169079 (625256), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

1.2 Біотехнологія вермикультивування

1.2.1 Вермікультивування в світовому господарству

Розведення дощових черв'яків «вермикультивування» – один з перспективних способів утилізації органічних відходів. Дощові черв'яки, прискорюючі у багато разів розкладання органічної речовини, дозволяють у відносно короткі терміни абсолютно екологічно чистим способом перетворити різного роду органічні відходи в цінне гумусоване добриво. Інший одержуваний продукт вермікультури – біомаса дощових черв'яків, успішно використовується як білкова добавка до корму і як біохімічна сировина.

Вермікультура широко поширена в Західній Європі, деяких країнах Східної Європи (Угорщина, Польща), США, Японія, країнах Південно-східної Азії. Там працює досить багато дрібних і середніх підприємств, що виробляють дощових черв'яків для любительського рибальства і на корм домашнім тваринам, садову землю або органічне добриво «вермікомпост».

Доведена висока ефективність вермікультури для переробки відходів тваринництва, овочівництва і інших галузей сільського господарства і, частково, деревообробної промисловості.

Деякі міські відходи, наприклад овочеві відходи з складів і з магазинів, харчові відходи є прекрасним субстратом для культивування черв'яків. З листя, що згрібається на газонах, можна було б одержати органічне добриво для квітникарських господарств.

У США, Канаді, Японії, Франції і у ряді інших країн працюють підприємства, що фінансуються державою або муніципальними органами, які утилізують за допомогою дощових черв'яків мули стічних міських вод і органічні побутові відходи. У США були проведені успішні експерименти по стабілізації за допомогою дощових черв'яків мулів стічних вод. Дослідження показало, що переробка рідкого мулу черв'яками здатна замінити технології висушування і ферментації мулу, що традиційно використовуються, причому процес економічно вигідний.

Широкомасштабні досліди по вермікомпостуванню (переробці за допомогою дощових черв'яків) міських відходів були закладені в Лафкіне (Техас) з рідкими мулами з міських стічних вод; у Кейсвіллі (Меріленд) із зневодненими мулами; у Огдені (Юта) з твердими міськими відходами. Однією з основних проблем, з якою стикалися ці підприємства, є висока вартість ручної праці, оскільки процес маломеханізований.

До 2/3 загальних витрат на вермікомпостування йшло на придбання початкової популяції черв'яків. Проте, вартість переробки однієї тонни сухої речовини мулу за допомогою черв'яків (105–230 $) виявилися дешевшою порівняно з вартістю його традиційної обробки на полях зрошування або за допомогою обезводнення і компостування (150–250 $ на тонну сухої речовини). Устаткування, обслуговуюче 10–15 тисяч черв'яків (одна тонна сухого мулу в день) вимагає 2300 квадратних метрів робочої площі.

У Канаді (Торонто) працює підприємство, що переробляє за допомогою вермікультури стічні мули в суміші з овочевими і фруктовими відходами. Одержуваний продукт – «квіткова земля» має собівартість в 10 центів за кілограм, причому більше половини складають витрати на упаковку. Процес не механізований, річний об'єм виробництва – 500 т. «квіткової землі».

У Японії для переробки стічних вод використовується метод, відомий як процес Ніїмік. Стічні води фільтруються крізь шари ґрунту, заселені дощовими черв'яками.

У Франції на водостічних спорудах в Тулуз-Жінесто за допомогою вермікультури вдалося понизити на одну третину витрати на очищення стічних вод. Є зведення про використовування вермікультури для переробки міських відходів і стоків в Італії, Данії, ФРН, Угорщині і інших європейських країнах.

Широко також поширене в світі (від Фінляндії до Австралії) дрібномасштабне культивування черв'яків в невеликих контейнерах. Черв'яки успішно переробляють кухонні відходи і частину органічних побутових відходів.

1.2.2 Технологія вермікультивування

Черв'яків можна вирощувати просто неба і в закритих приміщеннях. Усі розрахунки, пов'язані вермікультивуванням виконуються з розрахунку на одне ложем. Ложе – це одиниця виміру, якою користувалися американські дослідники, ділянка площею 2 м².

Щільність заселення одного ложа може коливатись від 30 до 100 тис. черв'яків (дорослих, молодих і коконів з яйцями). На 1 ложе потрібно 10–12 ц органічних відходів на рік. Одне ложе дає щорічно 4–6 ц біогумусу і близько 30–100 кг біомаси черв'яка.

В наших умовах вермикультивування просто неба сезонне – з квітня по жовтень.

