Влияние экологических условий на культивирование дождевого червя eisenia foetida при получении и применении вермикомпоста

На правах рукописи

ДОНДОКОВА ДОЛГОР БАИРОВНА

ВЛИЯНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ

НА КУЛЬТИВИРОВАНИЕ ДОЖДЕВОГО ЧЕРВЯ EISENIA FOETIDA ПРИ ПОЛУЧЕНИИ И ПРИМЕНЕНИИ ВЕРМИКОМПОСТА

Специальность 03.00.16 – экология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Улан-Удэ - 2006

Работа выполнена на кафедре сельскохозяйственной экологии ФГОУ ВПО «Бурятская государственная сельскохозяйственная академия им. В.Р. Филиппова»

Научный руководитель: кандидат биологических наук, профессор

Корсунова Татьяна Михайловна

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Мордкович Вячеслав Генрихович

кандидат биологических наук, доцент

Доржиева Оюна Дымбрыловна

Ведущая организация: Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН

Защита диссертации состоится «14» декабря 2006 г. в 10.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.022.03 при Бурятском государственном университете по адресу: 670000, г. Улан-Удэ, ул. Смолина, 24 а, конференц-зал.

Факс: (301-2)-21-80-57.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Бурятского государственного университета по адресу: 670000, г. Улан-Удэ, ул. Смолина 24 а.

Автореферат разослан «13» ноября 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат биологических наук Н.А. Шорноева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Почвенные беспозвоночные животные играют важную роль в трансформации органического вещества и соединений питательных элементов наземных экосистем. Большое значение в этих процессах принадлежит дождевым червям. Они осуществляют первичную деструкцию растительного опада, трансформируя его в специфические продукты жизнедеятельности – вермикомпост (Raw, 1962; Гиляров, 1967).

В связи с обострением важной экологической проблемы накопления огромной массы органических отходов промышленного и сельскохозяйственного производства (опилки, шлам-лигнин, навоз КРС, птичий помет и др.) дождевые черви (вермикультура) используются для переработки этих отходов и получения вермикомпостов, представляющих ценное, экологически безопасное органическое удобрение – биогумус. Имеются трудности при выращивании дождевых червей в искусственных условиях ввиду особенностей их поведения: при отклонении условий выращивания от оптимальных они имеют тенденцию к расползанию, повышается заболеваемость, снижается плодовитость. Для разведения в искусственных условиях наиболее пригодными считаются дождевые черви, которые относятся к семейству Lumbricidae, роду Eisenia, виду foetida. Он характеризуется высокой скоростью роста, плодовитостью, высокой продолжительностью жизни (до 16 лет). Важной особенностью этого вида является потеря инстинкта покидать местообитание при неблагоприятных условиях среды (Городний, 1999; Мельник, 1990).

По экологической безопасности вермикомпост можно использовать как стимулятор роста растений при получении продукции проростков с высокими качественными показателями. В последние годы отмечается устойчивое возрастание спроса на продукцию зеленых проростков пшеницы и зеленных культур, которые устраняют дефицит макро- и микроэлементов, аминокислот, ферментов, нормализуют обмен веществ, обладают выраженным антиканцерогенным действием и широко применяются в лечебных учреждениях и оздоровительных центрах. Учитывая широкое внедрение в России как стимулятора рекламируемого Байкал ЭМ-1 препарата (аналог японского биопрепарата Кюсей-ЭМ (эффективные микроорганизмы)), значительный интерес представляет сравнение его эффективности с вермикомпостом.

Цель: выявить экологические особенности культивирования дождевого червя Eisenia foetida при получении и применении вермикомпоста.

Задачи исследования:

- оценить влияние трофических, абиотических и биотических факторов на культивирование дождевого червя Eisenia foetida;

- изучить влияние различных субстратов на выход вермикомпоста и его физические и химические свойства;

- разработать методику ускоренного отделения дождевого червя Eisenia foetida от вермикомпоста.

- провести сравнительный анализ влияния вермикомпоста и Байкал ЭМ-1 препарата на рост и развитие культурных растений,

Научная новизна

• Оценено влияние трофического фактора на условия культивирования дождевого червя.

• Изучены межвидовые взаимоотношения популяции дождевого червя Eisenia foetida в вермикультуре.

• Разработана методика ускоренного отделения дождевого червя от вермикомпоста на основе использования температурного режима.

• Определена эффективность влияния вермикомпостов и Байкал ЭМ-1 препарата как стимуляторов роста, урожайности и качества проростков культурных растений.

Защищаемые положения

• Диапазон температурного оптимума для активного роста и развития популяции Eisenia foetida изменяется в зависимости от состава субстрата.

• Культивирование популяции Eisenia foetida на субстрате из пищевых отходов сопровождается развитием паразитов дождевого червя, что приводит к снижению численности популяции и выхода вермикомпоста.

• Ускоренная выгонка дождевых червей из вермикомпоста зависит от температуры в слое субстрата и его плотности.

• Вермикомпост оказывает стимулирующее влияние на урожайность и качество проростков культурных растений. Тогда как Байкал ЭМ-1 препарат снижает их качественные показатели.

Практическое значение

• Изучены экологические особенности функционирования дождевого червя в вермикультуре, перспективность использования технологии вермикультивирования в бытовых и производственных условиях.

