Вермикомпостирование и вермикультивирование как основа экологического земледелия

Черви в СССР и России

Технологические породы дождевых червей и технологии их культивирования, созданные в США, вошли в список КОКОМ (список товаров и технологий, запрещенных для экспорта в СССР). Соответственно, завезти красного калифорнийского червя в СССР не было возможности даже из Европы.

В нашей стране первые успехи по получению технологически приемлемой породы червя Eisenia foetida в ВГПИ (Владимирский Государственный Гуманитарный институт) появились в результате селекционной работы под руководством профессора Игонина А.М. в 1985-1986 годах. В течение 1987 и 1988 г.г. полученный «штамм» технологически приемлемой популяции червей Eisenia foetida был проверен в опытах по его воспроизводству на различных субстратах, приготовленных на основе подстилочного навоза КРС (подстилка-солома резаная), свиного подстилочного (опилки) навоза, твердой фракции свиного бесподстилочного жидкого навоза, конского навоза, куриного торфопометного компоста в виде адаптации его к каждому субстрату в отдельности.

Селекционным методом удалось получить три штамма компостных червей, названных технологическими, которые по своим характеристикам соответствуют красному калифорнийскому. Именно этих червей и называют теперь Владимирский Старатель.

Информация о докторе Барретте и его успехах попадала в страны экс-СССР буквально по крупицам. Профессор Игонин смог прочитать книги американского коллеги только в 2000-х. Поэтому ему пришлось самому, без помощи и подсказок пройти путь от первых лабораторных опытов в подвалах ВГПИ, до успешного получения породы червя Старатель.

Подробнее о видах червей и их отличиях читайте в нашей статье виды червей.

Черви в Европе и других странах

В Европу красного калифорнийского червя завези в конце 70-х годов, а через некоторое время Америка ввела запрет на вывоз червя и коконов.

Из всех европейских стран, культивирование червей в Италии наиболее распространено. 18000 тонн биогумуса в год получали здесь из отходов уже в конце 80-х годов XX века. Самое крупное вермихозяйство расположилось на площади 16 гектар.

Более 2000 вермихозяйств насчитывается во Франции — стране, которая одной из первых в Европе приобщилась к таинству вермикультивирования. В г. Тулуза на юге Франции червей применили для переработки жировых отходов, смешивая их с илом.

Червями занимаются и в Чехии, Польше, Венгрии, Великобритании, Нидерландах и других странах Восточной и Западной Европы. Например, в Англии уделяют особое внимании к способности червей адаптироваться к самым разным видам субстрата — эксперименты проводятся на Ротамстедтской опытной станции.

Китай, Тайвань, Япония, Филиппины и другие азиатские страны также имеют большой опыт культивирования червей. Рекордные урожаи собираются в Израиле, где в качестве удобрения активно применяется биогумус.

3. Уход и подкормка

Уход за червями сводится к поддержанию температуры, поливу ящиков.

Одно из ведущих условий в жизнедеятельности компостных червей является влажность субстрата. Они очень чувствительны к колебаниям влажности, особенно к ее снижению.

Полив, для поддержания влажности компоста на уровне 75-85%, осуществляют с помощью лейки с мелкими отверстиями, предварительно отстоявшейся в течение 3-5 суток водой, с температурой +20-24°С.

В «EIFO фабрике» полив осуществляется автоматически «EIFO чаем».

Самый простой способ – сверху, прямо на субстрат с червями, установить равную площади секции пластмассовую ванночку, ёмкостью 0,5-1 л, с отверстиями 1-2 мм, 10 штук равномерно по всей площади днища и наполнить её отстоявшейся, лучше дождевой, водой (хоть из лужи).

Но нельзя поливать компост прямо из водопроводного крана.

В последующем, наполнять ванночку уже вермичаем с дренажа, доливая водой доверху, один-два раза в неделю.

Степень влажности субстрата определяют следующим образом: набирают в ладонь субстрат из слоя размещения червей и сжимают в кулаке. Если между пальцами выступает влага, влажность субстрата достаточная, если выступают капли воды, то он переувлажнён, если влага не выступает – субстрат сухой, его необходимо увлажнять.

