Роль дощових червів у формуванні родючості ґрунтового покриву

Ще землероби Стародавнього Єгипту вбачали в дощових черв’яках запоруку майбутніх урожаїв. Арістотель називав їх "кишечником землі". Чарльз Дарвін (1886) в одній з перших своїх наукових доповідей "Про утворення ґрунтового шару" виклав теорію, згідно з якою весь родючий шар нашої планети вже побував усередині черв’яків і не один раз. Він писав: – "Плуг належить до найдавніших і таких, що мають найбільше значення, винаходів людини; але ще задовго до винаходу ґрунт правильно оброблявся черв’яками... Вельми сумнівно, щоб знайшлися ще інші тварини, які в історії земної кори посіли б таке чільне місце".

Селянин здавна знав, що за наявністю дощових черв’яків у ґрунті, їхнім станом і активністю легко визначити його родючість. Так, якщо черв’яки були яскраво-червоного кольору, активні та жирні, розпухлі, то це було ознакою того, що ґрунт високородючий, і можна розраховувати на хороший урожай. Якщо ж дощових черв’яків у ґрунті було мало, і вони були блідого кольору, малорухливі, то слід було вживати заходів щодо внесення гною та інших органічних добрив. Таким чином, нічого не відаючи про агрохімічні аналізи ґрунту, наявність у ньому поживних речовин, землероб за станом черв’яків визначав його здатність до формування врожаю вирощуваних сільськогосподарських культур. Дощові черв’яки слугували своєрідними аналізаторами ґрунту.

Дощові черв’яки – великі безхребетні ґрунтові тварини – сапрофаги, що харчуються рослинними залишками. Тільки на території Росії їх налічується близько 100 видів. Харчуються черв’яки переважно мертвими розкладними рослинними залишками, а разом із ними поглинають і бактерії, водорості, гриби та їхні спори, найпростіших і нематод. Перетравлюючи їх, черв’яки виділяють із копролітами (копрос – випорожнення, літос – камінь) велику кількість власної кишкової мікрофлори, ферментів, вітамінів, біологічно активних речовин, які володіють антибіотичними властивостями та перешкоджають розвитку патогенної мікрофлори, гнильним процесам, виділенню смердючих газів, знезаражують ґрунт і надають йому приємного запаху землі.

Черв’яки відіграють важливу роль як стимулятори діяльності мікроорганізмів. Екскременти черв’яків (копроліти) стають центром бурхливого розмноження мікрофлори. Навіть нетривале перебування черв’яків у ґрунті викликає інтенсифікацію розвитку ґрунтової мікрофлори та обумовленого нею процесу гуміфікації. У процесі перетравлення органічної речовини в кишечнику черв’яків формуються гумусові речовини, оскільки тут відбуваються процеси полімеризації продуктів розпаду органічних речовин і формуються молекули гумінових кислот. Ці молекули вступають у комплексні сполуки з мінеральними компонентами (насамперед із біогенним кальцієм), і останні вельми довго зберігаються у вигляді стійких утворень. Гумусові речовини, що формуються в кишечнику черв’яків, за хімічним складом близькі до гумусу, що утворюється в ґрунті мікрофлорою.

Робота, що здійснюється мільярдами дощових черв’яків у ґрунті, величезна. Одна тільки їхня м’язова робота дуже сприятливо позначається на родючості ґрунту. З невтомною енергією вони проривають у ньому мініатюрні канали та цілі галереї, що утворюють розгалужену дренажну та вентиляційну систему в шарі глибиною близько 30 см. Ці канали сприяють процесу розгалуження коренів, проникненню їх у глибші шари. Ходи черв’яків йдуть у різних напрямках і під будь-яким кутом до горизонту.

Унікальна властивість дощових черв’яків – оструктурювання ґрунту. Велике значення в здатності черв’яків покращувати структуру ґрунту має діяльність залозистих клітин, що виділяють велику кількість слизистих речовин. Слизисті виділення збільшують легкість ковзання черв’яків по субстрату, захищають тіло від висихання і, крім того, вони покривають стінки ходів черв’яків усередині ґрунту, що надає їм значної міцності порівняно з випадковими тріщинами в ґрунті. Такий "дренаж" має важливе значення для ефективної родючості ґрунту.

