ХАРАКТЕРИСТИКА ВЕРМИКУЛЬТУРЫ. Вермикультура это компостные черви в органическом субстрате. Нередко под этим термином подразумевают исключительно червей или, наоборот, только субстрат. Вермикультуру можно представить как сложное биоценотическое сообщество, ограниченное определенным биотопом в составе культурного ландшафта.
Черви объединяют несколько типов групп беспозвоночных, среди которых коловратки, нематоды, энхитреиды, кольчатые и дождевые черви. Именно последние имеют большое значение в почвообразовательном процессе, в формировании и поддержании плодородия почв. Дождевые (земляные) черви самые крупные обитатели почв среди беспозвоночных, входящие в состав почвенной макрофауны, на их долю приходится не менее половины всей биомассы почвы. Например, в лесных экосистемах масса червей составляет от 50 до 72 % всей почвенной биомассы.
Большинство дождевых червей, распространенных на территории нынешнего СНГ, относится к семейству люмбрицид (Lumbricidae), которое включает около 180 видов. В целом же наиболее массовыми являются 15 16 видов, среди которых заметно доминирует вид Nicodrilus caliginosus. Обитает он обычно в распаханных почвах. Отсюда и название «пашенный червь». Средний размер дождевого червя 9 13 см в длину (на Кавказе обитают черви длиной 45 см, а самый крупный червь в мире Megascolides australia имеет длину 2,5 м). Плотность дождевых червей достигает в среднем 120 особей на 1 м2, а биомасса 50 г на 1 м2 (при массе тела одного червя 0,5 1,5 г). В благоприятные периоды плотность пашенного червя может составить 400 500 экз. на 1 м2. Главный источник питания червя растительные остатки.
Не случайно присутствие его можно рассматривать как тест на обогащенность почвы органическим веществом. Дождевые черви, роясь в почве, значительно влияют на ее свойства. Они способствуют перемешиванию и разрыхлению земли, накоплению органических веществ, образующих гумус.
Для гумификации особо важны два фактора воздух и влажность. Дождевые черви улучшают аэрацию почвы, облегчают доступ влаги, усиливают процессы гумусообразования, нитрификации и аммонификации. В зависимости от места обитания червей делят на 3 группы: поверхностно-живущие (подстилочные); почвенно-подстилочные; третьянорники, которые прокладывают глубинные ходы в почве.
Например, пашенный червь живет на глубине 10 15 см. В сухую погоду он мигрирует на глубину 0,5 м и более, строит там капсулу и временно впадает в спячку (диапауза). В природной обстановке в размножении люмбрицид отмечается сезонность. Максимум в интенсивности этого процесса наблюдается весной и осенью. Черви могут голодать 2,5 мес. При низких температурах (0 5°С) период голодания увеличивается до 3 4 мес. Они влаголюбивы, умеренно теплолюбивы. Оптимальная температура для питания 2О 25°С, для размножения 12 17 "С. Нуждаются в аэрации.
Непригодны для культивирования червей песчаные и глинистые, кислые и засоленные почвы. Оптимальной реакцией среды является нейтральная или слабокислая. Черви очень боятся ветра. В естественных условиях обитания черви не болеют и не подвергаются каким-либо эпидемиям. Гибель дождевых червей в природных условиях довольно часто вызывает чрезмерная химизация почв. Достаточно велико значение червей в облагораживании почв. Осознание этого предопределило большой интерес к искусственному их культивированию.
Так, в результате многолетней селекционной работы, проведенной американскими исследователями, в 1959 г. в Калифорнии была выведена новая разновидность дождевого червя, получившая название «калифорнийский гибрид красного червя» или просто «калифорнийский красный червь». С 1979 г. его стали размножать в Западной Европе, в Японии. По плодовитости и активности гибрид существенно превосходит обычного дождевого червя и в отличие от него хорошо поддается выращиванию в искусственных условиях.
