивирования предпочтение отдают вращающимся горизонтальным барабанам.

Методика разделения лож. Время разделения червей и формирования новых лож зависит от климатических условий местности. В районах с умеренным и теплым климатом разделение можно проводить 3 раза: в апреле, июле и октябре. Следует учитывать, что разделение и закладка червей, а также выборка копролита - трудоёмкие и продолжительные процессы. Они требуют тщательной подготовки и отработки различных технологических приёмов.


При подготовке к выборке червей из субстрата необходимо регулярно вносить корм, причём новые его порции должны несколько отличаться от предыдущих и быть более "привлекательными" для червей. Перед внесением нового субстрата снимают 5-сантиметровый слой переработанного. Через 6 - 7 дней снова снимают слой такой же толщины (в нем находится 50 - 60 % популяции червей) и переносят в новое ложе. На место снятого слоя укладывают свежий корм. Через 6 - 7 дней снимают и этот слой (в нем будет 25 - 35 % червей) и также переносят в новое ложе. Вносят новый корм и через 6 - 7 дней он наполняется остатками популяции. Таким образом, добиваются почти полной, безболезненной для червей выборки популяции (95 - 97 %). В субстрате могут оставаться только те черви, которые выклюнулись в последние дни.


Существует и другой более жёсткий способ отбора, суть которого заключается в том, что в течение 3 недель червей держат "на голодном пайке". По истечении этого срока наносят слой свежего субстрата и проводят дождевание. Привлеченные пищей черви выползают из толщи лож на поверхность. После этого остается только снять верхний (15 см) слой субстрата с червями, оставив внизу копролит.


Можно использовать и другие методы выборки червей. Например, снять верхний слой копролита с червями толщиной 12 - 15 см и перенести его в ёмкость конической формы, установленную на свету. Через 2 - 3 часа черви перемещаются на дно ёмкости. Сверху весь копролит снимают, а внизу остаются только черви. Способ мало пригоден в больших вермихозяйствах.


Если вермихозяйство уже работает и черви перезимовали, то в апреле проводят первое разделение лож. Подготовительную работу начинают в марте (процесс стратификации 15 - 30 дней). В апреле каждое ложе разделяют на три новых. Если эти ложа были активны осенью и зимой, т. е. в течение 6 месяцев, то из них надо производить выборку всей популяции и гумуса.


Сформированные новые ложа при оптимальных условиях содержания созревают для разделения в июле, так как в весенне-летний период черви более активны и размножение происходит интенсивнее. В июле каждое ложе делят на два без выборки копролита, однако по несколько иной технологии. Если в апреле верхний слой субстрата снимали со всей поверхности, то в июле - только с половины, по ширине. Новый корм не вносят, и после трехразового снятия субстрата одна половина ложа будет выше другой примерно на 15 см. После окончания выборки червей обе половины субстрата уравнивают.


В октябре производят третье за год разделение с выборкой копролита из лож, сформированных в апреле. Эти ложа делят на три, а сформированные в июле - на четыре (без выборки копролита). Последние входят в зимовку, и их разделение с выборкой копролита будет производиться в апреле будущего года. Таким образом, период формирования копролита длится 6 месяцев.


Механизированное отделение червей от компоста - один из наименее разработанных элементов вермитехнологии. В целях механизации этого процесса используют вибрационные грохоты, воронкообразные сита или специальные устройства, представляющие собой полый цилиндр с жесткой щёткой на внутренней поверхности. При вращении цилиндра черви щеткой как бы вычесываются из компоста. К недостаткам этого способа относится опасность повреждения червей.


Применяют для отделения червей от субстрата и специальную машину, основным рабочим органом которой является вращающееся с небольшой скоростью цилиндрическое решето, установленное наклонно к поверхности площадки. Копролит с червями засыпают в верхнюю часть решета и при вращении он проходит через отверстия. Черви остаются на решете и сбрасываются в деревянные или пластмассовые контейнеры.


Собранный копролит с червями лучше располагать на бетонной площадке в виде куч высотой до 1 м. На свету черви уползают вглубь, и после снятия субстрата их собирают с подстилки. После сбора остаётся копролит и остатки не переработанного червями субстрата. Сырой копролит (80 - 82 % влажности) переносят в помещение для дальнейшей обработки: подсушивания (до 50 - 60 % влажности), просеивания и затаривания.

Вермитехнология - зимой. Содержание вермикультуры зимой имеет свои особенности. Главной из них являются требования к температуре и влажности. В это время года необходимо постоянно следить за температурой в разных слоях лож, не нарушая их. Для этого наиболее подходит почвенный термометр, который погружают на 40 - 60 см. Кроме того, при содержании в закрытом помещении следует сделать подстилку с относительно слабой теплопроводностью, например, из полимерной пленки или подобного материала. Особенно сильно остывает бетон.


Лучшим местом для содержания вермикультуры зимой является отапливаемое помещение, в котором может происходить размножение и увеличение численности особей в 3 - 4 раза. Толщина ложа зависит от частоты подкормки субстратом. Поскольку в таком помещении верхний слой быстро пересыхает, то необходимо его регулярно увлажнять.


При содержании вермикультуры зимой на открытом воздухе ложа увлажнять не следует. Для поддержания оптимальной температуры их накрывают соломой, навозом и плёнкой. Ложе высотой 50 - 60 см покрывают слоем измельченной соломы 8 - 10 см. Можно также использовать сено или листья. Листья пород, содержащих много дубильных веществ, для этой цели непригодны. Кроме того, ложе покрывают слоем 20 - 30 см свежего соломистого навоза, в процессе ферментации которого выделяется достаточное количество тепла, и так же ещё одним слоем соломы. Над ложем высотой 50 см лучше устроить пленочный тоннель. Между пленкой и соломой оставляют воздушную подушку высотой 10 - 15 см. Для этой цели пригодна только светлая или прозрачная пленка, под которой температура на 4 - 5° С выше, чем под тёмной, благодаря использованию и накоплению солнечной энергии. Светлая пленка излучает меньше тепла.


Ложа высотой 60 - 65 см накрывают непосредственно пленкой, хорошо укрепляя её края. При этом способе необходимо особенно следить за температурой, поскольку она может подниматься до 40 - 50° С и черви задохнутся. Верхний слой ложа толщиной 5 см может промерзать, что не представляет опасности, так как он является теплоизолятором.


Черви в процессе жизнедеятельности выделяют тепло, количество которого зависит от числа особей. При необходимости переселения червей зимой делают подстилку из соломы, затем основание из пленки, на которую переносят вермикультуру с субстратом.


Эффективность вермитехнологии на различных субстратах изучена в Брянской государственной сельскохозяйственной академии на открытой площадке и в закрытом отапливаемом помещении (178). Вермикомпостирование и вермикультивирование вели в тёплый период года в стандартных ложах (2х1 м) на открытой площадке. На ней методом расщеплённых делянок были заложены два опыта в трёхкратной повторности (рис. 179, 180).

