Диссертация (Индикаторное значение червей и растений для оценки экологического состояния вермикомпостируемых почв, загрязненных отходами кожевенного и цементного производств), страница 5

Каждая особь откладывает кокон. При благоприятных условиях в коконе можно обнаружить до 20 молодых особей (Горбунов, 2012).23Промышленное вермикультивирование принято проводить в ложах, которые представляют собой грядки площадью 2×2 м. Расчеты затрат на кормление,содержание, уход производят, принимая за элементарную единицу измерение одно ложе (Дереневский, 1994).Следует учитывать, что в год на такое ложе потребуется до 12 ц отходов,преимущественно органических. Продуктивность работы одной грядки следующее: 40 % уходит на жизненные потребности вермикультуры, 60 % превращаетсяв биогумус.

Таким образом, с единицы (ложи) при высокой эффективности работы получают биогумуса 6 ц, вермикультуры 100 кг (Похван, 2004).Грядки для вермикультивирования располагают под наклоном, чтобы обеспечить необходимую влажность без застоя воды. Активность вермикультивирования зависит от климатических условий, если оно производится на открытомгрунте, в котором эффективнее устраивать ложа в период с начала апреля по конец октября (Титов, 2012).На закрытом грунте вермикомпостирование проводят круглогодично, приэтом возрастает и экономическая эффективность предприятия.

Экономическирассчитано, что наибольшая эффективность при 1200 лож, которые необходиморасположить на площади 1 га (Короленко, 2004).Большое значение имеет температурный режим при содержании червефермы, так как вермикультура обладает особенностью: ферментация при образованиибиогумуса проходит в двух температурных диапазонах: при термофильных величинах, т.е.

в пределах не выше 60 °С, далее затем необходимо снижение температуры до мезофильного уровня ниже 25 °С (Зинченко, 1994).В летний сезон при высоких температурах необходимо поддерживать влажность на оптимальном уровне, для этого бурты поливают водой и аэрируют. Увлажнение субстратов лучше делать утром и вечером для предотвращения резкогоконтраста между температурами воды и содержимого лож (Косолапова, 1998).Черви чувствительны к недостаточной ферментации трофических элементов. В результате червь выделяет вредные газы, смертельные для других червей.Ферментация субстрата приводит водородный показатель к оптимальным для24червей значениям, рН 6,8-7,2.

Полная ферментация занимает год. Эффективностьферментации определяется по соотношению углерода к азоту (С : N), при окончании ферментации оно составляет 20. Для многих червей губительны в корме аммиак, метан, пестициды, патогенные микрофлоры, более 30 % протеина. В трофическом субстрате для червей допускаются как промышленные, так и сельскохозяйственные, однако обязательно содержать до 40 % целлюлозы (Битюцкий,2002). Важно аэрировать грядки для стимуляции червей к жизнедеятельности(Тихонов, 2011).Вермикомпосты используются для стимуляции ростовых показателей растений, в качестве биоремедиаторов для уничтожения отходов (Жигжитова, 1998).Из вермикомпостов получают безопасных органоминеральные высокогумусированные удобрения, их применение способствует пролонгации экологичнойсельскохозяйственной продукции и повышает урожайность посевов в среднем на20 % (Мельник, 1994; Терещенко, 2000; Шаланда, http:///www.cbio.ru).Ряд ученых считают перспективным применение технологии очистки донных отложений от нефти с использованием вермикультуры (Воробьев, Франк,Лушников, 2012).Т.

А. Кошманова и М. В. Лозовская (2013) считают, что дождевые червимогут относиться к разным эколого-морфологическим группам. Динамика популяции червей напрямую зависит от места расположения участка исследования,гидротермических условий почвы, климатических особенностей (Кошманова,2013).1.3.Значение беспозвоночных в биотестировании токсичности почвБиотестирование – оценка качества природной среды по состоянию её биоты. Биотестирование основано на наблюдении за составом и численностью видовиндикаторов. Цель биотестирования – разработка индикаторных показателей, отражающих негативное воздействие на среду. Биотестирование применяется дляучета комплексного характера токсичности среды.

Биотестирования должно ин-25тегрироваться в биоиндикацию, что даст возможность прогнозировать динамикуантропогенного давления на биологические системы (Арефьев, 1995; Ашихмина,2005).По определениям О. П. Мелеховой и соавт. (2010) биоиндикацией считается метод, позволяющий определить экологически значимую нагрузку по реакциям на нее животных и растений в среде обитания.

Биотестирование представляетсобой метод, позволяющий установить токсичность среды по реакции животныхи растений, причем, независимо от концентрации и классификации веществ, вызвавших загрязнение среды (Мелехова, 2010).Этиологическая чувствительность биологических объектов к конкретнымусловиям среды неодинакова, что дает возможность использовать для биоиндикации и биотестирования лишь определенный перечень организмов (Ашихмина,2005).В кишечнике червя происходит превращение низкомолекулярных соединений в гуматы (Битюцкий, 2002).

Биомасса беспозвоночных животных, используемая для диагностической оценки состояния почв, отражает активность биохимических реакций, деструкционные процессы, гидротермические условия (Козлов, 2003).Почвенная микрофауна и микрофлора – источник питания червей, в основном, этому способствуют черви, составляющие до 70 % биомассы беспозвоночных, обитающих в почве (Городний, 2010).Черви гумифицируют почвы, агромелиоративные методы уступают им поэффективности обогащения плодородия почв (Мельник, 2013). Дождевые червинейтрализуют кислотность почвы, они способны выделять ценный карбонат кальция (Покровская, 1991). Черви чувствительны к аммиаку, выделяемому при разложении отходов.