• Разработана методика ускоренного отделения взрослых червей и молоди Eisenia foetida от вермикомпоста.

• Разработаны рекомендации по применению вермикомпоста как стимулятора проростков культурных растений.

Публикации

По материалам диссертационной работы опубликовано 12 научных работ.

Апробация работы

Результаты исследований, представленные в диссертации, докладывались:

- на I Международной конференции «Дождевые черви и плодородие почв» (г. Владимир, 2002 г.).

- на всероссийской научно-практической конференции «Экологическая безопасность сохранения окружающей среды и устойчивое развитие регионов Сибири и Забайкалья» (г. Улан-Удэ, 2002 г.).

- на международной научной школе-конференции студентов и молодых ученых «Экология Южной Сибири и сопредельных территорий» (г. Абакан, 2002 г.).

- на научно-практической конференции «Высшее сельскохозяйственное образование, аграрная наука и техника – развитию АПК Байкальского региона», посвященной 70-летию академии (г. Улан-Удэ, 2002 г., 2 работы).

- на международной научно-практической конференции «Устойчивое землепользование в экстремальных условиях» (г. Улан-Удэ, 2004 г.).

- на всероссийской конференции молодых ученых «Современные тенденции развития АПК» (г. Красноярск, 2005 г., 2 работы).

- на всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Новые экологобезопасные технологии для устойчивого развития регионов Сибири» ( г.Улан-Удэ, 2005 г.).

- на всероссийской конференции с международным участием «Актуальные вопросы защиты окружающей среды и безопасность территорий регионов России» (г.Улан-Удэ, 2006 г.).

Практическая стажировка по технологии вермикомпостирования в производственных условиях проходила на предприятии ОАО «Улан-Удэнская птицефабрика» в цехе вермикомпостирования.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы. Общий объем составляет 130 страниц. Содержит 39 таблиц, 11 рисунков, приложения. Список литературы включает 168 наименований, в том числе на иностранных языках - 20.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Обзор литературы

В 1 главе обсуждаются вопросы экологии дождевого червя Eisenia foetida (вермикультуры), технология получения и фракционирования вермикомпоста, влияние вермикомпостов на рост, развитие, урожайность и качество культурных растений (Пономарева, 1958; Гиляров, 1967; Парель, 1979; Игонин, 1989; Атлавените, 1981; Городний, 1990; Покровская, 1991; Мельник, 1994; Локшин,1995; Городний, 1995; Орлов, 1996; Manna, 1997; Edvards, 1998).

Приводится характеристика Байкал ЭМ-1 препарата и возможности его использования (Диндорого, 2000; Пакулов, 2000; Шаблин 2000; Алтаев, 2002; Нерсесян, 2002; Наплекова, 2002; Пакулов, 2002).

Глава 2. Материалы и методы исследований

В качестве материалов исследования использовали дождевого червя Eisenia foetida, субстраты из птичьего помета, фекалий, опилок и пищевых отходов, проростки пшеницы сорта "Селенга", кресс-салата и укропа сорта "Кибрай".

Исходя из целей и задач исследования нами были заложены следующие опыты. Опыт по получению биомассы дождевого червя и вермикомпоста из органических отходов (птичий помет, фекалии, опилки и пищевые отходы) был заложен в емкости площадью 0,45 м2 в лабораторных условиях БГСХА в течение одного года и в открытом грунте с мая по август в 2001 г. Опыт состоял из 4 вариантов по 5 повторностей. Общий расход экземпляров дождевого червя Eisenia foetida при получении биомассы и вермикомпоста составил 400 экземпляров, а при учете воспроизводства коконов и яиц дождевого червя использовали 8 вариантов по 3 повторности, общий расход червей составил 480 экземпляров. Исследования по получению вермикомпоста в производственных условиях были проведены на ОАО «Улан-Удэнская птицефабрика» в 2002 году.

Опыт по ускоренному отделению червей от вермикомпоста был проведен в лабораторных условиях в 2001 г. Опыт состоял из 3 вариантов по 5 повторностей. Общий расход экземпляров – 1500.

Опыт по влиянию водной вытяжки из вермикомпоста и Байкал ЭМ-1 препарата на рост, развитие, урожайность и качество проростков культурных растений был заложен в лабораторных условиях в 2003 г. Опыт состоял из 12 вариантов по 3 повторности, общий расход семян – 1800 штук.

Микроделяночный опыт по изучению влияния вермикомпоста и Байкал ЭМ-1 препарата на рост, развитие, урожайность и качество проростков культурных растений был заложен в открытом грунте, в сухостепной зоне, на пойменно-луговой маломощной почве в 2002-2004 гг. Опыт состоял из 12 вариантов по 3 повторности. Общий расход семян – 3600 штук.

Опыт по влиянию различных фракций вермикомпостов на рост, развитие, урожайность и качество проростков культурных растений был заложен в лабораторных условиях в 2003 г. Опыт состоял из 6 вариантов по 3 повторности, общий расход семян – 540 штук.

При определении видового состава конкурентов и паразитов в вермикомпосте (мокриц и насекомых) использовался определитель насекомых (Плавильщиков, 1957; Бондаренко, 1972; Мамаев, 1985; Дмитриев, 1997; Шарова, 1999).