Ложа краще всього влаштовувати на ділянках з певним нахилом для забезпечення нормального стоку води під час дощів і запобігання утворенню калюж. Бажано, щоб підстилаючий ґрунт був піщаним або кам'янистим. Дощові черв'яки дуже бояться вітру. Для захисту від шкідників ложа потрібно влаштовувати на металевих сітках із загнутими краями.

Вітчизняні дослідники рекомендують робити ложа шириною 2 м, довжиною 50 м з відстанню між ними, яка забезпечить проїзд техніки.

В закритих приміщеннях черв'яків можна культивувати цілорічно з влаштуванням лож на бетонній підлозі або на стелажах ящиках, які розміщуються ярусами. В закритих приміщеннях вихід річний продукції більший вдвічі ніж при сезонному культивуванню.

Кормом для черв'яків і повинен містить достатню кількість целюлози (20–25%), мати оптимальну вологість (70–80%), температуру (19–20 °С) і кислотність (6,8–7,2). Шлам після анаеробного зброджування є найкращим субстратом для черв’яків.

Після закладки базовий субстрат безперервно зволожують 1 раз на день протягом 4-х днів, а потім щотижнево протягом 30 діб.

Одночасно з поливом в ложах вимірюється температура і кислотність. Оптимальною є температура 19–20 °С, а рН – 6,8–7,2. Підвищену кислотність корегують шляхом внесення гашеного вапна або крейди (300 г./м²).

Через 30 днів після закладки базового корму ложа заселяють черв'яками. Але перед цим знову потрібно виміряти усі показники та визначити пробу 50-ти черв'яків

Ложа заселяються черв'яками разом з компостом, в якому вони знаходилися. їх рівномірно розподіляють по поверхні ложа Заселення проводиться у денні години, тому що черв'яки бояться світла і швидко занурюються в субстрат. Після цього поверхня ложа зволожується і покривається соломою або мішковиною.

Після формування лож і закладки в них маточного поголів'я необхідно регулярно контролювати фізико-хімічні показники корму і слідкувати за станом популяції черв'яків.

Нову порцію корму рекомендується вносити тільки через 25–35 днів. Після цього черв'яків підгодовують регулярно навесні, влітку і восени через – 7–10 діб, а взимку – через 25–35 діб. Кожний новий корм має пройти перевірку на якість. Новий корм вноситься шаром товщиною 5–7 см на 70–80% площі ложі.

1.2.3 Використання біомаси черв’яків

При переробці черв'яками 1 т сухого гною отримується до 600 кг біогумусу з вмістом 25–40% гумусових речовин. Останні 400 кг органічних поживних речовин трансформуються в 100 кг біомаси живих черв'яків.

Біомаса черв'яків містить 17–23% сухої речовини і в сухій речовині: протеїну 60–80%, вуглеводів – 17, ліпідів – 6–9, мінеральних солей – 15, азотистих екстрактивних речовин – 7–16%, багато ферментів, вітамінів, мікроелементів, а також майже всі амінокислоти, в тому числі лізин та метіонін.

Білок черв'ячної біомаси має амінокислотний склад, аналогічний м’ясо-кістковому та рибному борошну, що дозволяє використовувати його як джерело повноцінного білка для збалансування раціонів сільськогосподарських тварин та у харчуванні людей.

Норма споживання повноцінного білка повинна становити 10% від загальної його кількості і повністю задовольняється при додаванні в корм 1 г черв'яків на 1 кг живої маси на добу. Черв'ячна біомаса використовується як білкова домішка до раціонів великої рогатої худоби, свиней, птиці, ставкової та акваріумної риби як у сирому, так і вареному вигляді, а також у вигляді борошна в кількостях.

Біомаса черв’яків може використовуватись в їжу людям.

1.2.4 Використання біогумусу

У біогумусі акумульована велика кількість макро- і мікроелементів, є ростові речовини, вітаміни, антибіотики, амінокислоти і корисна мікрофлора. Він гідрофільний, має високу водостійкість, вологоємність, механічну міцність, відсутнє насіння бур'янів. Біогумус може утримувати до 70% води і в 15–20 разів ефективніший за будь-яке органічне добриво.

Переваги біогумусу над іншими видами добрив

• Біогумус – 100% органічне добриво

• Гарантія отримання екологічно чистого урожаю

• Біогумус стимулює природну діяльність корисних мікроорганізмів, ферментів і природних регуляторів росту рослини.

• Дозволяє відновити родючість деградованих земель.

• Після внесення біогумусу в ґрунт позитивний ефект спостерігається впродовж 3-х років.

• Укріплює імунітет рослини.

• У 10 – 15 разів ефективніший за будь-які відомі органічні добрива.

• Абсолютно нешкідливий в будь-яких концентраціях і на будь-яких ґрунтах. Використовується як самостійний ґрунт.

