Технология вермикультуры, выращивание червей, переработка навоза
Вермикультура (культура червей) — это отрасль биотехнологии, позволяющая преобразовывать практически любые органосодержащие нетоксичные отходы в белковую массу червей и ценнейшее удобрение — «биогумус».
Объектом вермикультуры является красный калифорнийский червь Eisenia foetida или культивируемый в европейских странах аналогичный ему подвид Eisenia andrei. Червь темно-красного цвета, длина тела 8-9 см, диаметр 5-6 мм, масса до 1 г. Особь быстро развивается, достигает половой зрелости к трем месяцам, ежегодно дает почти полуторатысячное потомство. Такая плодовитость более чем в 100 раз превышает плодовитость «диких» червей. Продолжительность жизни особи достигает 16 лет. Важной особенностью указанного вида червя является потеря им инстинкта покидать место своего обитания при неблагоприятных условиях, что позволяет разводить их , в открытом грунте без опасения потери популяции. Иногда в поликультуре выращивается дождевой червь.
Червь практически всеяден. Кормом ему могут служить любые субстанции органического происхождения: сельскохозяйственные и бытовые отходы, осадки активного ила из систем биологической очистки, отходы деревообрабатывающих, целлюлозно-бумажныхи др. производств. В нормальных условиях взрослый червь ежесуточно потребляет количество пищи, равное массе его тела. До 60% поглощенной пищи выделяется в виде оформленных экскрементов, т.е. биогумуса, являющегося высококачественным органическим удобрением. Наибольшую массу червь набирает на 150-170 сутки жизни, что позволяет при культивировании его на белковые корма организовывать два цикла в год.
Биомасса червя содержит почти все аминокислоты, включая лизин и метиолин, а также многочисленные ферменты, витамины и микроэлементы. В тканях тела сухие вещества составляют 17 — 23%, сырой протеин — более 60%, липиды — 6-9%, азотистые вещества — 7-16%, Выход биомассы с одного квадратного метра полезной площади достигает 35 кг за один цикл выращивания червя.
Червь идет на корм бычкам, свиньям, домашней птице, прудовой рыбе как в сыром, так и в вареном виде, в количествах, удовлетворяющих потребность животных в белке. Отмечено, что мясо животных при этом приобретает высокие товарные качества.
Возникновение основного интереса к вермикультуре связано с возможностью получения биогумуса — биологически активного, экологически чистого органического удобрения, получаемого посредством переработки органических веществ червями.
Биогумус содержит: органического вещества — 40-45%, отношение C/N- 15, рН — 6,5-7,5, содержание P2O5 более 1,2%, содержание К2О — более 0,5%.
Особую ценность представляют ферменты кишечника червя и особая микроструктура копролитов. В отличие от навоза — наиболее широко применяемого органического удобрения, в биогумусе отсутствуют яйца глистов, семена сорных растений и в высокой степени развита почвенная микрофлора, необходимая для подавления болезнетворных микроорганизмов почвы и для ускоренного развития корневой системы растений. Благодаря экологической стерильности и исключительной способности структурировать почву и удерживать воду, биогумус незаменим на начальных этапах развития растений. По сравнению с навозом нормы внесения биогумуса в 10-15 раз ниже, а эффективный срок действия питательных веществ в 3-4 раза дольше. Увеличение урожая сельскохозяйственных культур при применении биогумуса составляет в среднем 20-50%.
Существует много различных технологий вермикультуры, но почти все попытки интенсификации оказывались экономически нерентабельными. Основным способом вермикультуры являются грядочная и лотковая технологии. Собственно калифорнийский гибрид красного червя создавался для грядочной технологии круглогодичного выращивания в условиях юга США при положительной среднегодовой температуре. Выращивание червей в средней полосе России потребовало ряда доработок технологии.
