Вермикультивирование и его применение

Вермикультивирование – процесс переработки органических отходов с использованием дождевых червей и получение биогумуса. Примеры использования вермикультивирования и вермикомпостирования в экологии. Воспроизведение полноценного белка для животноводства.

Рубрика Сельское, лесное хозяйство и землепользование
Вид реферат
Язык русский
Дата добавления 10.11.2014
Размер файла 25,9 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Понятие вермикультивирования

2. Область применения вермикультивирования

3. Понятие вермикомпостирования

4. Область применения вермикомпостирования

Заключение

Список используемой литературы

Введение

Вермикультивирование - процесс переработки органических отходов с использованием дождевых червей и получение биогумуса.

Вермикультивирование принадлежит английскому врачу Баррету. В 1936 году на собственной ферме он занимался разведением червей с целью повышения доходности своего хозяйства. Он понимал необходимость полной утилизации органических отходов. Червей Баррет выращивал в деревянных ящиках. Продуктивность червей была высокой. Первые хозяйства по культивированию червей на отходах были созданы в конце 40-х годов в США. Выращенных червей использовали как наживку для рыбной ловли, как корм для рыб, комнатных животных и животных в зоопарках. Позднее многие хозяйства перешли на товарное производство биомассы червей. В нашей стране промышленным разведением червей на основе использования органических отходов для производства биогумуса стали заниматься в 80-х годах [1].

Вермикомпостирование - это процесс переработки органических отходов при участии дождевых или компостных червей. Продукт этого процесса называют вермикомпостом, червекомпостом, копролитом или биогумусом.

Дождевые черви миллионы лет очищают нашу планету от органических отходов, превращая их в органические удобрения, существенно влияющие на рост и развитие растений, в том числе на будущий урожай сельскохозяйственных предприятий. Черви делают процесс преобразования органического материала более интенсивным, также происходит активная минерализация органического вещества. Высвобождаются такие биологически активные вещества, как фосфор и калий. Компостирование с помощью дождевых червей приводит к образованию особой структуры почвы. Компост содержит питательные вещества в форме, наиболее благоприятной для питания растений. Кроме того, его можно вносить в любой дозе.

На территории бывшего Советского Союза вермикомпостирование начало активно развиваться с конца 80-х годов 20 века. В зависимости от климатических особенностей существует большое количество различных технологий вермикомпостирования [2].

Цель работы: раскрыть понятия вермикультивирование и вермикомпостирование, а так же их значение в экологии.

Поставленная цель предполагает выполнение следующих задач:

- дать определения вермикультивированию и вермикомпостированию;

- выявить область применения вермикультивирования и вермикомпостирования;

- привести примеры использования вермикультивирования и вермикомпостирования в экологии.

1. Понятие вермикультивирования

Вермикультивирование - искусственное разведение червей, одно из перспективных направлений в сельскохозяйственной практике всего мира. В качестве источников корма для червей используют различные органические материалы: навоз, бытовые отходы, растительные остатки, осадок сточных вод и др.

Длительное время дождевые черви привлекают внимание исследователей и специалистов-практиков в связи с возможностью их разведения на органических отходах для получения компоста или гумуса.

Питаясь, черви быстро размножаются и способствуют превращению отходов в компост. При этом в сравнении с компостом, получаемым традиционными методами вермикомпост характеризуется гомогенностью и высокой водоудерживающей способностью. Также здесь отмечается сбалансированное соотношение основных макроэлементов, что позволяет сократить применение минеральных удобрений, а также в конечном итоге решить проблему утилизации бытовых и прочих органических отходов.

Первоначально вермикультивирование было разработано в США и распространилось впоследствии по многим регионам мира. Из европейских стран широкое распространение это направление получило в Италии, есть масштабные коммерческие хозяйства во Франции, Германии, Голландии, Великобритании, Польше, Венгрии, во многих азиатских странах, а также в Южной Америке и Австралии [1].