Мережа ходів, яка може становити 4–7 тис. км/га, збільшує площу зіткнення ґрунту з повітрям, що забезпечує проникнення кисню і води в глибокі шари ґрунту. За літній період популяція з 50 черв’яків в орному шарі ґрунту на 1 м2 прокладає кілометр ходів і виділяє на поверхню копроліти шаром 3 мм. Ще більше їх залишається в товщі ґрунту.

Таким чином, сучасна наука свідчить про те, що діяльність дощових черв’яків – істотний фактор родючості ґрунту. Найочевиднішою ознакою здоров’я ґрунту є наявність у ньому дощових черв’яків.

Масове застосування в сільському господарстві хімічних добрив, гербіцидів, інсектицидів, фунгіцидів, ретардантів, дефоліантів, десикантів та інших подібних до них речовин стало причиною порушення в ґрунті сформованої століттями складної системи саморегульованих процесів утворення гумусу та його мінералізації. Пестициди згубно діють на ґрунтові організми, у тому числі й дощових черв’яків, викликаючи їхню загибель. У зв’язку з цим в останні десятиліття їхня чисельність у ґрунті значно скоротилася, що негативно позначається на його родючості.

Умови проживання червів. У природних умовах проживання видовий склад та чисельність дощових червів залежать від типу ґрунту. На пасовищах у суглинках, легких суглинкових та супіщаних ґрунтах чисельність їх на 1 м2 максимальна – до 450 особин, у глинистих менше – до 230 особин на 1 м2. Найменша чисельність дощових червів, як правило, спостерігається у кислих ґрунтах – 25 особин на 1 м2. На 1 га добре доглянутих луків або пасовищ їхня біомаса може сягати 2–5 т/га, що майже у 100 разів перевищує біомасу наземних тварин на даній площі.

Як зберегти та збільшити популяцію червів у ґрунті

Дощові черви — головні природні меліоратори ґрунту, що прямо впливають на його родючість. Рівень їхньої популяції залежить від наявності азотовмісної органіки та кислотності середовища. Черви віддають перевагу нейтральним ґрунтам, але самі здатні нейтралізувати ґрунтовий розчин у процесі життєдіяльності. Однак надмірне мінеральних добрив">внесення мінеральних добрив може різко погіршити умови їхнього проживання.

У помірних широтах черви залишаються активними протягом більшої частини теплого сезону. Вони швидко розмножуються і здатні відновлювати чисельність популяції за сприятливих умов середовища.

• Період активної життєдіяльності — 6,5–7 місяців
• Температура для зимівлі — +5 ºC
• Строки пробудження — за 10–15 днів до танення мерзлого шару
• Кількість коконів за літо на одну особину — 18–24 шт.
• Кількість яєць в одному коконі — 1–21 шт.
• Період вилуплення та дозрівання — 2–3 тижні (вилуплення), 7–12 тижнів (зрілість)

Крім несприятливих ґрунтових факторів, серйозну загрозу для червів становлять природні хижаки — птиці, гризуни та земноводні. Найбільшої шкоди популяції завдають кроти, які здатні повністю винищити червів на ділянці за кілька місяців.

Технологія вермикультивування та підготовка субстрату

Розведення дощових червів (вермикультивування) дозволяє ефективно утилізувати органічні відходи та отримувати цінне добриво — біогумус. Залежно від масштабів господарства використовують або інтенсивний спосіб (у закритих приміщеннях), або екстенсивний (на відкритих майданчиках). Основою технології є правильна підготовка поживного субстрату.

Для створення оптимального поживного середовища органічну сировину компостують у буртах. Такий спосіб забезпечує необхідну для червів аерацію, на відміну від глибоких компостних ям. Щоб підвищити поживну цінність готового біогумусу, на етапі закладання бурта в суміш додають мінеральні компоненти.