В ходе исследовательских работ выяснено, что наиболее экономически оправданным является выращивание в деревянных крашенных лотках в закрытом помещении (отапливаемом) — круглогодично, в течение теплого сезона — на открытом грунте в грядках. Принципиальная схема технологии такова: в течение холодного сезона в закрытом помещении накапливается избыточная биомасса червя, которая служит маточным материалом для засева гряд в мае, С наступлением холодов большая часть гряд поступает на разделение червей и биогумуса и далее на реализацию или переработку. Такая технология обусловлена ограниченными температурными условиями жизнедеятельности червя — не ниже 7 С и не выше 30 С, Оптимальными условиями, обеспечивающими активное размножение червя и прирост биомассы, являются следующие: температура — 19-23 С, влажность — 70-85%, рН -6,5-7,5, содержание аммиака не более 0,5 мг/кг. В качестве субстрата и корма используется компостированный навоз различных сельскохозяйственных животных с добавками. Навоз, переработка которого предполагается червями, должен быть сброжен, компостирован.
В закрытом помещении в деревянный крашенный лоток высотой 1 м закладывают слой перепревши о навоза толщиной 10-15 см. В проделанные в нем отверстия запускается культура червей из расчета 50 000 шт./м. , При благоприятных условиях субстрат усваивается червями в течение недели, после чего сверху насыпают новый слой навоза толщиной 8-10 см. Таким образом лоток заполняют доверху. По достижении слоя навоза краев лотка сверху устанавливают сита с ячеей 3-10 мм. со свежем кормом, который обильно поливается. В течение суток 70% червей переползают на сита. Их вместе с субстратом используют для засева новых лотков. Операцию с ситом повторяют 2-3 раза и, убедившись в практически полном отсутствии червей в биогумусе, последний сушат, просеивают и направляют на реализацию.
Технология выращивания в грядах на открытом грунте аналогична, необходимо только более внимательно следить за влажностью субстрата. Для обслуживания 1 га вермиплантации требуется 1-2 человека при условии минимальной механизации. Текущий уход сводится к дождеванию гряд, добавлению новых порций корма и, при необходимости, к ворошению. Из 1 т навоза КРС получается 600 кг биогумуса и до 50 кг биомассы червей.
Источник
РАЗВЕДЕНИЕ ДОЖДЕВЫХ ЧЕРВЕЙ НА САДОВОМ УЧАСТКЕ
Вы здесь
ГЛ. Жариков, НИЦ токсикологии и гигиенической регламентации биопрепаратов
Гумус — важнейший компонент почвы, определяющий ее плодородие. Содержание гумуса в дерново-подзолистой почве (обычной для Нечерноземной зоны РФ) составляет 1,5 — 2%, на черноземах — до 10%. По оценкам ученых, в средней полосе России 1 см плодородной почвы образуется за 125 — 400 лет. Поэтому на садовых участках большое значение для искусственного поддержания плодородия почвы приобретает переработка навоза и растительных остатков по интенсивной технологии с помощью дождевых червей специальной селекции (вермикультура). Наиболее широко используется в вермикультуре червь, выведенный в США и получивший название красный калифорнийский гибрид. Он отличается от «диких» дождевых червей высокой плодовитостью, всеядностью и способностью жить в неволе в небольших объемах субстрата. В климатических условиях средней полосы России более пригоден созданный нами «Оболенский гибрид», не вымерзающий зимой.
Организация производства биогумуса на садовом участке несложна и не требует специального оборудования.
Переработку органических отходов проводят в компостном ящике размерами 1 х 2 х 0,5 м, стенки которого можно сбить из досок, фанеры, шифера или любого подручного материала. Можно просто сформировать бурт из отходов высотой 1,5 м и шириной 2,0 — 2,5 м. Длина бурта без ограничений. Для проведения работ потребуются также вилы с закругленными концами зубьев, лопата, шланг или лейка для полива, индикаторная бумага и спиртовой термометр в пластмассовой оболочке.
Подготовка корма для дождевых червей
Дождевые черви употребляют в пищу различные органические субстраты: навоз, солому, траву, опавшую листву, опилки, ботву, очистки от овощей и фруктов, бумагу, картон, кухонные и столовые отходы, выжимки от овощей. Свежий навоз крупного рогатого скота непригоден для дождевых червей — его необходимо предварительно выдерживать в течение 2 — 6 мес. Кроличий и конский навоз предварительно выдерживают до 1 мес.