Рис. 179. Схема размещения двухфакторного опыта с 12 вариантами (4 х 3) по изучению четырёх субстратов без минеральных добавок и с добавками мергеля и цеолита

Рис. 180. Схема размещения двухфакторного опыта с 6 вариантами (2 х 3) по изучению эффективности использования соломы при вермитехнологии на осадке сточных вод без минеральных добавок и с добавками мергеля и цеолита

Эффективность вермитехнологии на открытой площадке. Изучение метеорологических условий региона по среднемноголетним данным и их влияния на вермитехнологию на открытых площадках в тёплый период года (апрель - октябрь) показал, что можно проводить 2 её полных цикла, используя субстраты на основе различных видов навоза и осадка сточных вод при общепринятой плотности зачервления технологических лож (30-100 тысяч червей и коконов в ложе). При обычных способах подготовки лож, вермипопуляция зимует удовлетворительно, однако целесообразно создавать страховой фонд червей в помещении с положительной температурой.


В отапливаемом помещении можно проводить четыре полных цикла вермитехнологии в течение года, используя субстраты на основе различных видов навоза и осадка сточных вод при общепринятой плотности зачервления.

В начале опыта в каждое ложе запустили ровно по 5000 взрослых червей. К средине опыта наибольшая численность взрослых червей была отмечена во всех субстратах на основе осадка сточных вод (5700-7233), рНводн. находился в пределах 5,8-6,1. Цеолит существенно повышал численность взрослых особей при добавлении к субстратам на основе ОСВ. Количество взрослых червей было высоким и в субстратах из навоза КРС с добавлением мергеля и цеолита (5233-5700), рНводн. - 6,9, без существенной разницы. В конском навозе с добавлением цеолита численность взрослых червей несколько увеличилась (5167), при рНводн. - 7,8. В остальных субстратах была отмечена гибель взрослых червей.

В конце технологического опыта количество взрослых червей возросло во всех вариантах и они выстроились в следующий ряд: ОСВ > навоз КРС > конский навоз > навоз свиной. Внесение минеральных добавок способствовало существенному увеличению количества взрослых червей. Цеолит существенно повышал численность взрослых червей в субстратах на основе навоза КРС и ОСВ. Использование соломы для приготовления субстратов из осадка сточных вод благоприятствовало развитию червей (табл. 170).

Таблица 170

Численность взрослых компостных червей в конце опыта на открытой площадке, штук/ложе (178)

Наибольшее количество молодых червей в средине опыта было в субстратах из ОСВ (16500-18133), использование соломы и минеральных добавок благоприятствовало их развитию. В субстратах из навоза КРС минеральные добавки также оказали существенное влияние на увеличение численности молодых особей (16233-16600), однако, разницы между их действием не наблюдали.


В конце опыта наибольшая численность молодых животных была получена в вариантах с ОСВ (34800 - 38133). Положительное влияние соломы на их развитие подтвердилось, минеральные добавки способствовали этому, причём действие цеолита было существенно выше, чем мергеля Действие цеолита в субстратах на основе навоза КРС значительно увеличило численность этой возрастной группы (34367).


Больше всего коконов в средине технологического опыта черви отложили во всех субстратах из ОСВ (5000-7300) и навоза КРС (4765-4867), что и повлияло на значительный рост вермипопуляций в этих субстратах. использование соломы для приготовления субстратов из осадка сточных вод благоприятствовало большей откладке коконов. Минеральные добавки к этим субстратам значительно повышали коконообразование.


В конце технологического опыта наибольшее количество коконов было отложено червями так же в субстратах из ОСВ и навоза КРС, в навозе КРС добавки мергеля и цеолита к субстратам значительно повышали коконообразование, соответственно 22500 и 22733 штук, без существенных различий между их действием, а в ОСВ - численность коконов увеличивалась, без существенных различий по вариантам (22800-24600).


Средний статистический состав вермипопуляции следующий: коконов - 19 %; молодых особей - 59 %; взрослых червей 22 % .


Расчёт структуры популяций в субстратах из различных видов навоза и осадка сточных вод показал, что в средине опыта молодые особи превышали доли коконов и взрослых червей, что свидетельствовало об оптимальности условий в субстрате и интенсивном размножении этих животных. К концу опыта, доли взрослых червей и коконов возросли и превышали долю молодых особей. Очевидно, это связано с тем, что в нижних слоях лож находился копролит, который не может служить средой для жизнедеятельности червей. Слой свежего субстрата располагался тонким слоем и не обеспечивал оптимальных условий для развития молодых червей из коконов, вследствие высокой плотности популяций. Существенных различий в структуре вермипопуляций между субстратами не установлено.


В начале опыта средняя масса одной особи взрослых червей составляла 0,45 г. К концу опыта средняя масса взрослых особей снизилась, в сравнении с первоначальной, в вариантах с конским навозом без минеральных добавок и с добавлением мергеля, а также в свином навозе без добавок. Во всех остальных вариантах этот показатель снизился в сравнении со срединой опыта, но был существенно выше первоначального. Вероятно, это связано с увеличением плотности популяций. Субстраты из ОСВ и навоза КРС с добавлением цеолита существенно повышали среднюю массу взрослых особей.


По выходу биомассы субстраты распределялись в следующий ряд: ОСВ > навоз КРС > конский навоз > свиной навоз. Минеральные добавки оказали существенное влияние на прибавку биомассы во всех вариантах. Влияние цеолита было более существенным, чем мергеля, однако, в свином навозе мергель значительно увеличил выход биомассы. В вариантах с осадком сточных вод лучший эффект был при сочетании цеолита и соломы (табл. 171).

Таблица 171

Выход биомассы дождевых компостных червей с одного ложа , кг (178)

Выход копролита в условиях открытой площадки. По выходу копролита субстраты распределились в следующий убывающий ряд: навоз КРС > навоз свиной > навоз конский > ОСВ. Минеральные добавки в субстраты из навоза существенно увеличили выход копролита. В вариантах с конским навозом существенной разницы в действии минеральных добавок не отмечено. Действие мергеля в субстратах из свиного навоза существенно выше, чем цеолита. Наибольший выход копролита был в варианте КРС + цеолит - 119 кг. Из субстратов на основе ОСВ отмечен наименьший выход сыпучего, гранулированного копролита. Добавление к нему соломы незначительно увеличивает этот показатель (табл. 172).

Таблица 172

Выход копролита на открытой площадке с одного ложа, кг (178)

Эффективность вермитехнологии в отапливаемом помещении. В ходе опыта ежедневно контролировали температуру в помещении, что соответствовало температуре субстратов с червями. Она варьировала в пределах 18 - 26 градусов Цельсия.


В начале опыта в каждый ящик запустили по 1000 взрослых червей. Через 2 месяца была отмечена гибель части червей во всех вариантах с конским навозом и в субстратах на основе свиного навоза без минеральных добавок и с применением цеолита. В вариантах с субстратами на основе ОСВ и навоза КРС их количество существенно возросло. Наибольшая численность взрослых червей была отмечена во всех вариантах с осадком сточных вод (1512 - 1636). Использование соломы для приготовления субстратов из ОСВ благоприятствовало развитию взрослых червей. Существенной разницы между вариантами без минеральных добавок и вариантами, в которых эти добавки вносили, отмечено не было.