В странах СНГ работы по разведению червей ведутся в России (Владимир), Киргизии (Бишкек), Беларуси (Гомель, Минск, Добруш), на Украине (Ивано-Франковск).

Из большого количества видов дождевых червей для вермикультуры пригодны только те, которые приспособились к жизни в компостах. Одним из таких видов является Eisenia foetida.

Вермикультивирование нельзя считать простым, не требующим особых знаний и опыта методом, а также панацеей от всех экологических бед в земледелии. Во-первых, вермикультивирование - трудоемкий процесс; во-вторых, из-за объемов и стоимости получаемого вермикомпоста ограничивается возможность его внесения на больших территориях. Вермикомпост наиболее эффективен в условиях закрытого грунта и прежде всего его необходимо использовать при выращивании ценных лекарственных и редких растений, при озеленении открытых и закрытых площадей и помещений, а компостных червей - для переработки экологически загрязненных отходов коммунального хозяйства [2].

Характерной чертой вермикультивирования является возможность переработки червями достаточно широкого спектра органических отходов: навоз всех видов животных, птичий помет, осадки сточных вод, бытовые отходы, отходы сельскохозяйственных и перерабатывающих производств. Появились способы производства биогумуса (вермикультивирования), включающие приготовление субстрата путем смешивания компонентов: свекловичного жома, дефеката, земли и наполнителей.

Вермикультивирование является мощным источником воспроизводимого полноценного белка для животноводства, что объясняется, с одной стороны, богатым аминокислотным составом, с другой стороны, пролонгированным действием биостимуляторов вермикультуры, которые улучшают обменные процессы и укрепляют иммунную систему, что повышает сохранность и эффективность использования кормов. Применение этих кормов позволяет повысить живую массу, в частности птицы, на 40 % по сравнению с контролем и увеличить сохранность птицы на 10 %, что объясняется не только улучшением протеиновой части рациона, но и активности пищеварительных ферментов. Одна тонна органической пищи при переработке ее червями дает кроме 600 кг гумусного удобрения и 100 кг биомассы червей, которая отличается высокой питательной ценностью. Тело червя содержит аминокислоты, в том числе особенно важные - лизин и метионин. В состав биомассы входят многочисленные ферменты, витамины группы В, биотин, никотиновую, фолиевую и пантотеновую кислоты, микроэлементы, а также ряд физиологически активных соединений. Черви содержат до 70 % белка, содержащего 18 аминокислот, в том числе 8 незаменимых, до 8-11 % жира, до 5-20 % углеводов.

2. Область применения вермикультивирования

Метод вермикультивирования с успехом можно применять на приусадебных и школьных участках. Для этого используют различные отходы: навоз, бытовой мусор, обрезанные ветки деревьев, растительные и кухонные отходы, макулатура, стружки, опилки нехвойных пород. Полученный биогумус может применяться в сельском хозяйстве, как удобрение, как биостимулятор для роста и развития растений. Внесение биогумуса в почву увеличивает численность агрономически-полезных групп микроорганизмов [3]. вермикультивирование биогумус экология

Другая цель культивирования - переработка червями сельскохозяйственных и промышленных отходов в компост. Это направление разведения дождевых червей очень актуально. В настоящее время задача поддержания и повышения почвенного плодородия решается в основном путем внесения органических удобрений. Однако внесение навоза не всегда благополучно для почвы, поскольку при этом часто происходят нарушения активности многих видов беспозвоночных животных почвообразователей. Как показали исследования, более целесообразно внесение спелого компоста, образованного деятельностью животных, в том числе дождевых червей.

Вермикультивирование с успехом могут внедрить у себя на приусадебном участке сельские жители, садоводы и огородники-любители. Ведь в их арсенале обширная сырьевая база для такого дела каквермикультивирование: навоз, бытовой мусор, обрезанные ветки деревьев, трава, растительные и кухонные отходы и др.