Первую подкормку червей проводят через несколько дней после заселения в компост. Операция подкормки заключается в том, что на одну четвертую поверхности ящика наслаивают свежий питательный субстрат (корм), толщиной 3-5 см и затем равномерно распределяют его на половине поверхности.

Не забывайте каждый раз прикрывать субстрат землёй или готовым компостом.

В качестве корма в домашних условиях можно использовать старую заварку чая, кофейную гущу, очистки картофеля, моркови, свеклы, испорченные вареные овощи и каши.

Через 2-3 недели, по мере поедания корма червями, сверху вновь наносят 5-7 сантиметровый слой корма. На этом этапе корм наносят на всю оставшуюся поверхность, и так каждую неделю, до тех пор, пока ящик не будет полностью заполнен.

Периодичность подкормки зависит от количества червей в ящике и от температуры выращивания.

При приближении температуры к оптимальной (+24°С), количество потребляемого червями корма возрастает. Процесс получения биогумуса заканчивается, когда питательный субстрат полностью переработан и составляет по времени три-четыре месяца от начала заселения.

В секционной вермифабрике получение готового биогумуса происходит не циклично, а регулярно, по нарастающей и его выборку можно проводить хоть ежедневно.

При устойчивом режиме работы червей в ящичной вермифабрике, происходит расслоение компоста на три зоны.

Первая зона – поверхностный горизонт (5-7 см) представляет собой свежий субстрат, который является кормом для червей. Его количество постоянно меняется, так как черви питаются им постоянно, а этот слой наносится периодически.

Средний слой – 10-30 см является рабочей зоной, в которой обитает основная масса червей.

Третья зона – накопитель биогумуса, по мере работы червей постоянно увеличивается по высоте (в «EIFO фабрике» возможна регулярная выборка).

Утилизация отходов

Технология переработки земляными
червями органического сырья в удобрение называется вермикомпостирование. Этот
сложный процесс протекает в строгих условиях. Если соблюдены параметры
жизнедеятельности беспозвоночных (температура, влажность, кислотность и тому
подобное), то переработка отходов в червятнике продолжается круглый год.

Компост, получаемый после переработки
отходов червями, называется биогумус, или вермикомпост. Всеядные черви
утилизируют любой органический мусор – растительные остатки, испорченные овощи,
отходы деревообрабатывающих и целлюлозных производств, мусор с очистных
сооружений, навоз и помет травоядных животных и другое. Готовое удобрение
содержит в составе все, что нужно для питания растений и здоровья почв:
микроэлементы, ферменты, аминокислоты, витамины и другое.

Вермикультивирование – единственный
метод, позволяющий использовать пахотные земли непрерывно, не ухудшая их
структуру и плодородие. Домашний компостер не отнимет у заводчика много сил и
времени, но в промышленных масштабах этот процесс очень трудоемкий.

Культивирование червей

Термин «вермикультура» (или культура червей) имеет 2 определения:

1. Популяция компостных червей, обитающая в питательном субстрате (биотопе).
2. В широком смысле – это отрасль современной биотехнологии и сельского хозяйства, занимающаяся переработкой органических отходов в биомассу червей и удобрение (биогумус).

Процесс выращивания и разведения популяции червей в искусственной среде называется вермикультивирование. Селекционные породы беспозвоночных получают путем скрещивания природных видов, улучшая тем самым их производительные и адаптационные характеристики. Технологические черви, в отличие от диких, обладают усидчивостью в субстрате, повышенными темпами размножения; большей продолжительностью жизни, активны в широком диапазоне температур и тому подобное (смотрите в нашей статье: «Червь Старатель»).

Черви приносят тройную выгоду для
человека:

1. Утилизируют отходы, которые принято
   вывозить на полигоны. Скопление органики на общественных свалках ведет к
   экологической катастрофе, тогда как большую часть такого мусора можно
   перерабатывать в компост.
2. Размножаясь, черви производят белковую
   субстанцию для кормления сельскохозяйственных животных — собственную биомассу.
   В подходящих условиях беспозвоночные удваиваются в объеме в течение 1-2
   месяцев. В составе такого корма содержится 60-70% ценного белка и до 10% жиров.
3. До 60% съеденного субстрата черви
   отдают в виде экскрементов. Это ценное, уникальное по структуре органическое
   удобрение называется биогумус. Его состав полностью обеспечивает питанием
   культурные растения, а устойчивая комкообразная структура улучшает структуру
   земли.