В конце опыта количество взрослых особей возросло во всех вариантах, кроме навоза конского без минеральных добавок, где первоначально была отмечена гибель червей. Мергель существенно влиял на этот показатель в навозе КРС. Наиболее значительный прирост численности червей отмечен в ОСВ, особенно с применением минеральных добавок. Цеолит существенно повышал количество взрослых особей при добавлении к ОСВ (табл. 173).

Таблица 173

Численность взрослых компостных червей в конце опыта в отапливаемом помещении, штук/ложе (178)

В средине опыта субстраты по влиянию на численность молодых особей распределились в следующий ряд: ОСВ + солома > навоз КРС > ОСВ > конский навоз = свиной навоз. Солома в субстратах из осадка сточных вод благоприятствовало развитию молодых особей дождевых компостных червей, без существенных различий между вариантами.


В конце опыта наибольшая численность молодых особей отмечена в ОСВ без соломы с добавками мергеля и цеолита, соответственно 2036 и 1928, и в навозе КРС без минеральных добавок (1928).


В средине технологического опыта больше всего коконов черви отложили в субстратах из ОСВ (880 - 936) и навоза КРС (616 - 692). Существенных различий в действии минеральных добавок не отмечено.


В конце опыта среди субстратов без минеральных добавок наибольшее количество коконов было в вариантах на основе ОСВ (2340).


Расчёт структуры вермипопуляций показал, что в субстратах на основе конского и свиного навоза с минеральными добавками и без них в средине опыта взрослые черви превышали долю молодых особей и коконов, что свидетельствовало о снижении темпов размножения. Однако температура помещения, влажность, реакция среды соответствовали оптимальным пределам.


К концу опыта доля молодых особей возросла, однако доля коконов оставалась достаточно высокой, что, вероятно, было связано с повышенной температурой в помещении. По-видимому, это обстоятельство связано с быстрым подсыханием верхних слоёв субстрата.
В средине опыта структура популяций в субстратах на основе навоза КРС имела некоторые отличия. Доля взрослых червей была существенно ниже, чем в субстратах на основе конского и свиного навоза, однако зародыши из коконов развивались плохо.


В конце опыта структура популяций в субстратах из навоза КРС не отличалась от структуры популяций в предыдущих субстратах. Существенных различий между вариантами не наблюдали. В субстратах из ОСВ структура популяций была аналогичной с субстратами на основе конского и свиного навоза.


По выходу биомассы субстраты распределились в следующий ряд: ОСВ > навоз КРС > свиной навоз > конский навоз. В конском навозе без минеральных добавок биомасса червей была ниже в конце опыта по сравнению с началом, минеральные добавки на этом субстрате положительного влияния не оказали. В вариантах со свиным навозом так же существенных различий не наблюдали. Субстрат из навоза КРС без добавок и с применением мергеля существенно повышал выход биомассы червей. Выращивание дождевых компостных червей в субстратах из ОСВ обеспечивало увеличение их биомассы в 2,6 - 4,6 раза (табл. 174).

Таблица 174

Выход биомассы дождевых компостных червей с одного ящика, кг (178)

Производство копролита в закрытых помещениях. По выходу копролита субстраты распределились в следующий ряд: навоз КРС > навоз свиней > навоз конский > ОСВ. Минеральные добавки во всех вариантах существенно увеличили выход копролита. В субстратах с конским навозом положительное влияние оказал мергель, с навозом свиней и КРС - цеолит, в субстратах с ОСВ существенной разницы между действием мергеля и цеолита не установлено, наибольшее количество копролита получено из субстратов с соломой и минеральными добавками (табл. 175).

Таблица 175

Выход копролита в отапливаемом помещении с одного ящика, кг (178)

Агроэкологическая характеристика копролита, произведённого из различных субстратов. Учёные отмечают, что химический состав копролита определяется химическим составом исходного органического вещества и практически не зависит от способа вермикомпостирования. Для характеристики исходного субстрата в вермихозяйствах целесообразно проводить определение его биохимического состава, т. е. содержание водорастворимых органических соединений, гемицеллюлозы, целлюлозы, лигнина, битумной фракции (жиры, воск, смолы), а в копролите - специфических органических соединений гумусовой природы (320; 321).


В среднем в копролите содержится в процентах органического вещества 24 - 64, углерода - 12 - 29, общего азота - 0,8 - 3, фосфора - 0,5 - 5, К2О - 0,3 - 2,5 % (20).


По данным института биохимии и экофизиологии растений (г. Рим) копролит обеднен азотом, так как он расходуется на построение биомассы червей. Вместе с тем некоторые исследователи обнаруживают значительное увеличение его содержания в копролите по сравнению с исходным сырьем. Это явление они объясняют ростом численности азотфиксирующих бактерий в копролитах червей (18).


А.В. Филиппова (429) указывает, что содержание азота при компостировании изменяется незначительно, что связано с его интенсивным использованием биообъектами в качестве энергетического ресурса для нарастания биомассы червя. Отмечается незначительное повышение содержания общего азота, несмотря на использование его червями в качестве строительного материала, происходящее за счёт утилизации червями небелковых форм азота, представляющих собой продукты жизнедеятельности микроорганизмов и частично за счёт отмирания биообъектов, в теле которых аккумулирован азот.


Копролиты компостных червей, полученные из различных видов навоза, представляют собой хорошо выраженные обособленные образования, сыпучие в сухом состоянии. Масса копролитов из ОСВ пастообразная и мажущаяся, при подсыхании слёживается.
Копролит, произведённый из различных субстратов отличался по цвету. Так, в вариантах с конским навозом он имел тёмно-коричневый цвет, из свиного навоза - коричневый, из навоза КРС - чёрный, из ОСВ - тёмно-серый.


рН копролита, произведённого из субстратов на основе различных видов навоза и осадка сточных вод, варьирует от 5,9 до 7,5. Наиболее низок этот показатель при вермикомпостировании на осадке сточных вод (5,9 - 6,3), а наиболее высок - на субстратах из конского навоза (7,2 - 7,5).


Основным качественным показателем копролита является содержание гумуса. В опыте оно варьировало от 3,9 до 19,2 %. В соответствии с ТУ 9891 - 007 - 11158098 - 96, принятыми Минсельхозпродом РФ, копролит, произведённый из навоза КРС с добавлением цеолита, можно отнести к группе В (17 %); копролит из субстратов на основе других видов навоза не проходит по нижнему пределу ни в одну из трёх групп. Самое низкое содержание гумуса в копролите из конского навоза. В опыте с осадком сточных вод солома в сочетании с минеральными добавками наиболее существенно влияла на образование гумуса. В соответствии с ТУ 9891 - 007 - 11158098 - 96 копролит, произведенный из ОСВ с добавлением соломы и цеолита по содержанию гумуса приближается к нижнему пределу группы А (20 %, табл. 176).