Размножение некоторых микроорганизмов, происходящее вкишечнике червей, зависит от состава субстрата (Сидоренко, 2003).Биогумус – это удобрение, которое получается при разложении органикигетеротрофными организмами. Он формируется на базе копролитов компостных26червей. В образовании участвуют микрофлора и микрофауна, составляющие биоценоз компостного бурта (Владимирова, 2008).Н.

А. Черных и другие ученые при исследовании загрязнения почв тяжелыми металлами, выявили их биохимическую значимость, при том, что они проявляют сильную токсичность при высоких концентрациях (Черных и др. 2003,2004, 2006; Нефедова, 2011). Н. А. Черных (2003) анализировала качество произрастающих растений на токсичных почвах. К. Ш.

Казеев, С. И. Колесников с соавт. (2003) пользовались методами биотестирования при биологической диагностике и индикации почв. ОСВ в качестве добавки для приготовления удобренийизучили Е. С. Иванов с соавторами (2012).Гумусовые вещества в системе взаимодействия между дождевыми червямии микроорганизмами выполняют регуляторную роль в почвах. Молекулярнаямасса этих веществ падает в присутствии червей, в результате образования высокомолекулярных фракций или их разрушения (Тихонов, 2011).Пестициды, предназначенные для ограничения развития и уничтожения патогенных организмов, экологической опасности для полезной флоры и фауны.Выявлены специфические реакции, отражающие воздействие пестицидов на почвы.

При повышении загрязненности почв в интенсивной зоне происходит массовое устранение особей. Адаптационная способность червей заключается и миграции из загрязненной зоны в чистую почву (Воронцов, Кулагина, 2012).Нарастание численности червей и площади заселения ими происходит в зависимости от температуры почвы на глубине, при этом влияние температуры воздуха не значительно. Данные, полученные А. В. Заушинценой с коллегами (2014),позволяют говорить о том, что люмбрициды является биоиндикаторами и зоорекультиваторами токсичной почвы (Заушинцена и др. 2014).Многие ученые занимаются изучением эффективности использования зоомикробных комплексов для эффективной утилизации отходов червями (Быбин,2014, Чачина, 2015).Результаты исследований С.

Б. Чачиной (2015) говорят о том, что низкиеконцентрации отработанного масла могут оказывать стимулирующее действие на27дождевых червей. Кроме того, при низких концентрациях масла в почве эффективность и скорость рекультивации очень высоки (за 4 месяца концентрация углеводородов снижалась до 99 %). При вермикультивировании загрязненных почвсодержание масла уменьшается в 3 раза (Чачина, 2015).1.4.Цитоморфологические и цитохимическиепоказатели червей в качестве тест-реакции на токсичность средыВыявление динамики интерьерных показателей в зависимости от условийсреды, поиск цитоморфологических и цитохимических изменений, возникающихпри адаптации к изменившимся условиям обитания является актуальными задачами биоиндикации и биотестирования.

С этих позиций, поиск надежных биотестов, позволяющих выявить и оценить тест-реакцию на антропогенное воздействие, весьма актуален (Михайленко, 2010).Адаптации животных к условиям среды весьма многогранны. В первуюочередь проявляется морфофизиологическая и генетическая адаптация, первая изкоторых включает помимо перечисленных в названии так же и биохимические, иэтологические изменения животных; ко вторым – изменения наследственной информации характерных видовых особенностей, позволяющих популяции проявлять мобилизационные признаки в изменившихся условиях обитания (Albright,1964; Бегучев., 1992).Особи, хуже приспособленные к условиям обитания, оказываются менеежизнеспособными, обладают худшим воспроизводством потомства и его качеством, тем самым подвергаются негативному естественному отбору (элиминации)(Нефедова и др., 2012).Отсюда, в адаптации приобретает значение тот факт, что довольно незначительная разница в размерах тела у представителей популяции играет роль в тепловом балансе в различных климатических областях.

Даже незначительное изменение линейных размеров тела имеет следствием довольно серьезные измененияинтенсивности метаболических процессов. Химические реакции, обуславливаю-28щие высокую адаптивность к условиям среды, происходят в организме в ходе обмена веществ, осуществляются при помощи биокатализаторов, в частности ферментов, гликогена и т.д. (Попова, Кузнецова, 2004).Микроядра является патологической структурой, их образование связано схромосомной нестабильностью и они могут наблюдаться в клетках любой пролиферирующей ткани. При патологических митозах формируются крупные микроядра, мелкие – при аберрациях хромосом (Колюбаева, 2010).В современных условиях антропогенного влияния перспективы популяциитест-объектов во всё большей степени определяет отбор, который через дифференцированную приспособленность, отражающую степень соответствия генотипаи среды, регулируют вклад особи в генофонд (Родионов, Христенко, 1998).При прямых подсчетах мутаций в структурных генах показано, что частотаспонтанных нуклеотидных замен очень высока 5×10-11 на одно деление (Drake,1998).Доказано негативное воздействие высоких концентраций нефтепродуктов впочве на здоровье людей, отмечается пул цитогенетических нарушений, накопление микроядер (Молочаева, 2013).В основе образования микроядер лежат процессы, которые являются маркерами нестабильности митозов, апоптоза.