Процес підготовки субстрату складається з кількох послідовних технологічних операцій. Порушення температурного або вологісного режиму може призвести до загнивання маси або загибелі культури, що заселяється.

1. Змішати безпідстилковий гній або послід із соломою, тирсою або іншими наповнювачами у співвідношенні 1:1 за сухою масою.
2. Сформувати із суміші бурт заввишки 1,5–2 м у вигляді піраміди (при використанні ям глибина не повинна перевищувати 60 см).
3. Рівномірно розподілити по поверхні бурта мінеральні добавки.
4. Зволожити масу до 60 % і вкрити її шаром готового компосту (10–20 см влітку або 30–40 см взимку).
5. Витримати бурт протягом 5–7 діб для розігріву маси до 50–60 ºC, що знищить насіння бур'янів та патогенну мікрофлору.

Основний критерій придатності компосту для годівлі червів – відсутність у ньому запаху аміаку, його концентрація не повинна перевищувати 0,5 мг/кг. Для прискорення процесу компостування рекомендується використовувати замість води при зволоженні бурта водний екстракт із готового компосту або гумусного добрива. Екстракт містить необхідну мікробну суміш, що дозволяє досягти дозрівання компосту на 10 діб раніше. Бурт необхідно через кожні

2–4 тижні зволожувати. Дозрілий компост зберігається у бурті і витрачається на годівлю червів у міру потреби протягом 2–3 місяців.

Приготування компостів на відкритих майданчиках проводять при температурі зовнішнього повітря не нижче -5ºC. Процес компостування у добре вкритих буртах триває і в зимовий час. Компост, закладений пізньої осені, дозріє і буде готовий вже ранньої весни.

Способи отримання технологічних черв'яків. У природі існує близько 8 тисяч видів черв'яків, однак для промислового розведення та утримання підходять одиниці. У 1959 р. американськими дослідниками в університеті штату Каліфорнія на чолі з лікарем Барретом у результаті гібридизації різних порід дощового черв'яка вдалося вивести новий різновид з комерційною назвою "Каліфорнійський червоний гібрид". Доросла особина нового виду черв'яка – темно-червоного кольору, досягає в довжину 8–9 см, у діаметрі 3–5 мм, живе до 16 років ("дикі" – значно менше), маса – 0,8–1,0 г, температура тіла – +19–20ºC, їжу всмоктує губним беззубим отвором, кормом слугує практично будь-яка органічна речовина. Гібрид червоного черв'яка споживає на день кормів стільки, скільки приблизно важить сам, близько 1 г.

Червоний черв'як – анеміди-гермафродит (має органи розмноження самки та самця, але для запліднення потрібен партнер). Запліднення в хороших умовах утримання відбувається кожні сім діб. З капсули з 2–20 яйцями через 14–20 діб з'являються молоді черв'яки, які, своєю чергою, досягають статевої зрілості приблизно через 90 діб. Популяцію черв'яків можна збільшити за рік приблизно в 1,5 тис. разів.

У Росії перший технологічно прийнятний штам компостних черв'яків був отриманий у результаті селекційної роботи у 80-х рр. XX століття, який практично не поступався за основними ознаками червоному каліфорнійському гібриду. Нашими співвітчизниками встановлено, що технологічних черв'яків для промислової переробки будь-яких органічних відходів можна отримувати з місцевих диких популяцій у будь-якій сільськогосподарській місцевості. Це важливо для нашої країни, оскільки для організації виробництва біогумусу не обов'язково закуповувати готових технологічних черв'яків, а поступово одомашнити місцеві дикі види. Отже, найбільш прийнятно розводити своїх домашніх технологічних черв'яків, які будуть пристосовані до місцевого клімату та пестицидів.