Таблица 176

Содержание гумуса в копролите, % (178)

Согласно ТУ 9891 - 007 - 11158098 - 96 верхний предел содержания общего азота в копролите не лимитируется, а нижний предел для всех трёх групп составляет - 0,5 %. Этот показатель достаточно высокий по всем вариантам. Так, по его содержанию субстраты без минеральных добавок можно распределить в следующий ряд: навоз конский > навоз КРС = ОСВ > навоз свиной. Вероятно, высокое содержание общего азота в копролите из конского навоза связано с частичным отмиранием червей, которые интенсивно используют этот элемент в качестве энергетического ресурса для нарастания биомассы. Цеолит оказал существенное влияние на увеличение общего азота только в копролите из навоза свиней. В остальных вариантах существенного влияния минеральных добавок не отмечено.


Согласно ТУ 9891 - 007 - 11158098 - 96, копролит характеризуется низким содержанием подвижных соединений Р2О5 и не подходит по нижнему пределу ни к одной группе. По влиянию на величину этого показателя субстраты можно распределить в следующий ряд: ОСВ > навоз свиной > навоз конский > навоз КРС. Мергель в сравнении с цеолитом существенно повышал содержание подвижных соединений Р2О5 в копролите из навоза свиного и КРС. Цеолит оказывал положительное влияние в варианте с ОСВ, в сравнении с мергелем (табл. 177).

Таблица 177

Содержание основных элементов питания растений в копролите (в пересчёте на сухое вещество, 178)

В соответствии с ТУ 9891 - 007 - 11158098 - 96 полученный копролит характеризуется различным содержанием подвижных соединений К2О. По этому показателю копролит из конского навоза можно отнести к группе А; из навоза свиней и КРС - к группе В; из ОСВ - группе С. Минеральные добавки к конскому навозу существенно повышают содержание подвижного К2О, причём действие мергеля более существенное, чем цеолита. Между остальными вариантами значимых различий не отмечено (табл. 177).


По содержанию тяжёлых металлов копролит, полученный из субстратов на основе различных видов навоза и осадка сточных вод не превышает ПДК, принятых для вермикомпостов. Содержание тяжёлых металлов и радиоцезия в копролите отличается по сравнению с исходными субстратами. Это имеет важное экологическое значение и требует специального исследования.


И.А. Мельник с соавторами (1991) указывают, что в 1 грамме копролита присутствует до 1,7 . 1017 микроорганизмов, большая часть которых - актиномицеты и нитрифицирующие бактерии.


Суммарная биомасса микроорганизмов в копролите, произведённом из субстратов на основе различных видов навоза изменяется незначительно и незакономерно. Этот показатель значительно ниже в копролите из осадка сточных вод.


Копролит биотехнологический продукт, используемый для выращивания растений. Он может содержать как биологически активные вещества, являющиеся фитостимуляторами, так и токсичные соединения - фитоингибиторы. Поэтому его необходимо подвергать соответствующей оценке с помощью тест-растения. В качестве тест-растения использовали семена чувствительного к токсинам кресс-салата (по 10 штук на каждую пластину из копролита). Контролем служили семена, помещённые на поверхность увлажнённой фильтровальной бумаги. Всхожесть семян кресс-салата в контрольном варианте составляла - 86 %.


В.А. Черников с соавт., (440) указывают, что токсичными являются среды, вызывающие угнетение прорастания семян на 20-30 % и более.
Исследования показали, что исходный субстрат значительно влияет на свойства копролита (табл. 178).

Таблица 178

Влияние копролита на всхожесть семян кресс-салата относительно контроля, % (178)

Концентрированный копролит, в "чистом" виде, в одиннадцати случаях из пятнадцати проявляет фитоингибирующее действие. Наиболее это характерно для копролита из навоза КРС без минеральных добавок. Копролит из субстратов на основе навоза свиней и осадка сточных вод с соломой без минеральных добавок являлся фитостимулятором растений. Копролит, полученный из этих субстратов с добавлением мергеля, проявлял фитоингибирующее действие. При добавлении цеолита к субстратам на основе навоза свиней и осадка сточных вод копролит повышал прорастание семян кресс-салата по сравнению с контролем (табл. 178).


Согласно ТУ 9891 - 007 - 11158098 - 96 содержание семян сорняков в копролите не допускается. Копролит, полученный разными способами из одного и того же субстрата, существенно различался по количеству семян сорняков. При производстве его на открытой площадке засорённость существенно возрастала, что связано с их попаданием извне (рис. 181).

щелкните по рисунку для увеличеия масштаба

Варианты:
1. Конский навоз;
2. Конский навоз + мергель;
3. Конский навоз + цеолит;
4. Свиной навоз;
5. Свиной навоз + мергель;

6. Свиной навоз + цеолит;
7. Навоз КРС;
8. Навоз КРС + мергель;
9. Навоз КРС + цеолит;
10. Осадок сточных вод (ОСВ);

11. ОСВ + мергель;
12. ОСВ + цеолит;
13. ОСВ + солома;
14. ОСВ + солома + мергель;
15. ОСВ + солома + цеолит.

Рис. 181. Количество семян сорных растений в копролите (178)

По видовому составу семян сорных растений копролит, полученный на открытой площадке и в помещении не имел существенных различий. Так, в нём обнаружены семена следующих сорняков: щирицы запрокинутой (Amarantus retroflexus), крапивы двудомной (Urtica dioica), мари белой (Chenopodium album), горца шероховатого (Poligonum scabrum), горца перечного (Poligonum hidropirer), полыни однолетней (Artemisia annua), лебеды раскидистой (Atriplex patula), звездчатки средней (Stelaria media), крапивы жгучей (Urtica urens), лапчатки прямой (Potentila recta), пикульника красивого (Caleopsis specioza). Во всех вариантах преобладали семена щирицы запрокинутой, остальные виды встречались спорадически.


В копролите из отапливаемого помещения отмечено низкое прорастание семян. Так, они проросли только в пяти вариантах, причём это были семена мари белой и щирицы запрокинутой. Можно предположить, что в нём проросли только те семена, которые не прошли через пищеварительный тракт червей.

Экономическая оценка вермитехнологии на различных видах субстрата. Применение копролита экономически более выгодно, чем использование навоза. Известно, что внесение навоза требует больших материальных затрат, зависит от погодных условий, усиливает засоренность полей, при несвоевременной заделке в почву наблюдаются большие потери азота и других питательных веществ. Затраты на применение копролита в 3-4 раза меньше, чем навоза, за счёт более низких норм и оптимизации способов его внесения. Расходы на производство копролита перекрываются сокращением затрат на его внесение, повышением количества и качества урожая. При замене навоза на копролит можно ожидать постепенного снижения концентрации тяжёлых металлов, радионуклидов и других токсичных элементов в почве, последующего улучшения общего состояния агроценоза (146).


Вермитехнология способствует решению экологических проблем, возникающих из-за накопления на животноводческих фермах большого количества навоза. Внедрение вермикультуры позволяет, во-первых, уменьшить объём навоза и таким образом снизить затраты на его переработку; во-вторых, уничтожить запах; в-третьих, улучшить физические свойства навоза, превратить его за короткий срок в качественно новый вид органического удобрения, способный храниться и удобный для транспортировки и внесения в почву (324).


