Вермикультура и основные этапы ее развития.
Первым сообщением о полезности дождевого червя следует считать высказывание Аристотеля о том, что червь является "мировым желудком". Однако первые попытки использования дождевых червей относятся ко временам Древнего Египта. Здесь с успехом использовали переработанный дождевыми червями наносной ил реки Нил для выращивания сельскохозяйственных культур. Древние египтяне обожествляли дождевого червя, считали его святым животным и запрещали вывозить из страны.
В научной литературе мысли о положительной роли дождевых червей в почвообразовательных процессах начали высказывать со второй половины XVIII века. В своем сочинении "О слоях земных" (1763) М.В. Ломоносов писал: "Нет сомнения, что чернозем не первозданная материя, но происходит от согнития животных и растущих тел".
Во все времена исследователей интересовали масштабы жизненной деятельности дождевых червей. В большинстве случаев их активность в почве оценивается по массе копролитов, выброшенных на поверхность.
Гигантские дождевые черви Эйзениа магнифика (Северо-западный Алтай) откладывают огромные массы копролитов только на поверхности почвы: на светло-серых лесных - до 22 т/га, на черноземных типичных - до 15 т/га.
На почвах верещатников в нижнем течении Одера (Польша) черви ежегодно откладывают копролитов 6…7 т/га, на гумусированных песчаных почвах в Саарской области (ФРГ) - до 24…44 т/га, а в горных саваннах Камеруна - не менее 210 т/га.
При равномерном распределении 40…50 т/га копролитов получают слой толщиной до 3мм, 210 т/га - 12…14 мм без учета работы дождевых червей в глубинных горизонтах. О масштабах почвообразующей деятельности червей можно судить по величине их пищевого рациона, так как они заглатывают почву вместе с органическим детритом и корешками растений. Суточные рационы червей составляют 130…300% массы тела. Широко распространенные в умеренной климатической зоне черви Никодрилюс калигинозус потребляют в сутки 400…500 мг почвы на 1 г живой массы. В Московской области их плотность достигает в пахотных почвах 40, в пойменных - 300 экз./м.кв. Эти черви способны пропустить через кишечник в течение года до 20…100 т/га почвы.
В течение многих десятилетий исследования были направлены на изучение видового состава и численности дождевых червей в отдельных типах почв лесных и сельскохозяйственных угодий. Первые экспериментальные данные по этому вопросу были получены в конце XIX века. Попытки более обстоятельных исследований сущности процессов, происходящих в почвах под воздействием беспозвоночных животных, наталкивались на недостаточность сведений о жизнедеятельности различных групп почвенной биоты.
Интерес к изучению особой роли дождевых червей в формировании плодородия почв отличался подъемами и спадами. Лишь в последние 40 лет в бывшем СССР стало уделяться значительное внимание вопросам их распространения, развития и биологическим особенностям.
В 30-е годы XX столетия в США (Калифорния) были предприняты первые научные попытки по выращиванию червей промышленным способом. Они увенчались успехом лишь 20 лет спустя. Именно этот этап исследований дождевого червя можно назвать началом зарождения вермикультивирования как биотехнологического направления сельскохозяйственной науки.
Увеличение народонаселения при ограниченном пространстве суши, которым располагает человечество, неминуемо должно привести к недостатку питания, если последнему не противопоставить интенсификацию сельского хозяйства. Одним из неиспользованных резервов в этом отношении является искусственное разведение дождевых червей и контроль за их биологией. Одомашнивание, или доместикация, дождевых червей считается событием мирового значения, а пропаганда этой идеи называется "новым фронтом" в борьбе за благополучие человечества. Результатом вермикультивирования является полная утилизация всех органических веществ, накапливающихся в хозяйстве, т.е. отходов кухни, сада, огорода, а также опавшей листвы и т.д.