Для переробки великої кількості органічних відходів підприємства обов'язково повинні створювати свою популяцію технологічних черв'яків, пристосовану для споживання саме цього виду відходів. Для цього потрібно знайти колонію черв'яків навколо джерела цих відходів і пересадити її в культиватор. Найбільш простим і доступним джерелом черв'яків є старі гнойові купи навколо селянських дворів, тваринницьких ферм будь-якого типу, старі звалища органічного сміття. Якщо на земельній ділянці не були використані отрутохімікати для боротьби зі шкідниками, то при перекопуванні грядок навесні черв'яки зустрічаються в достатній кількості в цьому ґрунті. Черв'яків треба зібрати в ємність разом з тією землею або органікою, в якій вони живуть. Для черв'ятника достатньо 500–1500 особин на один квадратний метр культиватора.

При освоєнні вермікультури існують деякі особливості, врахування яких є необхідним для успішного розведення дощових черв'яків. Зокрема, продаж технологічних черв'яків з одного регіону в інший пов'язаний з ризиком, зумовленим відмінністю спектра використовуваних пестицидів у тій чи іншій місцевості. Черв'яки, пристосовані до споживання корму з одним набором пестицидів, можуть загинути або довго хворіти, споживаючи такий самий корм, але з іншим набором пестицидів. Іншою особливістю технологічних черв'яків є їхня прихильність до живлення субстратом певної рецептури. Черв'яки завжди болісно переносять заміну одного субстрату іншим, що супроводжується їхньою загибеллю або різким зниженням продуктивності. Особливо гостро така проблема виникає при заселенні черв'яками зовсім чужорідного субстрату. Його заселення можливе тільки коконами майбутніх технологічних черв'яків. Молоді черв'яки, що з'являються з коконів, з першим ковтком їжі отримують інформацію, яка налаштовує їхню травну систему на переробку їжі тільки даного компонентного складу.

Технологічних черв'яків не можна культивувати в буртах компостів (субстратів), оскільки компостування відбувається з розігріванням компостованої маси та виділенням біогазу, які гублять популяцію черв'яків. З цієї причини черв'яки в буртах розташовуються в поверхневих шарах основи бурта, де вища вологість і краща аерація. Культивування черв'яків можливе тільки в напівперепрілому компості в початковому шарі товщиною 40–50 см.

При культивуванні черв'яків необхідно стежити за щільністю популяції, при досягненні граничних значень вона припиняє свій розвиток. Оптимальною "посівною дозою" при заселенні черв'яками культиватора з субстратом є їхня біомаса в 0,3 кг/м2 (1500 особин). За час циклу культивування (16020 діб) популяція зростає за кількістю особин і за біомасою в середньому в 50 разів. Збільшення "посівної дози" призводить наприкінці циклу культивування до переущільнення популяції, а особини стають дрібними, загальний вихід біомаси черв'яків знижується.

Культивування дощових черв'яків. Для закладання культиватора необхідно підібрати відповідне місце. Найкраще його розмістити у вологому і не освітленому місці.

Початковий шар компосту створюється товщиною 40–50 см у вигляді насипної грядки, яку необхідно розрівняти і добре зволожити. Вологість достатня, якщо з грудки компосту, затиснутої в кулак, з'являться 1– 2 краплі вологи. Розмір черв'ячника спочатку може не перевищувати 2 м2. Добре зволожений субстрат у культиваторі необхідно закрити старою мішковиною, чорною перфорованою плівкою або соломою. Вологий субстрат повинен вистоятися 5–7 діб. Для видалення аміаку і розчинення кристаликів солей добрив, які можуть завдати черв'якам певної шкоди, субстрат необхідно періодично зволожувати. Через 5–7 днів у центрі кожного квадратного метра культиватора потрібно зробити заглиблення і в нього помістити підготовлених черв'яків разом із субстратом, у якому вони жили останній час. Після вирівнювання поверхні її потрібно накрити мішковиною, соломою або іншим повітропроникним матеріалом, через добу зволожити субстрат культиватора. Такий спосіб заселення культиватора черв'яками пов'язаний з тим, що черв'якам новий субстрат може здатися "несмачним", і тоді вони будуть деякий час відсиджуватися у своєму рідному субстраті. Але голод змусить їх знову і знову пробувати новий для них субстрат.