Вермитехнология представляет практический интерес, прежде всего для производителей, имеющих органические отходы от собственного производства, требующие утилизации. Учитывая, что она включает в себя вермикомпостирование - производство копролита и вермикультивирование - размножение дождевых червей мы провели их сравнительную экономическую оценку на различных субстратах в условиях открытой площадки. Для этого использовали следующие показатели: выход копролита, выход животных и их биомассы, коммерческую себестоимость продукции, прибыль, уровень рентабельности продуктов вермитехнологии по каждому варианту опытов.


Для расчёта экономических показателей эффективности производства продуктов вермитехнологии определили сумму производственных затрат, связанных с изготовлением лож и составили технологическую карту. При определении суммы производственных затрат в ходе вермитехнологии оценку трудовых, материальных ресурсов и услуг осуществляли с использованием договорных цен, действующих в 2000 году (178).


Калькуляцию себестоимости навоза рассчитывают в сельхозпредприятиях без дифференциации по видам. В среднем она составляет 15 рублей за тонну. Осадок сточных вод не находит широкого применения и скапливается вблизи очистных сооружений, поэтому стоимость ОСВ в расчётах не учитывали. При определении коммерческой себестоимости производственную себестоимость увеличили на 6,25 % с учётом издержек обращения и рекламы.


При реализации продуктов вермикультивирования И.Н. Косолапов, М.Ю. Уханова (1998) рекомендуют применять два способа:


- подсчитывать количество взрослых и молодых червей;
- определять общую живую массу червей, учитывая только взрослых особей, находящихся в 90 - дневном возрасте.


При оценке экономической эффективности вермикультивирования рассчитывали прибыль только от продажи живых червей.
С экономической точки зрения не все субстраты одинаково пригодны для двух режимов вермитехнологии. Так производство копролита экономически выгодно из навоза сельскохозяйственных животных. Наиболее технологичным субстратом для этого является навоз КРС, добавление к нему цеолита существенно увеличивает выход копролита. Полученный продукт имеет самую низкую коммерческую себестоимость (1,32 руб./кг.) и, соответственно, самые высокие прибыль (5,68 рубля на 1 кг) и уровень рентабельности (430 %). Несколько уступает по этим показателям производство копролита из навоза КРС с добавлением мергеля. Производство копролита из осадка сточных вод не окупает производственных затрат и является убыточным, коммерческая себестоимость превышает цену реализации, несмотря на то, что производственные затраты на 1 ложе в вариантах с ОСВ ниже, чем в вариантах с навозом.


В режиме вермикультивирования - разведения дождевых червей - можно использовать все субстраты. Однако наиболее подходят для этого субстраты из ОСВ. Коммерческая себестоимость червей и их биомассы существенно ниже, чем в вариантах с навозом, а прибыль и уровень рентабельности выше.


Следует отметить, что самым технологичным и экономичным является выращивание червей на ОСВ с добавлением соломы и цеолита. Здесь наиболее высокие прибыль (12,7 руб. на 1000 червей) и уровень рентабельности (552 %).

Вермиудобрение почв. Эффективность применения копролита под основные сельскохозяйственные культуры по данным различных авторов представлена в таблицах 179 и 180.

Таблица 179

Эффективность применения копролита на различных почвах под основные сельскохозяйственные культуры

Таблица 180

Оптимальные нормы внесения копролита на различных почвах под овощные культуры в открытом и закрытом грунте

Культура

Почва

Доза копролита и
способ внесения

Урожайность,
прибавка

Авторы

Открытый грунт

Капуста ранняя

Тёмно серая

6,0 т/га под культивацию

35,3%

Юхимчук,
Гуцуляк (459)

Капуста поздняя

Тёмно серая

6,0 т/га под культивацию

38,0%

Капуста ранняя

Тёмно серая

100 г в лунки

41,6%

Капуста

2,0 - 10 т/га

18,8%

Марковская,
Соколов (1992)

Свёкла столовая

Тёмно серая

6,0 т/га под культивацию

51,9%

Юхимчук,
Гуцуляк (459)

Свёкла столовая

Дерново-подзолистая
тяжелосуглинистая

5,0 т/га

31,2%

Мёрзлая (261)

Морковь

Тёмно серая

3,0 т/га под культивацию

43,3%

Юхимчук,
Гуцуляк (459)

Перец сладкий

Тёмно серая

6,0 т/га под культивацию

86,0%

Перец сладкий

Тёмно серая

100 г в лунку

72,0%

Перец

2,0 - 10 т/га

94,0%

Марковская,
Соколов (1992)

Перец
сладкий

Чернозём
карбонатный

1 и 3 т/га под культивацию

26,0%

Карагеоргий (1992)

5,0 т/га под культивацию

33,0%

3,0 т/га + N75

44,0%

1 и 3 т/га локально

21,0%

5,0 т/га локально

25,0%

Огурец

250-500 г в лунки

22-39%

Антонова (1996)

Огурец

Чернозём
карбонатный

1 - 5 т/га локально

191 - 238 ц/га

Карагеоргий,
Погребняк (1994)

Томаты

2,0 - 10 т/га

25,3%

Марковская,
Соколов (1992)

Лук-репка

Чернозём
карбонатный

1 - 5 т/га локально

350 - 540 ц/га

Карагеоргий,
Погребняк (1994)

Защищённый грунт

Огурец

-

300 г в лунку

на 1,24 кг с 1 м2

Антонова (1996)

Огурец

-

15 кг/м2

25,9%

Филиппова (429)

Лук-перо

-

25 % почвосмеси

83,4%

Мерцалова (1999)

Салат

158,3%

Таблица 181

Содержание витамина С в продукции при использовании различных удобрений, мг/100 г (по данным литературных источников)

Культура

Удобрение

копролит

навоз + NPK

Яблоня

32

5

Помидор

54

25

Картофель

48

15

Перец сладкий

220

150

Фасоль

43

10

Морковь

22

4

Груша

28

4

Клубника

90

52

Нормы и способы внесения копролита в закрытом грунте под огурцы и томаты изучали в хозяйстве "Тепличный" Ивано-Франковской области. При включении копролита в состав смеси под огурцы от 1 до 15 кг/м2 (на традиционной органической смеси опилки + торф = 1:2) урожайность повышалась на 21,4 - 47,7 % по сравнению со смесью: опилки + торф + навоз. Оптимальной оказалась норма 10 кг/м2 . В огурцах снизилось содержание нитратов в 4-7 раз и увеличилось содержание сахаров (в 2-3 раза) и витамина С (9,4 - 20,4 мг/100). Почти вдвое (23 плода против 12,7) увеличивалось количество плодов томатов на одном растении при включении в состав почвосмеси 7 кг/м2 копролита. Локальное внесение этого удобрения по 3 кг в каждую лунку повышало урожайность томатов на 1,7 кг с каждого растения и снижало содержание нитратного азота в продукции на 212 мг/кг (459).


В опытах Уральского НИИ сельского хозяйства внесение 6 т/га копролита уменьшало в 5 - 9 раз количество радионуклидов в клубнях картофеля (Зезин, 1994).


