2.2. Перспективы применения биогумуса как удобрения пролонгированного действия для производства экологически безопасной сельскохозяйственной продукции
Способность дождевых червей изменять поведение токсикантов в системе «почва — растения» или снижать вовлечение в биологический круговорот веществ в концентрациях, представляющих опасность для живых организмов, позволяет получать с помощью биогумуса экологически безопасную сельскохозяйственную продукцию. Так, даже при наличии тяжелых металлов в биогумусе они содержатся в виде комплексных соединений хелатного типа, что делает их малодоступными растениям.
Установлена также возможность червей и биогумуса связывать радионуклиды, находящиеся в почве и органических удобрениях, резко уменьшать поступление тяжелых металлов в растения.
По данным Уральского НИИ сельского хозяйства, в опытах с картофелем содержание радионуклидов в клубнях уменьшалось в 5...9 раз при внесении 6 т/га биогумуса.
Выявлено положительное влияние биогумуса на уменьшение содержания нитратов в сельскохозяйственной продукции и улучшение ее пищевой ценности при одновременном увеличении урожайности. Например, включение в состав тепличного грунта 20 % биогумуса (фракция < 3 мм) способствовало приросту урожайности (огурцы, томаты) от 10 до 30 %. При этом содержание витамина С повысилось на 8...23 %, а содержание нитратов снизилось на 19...60%. Аналогичная ситуация прослеживалась и при выращивании кукурузы.
2.3. Возможности использования верми-культуры в животноводстве и медицине в качестве продуктов питания
Наряду с производством биогумуса вермикультуpa, как свидетельствуют отечественные и зарубежные исследования, перспективна для более разностороннего использования в хозяйственных целях. Предпосылкой тому могут служить высокая питательная ценность биомассы, содержание некоторых веществ, препятствующих возникновению и развитию ряда заболеваний, и пр.
Рассматривая возможности использования вермикультуры в животноводстве, целесообразно принимать во внимание, что 1 т органической пищи, как уже было сказано, при переработке ее червями дает кроме 600 кг гумусового удобрения 100 кг биомассы червей. Сухое вещество тканей червей составляет 17...23 %. Содержание протеина (сырого) достигает 60%, липидов — 6...9, азотных экстрактивных веществ — 7...16%. Из тела червей после соответствующей обработки получают белковую муку, которая по аминокислотному составу приближается к мясной, превосходя ее по содержанию всех незаменимых аминокислот (за исключением глицина).
Добавление биомассы червей в рацион сельскохозяйственных животных и птицы способствует увеличению выхода продукции и улучшению ее качества. Так, яйценоскость кур увеличивалась примерно на 20 % при добавлении 1 % биомассы червей в рацион в течение 104 дней. Одновременно повышалось содержание протеина.
Удои молока возрастали на 22 % при использовании в пищевом рационе коров 0,5 кг свежей биомассы червей.
Особенно необходимо обратить внимание на высокое содержание в биомассе червей протеина, которое колеблется от 68 до 82 %. Некоторые исследователи считают, что в природе нет равноценного аналога для интенсивного воспроизводства промышленным способом полноценного белка.
Небезынтересны возможности применения вермикультуры в медицине, фармакологии, косметической промышленности. Различные типы экстрактов червей используют как медицинские препараты, в качестве защитной косметики для кожи и др. Так, на основе экстракта из вермикультуры разработана мазь, которая эффективна при лечении лишая, экземы, варикозной язвы нижних конечностей. Получены препараты, применяемые при глазных заболеваниях и т. д.
В китайской медицине земляных червей используют около 2 тысячелетий. И уже в последнее время здесь с помощью современных методов и технологий изготовлены антивирусная и антиопухолевая сыворотки.
Считается, что по содержанию белка вермикультура значительно превосходит мясо животных и рыб, соевые бобы, зерно, сухое молоко и сравнима лишь с таковым у синезеленой водоросли спирулины, эффективно используемой в качестве пищевой добавки.
2.4. Перспективы создания замкнутых циклов производства в сельском хозяйстве на основе использования червей
Универсальные свойства дождевых червей позволяют, как свидетельствуют отечественные и зарубежные исследования, использовать их для разработки и внедрения безотходных технологических процессов. Одним из таких направлений, получившим наибольшую апробацию, является анаэробная переработка органических отходов, прежде всего отходов животноводческих комплексов и ферм.
При переработке различных отходов в анаэробных условиях выделяется значительное количество газа, который может быть использован для обеспечения работы котелен, обогрева теплиц и пр.