Устройство для содержания дождевых
червей с целью утилизации бытовых отходов называется вермикультиватор (или
вермикомпостер). В его качестве послужат пластиковые или деревянные ящики,
бочки, корзины; участки земли, огороженные досками, и тому подобное. Субстрат,
приготовленный для вермикомпостирования, должен полностью дозреть
(перебродить), иначе черви погибнут от выделяющихся газов и повышенной
температуры.

Ближе к нашим дням

Началом зарождения вермикультивирования как науки, можно назвать 30-е годы прошлого, XX века. Именно в то время в Калифорнии были предприняты первые попытки вырастить червя промышленным способом. Первый успех ждал исследователей спустя 20 лет, когда в Соединенных Штатах Америки началось культивирование червей на отходах. Именно тогда, в 1959 году, был выведен знаменитый Красный Калифорнийский червь.

Еще в 1939 г. американец, Доктор Томас Дж

Баррет 1884–1975) обратил внимание на количество червей, в том месте, где у него была компостная куча с отходами кухни, сада и огорода. Кроме того, земля там была очень рыхлая

Тогда он стал пробовать вносить эту землю вместе с червями под разные растения и обнаружил, что урожаи существенно прибавились. И плодов не только стало больше, улучшился их вид и вкус.

Баррет стал пробовать разводить червей в ящиках, а потом создал специальную плантацию по их культивированию. В 1946 году он написал первую книгу о результатах своих исследований. В 1959 году Доктор Баррет получил патент на производство специализированных червей породы красный гибрид, или красный калифорнийский.

Сейчас в США уже несколько сотен (по другим данным — тысяч) промышленных хозяйств, занимающихся вермикоспостированием и вермикультивированием, а сама идея органического земледелия и выращивания овощей и фруктов на биогумусе очень широко распространена, активно пропагандируется.

Пожалуй, самая известная американка-вермифермер — это Мэри Эпплхоф (1936-2005), известная как Worm Woman. Она посвятила вермикультивированию значительную часть своей жизни. Ею написаны всемирно известные книги «Черви едят мои отходы» (Worms eat my garbage) и «Черви едят наши отходы» (Worms eat our garbage), которые, впрочем, теперь не так-то легко купить.

Инструкция по ящичной вермитехнологии

Поступает много вопросов по отличиям буртовой от ящичной и секционной вермитехнологий.

Для получения биогумуса в домашних условиях необходимо достаточно серьезно подойти к выбору вида при покупке Технологических Дождевых Червей (ТДЧ) и подготовке субстрата (компоста).

ТДЧ необходимо покупать только вместе с субстратом, они должны быть подвижны и в субстрате должны быть, как взрослые, так и молодь, и коконы.

Устойчивой считается популяция, содержащая не менее 1500 особей.
Рекомендуемая 5000 штук, это около одного килограмма живой массы ТДЧ всех возрастов.

Перед покупкой ТДЧ, необходимо заранее подготовить для них место. Для этих целей можно использовать готовые бытовые вермифабрики различных типов: лотковые, секционные, либо самодельные (от 0,05 до 1,0 куб. м.) из тарных деревянных, пластмассовых или иных ящиков 30х50 см высотой 20-40 см. в количестве от одного до нескольких тысяч,

Вермифабрики, как и комнатные растения или цветы можно, нужно и удобно размещать прямо в жилых помещениях, на кухнях, в туалетах, в офисах, в классах школ, в зооуголках детсадов, в подсобных помещениях торговых и предприятиях общепита или исправительно-трудовых учреждений, или же в местах для содержания животных и птицы, а также в гаражах, сараях, подвалах, чердаках, на крышах и т.п.) в которых температура воздуха составляет от +8 до 30°С оптимальная +20°С ±5°С или вне помещений (от -60 до +70°С на солнце), но это уже в специальных промышленных утеплённых вермифабриках с обогревом.

В домашних условиях поддерживать производство биогумуса можно круглый год, подкармливая червей в зимний период пищевыми отходами, помётом домашних животных, птиц и фекалиями.