Цветочные растения сальвия и агератум хорошо отзывались как на прямое действие копролита, так и его последействие. В первый год при внесением копролита в виде 10 %-ного настоя фаза цветения у растений сальвии наступала на 4-5 дней раньше, чем на контроле. Высота растений была соответственно 49 и 23 см, количество придаточных стеблей - 10 и 6 штук. В последствии высота растений сальвии на контроле была 52 см и 14 придаточных стеблей, а в варианте с копролитом - соответственно 60 см и 16 штук. Аналогичные результаты действия и последействия копролита отмечены у растений агератума (237).


Наряду с положительными отзывами о копролите, Н.И. Гайдаш (106) отмечает, что его производство дорогостоящее и не всегда окупается прибавкой урожая. По его мнению при внесении обычно рекомендуемых доз 3 - 6 т/га копролита не обеспечивается бездефицитный баланс основных элементов питания в почве (422).


В Брянской госсельхозакадемии разрабатываются технологии применения копролита под сельскохозяйственные культуры. Полевой опыт с картофелем сорта Детскосельский проводили (251) в 1998 - 2000 гг. на дерново-среднеподзолистой легкосуглинистой почве со следующими показателями пахотного слоя: рНKCl 5 - 5,2; гумус 0,9 - 1,12 % (по Тюрину); подвижный фосфор 4,0 - 4,2, обменный калий 13,0 - 13,2 мг/100 г (по Кирсанову). Копролит, полученный из навоза КРС вносили локально при посадке клубней. Опыт заложен способом рендомизированных повторений со следующей схемой:

1. Контроль (без удобрений)
2. Навоз крупно рогатого скота (КРС)
3. N60P90K110
4. Навоз + N60P90K110
5. Копролит 2 т/га
6. Копролит 4 т/га
7. Копролит 6 т/га
8. Копролит 4 т/га + N60P90K110

Метеорологические условия вегетационного периода в 1998 году, в целом были благоприятными для выращивания картофеля. В мае наблюдалась теплая и сухая погода. В первую фазу развития (всходы) температурный режим был оптимальным. Недостаток влаги не оказал отрицательного влияния на рост и развитие картофеля. Июнь характеризовался достаточным количеством активных температур и осадков для нормального протекания процессов роста и развития растений. Начало цветение картофеля пришлось на третью декаду июня - первую декаду июля.


Июль - август были достаточно влажными и теплыми, что способствовало дружному цветению и образованию клубней. Урожайность картофеля среднеранних сортов определяется осадками в период клубнеобразования (июнь - июль). В этот период выпало 184,8 мм осадков, что оказало положительное влияние на урожайность. Сумма эффективных температур за вегетационный период составила 2271,6оС, осадков выпало 363 мм, что на 63 мм выше среднемноголетней нормы.


Самым неблагоприятным для выращивания картофеля по метеорологическим условиям оказался вегетационный период 1999 года. Весна была ранняя, с начала апреля наблюдался постоянный рост среднесуточной температуры, в отдельные дни до 24 - 26 оС. Однако в мае произошло резкое похолодание. Впервые за 50 лет на Брянщине были зафиксированы заморозки до -5 оС. Холодной была вторая декада мая, дневная температура не поднималась выше 8 оС.


Холодовой стресс в мае отрицательно сказался на росте и развитии сельскохозяйственных культур. Всходы появились лишь на 32 день со дня посева. Цветение картофеля началось массово, но из-за погодных аномалий (высокая температура на почве до 50 оС и полное отсутствие осадков) произошло опадание бутонов и цветков. Засуха и высокая температура июня, июля (соответственно выше нормы на 5,0 и 3,2 оС) неблагоприятно повлияли на рост и развитии картофеля, что приостановило накопление урожая клубней.


В конце второй - начале третьей декады июля прошли проливные дожди (выпало 211,1 мм осадков) со шквальным ветром, что превысило среднемноголетнюю норму в 3,5 раз, однако это не восполнило дефицит влаге, создавшийся в начале вегетации, повредило ботву растений и как следствие, привело к тому, что урожай клубней сформировался ниже, чем в 1998 и 2000 гг.


Погодные условия 2000 г. были благоприятными для возделывания картофеля. Равномерное выпадение осадков при оптимальном температурном режиме, не превышающем среднемноголетние показатели, благоприятно сказывалось на росте и развитии растений. Сумма эффективных температур составила 2294,6 оС. Сумма осадков за вегетационный период - 341 мм, что на 41 мм выше среднемноголетней нормы. В период клубнеобразования выпало 166 мм, что положительно предопределили формирование урожая картофеля.


Наши наблюдения показали, что продолжительность периода вегетации картофеля сорта Детскосельский в среднем за три года исследований колебалась от 81 до 91 дней. Фаза всходов наступала практически одновременно во всех вариантах опыта. Однако в вариантах с применением копролита растения появились на 2 дня раньше контрольного варианта. Вероятно, это связано со стимуляцией почек гуминовыми веществами копролита. Л.Р. Пивоваров (1962) установил, что при обработке клубней гуматом натрия, корневая система в период прорастания очень сильно обогащалась фосфором и особенно азотистыми веществами, за счёт усиленного притока пластических веществ из материнского клубня.


Применение традиционной системы удобрений (вар. 2, 3, 4) сдерживало появление всходов. Внесение копролита 2 -6 т/га увеличивало период вегетации на 6 - 8 дней относительно контрольного варианта, но наступление отдельных фенофаз (бутонизация, цветение) наступало на 2 - 4 дня раньше. Увеличение дозы копролита до 6 т/га тормозило появление всходов и наступление фазы бутонизации. На контроле и в вариантах с применение навоза, N60P90K110, навоза + N60P90K110 и копролита 4 т/га + N60P90K110 продолжительность межфазных периодов была практически одинаковой, но обильное азотное питание растений привело к задержке отмирания ботвы на 4 - 10 дней.


Различные условия питания не оказали существенного влияния на полевую всхожесть клубней картофеля. Большее влияние на полевую всхожесть оказали метеорологические условия 1999 года в фазу посадка - всходы. Низкая температура и повышенная влажность почвы в мае снизила полевую всхожесть до 90,1 - 92,8 %. Сложившиеся благоприятные погодные условия в мае - июне месяце 1998 и 2000 гг. способствовали равномерному появлению всходов, где полевая всхожесть клубней картофеля колебалась в 1999 г от 94,7 до 97,0 %, в 2000 г. - 96,5 - 98,3 %


На сохранность растений в период вегетации повлияли как погодные условия, так и различный уровень питания. Наибольшее количество сохранившихся растений в среднем за 3 года отмечалось в вариантах с применением копролита дозах 2 - 6 т/га. Количество сохранившихся растений к уборке было наименьшим в 1999 году. Отмечено, что в условиях сухого вегетационного периода (1999 г.) с увеличением дозы копролита до 6 т/га, увеличивается сохранность растений на 4,4 - 5,4 % относительно контрольного варианта и на 2,4 - 4,4 % относительно традиционных удобрений (вар. 2, 3, 4). Во влажные годы (1998 и 2000 гг.) количество сохранившихся растений было наибольшим (86,3 и 87,5 %) при локальном внесении 2 т/га копролита.