Благодаря биологической активности и питательной ценности биогумус ускоряет прорастание семян, повышает стойкость растений к болезням, интенсифицирует рост и развитие культур, которые выращиваются на нем, ускоряет дозревание урожая.

Технология вермикультивирования является безотходной. Возможности и перспективы этой современной биотехнологии могут сыграть ключевую роль в трех важнейших областях жизнедеятельности человека: экологической, сельскохозяйственной и здравоохранительной [3].

Во-первых, решаются некоторые экологические проблемы - утилизация и рециклинг органических отходов различных производств, при одновременном освобождении территорий от завалов такими отходами.

Во-вторых, производство высокогумусных органических удобрений и гуминовых препаратов и их использование в сельском хозяйстве поможет перейти на органическое земледелие, а также решить ряд проблем в биотехнологии, растениеводстве, животноводстве, пушном звероводстве и рыбоводстве. Органические удобрения могут найти самое широкое применение не только как биостимуляторы роста и развития растений, но и как адаптогены, а также как средства защиты растений от фитозаболеваний и насекомых-вредителей, как средства снятия почвоутомления и повышения плодородия почв, как иммунопротекторы в ветеринарии и как биологически активные добавки к кормовым смесям.

В-третьих, препараты биологически активных веществ из тканей дождевых червей должны масштабно производиться в нашей стране из этого возобновляемого ресурса животного происхождения и успешно применяться в медицине и косметике на благо человека.

3. Понятие вермикомпостирования

Вермикомпостирование (от латинского vermiculus - червяк) или переработка почвы с помощью червей - это один из самых современных и экологических способов переработки органических отходов, известных в мире с получением высококачественного удобрения.

За рубежом и в нашей стране используются различные способы вермикомпостирования отходов.

При биокомпостировании органического мусора, промышленных или сельскохозяйственных отходов предусматривается получение двух видов продукции: биогумуса - органического удобрения с высоким содержанием гумуса и биомассы самих червей.

В основе процесса вермикомпостирования лежит биологическая особенность червей заглатывать кусочки органического вещества, трансформировать в кишечной полости до гуматов и выделять в виде небольших комочков продолговатой формы (копролитов). Органическое сырье, заселенное червями, в течение 1 - 2 дней теряет неприятный запах, а через 4-6 недель превращается в органическое удобрение, свойства и качество которого зависят от вида компостируемого материала. Короткий срок компостирования объясняется тем, что сырье перерабатывается одновременно тремя группами организмов: червями, простейшими и микроорганизмами. При этом создаются условия, которые способствуют подавлению патогенной микрофлоры. Коэффициент гумификации при традиционной переработке органического сырья обычно не превышает 10 %, а в сырье, заселенном червями, он увеличивается в 1,5 - 2,5 раза [4].

Вермикомпостированием достигается не только трансформация навоза (помета) животных и/или подстилки, соломы, опада листьев и др. в органическое удобрение (биогумус), но и получение сырья в виде массы червей для производства кормовой добавки.

Посредством способов вермикомпостирования в агробиоценозах обеспечивается частичная реконструкция круговорота веществ, характерного для естественных природных условий. В результате конверсии отходов сельского хозяйства популяциями червей, являющихся консументами первого порядка, удается создать устойчивые агробиоценозы в состоянии динамического равновесия.

Технология вермикомпостирования основана на том, что черви в процессе жизнедеятельности заглатывают органические остатки, измельчают их в кишечнике, химически трансформируют и выбрасывают наружу, тем самым увеличивая площадь их контакта с микроорганизмами-деструкторами, участвующими в разложении отходов, и улучшают условия для их жизнедеятельности [1].

Черви делают процесс преобразования органического материала более интенсивным, также происходит активная минерализация органического вещества. Высвобождаются такие биологически активные вещества, как фосфор и калий. Компостирование с помощью дождевых червей приводит к образованию особой структуры почвы. Компост содержит питательные вещества в форме, наиболее благоприятной для питания растений. Кроме того, его можно вносить в любой дозе.

