Обзор китайского способа высокоурожайной вермикультуры

6.1. Точки зрения на теорию вермикультуры

Gaddie и Douglas (1977), Zeng и сотр. (1982), Wang (1983), Brun с сотр. (1987) сообщали и обсуждали некоторые методы вермикультивирования. Но большинство этих данных по вермикультуре были получены главным образом о росте и развитии дождевых червей в естественных условиях обитания, но это позволило Edwards с сотр. (1988) улучшить методы вермикультивирования. Для того, чтобы разработать новые методы вермикультивирования с высоким потенциалом урожайности в искусственных условиях, необходимо было систематически изучить влияние некоторых важных факторов (таких как температура, влажность, значение pH среды, плотность и состав питательных смесей) на рост и размножение дождевых червей. Согласно Sun (1992, 1993) новая теория высокоурожайной вермикультуры может быть основана на идеях, отличающихся от традиционных. Основные точки зрения являются следующими:

· Некоторые оптимальные экологические факторы для роста дождевых червей не являются наилучшими для их размножения. Температура 25 ^О C, влажность 70% и значение pH среды 6, 0 являются наиболее подходящими для продуцирования коконов червей вида E. fetida, а температура 18 ^О C, влажность субстрата 65% при значении pH среды 8, 0-9, 0 наиболее подходят для увеличения массы тела червей. Навозный червь E. fetida может жить в широком диапазоне значений рН среды обитания от 5, 0 до 11, 0. По-видимому, имеется два оптимума значений pH среды – 6, 0 и 9, 0, что указывает на толерантность червей E. fetida как к кислым, так и щелочным условиям окружающей среды.

· В предпочтительной смеси пищевого субстрата черви E. fetida могут проникать до глубины 70 см, но 99, 2% всех червей находятся в слое субстрата до глубины 50 см.

· Это позволяет считать, что черви могут существовать в 50-см слое субстрата. Коконы червей E. fetida обнаруживаются в слое субстрата до глубины 6-20 см. Число коконов возрастает с глубиной субстрата в определенном ряду. Имеется вероятность, что для размножающихся червей возможно их обитание в слое субстрата всего в 15 см.

· Плотность популяции червей для взрослых половозрелых особей должна составлять 10 000 + 1 200 особей/м² для проявления наибольшей репродуктивной активности червей E. fetida.

· Характеристики червей E. fetida являются следующими:

1) Клителлум появляется у червей вида E. fetida, видимо, спустя 60-70 дней после вылупления из кокона. Максимальный индивидуальный вес достигается к 90-100 дням. Плотность популяции червей не зависит от времени начала размножения червей или наращивания биомассы.

2) Индивидуальный вес снижается, но биомасса популяции возрастает при увеличении плотности популяции в определенных диапазонах. Популяция червей достигает максимальной массы при плотности 55 000 особей/м². Как правило, при нормальном управлении концентрация червей, равная 30 000-50 000 особей/м², является оптимльной для высокоурожайной вермикультуры.

3) Так как имеется S-образная форма кривой роста червей, то имеется точка изгиба кривой, находящейся между периодами быстрого роста и медленного роста червей, которую можно использовать для определения оптимального времени сбора урожая, когда клителлум уже сформирован и индивидуальный вес червей составляет 0.38 + 0.02 г при плотности 50 000-55 000 особей/м².

· Оптимальное соотношение червей было следующим:

1) черви E. fetida предпочитают обитать в телячьем навозе. Наилучшим субстратом для червей является смесь навоза с соломой, ферментированная в течение 15 дней;

2) оптимальное соотношение растущих и размножающихся червей происходит в субстрате, состоящем из 70% телячьего навоза и 30% отходов грибного производства или фруктов, по-видимому, из-за их высокой питательности, отсутствия запаха и подходящей структуры данного вида навоза; хорошей аэрации и более рыхлой структуры отходов грибного производства, богатого питательными веществами, а также сладкого вкуса фруктовых отходов, что предпочитают черви.

3) Смесь навоза с отходами грибного производства была более подходящей для размножения червей, в то время как смесь навоза с отходами фруктового производства является более полезной для наращивания биомассы червей.

6.2. Точки зрения на методы вермикультивирования

С 1985 года исследования жизненного цикла, роста и размножения некоторых видов дождевых червей были проведены в природных и искусственных условиях в нашей лаборатории. Мы достигли прогресса в понимании различных экологических факторов для получения высоко урожайной вермикультуры (Sun и сотр., 1992, 1993, 1995). На основании этих данных были разработаны методы для получения высоко урожайной вермикультуры, за последние 5 лет было осуществлено более 10 экспериментов с целью усовершенствования оборудования и технологии. Эти методы разработаны в основном для высоко урожайной вермикультуры, выращиваемой вне помещений в теплое время сезона, а также для холодного периода и для постоянного беспрерывного ежегодного вермикультивирования. Эти методы характеризуются, в основном, следующим образом:

· Система вермикультуры для достижения максимальной биомассы червей в высоком субстратном слое при высокой плотности популяции в аэрируемом туннельном вермиложе отличается от традициооных систем вермикультивирования увеличением высоты субстрата с 20 см до 50 см и плотности популяции червей с 15 000-20 000 особей/м² до 30 000-50 000 особей/м².