Методика ускоренного отделения червей от вермикомпоста разработана автором в лаборатории БГСХА.

Химические свойства почв и вермикомпоста изучали общепринятыми в практике почвенно-экологических исследований методами. Получение водной вытяжки из вермикомпоста проводили по методике Ганжары, Борисова, Байбекова (2002). Также использовали препарат Байкал ЭМ-1, который разводили в различных концентрациях дистиллированной водой (Шаблин, 2002).

В работе нами были приняты следующие обозначения: вермикомпост, полученный из птичьего помета, – ВКпп; вермикомпост, полученный из фекалий, - ВКф; вермикомпост, полученный из опилок, – ВКо; вермикомпост, полученный из пищевых отходов, – ВКпо.

Глава 3. Воспроизводство и получение биомассы дождевого червя Eisenia foetida, вермикомпоста и изучение

его физических и химических свойств.

Несмотря на значительное количество работ по технологии вермикомпостирования, сведений по экологии калифорнийского гибрида дождевого червя сравнительно мало. Нами проведены исследования некоторых экологических особенностей вермикультуры Eisenia foetida: получение биомассы взрослых особей, воспроизводство коконов и яиц при получении вермикомпоста из птичьего помета, фекалий, опилок и пищевых отходов, учет паразитов - личинок тахины или ежемухи Tachina radis и пораженных ими червей.

При изучении экологических особенностей дождевого червя выявлено, что на его пищевую и репродуктивную активность, получение биомассы влияют абиотические и биотические факторы, такие как температура, влажность, качественный состав структурообразователя, субстрата и наличие конкурентов и паразитов.

Влияние трофического фактора на культивирование дождевого червя Eisenia foetida и выход вермикомпоста. По данным наших исследований (табл. 1), за три месяца переработки субстрата в начале опыта средняя масса одной особи взрослых червей составляла 0,35 г, наибольший прирост средней массы червя на конец опыта обнаружен в варианте с использованием пищевых отходов (0,16 г) и птичьего помета (0,10 г). Средний прирост биомассы дождевого червя в варианте с использованием фекалий составляет 0,06 г. Опилки не содержат достаточного количества питательных веществ, поэтому черви на данном субстрате длительно существовать не могут. За срок 90 суток биомасса одной особи снизилась на 0,06 г.

Таблица 1

Влияние субстрата на получение биомассы дождевого червя

Варианты	Продолжительность ротации (сутки)	Средняя биомасса взрослой особи, г		Количество взрослых особей, экз.	Получено биомассы взрослой особи, г.
		на начало опыта	на конец опыта
ВК п.п.	90	0,35	0,45	20	9
ВК ф.	90	0,35	0,41	20	8,2
ВК о.	90	0,35	0,29	20	5,8
ВК п. о.	90	0,35	0,51	20	10,2

Для получения большей биомассы предпочтительнее использовать субстрат из пищевых отходов и птичьего помета.

Высокая активность размножения Eisenia foetida наблюдалась в вариантах с использованием субстрата из птичьего помета и фекалий, где оплодотворение происходило через 7 суток. В варианте с использованием пищевых отходов и опилок оплодотворение происходило реже, особенно при пониженной температуре (от +10 до +190С), через 11-15 суток. В исследованиях культивировали молодых и взрослых особей дождевого червя, у которых репродуктивная активность несколько различна (под молодыми особями мы имели в виду тех червей, которые стали половозрелыми от ювенильного возраста через 3 месяца, а под взрослыми – тех, возраст которых больше года.). Выход неполовозрелых особей у популяции взрослых червей выше, чем у молодых. При благоприятной температуре (от +20 до +250С) молодые особи способны выплодить от 1 до 3 экземпляров из одного кокона, а в холодный период - 1, реже - 2 (табл. 2,3). В сравнении с литературными данными это на 70% меньше, чем в самых благоприятных условиях, где выход неполовозрелых особей из одного кокона составляет от 9 до 20 экземпляров. По лабораторным исследованиям А.Ж. Барне (2002), количество зародышей в коконе составляло 2-3 экземпляра, но из каждого кокона чаще вылуплялась одна особь, что подтверждается нашими исследованиями.

Таблица 2

Влияние субстрата на выход коконов у дождевого червя, экз.

Вариант	Кол. опло-дотворения за 1 месяц	4 особи	В месяц	Июль-октябрь	Кол. опло-дотворения за 1 месяц	4 особи	В месяц	Октябрь -май	В год
ВКпп молодые	4	2	8	64	4	2	8	64	96
ВКпп взрослые	4	2	8	96	4	2	8	64	96
ВК ф. молодые	4	2	8	64	4	2	8	64	96
ВК ф. взрослые	4	2	8	96	4	2	8	64	96
ВК о. молодые	4	2	4	32	2	2	2	16	32
ВК о. взрослые	4	2	4	32	3	2	4	32	48
ВК п.о. молодые	4	2	6	32	3	2	6	36	60
ВК п.о. взрослые	4	2	6	64	4	2	6	36	60

Таблица 3

Влияние субстрата на выход неполовозрелых особей

из кокона у дождевого червя, экз.