Компостный ящик (накопитель) устанавливают на ровной площадке (желательно в затененном месте), лучше на слой песка или гравия. На дно ящика кладут ветки лиственных деревьев и древесные остатки для лучшего дренирования субстрата. В накопитель укладывают слоями навоз и растительные остатки. Полученный субстрат перемешивают и обильно поливают водой. В нем происходит активное размножение бактерий, при этом температура повышается до 40 — 60°С (стадия предварительного компостирования или ферментации субстрата). Процесс микробного компостирования отходов продолжается в течение 14 — 20 сут.
Необходимо периодически увлажнять отходы и по возможности перемешивать.
После снижения температуры и прекращения ферментации проверяют рН субстрата. Для нормальной жизнедеятельности дождевых червей значение рН должно составлять 6,5 — 7,5. Проверку осуществляют с помощью индикаторной бумаги. При кислой реакции субстрата (рН 7,5) добавляют верховой торф. Затем субстрат обильно поливают и вновь проверяют его рН. В течение 1 — 2 сут. контролируют температуру в накопителе. Если температура в нем не повышается, то субстрат пригоден для заселения дождевыми червями. Субстрат для вермикомпостирования желательно готовить с осени. При закладке накопителя в середине апреля, субстрат будет готов к началу мая.
Заселение субстрата дождевыми червями
Маточную культуру дождевых червей во время подготовки субстрата содержат в теплом затененном месте (сарае, гараже), периодически увлажняя. Червей вместе с субстратом размещают в ящике или пластмассовом ведре.
Подготовленный субстрат (корм) в накопителе обильно поливают водой (до 80 — 85% влажности). Внешне он должен иметь вид почвы после сильного дождя, но не раскисшей. Влажность контролируют простым приемом: берут в кулак субстрат из накопителя и сжимают. При этом между пальцев должно выступать несколько капель воды. Если влага стекает по пальцам, то субстрат переувлажнен.
Дождевых червей в накопитель заселяют в начале мая, когда уже нет опасности продолжительных ночных заморозков. Вечером, на заходе солнца в накопитель небольшими порциями выкладывают червей вместе с их субстратом. Это связано с тем, что черви, адаптируясь к новому субстрату, некоторое время не покидают привычного для них корма. После заселения дождевыми червями субстрат обязательно увлажняют, что снижает стресс у червей, связанный с переходом в новую среду обитания. В отсутствие солнечного света дождевые черви с рассветом перейдут в новый субстрат.
В течение месяца червей не беспокоят. Им будет достаточно корма. Уход за ними будет заключаться только в периодическом увлажнении субстрата (один — два раза в неделю, в зависимости от температуры и влажности воздуха). Полив осуществляют с помощью шланга с рассекателем или лейки, из расчета 10 л/м2 в неделю. В период дождей полив исключают. Излишняя влага через дренирующий слой фильтруется в глубь почвы.
Следует помнить, что дождевые черви могут питаться только влажным кормом, сухой — для них непригоден.
В процессе питания черви активно размножаются, откладывая еженедельно по кокону (капсулы грушевидной формы, величиной в половину рисового зерна, желтого цвета). В каждом коконе содержится от 3 до 8 зародышей. Через 14 суток из отложенных коконов появляется дочерняя генерация червей белого цвета, которые затем приобретают розовый цвет. Через 3 мес. черви достигают половой зрелости. Взрослые черви красного цвета, с поперечными полосами, массой каждый 0,6 — 0,8 г и длиной 6,5 — 9 см.
За счет жизнедеятельности дождевых червей слой субстрата в накопителе существенно понижается. Поэтому в накопитель (с июня по сентябрь) необходимо еженедельно добавлять свежий корм. Это может быть проферментировавший, как описано выше, субстрат на основе навоза и растительных остатков, отходы овощеводства, измельченная трава и т.д. Корм укладывают слоем толщиной 5 — 10 см и обильно поливают.
В течение летнего сезона при потреблении корма дождевыми червями в пределах 1000 кг приблизительно 600 кг превращается в биогумус.
Избыток дождевых червей из накопителя можно использовать для рыболовства или на корм домашней птице.