В среднем за 3 года исследований внесение копролита в дозе 2- 6 т/га увеличивает сохранность растений на 3,1 - 3,4 % относительно варианта без применения удобрений. Л.А. Христева (435) указывала, что растения под влиянием гуминовых кислот способно переносить воздушную засуху в результате сохранения тургора и повышения интенсивности дыхания.


В наших исследованиях метеорологические условия вегетационного периода оказали существенное влияние на изменение урожайности. Более высокая урожайность получена в 1998 и 2000 гг., чему способствовали сравнительно благоприятные погодные условия, особенно июня и июля месяца, когда выпало значительное количество осадков (1998 г. - 184,8 мм, 2000 г. - 166). Кроме того, температура воздуха в 2000 г. не превышала среднемноголетние показатели, что уменьшило расход влаги на испарение, которой вполне хватило для активного прохождения жизненных процессов растений в этот период.


Самая низкая урожайность была отмечена в 1999 году. Это, по-видимому, связано не только с крайне неблагоприятным распределением осадков и температуры в вегетационный период, но и с условиями, сложившимися сразу после посадки. Урожайность картофеля в среднем был на 40 % ниже по сравнению с 1998 и 2000 гг.


В годы исследований влияние отдельных видов, доз и сочетаний удобрений на урожайность клубней было неодинаковым (табл. 182).

Таблица 182

Влияние копролита на урожайность картофеля, т/га (251)

Применение на дерново-среднеподзолистой легкосуглинистой почве копролита в изучаемых дозах существенно увеличило урожайность клубней картофеля в среднем за 3 года исследований. Локальное внесение даже 2 т/га копролита обеспечило такую же урожайность, как применение отдельно навоза и минеральных удобрений. Изучение возрастающих доз копролита выявило преимущество 4 т/га, как в период с достаточным увлажнением, так и в засуху, что, по мнению Л.А. Христевой (435), свидетельствует о положительном влиянии гуминовых кислот, в том числе и копролита, на засухоустойчивость растений. Максимальный урожай клубней получен от совместного внесения копролита 4 т/га с минеральными удобрениями, т. е. при применении системы удобрений с поддерживающим балансом элементов питания (табл. 182).


Качество пищевого картофеля определяется, прежде всего, биологической ценностью, которая зависит от содержания и соотношения в клубнях полезных и вредных веществ. Потребителя сейчас всё больше интересует биологически ценный и безопасный картофель. При росте масштабов загрязнения окружающей среды и растениеводческой продукции различными токсическими элементами имеет большое значение оценка технологии возделывания картофеля на содержание в клубнях экотоксикантов, например, нитратов, которые весьма опасны.


Накопление нитратов в клубнях под влиянием удобрений возрастало во все годы исследований по сравнению с контролем, однако, содержание их по годам изменялось (рис. 182).

Рис. 182. Влияние копролита на содержание нитратов в клубнях картофеля (251)

Повышенное содержание нитратов (32,7 - 246,0 мг/кг) отмечалось в 1999 году, который отличался отсутствием осадков и повышенной температурой. Концентрация нитратов в клубнях была обусловлена тем, что после благоприятного увлажнения в конце мая наступила резкая сухость воздуха и почвы, что повлияло на нарушение процессов ассимиляции и накопления углеводов. В 2000 г. при избыточном количестве осадков и низкой температуре воздуха, отмечалось максимальное накопление нитратов (40,1 - 254,0 мг/кг).


В среднем за 3 года содержание нитратов изменялось в пределах 33,9 - 244,7 мг/кг и не превышало ПДК (250 мг/кг). Внесение копролита в дозах 2 - 6 т/га способствовало существенному снижению нитратного азота в клубнях картофеля по сравнению с навозом и минеральными удобрениями. С увеличением дозы копролита до 4 т/га содержание нитратов существенно уменьшалось относительно дозы 2 т/га, что, по-видимому, связано с развитием более мощной корневой системой растений картофеля (рис. 182, табл. 183).

Таблица 183

Влияние копролита на биохимический состав клубней картофеля (среднее за 1998 -2000 гг.; 251)

Наибольшее содержание нитратного азота в клубнях (245,8 мг/кг) в среднем за 3 года, отмечалось при удобрении картофеля только минеральными удобрениями. Совместное применение их с 4 т/га копролита позволило улучшить качество продукции (табл. 183).


Влияние удобрений на накопление сухого вещества было различным в зависимости от их вида и дозы. Внесение копролита в дозах 2 - 6 т/га существенно увеличило содержание сухого вещества по сравнению с применением навоза и минеральных удобрений. При дозе 6 т/га отмечено некоторое снижение рассматриваемого показателя. Совместное внесение 4 т/га копролита и минеральных удобрений значительно снизило содержание сухого вещества в клубнях (табл. 183).


Основным показателем качества клубней картофеля является содержание крахмала. В среднем за 1998 - 2000 гг. этот показатель изменялся в пределах 14,49 - 17,00 %, с отклонениями по годам - 11,37 - 18,21 %. Жаркая и сухая погода повышала содержание крахмала, а прохладная и влажная - снижала. Локальное внесение 2 т/га копролита обеспечило наибольшее накопление крахмала в клубнях картофеля, хотя максимальный валовой сбор этого углевода с единицы площади был получен при использовании 6 т/га копролита (табл. 183).


Локальное внесение копролита при возделывании картофеля рентабельно. Стоимость валовой продукции картофелеводства в вариантах с локальным внесением 2 - 6 т/га копролита наиболее высокая. Рентабельность производства с увеличением дозы копролита снижается с 216,7 до 136,2 %. Самая высокая рентабельность (253,3 %) при удобрении картофеля N60P90K110 (табл. 184).

Таблица 184

Экономическая оценка применения копролита при возделывании картофеля в Брянской области (среднее за 1998 - 2000 гг.; 251)

К экологическим агроэкосистемам предъявляется требование сестайнинга (от англ. sustainable - поддерживающий). Это означает приближение к экологическому равновесию за счёт обеспечения максимальной замкнутости циклов вещества, минимализации антропогенной энергии, повышения биологического разнообразия и его потенциальной способности к формированию полезных симбиотических связей (287).


В результате вмешательства человека в природу дождевой червь стал "домашним животным", произошел глубокий разрыв между антропогенными технологиями и законами функционирования экологических систем. Поэтому конечный продукт жизнедеятельности этого животного - копролит является неотъемлемой частью почвенной энергии в замкнутом круговороте веществ экосистемы.


Энергетический анализ применения копролита позволяет отметить, что его внесение под картофель эффективно. Наименее энергоемкими оказались технологии с локальным внесением копролита 2 - 6 т /га (табл. 185).

Таблица 185

Энергетическая оценка применения копролита при возделывании картофеля в Брянской области (среднее за 1998 - 2000 гг.; 251)

Совокупные затраты энергии в 1,05 - 1,9 раза ниже, чем при внесении традиционных удобрений. Максимальный показатель чистого энергетического дохода обеспечили варианты с внесением 4 и 6 т/га копролита. Применение копролита в этих дозах способствует в 1,1 - 1,14 раз больше накоплению энергии в урожае, чем при внесении органических и минеральных удобрений. Значительно сокращается нагрузка на экосистему. Затраты энергии на образование единицы урожая клубней уменьшаются и составляют 1,59 - 1,71 МДж/кг, в то время как с применением традиционных удобрений - 2,05 - 2,99 МДж/га. Увеличивается биоэнергетический коэффициент посева максимальный показатель (2,33) составляет при локальном внесении копролита 2 т/га и несколько меньше 2,29 при - 4 т/га копролита (табл. 185).