Вариант	Кол. оплодотворения за 1 месяц	Из 1 кокона	В месяц	Июль-октябрь	Кол. оплодотворения за 1 месяц	Из 1 кокона	В месяц	Октябрь -май	В год от пары особей
ВКпп молодые	4	4	16	64	4	2	8	64	160
ВКпп взрослые	4	6	24	96	4	4	16	128	224
ВК ф. молодые	4	4	16	64	4	2	8	64	128
ВК ф. взрослые	4	6	24	96	4	4	16	128	224
ВК о. молодые	4	2	8	32	2	2	4	32	64
ВК о. взрослые	4	2	8	32	3	2	6	48	80
ВК п.о. молодые	4	2	8	32	3	2	6	48	80
ВК п.о. взрослые	4	4	16	64	4	3	12	96	160

В условиях нашего опыта расчет структуры популяций молодых и взрослых особей в субстрате из опилок и фекалий показал, что выход молоди ниже, чем в остальных исследуемых субстратах. Вероятно, это связано с малой скоростью эмбрионального и постэмбрионального развития. В субстрате из птичьего помета и фекалий у молодых и взрослых особей выход коконов и молоди был выше. Это свидетельствует об оптимальности условий в данном субстрате.

В варианте с использованием птичьего помета (табл. 4) выход вермикомпоста к субстрату составил 98%. На втором месте по выходу вермикомпоста к субстрату стоит вермикомпост, полученный из фекалий, - 96%. Фекалии содержат меньшее количество питательных элементов в сравнении с птичьим пометом, червю же для полноценного питания необходимы сахара, белки, углеводы и другие питательные элементы. В варианте с использованием пищевых отходов развился плесневой гриб, что отрицательно повлияло на пищевую активность червей, с этим связан низкий выход вермикомпоста к субстрату -91 %. Выход вермикомпоста в варианте с использованием опилок составил всего 78%, что значительно ниже остальных вариантов.

Таблица 4

Влияние субстрата на получение вермикомпоста

Варианты	Продолжительность ротации, (сутки)	Переработано, г				Получено вермикомпоста, г	Отход после просеивания вермикомпоста, г	Выход вермикомпоста, %
		структурообразователь (почва)	субстрат	мергель	общая масса
ВК птичий помет	90	200	100	10	310	302	5	98
ВК фекалий	90	200	100	10	310	299	10	96
ВК опилки	90	200	100	10	310	273	37	78
ВК пищевые отходы	90	200	100	10	310	290	16	91

Для получения большей биомассы дождевого червя можно использовать субстрат из пищевых отходов, но этот вид отходов подвержен развитию плесневых грибов, что влияет на выход вермикомпоста. Поэтому пищевые отходы, фекалии и опилки необходимо смешивать с другими отходами.

Таким образом, оптимальные условия в субстрате из птичьего помета значительно влияют на пищевую и репродуктивную активность, а также получение большей биомассы Eisenia foetida и вермикомпоста.

Влияние температурного режима на выход неполовозрелых особей Eisenia foetida

Температурный режим повлиял на репродуктивную активность Eisenia foetida (рис. 1). Культивирование при температуре +100С показало наибольший выход неполовозрелых особей у взрослых червей в вариантах с использованием пищевых отходов и птичьего помета. В вариантах с использованием опилок и фекалий выхода молоди не наблюдалось. При температуре от +10 до +160С выход неполовозрелой особи был не во всех коконах, значительно ниже их выход наблюдался у молодых особей в варианте с использованием опилок и фекалий. При повышении температуры до +180С обнаружен выход молоди во всех коконах, но в варианте с использованием опилок наблюдался выход только по одной неполовозрелой особи из кокона, что снижает скорость вермикомпостирования. В остальных вариантах выход неполовозрелых особей из одного кокона составлял 2 экземпляра. При оптимальной температуре (от +20 до +250С) в варианте с использованием птичьего помета и пищевых отходов выход молоди из одного кокона составлял 3 экземпляра. Экологический оптимум дождевых червей составляет от +20 до +250С. При пониженных температурах (от+10 до +150С), вероятно, не происходит оплодотворения яйца или развития зародыша у большей доли коконов, что значительно замедляет процесс вермикомпостирования.

Рис. 1. Влияние температуры на выход неполовозрелых особей из коконов у Eisenia foetida.

Для активного размножения червей необходимо создавать температурный режим от +20 до +250С. При необходимости можно сохранить вермипопуляцию, можно снизить температуру до +100С.

Межвидовые взаимоотношения при культивировании дождевого червя.

За счет вертикальной дифференциации насекомых и дождевых червей в вермикультуре создался тип взаимоотношений – алломикробиотопия.

На культивирование Eisenia foetida и выход вермикомпоста влияние оказывают алломикробиотопические взаимоотношения с комнатной мухой (Musca domestica), мясной синей мухой (Calliphora vicina), мясной зеленой мухой (Lucilia sericata), прусаком (Blattida Сermanica), мокрицей (Porcello. sр.). При вермикультивировании выявлены паразиты Eisenia foetida - личинки ежемухи (Tachina radis) и проведен учет численности личинок и пораженных ими червей в испытуемых субстратах (табл. 5).

Таблица 5

Учет личинок ежемухи Tachina radis и пораженных ими

дождевых червей в различных субстратах, экз.