Через тиждень після заселення потрібно подивитися, чи переходять черв'яки в новий субстрат, – цього строку достатньо для його освоєння. Якщо поверхня черв'яків чиста, а самі вони рухливі – це свідчення їхнього благополуччя. Якщо вони мляві, не активні, не намагаються ховатися від світла – це ознаки їхнього важкого ураження різними залишками пестицидів із нового для них корму. У цьому випадку потрібно знайти нову популяцію черв'яків з іншої гнойової купи і посадити їх у культиватор. Можливо, доведеться створювати новий компост з іншого джерела органіки. Але така необхідність виникає вкрай рідко. Якщо черв'яки почуваються добре в новому субстраті, то на 3– 4 тижні їх потрібно залишити в спокої. Єдине, чого вони потребують протягом цього часу, так це вологи, тому грядку-культиватор необхідно періодично поливати водою, температура якої повинна бути рівною температурі навколишнього середовища. Занадто холодна або занадто тепла вода викликає у черв'яків переляк, шок, тобто стресову реакцію, і вони перестають добре харчуватися і розмножуватися. Вода для поливу культиватора з черв'яками повинна зберігатися в якій-небудь ємності і відстоюватися не менше доби. За цей час вона прогріється до потрібної температури, і з неї випарується хлор. Останній, як правило, міститься у воді з міського водопроводу.

Після адаптації до нових умов уся діяльність черв'яків буде спрямована на відкладання коконів, тобто капсул величиною в половину рисового зерна лимоноподібної форми, жовтих, з м'якою, але міцною оболонкою. Залежно від температури субстрату з відкладених коконів через 15–20 діб з'являються маленькі новонароджені черв'ячки, тонкі, як нитки, довжиною близько 4–6 мм, з червоною добре видимою спинальною кровоносною судиною. Це їхня відмінна ознака від нематоди – малих білих черв'яків, які не мають червоної кровоносної судини.

Черв'ячки підростають швидко і за 10–12 тижнів збільшують свою масу з 1 до 250–500 мг, а до осені в переважній більшості стають цілком дорослими. Протягом літнього сезону кількість черв'яків та їхня загальна жива маса в культиваторі збільшується у 20–50 разів.

У черв'ячник необхідно періодично додавати корм у вигляді компосту, нашаровуючи його по 15–20 см через кожні 2–3 тижні. За час літнього культивування доводиться робити 7–8 нашарувань компостів. У міру їх поїдання черв'яками вони ущільнюються, але все ж грядка-культиватор стає все вищою і вищою. Висота її восени може сягати 0,6 м. Вона легко продувається вітром, у ній важче підтримувати необхідну вологість. Виходячи з цього, бічні поверхні її рекомендується закрити дошками у вигляді ящика. Останнє годівля черв'яків необхідно провести до настання морозів. При зниженні температури черв'яки знижують свою активність і починають впадати в стан зимового анабіозу.

Для відтворення черв'яків верхню рясно заселену частину грядки-культиватора (приблизно одну десяту) переносять на поверхню землі сусідньої ділянки. Закривають її шаром компосту в 40–50 см, добре закріпивши з боків дошками. Це робиться до настання морозів. Грядку-культиватор необхідно прикрити шаром снігу, утоптавши його з боків і зробивши недоступним для мишоподібних гризунів. Для захисту від гризунів культиватор огороджують різними матеріалами. Для цього можна використовувати металеву сітку або гілки ялини, азбоцементні плити, листи зі старого покрівельного заліза.

З настанням весни черви набувають активності. Потреба в їжі у них висока, тому необхідно мати запас компосту для весняного підживлення червів. Культивувальні черви більш залежні від людини, оскільки своєчасно мають отримувати корм.