Приготовление биогумуса включает четыре основные стадии:

Результаты исследований

Предварительно были изучены параметры отходов (табл. 1). По результатам исследований было зафиксировано, что по активной кислотности, массовой доле золы и азота два субстрата не отличались друг от друга (Р>0,5).

Вид субстрата	рН, ед.	Влажность, %	Массовая доля азота, %	Массовая доля золы, %
Мульча вешенок	4,89±0,01	78,3±0,02	0,30±0,05	1,5±0,01
Мульча шампиньонов	4,85±0,01	80,1±0,04	0,28±0,05	1,5±0,01

Первоначальные показатели субстрата (п = 3)

Показатель активной кислотности (рН) был на нижней границе параметров, которые требуются для проведения вермикультивирования, что предполагает постоянный контроль над величиной рН во время процесса. Влажность мульчи шампиньонов была на 2,3 % больше, чем в мульче от производства вешенок (Р<0,001). Оба значения соответствовали требованиям, необходимым для вермикультивирования. На основании этих результатов было продолжено исследование по влиянию различных субстратов на рост биомассы дождевого калифорнийского червя и получение конечного продукта — биогумуса.

Вермикультура была подготовлена для субстратов в количестве по 100 червей на 1 кг, определена их общая масса. Исходя из этого, вычисляли среднюю массу одного червя, после чего червей помещали в субстрат. Эффективность процесса вермикультивирования оценивали в течение месяца по количеству червей в субстрате. Также оценивали появление коконов в субстратах. Полученные результаты отображены на рисунке.

В субстрате из мульчи от шампиньонов наблюдалась устойчивая динамика количественного роста червей: через 2,5 недели после начала эксперимента в 2 раза, а через месяц почти в 3 раза. Кроме того, в субстрате были обнаружены коконы вермикультуры.

Иначе вела себя вермикультура в субстрате из отходов от производства вешенок — количество червей постепенно снижалось. По видимому такой вид субстрата должен разбавляться более подходящим, классическим, например, перегнившим навозом КРС или торфом.

Через месяц вермикультивирования были исследованы параметры химического состава исследуемых субстратов. По истечении одного месяца вемикультивирования данные pH, влажности, содержания азота и содержания золы в данных субстратах подвергались изменениям (табл. 2). Исходное pH было ниже по отношению к конечным результатам в субстрате из мульчи вешенок — в 1,6 раза, в субстрате из мульчи шампиньонов — аналогично в 1,6 раза (Р<0,001). Следовательно, вермикультивирование стабилизирует активную кислотность в более щелочную среду за счет биотехнологических процессов и образования копролита, имеющего нейтральную среду.

Вид субстрата	рН, ед.	Влажность, %	Массовая доля азота, %	Массовая доля золы, %
Мульча вешенок	7,84±0,01	75,5±0,05	0,61±0,07	4,6±0,02
Мульча шампиньонов	7,74±0,01	74,7±0,05	0,60±0,07	9,9±0,03

Таблица 2 Показатели субстрата через 1 месяц вермикомпостирования (п = 3)

Так как влажность субстратов во время эксперимента искусственно не повышали, она снизилась на несколько процентов: в субстрате из мульчи от вешенок на 3,7 % (Р<0,001), в мульче от шампиньонов на 7,2 % (Р<0,001). Однако в целом соответствовала нормам при проведении вермикультивирования (70-80 %).

Массовая доля азота в обоих субстратах увеличилась за время проведения вермикомпостирования практически в 2 раза (Р<0,001). Это происходило в результате накапливания азотсодержащих веществ после обработки компостов червями. Так как азот — необходимый элемент для роста и развития растений, биологическая ценность субстратов-отходов в разы увеличивалась после процесса вермиком- постирования. Между субстратами после проведения опыта достоверных различий не наблюдалось (Р>0,5).

Массовая доля золы стала в разы выше после вермикомпостирования исходных субстратов в течение месяца. В субстрате от производства вешенок это увеличение составило в 3 раза (Р<0,001), а в субстрате от производства шампиньонов — в 6,6 раза (Р<0,001). Таким образом, накопление минеральных веществ интенсивнее проходило во время процесса вермикомпостирования мульчи шампиньонов. Это также может быть связано с усиленным накоплением вермикультуры в субстрате, которое наблюдалось в данном образце органических отходов.