Варианты	Май		Июнь		Июль
	Лич., экз	Пораж-х. червей, экз	Лич., экз	Пораж-х. червей, экз	Лич., экз	Пораж-х. червей, экз
ВКпп	1	-	-	-	-	-
ВКф	2	1	-	-	-	-
ВКо	-	-	-	-	-	-
ВК п.о.	15	7	9	4	3	2

В ходе опыта выяснилось, что при благоприятной температуре для развития Tachina radis ее личинки появились в вермикомпосте, который получали из пищевых отходов (вермикомпост не защищали тканевым укрытием). Большее количество было обнаружено в мае - в среднем 15 экземпляров, 7 из них паразитировали на дождевых червях, в варианте с использованием фекалий было обнаружено 2 экземпляра и одна личинка паразитировала на дождевом черве, а в варианте с использованием птичьего помета обнаружена всего одна личинка. В июне число личинок снизилось почти в два раза в вариантах с использованием пищевых отходов, а в июле - еще в два раза. В вермикомпосте с использованием опилок личинок Tachina radis не обнаружено, так как опилки не являются пищей паразита.

Таким образом, среди испытуемых субстратов пищевые отходы являются наиболее предпочтительными для личинок Tachina radis.

Методика ускоренного отделения червей от вермикомпоста.

Наибольшая эффективность в первоначальных исследованиях была обнаружена в варианте с использованием птичьего помета, что предопределило его дальнейшее использование.

Для получения вермикомпоста в опыте использовали смесь органических отходов - птичий помет в смеси с опилками, мергелем (яичная скорлупа) и картоном в соотношении 60:35:1:4. Срок хранения птичьего помета - от 3 до 6 месяцев. Вермикомпостирование осуществляли в 6 стадий, после чего вермикомпост сортировали на три фракции: 1- сверхмелкую (< 0,25 мм), 2 – мелкую (1-0,25 мм), 3 – зернистую (> 3 мм) и отходы после просеивания.

Поскольку отделение червей от полученного вермикомпоста – это длительный и трудоемкий процесс, нами была разработана методика ускоренного отделения червей с помощью подачи определенного количества тепла со дна емкости в слой вермикомпоста. Минимальный срок отделения вермикомпоста, полученного из птичьего помета плотностью р =1,05г/см3, влажностью 70% и начальной температурой в слое +20оС, по данным наших исследований, составил 40 минут (рис. 2). При данном способе отделения отпадает необходимость подбирать наиболее привлекательную пищу, как это используется при традиционном отделении червей от вермикомпоста. В ускоренном варианте достигается практически полное отделение червей от субстрата - до 99%.

Рис. 2. Динамика прогревания вермикомпоста за 40 минут.

1 – дно, глубина слоя; от поверхности 0,1 м; 2 – слой 0,06-0,07 м; 3 – слой 0,03-0,04 м; 4 – слой 0,01-0,02 м; 5 – слой 0,01-0,005 м; 6 – поверхность слоя.

Таким образом, значительно сокращаются сроки выгонки особей из вермикомпоста - от нескольких суток до нескольких часов, что значительно увеличивает скорость получения вермикомпоста.

Агрохимические свойства вермикомпостов

Полученный вермикомпост представляет собой агрегаты размером от 0,25 до 5 мм, с хорошей водопрочностью. Агрохимические показатели вермикомпостов, полученных в лабораторных условиях, приведены в табл. 6.

Таблица 6

Агрохимические показатели вермикомпостов,

полученных в лабораторных условиях

Вермикомпост	Гумус, %	Азот общий, %	рН водн.	Поглощенные основания мг- экв/100г вермикомпоста			Р2О5 подвижный	Обменный К2О
				Са2+	Мg2+	Сумма Са2+ +Мg2+	Мг-.экв/100 г
ВКп.п.	14,99	0,74	7.0	30,12	15,01	45,13	18,09	17,5
ВКф.	12,89	0,65	7,1	25,83	12,62	38,45	18,7	17,1
ВКоп.	11,13	0,59	7,0	25,11	11,70	36,81	17,1	15,9
ВКпищ.отх.	11,01	0,53	7,1	24,89	11,52	36,41	17,9	27,7

В целом содержание элементов соответствует требованиям международного стандарта, но в то же время отличается варьированием в зависимости от исходного субстрата. Так, вермикомпост из птичьего помета (ВКпп) имеет лучшие агрохимические показатели в сравнении с таковыми на основе пищевых отходов (ВКп.о.), фекалий (ВКф) и опилок (ВКо).

Следует отметить, что вермикомпост, полученный в производственных условиях, по агрохимическим показателям отличается от лабораторного, поскольку там не используется структурообразователь, снижающий содержание органического вещества, элементов питания.

Вермикомпост из птичьего помета, полученный в производственных условиях, был разделен на следующие фракции: мельчайшая (<0,25мм); мелкая (0,25-1 мм); средняя (1-3 мм) и отходы после просеивания (>3 мм). Для сравнения был взят непросеянный вермикомпост.