В отличие от своих диких сородичей калифорнийский гибрид является «домоседом». При наличии пищи он не расползается и потребляет в день ее примерно столько же, сколько весит сам. Селекционеры генетически запрограммировали гибрид на круглосуточную переработку отходов с высоким коэффициентом полезного действия (40 % потребляемой пищи расходуется в процессе жизнедеятельности, а 60 % после переваривания выделяется в виде экскрементов копролитов, т. е. продуцируемого биогумуса). 1.2. Значение дождевых червей в агроэкосистемах В научной литературе на положительное влияние дождевых червей в почвообразовании впервые обратил внимание английский натуралист Г. Уайт. В книге, опубликованной в 1789 г он пишет, что земля без дождевых червей была бы «холодной и непитательной». Основными же исследованиями по этому вопросу являются работы Ч.Дарвина (1881), который говорил о значении дождевых червей в формировании плодородия почв, что плуг принадлежит к числу древнейших изобретений человека, но еще задолго до его изобретения почва правильно обрабатывалась червями и всегда будет обрабатываться ими. Дождевые черви благоприятно влияют на почву.
В основном в результате их деятельности сотворены знаменитые черноземы национальное богатство России.
Заглатывая кусочки органического вещества, черви трансформируют его в кишечной полости и выделяют в виде копролитов «каменных» экскрементов. Копролиты улучшают почвенную структуру в результате обволакивания стенок почвы слизью, что предохраняет ее, например, даже от размывания водой.
Под действием копролитов меняется также биохимический состав почвы. Копролиты содержат в 5 раз больше биологического азота; они в 7 раз богаче фосфором и в 11 раз калием по сравнению с поверхностным слоем плодородной огородной почвы. В копролитах сосредоточивается значительное количество кальция, что обеспечивает хорошую водопрочную структуру и высокую водоудерживающую способность.
Наряду с этим кальций снижает кислотность среды и создает условия, затрудняющие развитие болезней растений, например фузариоза, ржавчины, бактериоза и др. Возле копролитов энергично развивается полезная микрофлора. Все это в итоге улучшает условия жизни растений. Дождевые черви, как и другие живые организмы, обогащают почву макро- и микроэлементами, ростовыми веществами, антибиотиками. Фермент протеаза, входящий в состав биомассы червя, обладает биостимул ирующим действием, улучшает усвояемость пищи животным, способствует ускорению их роста, активизирует физиологобиохимические процессы в организме.
Общая длина ходов червей превышает 1 км под 1 м2 поверхности почвы. Приняв среднюю массу червя за 0,5 г, а число их на 1 м2 50 особей (500 000 экземпляров на 1 га), нетрудно подсчитать, что за 1 сут через кишечник червей на площади 1 га проходит 250 000 г (0,25 т) земли. Если предположить далее, что активная деятельность червей продолжается 200 дней в году, то количество земли, прошедшее через их кишечник, составит 50 т на 1 га (0,25 х 200). Учитывая же, что в 1 м2 почвы обитает 400 600 особей, получается, что за год черви перерабатывают от 400 до 600 т/га земли.
Масса копролитов, ежегодно образуемая червями в природных условиях, огромна. В Подмосковье, например, наполе многолетних трав на дерново-подзолистой почве (180 червей на 1 м2) образуется за год 53 т/га копролитов. В Средней Азии на поливных землях согласно Н. А. Димо при численности червей более 150 особей на 1 м2 ежегодная продукция копролитов достигала более 120 т/га. Раздел 2. Биогумус и его агроэкологическая оценка 2.1. Препараты, получаемые на основе использования червей.
Биогумус. Агроэкологическая оценка На основе культуры червей изготовляют ценнейшее органическое удобрение, получившее в обиходе название «биогумус». (Это, разумеется, сугубо рекламное название вырабатываемого червями продукта.) Биогумус представляет собой комковатое микрогранулярное вещество коричнево-сероватого цвета с запахом земли.