• Не містить патогенної мікрофлори і яєць гельмінтів.

• Не містить солей важких металів.

Оптимальними дозами є 3–3,5 т чистого біогумусу або 4–5 т неочищеного (із залишками субстрату) на 1 га площі. За поживністю 1 т біогумусу рівноцінна 60–70 т гною.

1.3 Біотехнологія культивування спіруліни

1.3.1 Загальна характеристик спіруліни

Спіруліна є мікроскопічною, синьо-зеленою авто-гетеротрофною мікроводоростю, яка культивується в лужному середовищі.

Біологічна маса спіруліни вилучається з живильного рідкого середовища осадженням, згущується і висушується у вигляді порошку, який містить:

• 60–70% засвоюваного протеїну (білка);

• 1,5–12% ліпідів з незамінними жирними ненасиченими кислотами;

• 10–12% засвоєних вуглеводів;

• Вітамін Б₁₂ (у три рази більше, ніж в печінці);

• Бета-каротин (у 15 разів більше, ніж в моркві і обліписі);

• Вітаміни Б₁, Б₂, Б₆, РР;

• Амінокислоти: ізолейцин, лейцин, лізин, метіонін, фенілаланін, треонін, триптофан, валін, аланін, аргінін, чистин, глутамінова кислота, гістидин, тирозин;

• Мінерали: калій, кальцій, магній, цинк, марганець, залізо, фосфор.

Такий «букет» найважливіших поживних і фізіологічно активних речовин, в потрібній пропорції, не міститься ні в якому іншому відомому харчовому продукті.

Біомаса спіруліни застосовується як харчовий продукт, а також лікарський препарат як високоефективний засіб від 80% хвороб.

Засвоюваність протеїну, жирів і вуглеводів спіруліни організмом людини і тварин перевершує 95%, що не зустрічається ні в одному іншому рослинному або тваринному харчовому продукті. Цим і обумовлена її висока цінність.

1.3.2 Живильне середовище для вирощування спіруліни

Спіруліна – вибаглива фототрофна ціанобактерія і для свого росту вимагає збалансованого живильного середовища, до складу якого мають обов'язково входити такі біогенні елементи, як вуглець, азот, фосфор, сірка, магній, натрій, калій, залізо. Особливе значення має концентрація азоту в середовищі.

Вуглець. На відміну від наземних рослин, яким доступна лише атмосферна сполука СО₂, водорості можуть вуглецеву кислоту та її іони.

Поряд з вуглецем для синтезу органічної речовини водорості використовують водень, кисень, фосфор та азот.

Азот. Спіруліна може асимілювати азот за рахунок його трьох форм: газоподібний, у вигляді неорганічних сполук та азот біополімерів. Здатність фіксувати газоподібний азот виявлено лише у прокаріот, до яких належить і спіруліна. З мінеральних сполук використовуються іони нітрату, нітриту і амонію.

Фосфор необхідний клітинам спіруліни для синтезу нуклеїнових кислот, фосфоліпідів і складних ефірів фосфорної кислоти. Єдиним природним джерелом неорганічного фосфору для спіруліни є ортофосфати. Синьо-зелені водорості здатні накопичувати надлишок фосфору у вигляді гранул. Оптимумом є співвідношення C:N:P як 106:16:1.

1.3.3 Використання біомаси спіруліни

Біомаса спіруліни застосовується у годівлі тварин як домішка до раціонів птиці, свиней та риб. Позитивний вплив на м'ясну і яєчну продуктивність курей відмічено китайськими дослідниками при введенні сухої біомаси спіруліни в дозі 5% від маси раціону.

Введення спіруліни в раціон курей забезпечувало більш інтенсивне забарвлення яєчного жовтка пігментами спіруліни, що дозволило уникнути використання дорогих хімічно синтезованих сполук.

Спостереження показали, що при згодовуванні поросятам спіруліни повністю вдалося запобігти виникненню шлунково-кишкових захворювань, стимулювалось прискорення активації ферментативних процесів у шлунку і кишечнику, збуджувався апетит поросят до поїдання кормів, в першу чергу рослинних. Як наслідок, краще збереження поголів'я молодняку на 10–14%. Згодовування пасти спіруліни супоросним та підсисним свиноматкам у дозі від 2 до 20 г. на голову на добу сприяє підвищенню їх резистентності та стійкості до стресів.

Одним із напрямів використання біомаси спіруліни є застосування її в аквакультурі: каротиноїди та фікоціаніни впливають на яскравість забарвлення лосося, форелі та ракоподібних, підвищуючи насиченість забарвлення спини та боків. Жирні кислоти з довгим ланцюгом позитивно впливають на продуктивність риби.

Характеристики

Список файлов курсовой работы