Лучшей по агрохимическим показателям из представленных вариантов является фракция 1-3 мм, то есть средняя, худшей - мельчайшая. Так, содержание гумуса в них равно соответственно 27,42 и 12,89%, общего азота - 1,48 и 0,68%. По наличию обменного калия и подвижного фосфора лучшим оказался непросеянный вермикомпост, в котором содержание кальция и магния больше, чем в остальных вариантах. Исходя из полученных нами результатов лучше использовать фракцию 1-3 мм или непросеянный вермикомпост. Органическое вещество вермикомпоста представлено преимущественно гуминовыми кислотами, соотношение Сгк:Сфк составляет 1,41-1,45, тогда как в исходном птичьем помете – 0,18. Полученные данные свидетельствуют, что в результате переработки птичьего помета дождевыми червями формируются вермикомпосты, резко отличающиеся по показателям гумусного состояния от исходного продукта. Варьирование этих показателей свидетельствует о необходимости аттестации каждой выпускаемой партии вермикомпостов по показателям гумусного состояния, предлагаемой потребителю в качестве удобрения (Орлов, Бирюкова, 1996).

Таким образом, исследования некоторых свойств вермикомпостов позволили дать им следующую агроэкологическую оценку: не имеют характерного зловонного запаха навоза и птичьего помета; в высушенном виде имеют отличную структуру с содержанием структурных агрегатов размером от 0,25 до 10 мм (более 90%); агрегаты биогумуса обладают повышенной устойчивостью к размыву водой, содержание органического вещества в нем колеблется в пределах 11-27% при высоком содержании азота; имеют повышенное содержание кальция, обменного калия и подвижных соединений фосфора и серы.

Глава 4. Оценка влияния вермикомпоста

и Байкал ЭМ-1 препарата как биостимуляторов проростков культурных растений

В результате проведенных исследований установлено, что водная вытяжка из вермикомпоста оказала положительное действие на всхожесть, энергию и дружность прорастания семян во всех вариантах, кроме варианта с внесением водной вытяжки из вермикомпоста без разведения, который ингибировал всхожесть и энергию прорастания семян. Байкал ЭМ-1 препарат также оказал стимулирующее действие на всхожесть, энергию и дружность прорастания семян во всех вариантах.

Выявлены общие закономерности повышения исследуемых качественных показателей проростков при внесении водной вытяжки из вермикомпостов без разведения и со всеми разведениями, тогда как при внесении Байкал ЭМ-1 препарата качество проростков повышается не во всех вариантах и даже снижается в зависимости от разведения и культуры. Большее снижение качества проростков при использовании Байкал ЭМ-1 препарата обнаружено у культуры кресс-салат.

Опыт по влиянию водной вытяжки из вермикомпоста и Байкал ЭМ-1 препарата на рост, развитие, урожайность и качество кресс-салата и укропа был заложен в открытом грунте на микроделянках. Учитывая динамику появления всходов, энергию и дружность прорастания, выявлено, что энергия и дружность имеют высокий процент во всех вариантах при выращивании испытуемых культур. Но на всхожесть пшеницы отрицательно повлияли следующие варианты: водная вытяжка из вермикомпоста без разведения; Байкал ЭМ-1 препарат с разведением 1:2000. На всхожесть кресс-салата отрицательно повлияли внесение Байкал ЭМ -1 препарата в разведениях 1:100 и 1:2000, то есть наименьшее и наибольшее разведения.

Байкал ЭМ-1 препарат в целом оказал положительное влияние на урожайность кресс-салата и укропа, причем в наибольшей степени это выражено в разведении 1:500. Большее влияние на урожайность кресс-салата и укропа оказал вермикомпост в разведении 2:1; 1:1 и без разведения (рис. 3).

Рис. 3. Влияние биопрепаратов на урожайность проростков укропа и кресс-салата

При изучении влияния биопрепаратов на биохимический состав кресс-салата установлено, что Байкал ЭМ-1 препарат снижает содержание золы, особенно в разведениях 1:1000 и 1:2000. В то же время эти разведения снизили содержание клетчатки, повысив тем самым качество зеленных культур. Отмечено повышение содержания сахаров и витамина С, также как и в вермикомпосте во всех разведениях (табл. 8). Анализ химического состава листьев салата показал, что Байкал ЭМ-1 препарат увеличивает содержание сахаров, витамина С, снижает или не влияет на количество нитратов, что согласуется с литературными данными (Наплекова, 2002).

Таблица 8

Влияние биопрепаратов на биохимический состав

проростков кресс-салата

Варианты	Зола, %	Клетчатка, %	Сахар, %	Витамин С, мг/100г	NО3, мг/100г
Контроль (вода)	17,54	12,11	3,99	46,1	308
Байкал ЭМ 1:100	18,17	12,23	3,64	63,71	305
Байкал ЭМ 1:250	18,26	12,39	3,70	64,38	301
Байкал ЭМ 1:500	17,71	12,26	4,57	66,27	280
Байкал ЭМ 1:1000	17,12	12,19	3,92	68,74	281
Байкал ЭМ 1:2000	17,24	12,52	3,42	56,24	306
Водн.выт.ВКпп 100%	17,81	11,91	4,91	78,91	241
Водн.выт.ВКпп 2:1	17,76	11,96	4,82	77,82	243
Водн.выт.ВКпп 1:1	17,71	12,00	4,79	74,12	248
Водн.выт.ВКпп 1:2	17,68	12,03	4,63	70,64	250
Водн.выт.ВКпп 1:5	17,65	12,05	4,57	65,64	264
Водн.выт.ВКпп 1:10	17,59	12,09	4,48	53,36	299
НСР	0,27	0,07	0,58	5,74	3,73