Биогумус содержит в хорошо сбалансированной и легкоусвояемой форме все необходимые для питания растений вещества. Среднее содержание сухой органической массы в биогумусе составляет 50 %, а гумуса 18 %; реакция среды, благоприятная для растений и микроорганизмов, рН 6,8 7,4; среднее значение общего азота достигает 2,2 %; фосфора 2,6; калия 2,7 % и т. д. Кроме того, в биогумусе представлены практически все необходимые микроэлементы и биологически активные вещества, среди которых ферменты, витамины, гормоны, ауксины, гетероаукси-ныи др. В лучших образцах биогумуса в 1 г насчитывается до нескольких миллиардов клеток микроорганизмов, что значительно превышает численность микробов в навозе (примерно 150 350 млн клеток). Биогумус отличается высокой ферментативной активностью, особенно оксидередуктаз.
Следует отметить, что содержащееся в биогумусе органическое вещество в значительном количестве представлено гуминовыми кислотами (31,7 41,2 %) и фульвокислотами (22,3 34,8 %). Среди гуминовых кислот преобладает наиболее ценная фракция гуматы кальция (43,3 47,6 %). Наличие в вер-микомпосте фульватногуматного типа гумуса (Сгк:Сфкт= 1,18 1,42) способствует формированию агрономически ценной структуры почвы.
Элементы питания, находящиеся в биогумусе, взаимодействуя с минеральными компонентами почвы, образуют сложные комплексные соединения. Поэтому они надежно сохраняются от вымывания, медленно растворяются в воде, обеспечивая питание растений в течение длительного времени (не менее 2 3лет). Считается (Городний и др 1990), что в 1 т биогумуса содержится в среднем 45 кг питательных элементов (NPK) и что нередко биогумус по своей питательной ценности превосходит органические удобрения.
В зависимости от размера гранул биогумус подразделяют на следующие виды. Модер (гранулы размером 0,3 0,7 мм) мягкая фракция биогумуса. Используют его для подкормки огородных, парниковых, тепличных и оранжерейных культур. Мор (гранулы размером 0,7 1 мм) самая крупная фракция биогумуса.
Предназначена для применения в растениеводстве, огородничестве и садоводстве. Вносят его при посеве в рядки, лунки, гнезда. Муль (гранулы размером до 0,1 мм) мельчайшая фракция биогумуса (или гумусовая мука). При внесении в почву сразу же растворяется и усваивается растениями. Используется для некорневых подкормок, «лечения» растений, перенесших стрессовое состояние при пересадках, а также для получения быстрого эффекта при выращивании растений.
Качество биогумуса принято оценивать в соответствии с международным стандартом, которым предусмотрены следующие требования. Влажность, % 30 40 Органическое вещество, % 20 30 Водорастворимые соли, % 0,5 рН 6,5.„7,5 Общий азот, % Не менее 1,5 Р,О, 1,2 1,5 К,0 1,1 1,2 C-N 15 Mg,% 1 Са, % 4 Примечания: 1. Биогумус не должен содержать вещества, биологически не перерабатываемые (полимеры, камень, стекло); растения, способные размножаться. 2. Предельные параметры возбудителей патогенных заболеваний человека в биогумусе допускаются, экз. на 1 г: фекальный стрептококк 10; колиформ 10; сальмонелла не обнаруживается в 20 г. Ценные свойства биогумуса при применении его благоприятно сказываются на формировании урожайности сельскохозяйственных культур, стимулируют улучшение качества получаемой продукции.
Установлено, например, что благодаря биогумусу прибавка урожая зерновых составляет 30 40 %, картофеля 30 70 и овощных 35 70 %. Примером повышения качества продукции под влиянием биогумуса может служить увеличение содержания витамина С (мг/100г) в фруктах и овощах (таб.1). Таб.1. Влияние биогумуса на содержание витамина С, мг/100 г, в различной сельскохозяйственной продукции по сравнению с применением навоза и минеральных удобрений (Фрюгвальд) Культура