В настоящее время в США разведением червей занимаются как отдельные фермеры, заинтересованные в ликвидации образующихся в процессе сельскохозяйственного производства растительных остатков и животноводческих отходов, так и целые фермы, специализирующиеся на утилизации промышленных отходов по запатентованным технологиям. По одной из них домашний скот содержат в тесных условиях на подстилке из соломы, древесных опилок и измельченных костей животных (5…20%), которую периодически меняют. В использованную подстилку после окончания брожения запускают земляных червей и оставляют не более чем на 9 месяцев для размножения. При переработке жидкого навоза методом вермикультивирования его подвергают механической сепарации. Из твердой фракции формируют невысокие бурты либо укладывают ее в траншеи или лотки. Навоз заселяют червями после брожения, во время которого температура компостируемой массы повышается до 50 градусов Цельсия и выделяются аммиак и метан, губительно действующие на червей.
Во избежание излишнего перегрева компостируемой массы и выделения токсичных газов навоз рекомендуется укладывать слоями последовательно с интервалом в две недели. Плотность заселения червями - 40…50 экз./кг при оптимальной влажности. В целях поддержания благоприятной для жизнедеятельности червей температуры (20…25 град. Цельсия) компост укрывают соломой, а в некоторых случаях пленкой.
Накоплен некоторый опыт по переработке в компост с использованием вермикультуры ила сточных вод. Так, на полях аэрации водоочистительного предприятия г. Лафкин (США, Техас) жидким илом заполняют чеки с опилками и заселяют их червями. Чеки сверху накрывают пленкой. Через некоторое время отходы, ранее не находившие применения, превращаются в удобрение.
В США насчитывается около 1500 относительно крупных и множество мелких хозяйств по переработке отходов методом вермикультивирования. На базе этих хозяйств созданы фирмы, специализирующиеся на утилизации животноводческих, бытовых и промышленных отходов. Они продают компост, пользующийся большим спросом, овощеводам, а червей - главным образом, организующимся хозяйствам, которые заинтересованы в использовании дождевых червей для переработки органических отходов; предоставляют платные услуги фермерам, занимающихся вермикомпостированием отходов. Часть червей идет на экспорт. Во многих хозяйствах дело поставлено на промышленную основу: механизированы предварительная подготовка отходов, устройство из них гряд, отделение червей от компоста и другие операции. В специально подготовленных органических отходах черви активно размножаются, разлагая в короткий срок исходный материал. Прошедшие переработку методом вермикультивирования отходы быстро теряют неприятный запах, так как любой гниющий органическ ий материал после заселения червями дезодорируется примерно через 1-2 суток и превращается в органическое удобрение, богатое бактериальной флорой, содержащее питательные элементы в доступной для растения форме, обладающее зернистой структурой, устойчивой к размывающему действию воды. Самих червей, накопивших в процессе жизнедеятельности в отходах значительную биомассу, извлекают из субстрата и перерабатывают на корм рыбе, птице и скоту.
В США считают, что превращение дождевыми червями навоза и других органических отходов в полноценный белок и гумусное удобрение - это естественный процесс саморегуляции природной среды.
Гранулированные гумусные удобрения как продукт жизнедеятельности вермикультуры превосходят навоз и компосты по содержанию гумуса в 4…8 раз. В отличие от последних они не обладают инертностью действия и в результате их применения резко повышается урожайность; вегетационный период растений при этом сокращается на 2-3 недели, что весьма важно для районов Нечерноземья. Плодоовощная продукция быстрее созревает долго храниться и обладает экологической чистотой.
Применение технологии переработки навоза и органических отходов промышленных предприятий с помощью дождевых червей поможет восстановить плодородие почв, вернуть им устойчивость к водной и ветровой эрозии.
Расширение использования вермикультуры за рубежом стимулируется в связи с обострением экологических проблем, в частности, с растущим загрязнением окружающей среды различными отходами, тяжелыми металлами, радионуклидами и средствами химизации. Интерес к методу вермикультивирования обусловлен именно отсутствием опасности загрязнения среды вредными веществами. Особое внимание к вермикультуре кроявляют сторонники альтернативного земледелия, ратующие за отказ от применения минеральных удобрений и пестицидов и призывающие к широкому использованию компостов для поддержания на высоком уровне биологической активности почв.