Сравнивая два вида субстрата, необходимо отметить, что массовая доля азота в них статистически не различалась (Р>0,5), а уровень минерализации полученного копролита в субстрате из мульчи шампиньонов был выше в 2 раза (Р<0,001).

Литература

1. Вермикультивирование. Производство биогумуса. / Режим доступа: http://start.bl.by/idea/329123.php. — Дата доступа: 01.07.2016.
2. Бунчак А.М. Новейшие технологии переработки органических отходов кожевенного производства и осадков сточных вод для современного земледелия / А. М. Бунчак, И. А. Шувар, В. С. Гнидюк // Вермикомпостирование и вермикультивирование как основа экологического земледелия в XXI веке: достижения проблемы. перспективы : сб. науч. тр. IV международной научно-практической конференции ведущих учёных, специалистов, предпринимателей и производственников / ГНПО «Научно-практический центр НАН Беларуси по биоресурсам»; редкол.: С. Л. Максимова . — Минск: Конфидо, 2016. – С. 50-53.
3. Максимова Л.С. Вермитехнология переработки отходов Центрального ботанического сада НАН Беларуси / Л.С. Максимова, Ю.Ф. Мухин // Вермикомпостирование и вермикультивирование как основа экологического земледелия в XXI веке: достижения проблемы. перспективы : сб. науч. тр. IV международной научно-практической конференции ведущих учёных, специалистов, предпринимателей и производственников / ГНПО «Научно-практический центр НАН Беларуси по биоресурсам»; редкол.: С. Л. Максимова . — Минск: Конфидо, 2016. – С.54-57
4. Сэнн Т.Л. Гумус и гуминовые кислоты / Т.Л Сэнн , А.Р. Кингман . / Режим доступа: http://dulvictor.narod.ru/humus.html. — Дата доступа: 01.07.2016.

Леферд Галина Аркадьевна

Галина Леферд, научный сотрудник лаборатории радиоэкологии

1. Подготовка компоста (питательного субстрата)

Хорошим сырьем для подготовки питательного субстрата может быть навоз и помёт любых сельскохозяйственных животных и птиц, фекалии, ОСВ – осадки сточных вод, пищевые отходы

Для облегчения и вентиляции выше приведены составляющих, смешать их в пропорции 1:1 с соломой, сеном, листьями плодовых или овощных культур, опилками, корой или мелким хворостом, торфом, на дачных участках и огородах любые сорняки вместе с землёй на корнях — до 30% и до 10% песка.

На 1 т сырья нужно также добавить до 20 кг золы, мела, извести или измельченной скорлупы яиц.

Вермикомпостирование всех этих отходов будет идти максимально быстро, если размер частиц будет уменьшен до 1-2 мм и увлажнён вплоть до пульпы.

Но в этом случае свежий корм лучше разбрызгивать слоем не более 5-10 мм, чтобы не препятствовать движению воздуха и его проникновению вглубь субстрата.

ТДЧ привыкают к определенному виду корма и к другому приспосабливаются не сразу, поэтому к новому корму их следует приучать постепенно, добавляя его небольшими порциями.

Здесь инструкции приготовления субстрата и закладке червей для буртового способа верми производства
от ООО «ЛуКа»

При использовании секционной вермифабрики можно загружать любой не измельчённый и
не ферментированный субстрат.

Заключение

Результаты исследования показали, что использование отходов грибоводства, в частности мульчи вешенки и шампиньона в качестве компонента органического субстрата после компостирования, повышает эффективность процессов минерализации органических отходов и приводит к увеличению количества азота как основного источника питания растений. При этом наиболее эффективным в наших исследованиях оказалось использование мульчи шампиньона, где наблюдалась устойчивая динамика количественного роста червей.

Таким образом, отходы грибоводства, а именно мульчи шампиньонов, после вермикомпостирования рекомендуется применять в тепличных комплексах в качестве готового грунта, а также использовать полученный биогумус как органическое удобрение при выращивании различных культур.