Подготовка дождевых червей к зимовке
В конце сентября — начале октября накопитель с дождевыми червями готовят к зимовке. Для этого прекращают полив и сверху субстрат накрывают 20 — 30 см слоем навоза с соломой, затем слоем соломы, сена или сухих листьев. Сверху слой сопомы накрывают полиэтиленовой пленкой для защиты от дождя и снега. При этом для сохранения воздушной подушки пленка не должна плотно прилегать к соломе.
В подготовленном таким образом накопителе дождевые черви будут находиться до весны. Хотя верхний слой субстрата в накопителе промерзает, внутри него из-за высоких теплоизоляционных свойств биогумуса сохраняется тепло. Поэтому черви продолжают жить и питаться, хотя и менее интенсивно по сравнению с летним сезоном.
Разделение биогумуса и дождевых червей
Весной, в начале апреля, раскрывают накопитель с дождевыми червями и верхний слой соломы удаляют. Рядом готовят новый накопитель* в котором проводят предварительную ферментацию отходов. После этого верхний слой навоза (10 см) вместе с находящимися в нем дождевыми червями переносят вилами в новый накопитель. Оставшийся в накопителе биогумус проветривают и просеивают через металлическую сетку. Непереработанные остатки корма (вместе с оставшимися червями) переносят в новый накопитель для окончательной их переработки.
Полученный биогумус — экологичное, высокоэффективное удобрение. Он содержит все необходимые для растений питательные вещества, обогащен перегноем и полезными почвенными микроорганизмами, не содержит семян сорняков и яиц гельминтов.
Биогумус используют для выращивания овощной рассады. Для этого к 3 частям огородной почвы добавляют 1 часть биогумуса.
При весенней посадке овощных и ягодных культур биогумус вносят по поверхности почвы из расчета 30 — 40 кг на 100 м2 (с последующим перекапыванием) или в лунку под каждое растение (по 1 горсти).
При посадке плодовых деревьев и кустарников в 1 яму вносят 1 — 5 кг биогумуса (в зависимости от возраста и размера саженцев).
Источник
Изучение вермикомпостирования навоза и помета
Обеспечение продовольственной безопасности страны является важнейшей проблемой современного земледелия. Ее решение тесно связано с реализацией высокоадаптивных, энергосберегающих, экологически безопасных, наукоемких технологий возделывания сельскохозяйственных культур. В связи с тем, что основная масса органических удобрений на животноводческих и птицеводческих предприятиях представлена бесподстилочным навозом и птичьим пометом (свыше 70%), актуальны разработки приемов эффективного использования их в качестве удобрений в современных агротехнологиях с учетом региональных особенностей и экологических регламентов [1].
В настоящее время лишь 30% навоза подвергается компостированию, остальная часть складируется на территориях ферм, вывозится на поля, в процессе хранения теряется влага, органическое вещество и элементы питания. Кроме того, из 1 т традиционных (негумифицированных) органических удобрений образуется всего 20 кг гумуса. Дороговизна внесения навоза, короткие сроки его действия, загрязнение почв патогенной микрофлорой и семенами сорной растительности (в 1 т навоза до 5 млн всхожих семян сорных растений), делают его использование в земледелии не только технологически плохо выполнимым, но и малоэффективным. В связи с этим переработка отходов животноводства и птицеводства в высокоэффективные биоудобрения и оздоровление окружающей среды в местах расположения животноводческих и птицеводческих предприятий остаются одной из приоритетных задач агропромышленного комплекса [2, 3].
Одним из способов решения проблемы утилизации отходов животноводства является вермикомпостирование – природная экологически безопасная технология, а выходной продукт – биогумус, который можно использовать как эффективное биологическое удобрение. В связи с этим оценка преимущества вермикомпостирования и биоудобрения по сравнению с традиционными органическими удобрениями и использование этого метода для утилизации отходов животноводства является актуальной.