Таблица 9

Влияние биопрепаратов на содержание общего азота

и зольных элементов в проростках кресс-салата

Варианты	Общий азот, %	Зольные элементы, %
		Р2О5	К2О	СаО	МgО
Контроль (вода)	4,06	1,36	4,77	1,31	0,59
Байкал ЭМ 1:100	3,90	1,30	4,79	1,56	0,50
Байкал ЭМ 1:250	3,95	1,37	4,88	1,68	0,57
Байкал ЭМ 1:500	4,03	1,24	3,93	1,86	0,54
Байкал ЭМ 1:1000	4,39	1,49	4,16	1,93	0,38
Байкал ЭМ 1:2000	4,43	1,53	4,37	2,03	0,47
Водн.выт.ВКпп 100%	4,48	1,57	4,87	1,73	0,85
Водн.выт.ВКпп 2:1	4,45	1,54	4,85	1,71	0,80
Водн.выт.ВКпп 1:1	4,43	1,53	4,83	1,65	0,77
Водн.выт.ВКпп 1:2	4,38	1,51	4,80	1,53	0,71
Водн.выт.ВКпп 1:5	4,30	1,49	4,79	1,44	0,69
Водн.выт.ВКпп 1:10	4,15	1,38	4,77	1,35	0,62
НСР	1,33	0,24	0,72	0,94	0,87

В наших исследованиях с увеличением концентрации водной вытяжки из вермикомпоста происходило снижение содержания нитратов. Так, в варианте с внесением водной вытяжки из вермикомпоста без разведения содержание нитратов в растениях ниже, чем в остальных вариантах, и составляет 75% относительно контроля. Байкал ЭМ-1 препарат во всех вариантах привел к снижению содержания нитратов (табл. 9).

Содержание зольных элементов повысила водная вытяжка из вермикомпоста во всех разведениях, а Байкал ЭМ–1 препарат во всех разведениях только снизил их содержание (табл.9). Содержание нитратов под влиянием Байкал ЭМ-1 препарата не увеличивается, но и снижается незначительно. Поэтому вермикомпост можно использовать при выращивании любой продукции, а Байкал ЭМ-1 препарат лучше использовать при выращивании тех культур, где не придается большого значения их качественному составу.

Глава 5. Влияние различных фракций вермикомпоста

на рост, развитие, урожайность и качество проростков

Полученный вермикомпост предпочтительнее разделить на фракции для дальнейшего его использования при внесении под сельскохозяйственные культуры, а также для его реализации (Городний, Повхан, 1990). Опыт по влиянию различных фракций вермикомпоста, полученного в производственных условиях, на рост, развитие, урожайность и качество проростков показал, что по урожайности проростков (рис. 4) выявлена определенная закономерность.

Рис. 4. Влияние различных фракций вермикомпоста на урожайность проростков кресс-салата и пшеницы сорта «Селенга»

Так, наибольшая урожайность кресс-салата и пшеницы по отношению к контролю была получена при использовании отходов после просеивания вермикомпоста - соответственно 125 и 119 %. При этом норма внесения биоудобрения остается неизменной. Наименьшая урожайность обнаружена при внесении мелкой фракции (1-3 мм), соответственно 102 и 113% по отношению к контролю. В то же время урожайность кресс-салата по сравнению с урожайностью пшеницы имеет меньший разброс значений относительно контроля.

Влияние различных фракций вермикомпоста на размеры потребления питательных веществ (табл. 11) выразилось в тенденции увеличения таких показателей, как общий азот и зольные элементы, от контроля к шестому варианту, то есть отходы после просеивания, но при этом значительно снижаются качественные показатели содержания сахара и аскорбиновой кислоты (табл. 10).

Таблица 10

Влияние различных фракций вермикомпоста

на биохимический состав проростков пшеницы

Варианты	Сухое вещество, %	Зола, %	Клетчатка, %	Сахар, %	Витамин С, мг/100 г
	Средняя	Средняя	Средняя	Средняя	Средняя
Контроль	8,70	15,23	29,22	6,54	73,60
Мельчайшая	8,83	15,52	20,04	6,98	85,67
Мелкая	9,73	6,76	20,10	6,88	81,99
Средняя	9,80	16,40	20,18	6,75	81,70
Непросеянный	8,93	15,56	25,20	6,82	81,29
Отходы просеивания	10,44	15,84	23,68	6,60	81,00
НСР05	0,23	0,67	0,50	0,50	0,63

Высокое содержание сахара и витамина С получено при внесении мельчайшей фракции (менее 0,25 мм). Значительно уменьшается содержание клетчатки при применении отходов после просеивания по сравнению с контролем, что повышает качество проростков.

Таблица 11

Влияние различных фракций вермикомпоста

на содержание питательных веществ в проростках пшеницы

Варианты	Средняя по варианту, %
	Общ.N	К2О	Р205	СаО	МgО
Контроль	4,21	5,39	1,92	1,10	0,20
Мельчайшая	4,94	5,50	2,28	1,33	0,20
Мелкая	4,88	6,27	2,98	1,39	0,24
Средняя	4,73	5,51	2,60	1,29	0,20
Непросеянный	4,57	5,85	2,80	1,39	0,51
Отходы просеивания	4,68	6,15	2,67	0,81	0,23
НСР05	0,39	0,48	0,10	0,31	0,27

При исследовании фракций вермикомпоста на рост и развитие больший эффект оказал непросеянный вермикомпост и отходы после просеивания вермикомпоста. При исследовании фракций вермикомпоста на качественные показатели больший эффект был получен при внесении средней фракции.