Сброженный навоз, как свидетельствуют анализы, является высокоэффективным удобрением. Например, после сбраживания навоза на ферме «Котово» (совхоз «Истринский», Московская обл.) азот в доступную форму переходит на 100%, фосфор — на 70, калий —на 80%; погибают патогенные микроорганизмы и яйца гельминтов, семена сорных растений, а соли тяжелых металлов переходят в менее доступную форму.
Использование вермикультуры получает все большее применение в ряде стран. Например, во Франции работает объединение «Вермикомпост», где на площади 15...16 га с помощью червей перерабатывается до 150 т различных органических отходов в сутки.
2.5. Основные принципы и приемы промышленного разведения червей
Припромышленном разведении червей целесообразно различать два направления. В первом имеется в виду разведение червей с целью получения биогумуса, во втором — их воспроизводство, так называемое маточное разведение.
Для успешного решения этих задач необходимо соблюдать комплекс требований и осуществлять ряд операций. Разводить червей можно как в открытом, так и в защищенном месте. Из множества видов червей для разведения лучше использовать красный гибрид (коммерческое название «калифорнийский»).
Вообще же в интенсивной люмбрикультуре широко используют три вида: Eiseniafoetida, Lombricusrubellusи красный гибрид.
Основным технологическим средством при выращивании червей является ложе, представляющее собой гряду из органической питательной массы (субстрата) длиной 2 м, шириной 1 м и высотой 0,4...0,6 м. Площадь одного ложа 2 м2. На одно ложе в год требуется 1,0... 1,2 т органической массы. Оптимальным считают вермихозяйство, которое состоит из 1200 лож, занимающих полезную площадь не менее 1 га земли.
Оптимальная плотность заселения червями одного ложа 50... 100 тыс. взрослых и молодых червей, а также коконов с яйцами. Установлено, что от плотности заселения ложа во многом зависит производительность вермикультуры. Если плотность избыточна, то повышается возбудимость червей и возникает стресс, вызванный перенаселением, что отрицательно сказывается на их размножении. При низкой плотности продуктивность червей и выход биогумуса также уменьшаются. Для разведения маточных червей используют стандартные ложа. При этом плотность может составлять от 1,5... 2,0 до 10... 12 тыс. экземпляров на 1 м2.
При определении оптимальной плотности заселения субстрата следует исходить из конечной цели. Нужно определить, будет ли вермихозяйство заниматься разведением червей или производством биогумуса либо тем и другим одновременно. Зная число лож, примерное число червей в них, средний состав в популяции по возрастным группам (ориентировочно молодые особи — 60,1%, взрослые — 21,8 и коконы — 19,1 %), можно в каждом конкретном случае рассчитать массу требуемого корма (или подкормки).
Подкармливают червей органическим веществом (субстратом), включающим бытовые и другие отходы, ил, навоз, сточные воды и т. д., в которые для создания рыхлой структуры добавляют в различной пропорции твердые органические компоненты — наполнители. Ими могут быть кора деревьев, листья (кроме свежей хвои) и др. В расчете примерно на 100 тыс. червей количество субстрата составляет около 1000 кг/год.
Субстрат имеет для червей двойное значение: во-первых, он служит им средой обитания; во-вторых, это пища, благодаря которой обеспечивается определенный уровень их жизнедеятельности. Не случайно к структуре субстрата и его химическим параметрам предъявляют особые требования: влажность должна быть 70...80%; наличие неподвергающихся разложению предметов (камни, металл, стекло и пр.) исключается, необходима нейтральная реакция среды (оптимальная 6,8...7,2), оксидов железа должно содержаться не более 10 %.
2.6. Агроэкологические требования к питательному субстрату
Питательный субстрат должен иметь полужидкую консистенцию и быть хорошо измельченным, так как самые крупные частицы, которые калифорнийский червь способен заглотить, имеют размер до 1 мм. Считается, что червь поедает пищу в количестве, равной массе своего тела (около 1 г); 40 % пищи усваивается, а 60 % выделяется в виде копролитов.
Количество корма, естественно, определяется его природой.
Качество субстрата повышается при добавлении отходов бахчевых и плодоовощных культур в сочетании с 10 % известковых отходов (дефекат, известь, мел, мергель, сланцевая зола и др.).
Основное условие пригодности субстрата — его однородность и хорошая аэрация, а также отношение C:N. При готовности субстрата отношение C:N = = 20. Независимо оттого, какое органическое вещество предполагается использовать, оно должно содержать не менее 20...25 % целлюлозы в виде соломенной сечки, бумаги, картона и пр. (Городний и др., 1990).
Следует учитывать и наличие в субстрате протеина, содержание которого более 45 % опасно для червей и может привести к летальному исходу. Корм, предназначенный червям, должен содержать не более 25...30 % этого вещества.
2.7. Ферментация субстрата