В Европу красный калифорнийский дождевой червь был завезен в 1978 г., незадолго до введения в США запрета на вывоз червей и их коконов. В Италии самое крупное из хозяйств, использующих вермикультуру, занимает площадь 16 га. Кормом служат отходы бумаги, целлюлозы, древесины, листья и стебли растений и пр.
Методом вермикомпостирования перерабатываются в компост отходы в г. Капри: из 60 тыс. т твердых бытовых отходов и 25 тыс. т ила сточных вод на площадке 600 м кв. получают около 30 тыс. тонн вермикомпоста.
Вермикомпостирование дает возможность быстро перерабатывать бытовые и некоторые виды промышленных отходов на удобрение. Бытовые отходы предварительно сортируют, освобождают от различных металлических предметов, измельчают, увлажняют (часто для этой цели используют осадок сточных вод), укладывают в невысокие, хорошо аэрируемые бурты и заселяют их червями.
Во Франции, которая одной из первых в Европе занялась вермикультивированием и достигла при этом больших успехов, насчитывается свыше 2 тысяч хозяйств по переработке отходов этим методом. В их числе отдельные фермы и кооперативные объединения, включая и сбытовые. Вырабатываемый компост используется как для собственных нужд, так и для продажи. Исследования по переработке отходов методом вермикультивирования ведутся на Опытной станции фауны почвы в г. Дижон. Отходы подвергают предварительному разложению в специальных биореакторах, а затем заселяют коконами червей. По сравнению с традиционными методами при компостировании в биореакторах ускоряется созревание компоста. В производимой продукции (вермикомпосте) отмечено повышенное содержание доступных для растений азота и фосфора.
В г. Тулуза черви использовались для переработки жировых отходов, содержащих большое количество воды, что исключало возможность их сжигания. Захоронение указанных отходов на специально оборудованных полигонах требует больших затрат. Были проведены опыты, показавшие, что после смешивания с илом сточных вод жировые отходы вполне пригодны для разведения червей. Однако в полученном таким образом компосте содержится большое количество тяжелых металлов, что исключает возможность его последующего применения в качестве удобрения под овощи и другие продовольственные культуры; им можно подкармливать цветы.
В Великобритании также накоплен определенный опыт разведения червей. На Ротамстедтской опытной станции ведутся интенсивные исследования в области экологии и физиологии дождевых червей, а также использования их для переработки различных отходов, в частности ила, накапливающегося на очистных сооружениях. При этом вермикомпостирование рассматривается как один из способов быстрой переработки осадка на удобрения. Создана компания, которая поставляет фермерам маточную культуру червей, дает консультации по вопросам разведения, организует сбыт вермикомпоста и корма для червей.
Свое распространение вермикультивирование нашло и в таких странах как Япония, Китай, Польша, Венгрия. Здесь вермикультивирование поставлено на промышленную основу.
Вермикультура играет положительную роль в сохранении и оздоровлении окружающей среды. Именно этому вопросу много внимания стали уделять в странах, занимающихся вермикультурой. Имеются сведения, что в Германии созданы фермы по выращиванию кроликов по безотходной технологии. На навозе кроликов выращивают червей, которых затем используют на корм курам несушкам. Разработаны разные способы утилизации с помощью вермикультуры жидкого навоза. В одних случаях к нему добавляют солому - древесные опилки и прочие отходы, после чего с помощью червей получают высокоценное удобрение.
В таких странах как Италия, Нидерланды, США широко изучают вермикультуру в качестве средства утилизации бытовых отходов, осадков сточных вод. Полученный в этом случае компост используют для удобрения почв парков, газонов, цветочных хозяйств.
Установлено, что черви, измельчая отходы до пастообразного состояния, создают тем самым прекрасные условия для развития различного рода микроорганизмов, подавляющих размножение патогенных бактерий, в частности сальмонеллы. Зарубежные исследователи обращают внимание на то, что содержащиеся в вермикомпостах микроорганизмы способствуют переводу токсичных форм тяжелых металлов в малоподвижные соединения. Это очень важно, так как внесение вермикомпостов в почвы вокруг крупных городов, промышленных комбинатов, а также там, где применялось много минеральных удобрений и пестицидов, будет способствовать оздоровлению этих почв и в целом окружающей среды.
|