Вермимелиорация почв - расселение дождевых червей с целью обогащения почв органическим веществом, разуплотнения, улучшения структуры и скважности. Примеры вермимелиорации имеются как за рубежом, так и в России.


При посадках леса в Казахстане, которые велись по понижениям в степи, выяснилось, что основных переработчиков лесного опада - дождевых червей, обеспечивающих возвращение питательных элементов в почву, в новых лесах нет. Их доставили из балочных лесов Саратовской области. Они быстро прижились, размножились, создали нормальные условия для возобновления запаса питательных веществ в почве и улучшили водопроницаемость подстилки из опада, оздоровили верхний горизонт почвы, приблизили посаженый искусственно лес к естественному.


Голландцы, отвоёвывающие у северного моря новые земли, ставят дамбы, осушают эти территории, высевают на них вначале тростники потом многолетние травы, а затем только приходит черёд полевых культур. При высеве многолетних трав, ввозят с исконной суши дождевых червей, которые способствуют быстрейшему образованию плодородной почвы (115).


Г.А. Жариковым с сотр. (179) выявлено, что используемые природные биосорбенты (бентонитовая глина, хитиновая крупка ракообразных) и биогумус (копролит) связывают в почве от 16 до 18 % тяжёлых металлов, препятствуя их выходу в почвенный раствор. Внесение дождевых червей совместно с биосорбентами увеличивало степень связывания в почве тяжёлых металлов до 40 - 90 % (в зависимости от металла).


Изучение комплексного использования дождевых червей, биосорбентов и биогумуса для рекультивации почв, загрязнённых радионуклидами, проводили на почвах 30-километровой зоны Чернобыльской АЭС с удельной радиоактивностью 12,3 Бк/г и 15,8 Бк/г по цезию-137 (179). Установлено, что эти животные активно сорбировали в своём организме радионуклиды. Оптимальное время обработки почвы дождевыми червями составляло два месяца. Степень её очистки от радионуклидов достигала 33 - 42 %. Затем дождевых червей собирали на приманку и сжигали. Полученный радиоактивный концентрат остекловывали и помещали в специальное хранилище.

Использование биомассы дождевых червей. Успехи вермикультивирования позволяют получить биомассу червей в значительном количестве. Её можно использовать на корм в животноводстве и птицеводстве. После специальной обработки она используется также в качестве компонентов некоторых лечебных средств наружного применения в ветеринарии и медицине. Вместе с тем недостаточно изучен вопрос использования белковых веществ биомассы дождевых червей в детском лечебном питании как протекторных и антитоксических депрессантов, так как население территорий, находящихся в условиях экологического стресса, подвергается многофакторным комплексным, физическим и химическим нагрузкам, результатом которых могут быть различные формы неблагоприятных иммуннозависимых, аллергических, соматических проявлений (86). Автор отмечает, что источником питательных субстратов для воспроизводства этих животных с целью получения экологически чистого белка должна быть экологически чистая технология на основе природных веществ (растительные остатки, продукты подготовки и переработки пищевых продуктов и т.д.), способных к быстрой трансформации.


Наиболее широко биомасса дождевых червей и продукты её переработки применяются в животноводстве. При переработке ими 1 т субстрата помимо копролита получают примерно 100 кг животной биомассы. Тело червей содержит почти все аминокислоты, в том числе такие биологически ценные, как лизин и метионин. Кроме того, биомасса червей богата ферментами, витаминами и полезными микроэлементами. Биомасса червей - эффективный корм для птиц и рыб. По данным различных авторов (123), она содержит 60-80 % протеина, около 9 % липидов и 7-16 % азотистых экстрактивных веществ.


М.Ф. Повхан с сотр., (323) отмечают, что из биомассы червей выделяют такие водорастворимые витамины: пантотеиновую кислоту (18,5 мкг/кг), никотин (137 мкг/кг), никотиновую кислоту (156 мкг/кг), рибофлавин (157 мкг/кг), пиридоксин (6,9 мкг/кг), биотин (1,1 мкг/кг), фолиевую кислоту (1,6 мкг/кг), витамин В12 (3,7 мкг/кг).


Таким образом, биомасса червей является не только важной протеиновой добавкой к рациону животных, но и кормом, содержащим крайне необходимые витамины.


Черви пригодны для скармливания свиньям, птице, прудовой рыбе, бычкам в сыром и варёном виде. Количество массы червей для скармливания зависит от потребности животных в белке. Мясо животных при этом приобретает высокие потребительские качества (67).


Исследованиями, проведёнными в южной зоне Украины установлено, что лучше использовать биомассу на корм птице и рыбам в живом виде, свиньям - в виде пульпы, коровам - в виде муки (381).


В рационах кормления сельскохозяйственной птицы наиболее рациональным способом получения кормового белкового продукта является измельчение червя и тщательное смешивание полученной массы с рассыпным комбикормом мелкого помола (172).


Для приготовления кормовой муки червей отделяют от субстрата, моют, высушивают и измельчают. Такая мука по аминокислотному составу приближается к мясной, превосходя её по уровню содержания всех незаменимых аминокислот за исключением глицина, содержание которого ниже.


Биомассу компостного дождевого червя можно использовать в виде пасты для кормления аквариумных рыб, которые этот корм очень любят (323).


Исследования в институте биохимии АН и на кафедре агрохимии Национального аграрного университета Украины дали высокую оценку веществам, полученным из биомассы дождевых червей, которая может служить перспективным источником сырья для медицинских целей и для использования в ветеринарии. Работа ведётся по выращиванию для этих целей различных видов дождевых червей: компостных, подстилочных, навозных и др. (390).


Основной продукт переработки биомассы червей - автолизат. Добавка 1 - 2 % автолизата к основному рациону ослабленных сельскохозяйственных животных и птицы резко улучшает качество мяса, молока, пушных зверей, яйценоскость и повышает массу птиц и рыбы.


Количество и качество автолизата зависит от вида и возраста червей, вида основного субстрата и его наполнителей, на котором выращивали вермикультуру, а также от метода получения этого вещества. В лаборатории УкрНИЦ "Биогумус" изучали два разных автолизата: из слизи кожной поверхности и из желудочно-кишечного тракта червей (экзовермин и эндовермин). Для лечения кожных заболеваний получены препараты вермин-1, вермин-2, вермин-3. Применение этих препаратов при лечении больных (псориаз, экземы, ожоги и др.) дало обнадёживающие результаты.


Р.В. Морозова и др. (285) отмечают, что в США, Израиле препараты, полученные из дождевых червей, успешно используют для лечения онкологических заболеваний. В Китае экстракты из дождевых червей используют для лечения глазных болезней, некоторых заболеваний кожи; в Японии на их основе получен препарат регулирующий кровяное давление.