Ваш браузер не поддерживает фреймы
Вермикомпостирование как решение экологической проблемы утилизации отходов животноводства Суханова И.М. – к.б.н., Шарафеева Ф.Г. – к.с-х.н, Газизов Р.Р.– к.с.-х.н.; Биккинина Л.М.-Х. — к.с.-х.н;, Ильясов М.М. – к.с.-х.н Татарский научно-исследовательский институт агрохимии и почвоведения, г.Казань
Материалы и методы
Исследования проводились в биотехнологическом комплексе на базе ГНУ «Татарского научно-исследовательского института сельского хозяйства» Россельхозакадемии.
Объектом исследований являлся навоз крупного рогатого скота (КРС), свиной, конский и птичий помет и конечный продукт их биоконверсии – биогумус.
Процесс вермикомпостирования происходил на открытой ровной площадке в весенне-летний период и в закрытом помещении отапливаемого биотехнологического комплекса (круглогодичный цикл) площадью свыше 80 м2,, оборудованного также под маточник червей. Были сформированы бурты из подстилочного навоза КРС, птичьего помета, конского и свиного, прошедшего стадию ферментации длиной 2 м, шириной и высотой 0,7 м. В естественных условиях процесс ферментации занимает довольно длительный период. Ферментация конского и навоза КРС длится 6 месяцев, свиного – 9-10 месяцев, куриного помета – 15-16 месяцев. Субстраты заселяли одинаковым количеством вермикультуры – красным калифорнийским гибридом Lombricus rubellus, приобретенным в ООО «ЛуКа» г. Набережные Челны.
В процессе вермикомпостирования сырье перерабатывается одновременно червями, простейшими и микроорганизмами. В течение всего цикла поддерживали оптимальные условия в буртах: температура 20…250 С, так как черви не выносят температуру ниже 00 С и выше 420 С, влажность 75,0 – 85,0%, рН 6,7 – 7,5 путем периодического рыхления и поливов. Биотехнологический процесс основан на способности червей заглатывать кусочки органического вещества, трансформировать его в кишечной полости и выделять в виде копролитов. Весь цикл переработки в зависимости от разлагаемых материалов и условий компостирования составлял 3-4 месяца. По завершении цикла рядом формировали бурты со свежим источником сырья, и черви самостоятельно перебирались на новые участки, и процесс вермикомпостирования повторялся вновь, а переработанное сырье освобождалось от оставшихся червей. Готовый биогумус подсушивали до влажности 50,0 – 55,0 %, просеивали и использовали как удобрения. Агрохимические исследования на определение рН, органического вещества, общего фосфора, азота и калия проводили в соответствии с ГОСТ: 26712-94, 27979-88, 27980-88, 26717-85, 26718-85, определение гидролитической кислотности по методу Каппена в модификации ЦИНАО, ГОСТ 26212-91; определение суммы поглощенных оснований по методу Каппена, ГОСТ 27821-88; определение тяжелых металлов – атомно-абсорбционным методом, согласно методическим указаниям (Методические указания в продукции растениеводства и кормах).
Результаты исследований
Исследованиями было установлено, что калифорнийские черви неодинаково живут и размножаются в различных субстратах. Подстилочный свиной навоз отличался от навоза КРС кислой реакцией среды и меньшим содержанием азота, фосфора и калия (ниже на 0,3%). Из-за повышенного содержания аммиака менее толерантен был красный калифорнийский гибрид к птичьему помету. Конский навоз по химическому составу не уступал навозу КРС, но скорость переработки и степень адаптации вермикультуры здесь была ниже. Оценка адаптационных способностей осуществлялась по морфо-функциональным показателям: численности ювенальных и половозрелых особей, количеству коконов, приросту биомассы. Наиболее оптимизированным органическим удобрением являлся вермикомпост на основе навоза КРС. В таблице 1 отражены данные химического состава навоза КРС и полученного из него в процессе биоконверсии биогумуса.