Во всем мире компостирование отходов ТБО (твердые бытовые отходы), помета, навоза и органических отходов является наиболее распространенным методом обработки отходов животноводческого производства. И для этого есть веские причины, ведь этот способ переработки отходов способен решать такие проблемы, как неприятный запах, скопление насекомых и сокращение количества болезнетворных микроорганизмов, улучшить плодородность почв.

Но процесс компостирования очень долог по времени, поэтому этот способ не позволяет эффективно решить проблему утилизации навоза. Кроме того, требуются специально подготовленные площадки, техника, значительное количество питательных веществ теряется.

4. Область применения вермикомпостирования

Вермикомпостирование служит звеном для формирования замкнутого цикла аграрного производства и включает ресурсосберегающие и экологически чистые технологии. Вермикомпостирование относительно широко применяется для переработки навоза млекопитающих сельскохозяйственных животных, тогда как конверсия помета птиц, особенно в промышленном птицеводстве, затруднена. Это обстоятельство связано с тем, что вследствие концентратного типа кормления у поголовья развивается состояние метаболического ацидоза, а свежий помет из-за особенностей физико-химических характеристик, в т.ч. активной реакции среды, негативно влияет на жизнедеятельность червей.

Биоконверсия органических отходов с помощью вермикультивирования позволяет решить такие проблемы, как:

- переработка отходов сельского хозяйства, животноводства, деревообрабатывающей промышленности, осадков сточных вод и городских отходов;

- восстановление плодородия почв, разрушенных в результате деятельности человека;

- снижение содержания в почве растворимых солей тяжелых металлов, так как важным экологическим свойством биогумуса является связывание этих веществ в почве и противодействие их выносу и усвоению растениями;

- получение экологически чистой сельскохозяйственной продукции, повышение урожая; охрана окружающей среды;

- получение биостимуляторов для животноводства, птицеводства, рыбоводства и растениеводства, дешевого сырья для фармакологической промышленности, а также ценных белковых кормов.

Например, микроорганизмы для компостирования используют для выгребных ям и колодцев отстойников, с одним условием - никакого хлора. Бактерии погибают при даже не большом содержании хлора [5].

Применение биогумуса высокоэффективно в овощеводстве, цветоводстве, при выращивании лесного посадочного материала. Использование вермикомпостов ускоряет процесс прорастания семян, снижает стресс от пересадки растений, облегчает получение ранней продукции. Применение вермикомпостов стимулирует рост растений в вегетационных условиях, положительно воздействует на их развитие. Так, происходит увеличение скорости роста ячменя, усиливается энергия прорастания семян зерновых, зеленых культур, корнеплодов. Применение вермикомпостов повышает урожайность пшеницы, сахарной свеклы, редиса, кукурузы, картофеля, овощей, фруктов.

Перспективным является использование вермикомпостов для культивирования растений в закрытом грунте, где их используют, во-первых, в качестве почвоулучшителя, во-вторых, как компонент тепличных почвогрунтов. Использование вермикомпоста в качестве почвоулучшителя позволяет продлить срок эксплуатации тепличных почвогрунтов до 4 лет. Обладая хорошей структурой и водопрочностью структурных агрегатов, вермикомпосты способны значительно уменьшать степень и темпы уплотнения тепличных почвогрунтов, оказывать рыхлящее воздействие, превосходящее воздействие опилок или навоза животных. При добавлении к тепличному грунту вермикомпостов наблюдается тенденция увеличения количества наиболее ценных в агрономическом отношении фракций. При использовании вермикомпостов как компонентов тепличных грунтов в условиях экологически чистой технологии возделывания разработаны пропорции их внесения, поскольку при очень высоких нормах внесения биогумусов может наблюдаться угнетение растений, особенно на ранних этапах развития [4].