Выводы

1. Температурный экологический оптимум для активного размножения и роста популяции Eisenia foetida в субстратах из птичьего помета и пищевых отходов составляет от +16 до +250С, а в субстратах из фекалий – от +20 до +250 С.

2. Биомасса дождевого червя Eisenia foetida увеличивается на 45% при использовании субстрата из пищевых отходов, но при этом отмечается явление паразитизма, приводящее к снижению численности популяции.

3. Наиболее эффективным для роста и развития популяции Eisenia foetida является вермикомпост, полученный из птичьего помета.

4. Оптимальные условия для выгонки дождевого червя Eisenia foetida из вермикомпоста (выход червей -98%) за 40 минут создается при температуре +1000С со дна вермикомпоста и плотности субстрата =1,05г/см3.

5. Водная вытяжка из вермикомпоста, а также вермикомпост без предварительного просеивания и средняя фракция оказывают стимулирующее влияние на развитие и качественные показатели проростков культурных растений, тогда как Байкал ЭМ-1 препарат в большинстве случаев оказывает отрицательное влияние.

Список публикаций по теме диссертации

1. Гумпылова (Дондокова) Д.Б. Использование биоудобрений в сельскохозяйственном производстве Сибири: материалы междунар. науч. школы-конф. студентов и молодых ученых // Экология Южной Сибири и сопредельных территорий. - Абакан, 2002. - С. 110-112.

2. Гумпылова Д.Б. Новая ускоренная технология выделения червей из биогумуса: материалы науч.-практ. конф., посвящ. 70-летию академии // Высшее сельскохозяйственное образование, аграрная наука и техника – развитию АПК Байкальского региона. - Улан-Удэ, 2002.- С. 138-140.

3. Корсунова Т.М., Жигжитова И.А., Алтаев А.А., Гумпылова Д.Б. Влияние внесенных в почву вермикомпостов на урожайность и качество зеленных культур: материалы науч.-практ. конф., посвящ. 70-летию академии // Высшее сельскохозяйственное образование, аграрная наука и техника – развитию АПК Байкальского региона. - Улан-Удэ, 2002. - С.147-150.

4. Гумпылова Д.Б., Корсунова Т.М. Ускоренная технология выделения червей из биогумуса: материалы I Междунар. конф. // Дождевые черви и плодородие почв. – Владимир, 2002. - С. 57-59.

5. Гумпылова Д.Б., Корсунова Т.М. Технология переработки сельскохозяйственных отходов для получения биоудобрений: материалы всерос. науч.-практ. конф. // Экологическая безопасность сохранения окружающей среды и устойчивое развитие регионов Сибири и Забайкалья. - Улан-Удэ, 2002. - С. 130-133.

6. Корсунова Т.М., Гумпылова Д.Б. Влияние различных фракций вермикомпостов на рост, развитие, урожайность и качество проростков: материалы междунар. науч.-практ. конф. // Устойчивое землепользование в экстремальных условиях. - Улан-Удэ, 2003. – С. 95-101.

7. Корсунова Т.М., Гумпылова Д.Б. Влияние биопрепаратов на рост, развитие, урожайность и качество кресс-салата: материалы науч.-практ. конф. - Улан-Удэ, 2004. – С.262-265.

8. Гумпылова Д.Б., Астраханцева О.Л., Будаева Л.Б., Нимаева О.Д., Цыренова Э.Б. Влияние Байкал ЭМ-1 препарата и водной вытяжки из вермикомпоста на рост, урожайность и качество проростков пшеницы: материалы всерос. конф. молодых ученых // Современные тенденции развития АПК. – Красноярск, 2004. – С.121-122

9. Гумпылова Д.Б., Астраханцева О.Л., Будаева Л.Б., Нимаева О.Б., Цыренова Э.Б., Определение токсичности Байкал ЭМ–1 препарата: материалы всерос. конф. молодых ученых // Современные тенденции развития АПК. - Красноярск, 2004. – С. 122-124

10. Дондокова Д.Б., Корсунова Т.М., Экология дождевого червя Eisenia foetida и конверсия продуктов его жизнедеятельности (вермикомпоста): материалы III Междунар. конф. – Улан-Удэ,2006. – С.123-125

11. Дондокова Д.Б. Экология дождевого червя Eisenia foetida и применение продуктов его жизнедеятельности - Улан-Удэ, 2006. - 50 с.

12. Дондокова Д.Б. Экологические особенности дождевого червя Eisenia foetida // Вестник БГУ. Сер. 2: Биология. - Улан-Удэ: Изд-во БГУ, 2006. - Вып. 8. – С.192-196.

Подписано в печать 10.11.06. Формат 60 х 84 1/16.

Усл. печ. л. 1,4. Тираж 100. Заказ №

Издательство Бурятского госуниверситета

670000, г. Улан-Удэ, ул. Смолина, 24 а