168625 (Вермикультура и биогумус)

РЕФЕРАТ

На тему:

“ВЕРМИКУЛЬТУРА И БИОГУМУС”

Выполнил:

Проверил преподаватель:

Оглавление:

1.Характеристика вермикультуры.

1.1. Биологическая характеристика вермикультуры.

1.2 Значение дождевых червей в агроэкосистемах.

2. Биогумус и его агроэкологическая оценка.

2.1. Препараты, получаемые на основе использования червей. Биогумус и его оценка.

2.2. Перспективы применения биогумуса как удобрения пролонгированного действия для производства экологически безопасной сельскохозяйственной продукции.

2.3. Возможности использования вермикультуры в животноводстве и медицине в качестве продуктов питания.

2.4. Перспективы создания замкнутых циклов производства в сельском хозяйстве на основе использования червей

2.5. Основные принципы и приемы промышленного разведения червей.

2.6. Агроэкологические требования к питательному субстрату.

2.7. Ферментация субстрата.

2.8. Выращивание вермикультуры зимой.

2.9. Приготовление вермикомпоста на приусадебных и дачных участках.

2.10. Вредители дождевых червей.

Раздел 1. ХАРАКТЕРИСТИКА ВЕРМИКУЛЬТУРЫ

1.1. Биологическая характеристика вермикультуры

Среди ключевых задач, стоящих перед сельскохозяйственной экологией, важное значение принадлежит конструированию оптимальных схем гармоничного развития биогеоценотического по крова, неотъемлемой составной частью которого являются агроэкосистемы (продукт процессов трансформации первичной биосферы в биотехносферу), Если объективно оценивать итоги последних 15...20 лет, то нетрудно убедиться, что попытки повышения продуктивности производства на сугубо технократической основе оказались в значительной степени тупи ковыми. И первопричина тому — глубокий разрыв между антропогенными технологиями и законами функционирования экологических (в том числе и агроэкологических) систем, отсутствие оценки возможных последствий применяемых технологий для тех или иных природных комплексов. В свое время о такой недальновидности по отношению к почве было сказано, что всякий прогресс в повышении ее плодородия на данный срок есть в то же время прогресс в разрушении постоянных источников этого плодородия. Нельзя не признать, что этот тезис не только не потерял своего смысла в наши дни, а, наоборот, получил достаточно масштабное подтверждение, реализующееся в многоплановых негативных экологических проявлениях, которые повсеместно наблюдаются в аграрном секторе экономики. И прежде всего это относится к естественному базису сельскохозяйственного производства.

Вышесказанное дает весомые предпосылки говорить о необходимости системного управления продукционными процессами в агроэкосистемах. Основополагающим при этом является надлежащий учет природных (биотических и абиотических) системообразователей, грамотная оценка особенностей их функционирования и развития. Продукционный процесс, разумеется, — весьма сложная динамическая система, формирующаяся из отдельных взаимосвязанных подсистем (блоков). Полученные научные обобщения и имеющиеся практические результаты позволяют обнадеживающе оценивать перспективы конструирования и управления в агроэкосистемах. Наглядным примером тому может служить вермикультивирование.

В последние годы во многих странах довольно широкое распространение получило одно из новых направлений биотехнологии — вермикультивирование, заключающееся в промышленном разведении некоторых форм дождевых червей (от Vermes — червь).

Формирование и развитие данного направления обусловлено возможностью решения на биологической основе ряда актуальных экологических задач (утилизация органических отходов, повышение плодородия почвы, получение высококачественного чистого органического удобрения, выращивание безопасной сельскохозяйственной продукции и др.).

Метод вермикультуры существенно ограничивает либо исключает опасность загрязнения среды различными поллютантами.

Особый интерес к вермикультивированию проявляют сторонники так называемого альтернативного земледелия, ратующие за отказ от применения минеральных удобрений и пестицидов и призывающие к широкому использованию компостов, способных поддерживать на высоком уровне биологическую активность почвы.

Первые хозяйства по искусственному разведению червей на отходах были созданы более полувека тому назад в США. (Червей разводили с целью получения наживки для рыбной ловли.)

В настоящее же время практика применения заметно расширилась, распространившись как в сельском хозяйстве, так и в других отраслях производства.

Биологическая 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 (С_гк:С_фкт= 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.