· Новая структура вермикультуры состоит из зрелых червей-производителей и ювенильных особей, находящихся в различных слоях вермиложа, черви-производители обеспечивают растущие червеложа коконами и ювенильными особями, а сбор растущих червей производят партиями.

· Оптимальное соотношение червей E. fetida достигается при выращивании их на смеси коровьего навоза с отходами грибоводства или отходами фруктов.

· Сбор урожая производят в период, когда у червей появляется поясок (клителлум). Такая высоко продуктивная вермикультура явилась попыткой решить две проблемы, связанные с низкой продуктивностью и скачкообразным характером продукции червей, это позволило разработать подходящий метод и модель интенсивного наращивания червей в коммерческих целях. Из результатов, полученных в искусственных условиях, производительность сырой биомассы равна 22, 5 кг/м²/год, что позволяет считать червей E. fetida высоко потенциальными для получения максимальной биомассы в популяции.

В предварительных исследованиях и практических опытов с вермикультурой как в лабораторных, так и полевых условиях были заложены основные принципы вермитехнологии - имитация условий жизни природных червей в естественных экологических условиях (Yang, 1980; Wang, 1983), в частности большинство диких дождевых червей обитает в пахотном слое почвы приблизительно в 20 см (Yang, 1980). Как правило, пространство обитания ограничивает развитие популяций с высокими плотностями. В условиях наших экспериментов были определены удовлетворительные экологические потребности для роста и размножения червей вида E. fetida. Наши результаты (Sun, 1993a) показывают, что главными факторами, которые ограничивают рост и размножение червей являются температура, влажность субстрата и объем жизненного пространства.

Вермиложе с подогревающимся субстратом и покрытие пластиковой пленкой делают возможным вермикультивирование в холодное время сезона, снимая ограничения для развития вермикультуры в регионах с холодным климатом. Только при относительно подходящих температурных режимах возможно круглогодично выращивать червей.

Из наших экспериментов оптимальное соотношение червей получается на смеси коровьего навоза с отходами грибоводства или отходами фруктов, это позволяет выращивать червей E. fetida в больших масштабах.

Высокий слой субстрата с высокой плотностью популяции червей является основой для успешного выращивания как крупных по весу червей, так и увеличения биомассы червей в целом. Противоречие между плотностью популяции червей и объемом пространства для их обитания было ключевым моментом для создания высоко продуктивной вермикультуры. Ключевые моменты высоко продуктивной вермикультуры являются следующие:

· Зрелые черви-производители и ювенильные черви растущей вермикультуры должны культивироваться в различных слоях вермиложа и управляться различными способами в соответствии с их различными экологическими потребностями роста и размножения. Черви-производители обеспечивают зону с растущими червями только червями-ювенилами. Сбор червей в качестве корма для животных производят из зоны с растущими червями. Из результатов опытов можно было заключить, что применение новой технологии выращивания червей позволяет достичь высокой скорости репродукции и получать молодых червей с одинаковым весом.

· Дождевых червей выращивают в течение оптимального периода до определенного веса червей E. fetida, что позволяет иметь высокоэффективную вермикультуру с высокой плотностью популяции. За короткий период культивирования достигается сверх высокая плотность популяции червей в вермиложе и это делает производство высокодоходным.

· С помощью обновления червей-производителей и периодической ротации между популяциями «старые черви» в вермиложе или «три поколения» в том же самом вермиложе, которые обычно вызывают естественное уменьшение жизненности червей было предотвращено.

В последние годы как дождевые черви, так и вермикомпост широко используются в сельском хозяйстве и для защиты окружающей среды. Разработаны новые технологии вермикомпостирования в разных странах мира (Sampedro, 1998; Eastman, 2000; Edwards, 2000; Appelhof; 2000).

С помощью вермикультуры отходы растительного и животного происхождения могут быть превращены в животный белок, который можно использовать в качестве кормовой добавки для животных, и вермикомпост, который можно применять для улучшения почв. Мука из дождевых червей может быть хорошим заменителем рыбной муки (Sabine, 1978) и потенциальным источником белка для человека (Sun et al, 1997). Согласно нашим исследованиям 2, 25 кг сырого белка/м² площади субстрата (10% сырого протеина на живой вес) может быть продуцировано в год – это во много раз больше, чем урожай любых культур с аналогичной площади и, кроме того, вермикультура не требует плодородных земель. Таким образом, можно заключить, что вермикультура как технология выгодна и технологически, и экономически. Вермикомпосты содержат в себе 3, 43% гумуса, 0, 184% общего азота, 0, 248% общего фосфора и 29, 93% органического вещества. Его можно использовать как органическое удобрение для сельскохозяйственных культур, для овощеводства и цветоводства с прекрасными результатами (Sun et al, 1997).