Таблица 1 – Химический состав исходного субстрата и вермикомпоста из закрытого помещения
Показатель | Навоз КРС (+) | Вермикомпост из навоза КРС (+) |
Органическое вещество, % | 20,3 +3,0 | 35,91+5 |
Влажность, % | 64,6+2,0 | 50+5 |
Общий азот, % | 0,51+0,1 | 2,0+0,2 |
Азот легкогидролизуемый, мг/кг | — | 414,4 |
Фосфор (Р2О5), % | 0,29+0,1 | 1,0+0,1 |
Калий (К2О), % | 0,60+0,1 | 1,2+0,1 |
Реакция среды (рН) | 7,6+0,2 | 6,8+0,2 |
Гидролитическая кислотность, мг-экв/100 г | — | 3,0+0,2 |
Сумма поглощенных оснований, мг-экв/100 г | — | 43,0+2 |
Тяжелые металлы, мг/кг: | ||
Медь (Cu) | 100,0+2,0 | 21,0+2,0 |
Цинк (Zn) | 362,0+2,0 | 158,8+2,0 |
Кадмий (Cd) | 0,199+0,05 | 0,17+0,05 |
Свинец (Pb) | 3,52+0,1 | 1,08+0,1 |
Следует отметить, что биогумус, полученный в закрытом помещении, по своим качественным характеристикам превосходил вермикомпост с открытой площадки. В естественных условиях на открытой площадке содержание питательных веществ в биогумусе было следующим: органическое вещество 26,0 – 29,0 %, Р2О5 – 0,8 %, К2О – 1,0 %, рН 6,9– 7,0. Содержание органического вещества в составе биогумуса на 57% выше, чем в навозе, а данные по групповому и фракционному составу органического вещества показали, что среди гуминовых кислот преобладала наиболее ценная фракция – гуматы, которая формирует агрономически ценную структуру почвы. Вермикомпостирование усилило гумификацию органического вещества, содержание доступного для растений и микрофлоры лабильного углерода составило 2,0%. Биогумус обладает высокими потенциальными запасами основных элементов не только органического, но и минерального питания. Содержание общего калия и фосфора повысилось в 2-3 раза соответственно. Реакция среды в солевой вытяжке из слабощелочной сместилась в сторону нейтрализации, что играет немаловажную роль при использовании вермикомпоста как удобрения. Высокая степень насыщенности поглощенными основаниями – кальцием и магнием — улучшила агрономическую ценность биогумуса, так как именно высокое содержание кальция в копролитах червей снижает кислотность среды и создает бактерицидный эффект [3].
Черви обладают способностью пропускать через себя органический субстрат, аккумулируя соли тяжелых металлов (ТМ) в своих тканях. Концентрация меди в организме и тканях червей может доходить до 69 мг/кг, а цинка до 320 мг/кг. Загрязнение исходного сырья резко увеличивает концентрацию тяжелых металлов, в первую очередь это касается свинца и кадмия. Показатели содержания солей тяжелых металлов в организме червей после вермикомпостирования навоза КРС представлены в таблице 2.
Таблица 2 – Содержание тяжелых металлов в организме червей, мг/кг сухой массы
Cu | Zn | Cd | Pb |
19,0+0,54 | 139,0+1,35 | 0,20+0,01 | 1,5+0,04 |
Из данных таблицы видно, что именно за счет переработки технологическими червями и частичным накоплением элементов ТМ в своих тканях химический состав вермикомпоста отличается от исходного навоза. При биоконверсии семена сорняков, находящиеся в навозе, проходя через организм червя, теряют свою всхожесть, а яйца гельминтов и патогенные микроорганизмы, в том числе кишечная палочка в процессе переработки погибают.
В научно-производственных испытаниях для сравнения качества биогумуса из навоза КРС органический субстрат перерабатывали с помощью красного калифорнийского гибрида и с помощью червей «Старатель», приобретенных во Владимирской области. Биогумус, переработанный красным калифорнийским гибридом, в 1,5-2 раза превзошел по показателям органического вещества, общего азота, фосфора и калия биоудобрение червей «Старатель».
Заключение
Биогумус, полученный из навоза КРС с помощью красного калифорнийского гибрида, отличался по показателям химического состава и превосходил вермикомпост из птичьего помета, конского и свиного навоза. Полученное в процессе вермикомпостирования отходов животноводства ценное, безопасное, обогащенное элементами питания органическое удобрение позволит решить проблему утилизации отходов и проблему оздоровления окружающей среды.
Источник