Черви, що живуть в городі або в саду, благотворно впливають на вирощувані культури, тому заходи щодо їх збереження і розмноження у ґрунті дозволяють значно підвищити продуктивність сільськогосподарських культур. Внесення червів разом із біогумусом також може виявитися ефективним, але для цього треба створити умови для їх виживання та пристосування до нових умов життя. Для цього необхідно дотримуватися кількох правил або умов:

Промислове вермікультивування: вибір технології та параметри утримання

Промислове розведення дощових червів дозволяє утилізувати сотні й тисячі тонн гною та посліду, які щодня утворюються на великих тваринницьких комплексах. Переробка органічних відходів вирішує гострі екологічні проблеми та підвищує загальну культуру виробництва. Практика закордонних вермігосподарств показує, що ця біотехнологія дає підприємству кілька важливих переваг:

• безвідходність виробництва;
• підвищення рентабельності;
• покращення якості продуктів тваринництва та рослинництва;
• оздоровлення навколишнього середовища.

Технологію реалізують двома способами: у закритих приміщеннях або просто неба. Виробництво у закритих приміщеннях вимагає капітальних витрат на будівництво та опалення, але гарантує цілорічний цикл і максимальну віддачу. Вермігосподарства просто неба обходяться на порядок дешевше, хоча їхня продуктивність у зимовий період падає.

Для безперебійної роботи підприємства створюють дві технологічні групи: маточне та основне поголів'я. У маточнику підтримують чисту популяцію для отримання максимального приплоду. Мета цього етапу — отримати кокони та молодих червів приблизно одного віку для заселення нових порцій органічного субстрату.

У закритих приміщеннях основну культуру ведуть у лотках глибиною 40–50 см, встановлених на стелажах. У них укладають субстрат шаром 10–15 см і заселяють червів. Кожні 1–2 тижні зверху додають свіжий корм шаром 5–10 см, підтримуючи оптимальну вологість регулярним поливом.

На відкритих майданчиках субстрат формують у довгі гряди шириною до 1,5 м і висотою 40–50 см. Нові порції органіки додають рідше — раз на 2–3 тижні. Цей процес також поєднують із регулярним поливом гряд.

• Щільність заселення лотків — 10–15 тис. особин/м²
• Оптимальна температура — +20–22 ºС
• Глибина лотків на стелажах — 40–50 см
• Ширина гряд на відкритому повітрі — до 1,5 м

Відділення червів від компосту та підготовка біогумусу

Технології відділення готового біогумусу від червів прості й не потребують великих витрат енергії. У практиці використовують механічні, фізичні методи або харчову приманку. Вибір методу залежить від технічної оснащеності та масштабів верміферми.

Для механічного розділення застосовують воронкоподібні сита або обертові порожнисті циліндри з внутрішніми жорсткими щітками, які буквально вичісують червів із субстрату. При фізичному методі на компост впливають світлом або електричним струмом. Таке втручання змушує популяцію швидко виповзати на поверхню.

Найбільш дбайливим вважається спосіб із використанням приманки. Червів певний час не годують, щоб вони повністю переробили старий субстрат. Коли популяція починає голодувати, зверху насипають шар свіжого корму, в який черви самостійно переходять за 1–2 доби. Після цього робочий шар із червами знімають і відправляють на заселення нових партій органіки.

Готовий біогумус перед продажем необхідно довести до товарного вигляду. Його підсушують, просіюють і розділяють на фракції за розміром гранул. Занадто великі частки, які не пройшли через сита, відправляють назад у технологічний цикл на доопрацювання.

1. Підсушити готовий біогумус до вологості 50–60%.
2. Просіяти сировину вручну або на віброситах із комірками різного діаметра.
3. Розділити продукцію на три фракції за величиною гранул: найдрібнішу (0,1 мм), дрібну (0,3–0,6 мм) і велику (0,7 мм).
4. Повернути непросіяні залишки у вермікультуру для повторної переробки.

Використання біомаси дощових червів у тваринництві та переробці

Вермікультивування дозволяє отримувати не тільки цінне органічне добриво, а й високоякісний тваринний білок. Вирощена біомаса дощових червів — це готовий поживний компонент для кормових раціонів. Використання цього ресурсу допомагає тваринникам і рибоводам збалансувати годівлю тварин за амінокислотним складом без закупівлі дорогих імпортних добавок.