Заключение

Вермикультивирование и вермикомпостирование - это два схожих процесса, но несколько отличающиеся друг от друга. Чтобы произвести вермикомпост, надо иметь максимальную плотность популяции компостных червей в течение всего периода производства. А для производства дождевых червей, популяционную плотность необходимо держать на достаточно низком уровне, чтобы скорость их размножения была оптимальной [1].

Вермикультивирование - это безотходное, экологически чистое и экономически выгодное направление. Преимущество этой технологии перед другими заключается в том, что она позволяет в едином технологическом процессе, при сравнительно малых затратах перерабатывать в больших количествах, практически любые органические отходы, с получением в качестве конечных продуктов высокоэффективного органического удобрения - биогумуса и полноценного белка, используемого в животноводстве. А правильно сбалансированный замкнутый цикл, при котором биологические отходы животноводства являются основой пищевой цепи при получении белковой биомассы для комбикормов - это не просто новое направление в развитии кормовой индустрии - это:

- реальный резерв животного белка;

- повышение плодородия почв;

- повышение экологического статуса животноводческих хозяйств;

- сокращение импорта животного белка;

- экономический эффект в животноводстве.

Вермикультивирование является перспективным методом утилизации отходов сельскохозяйственного производства и получения ценных органических удобрений [2].

Преимуществами вермикомпостирования, по сравнению с другими видами биоконверсии органических отходов, являются: ускоренная дезодорация; отсутствие необходимости принудительной аэрации и перемешивания; ускорение разложения и минерализации органического материала в 2-5 раз; снижение кислотности среды; увеличение коэффициента гумификации в 1,5-2,5 раза; обеззараживание компоста (снижение содержания патогенных бактерий и семян сорняков); увеличение гомогенности конечного продукта. Возможности и перспективы этой современной биотехнологии могут сыграть большую роль в трех важнейших областях деятельности человека на Земле: экологической, сельскохозяйственной и здравоохранительной. Во-первых, решаются некоторые экологические проблемы - утилизация органических отходов различных производств при одновременном освобождении территорий от завалов. Во-вторых, производство из вермикомпоста экологически чистых органических удобрений и гуминовых препаратов и их применение в сельском хозяйстве помогут решить проблемы в биотехнологии, растениеводстве, животноводстве, пушном звероводстве и рыбоводстве. Эти препараты могут найти самое широкое применение не только как стимуляторы роста, но и как адаптогены, средства защиты от заболеваний, иммунопротекторы в ветеринарии, биологически активные добавки к кормовым смесям и субстратам, средства для снятия почвоутомления. В настоящее время биомасса червей уже используется в качестве источника белка для балансирования кормовых рационов домашней птицы, свиней, прудовой рыбы. Следует отметить, что пищеварительная система некоторых животных эволюционно приспособлена к употреблению дождевых червей в пищу. Норма потребления полноценного белка должна составлять 10 % от общего количества белка, и удовлетворяется полностью при добавлении в корм 1 г червей на 1 кг живой массы в сутки с учетом что в биомассе червей содержится около 10 % полноценного белка. Черви могут скармливаться животным в сухом и вареном виде [4].

Метод вермикомпостирования обладает рядом достоинств: заселенные червями отходы быстро перестают выделять неприятные запахи; при вермикомпостировании происходит ускорение процесса разложения и минерализации органического вещества; при использовании в качестве сырья бытового мусора увеличивается выход компоста; уменьшается объем отходов; происходит более глубокое обеззараживание компоста; вермикомпост содержит значительно большее количество подвижных форм элементов питания растений; при вермикультивировании снижается кислотность среды; коэффициент гумификации увеличивается в 1,5-2 раза; наблюдается значительное уменьшение содержания валовых форм тяжелый металлов при их вермикрмпостировании [4].

Одной из основных проблем, с которой сталкивается процесс вермикомпостирования, является высокая стоимость ручного труда. Поскольку процесс мало механизирован. Однако и в этом можно найти положительные моменты, если иметь в виду, что для работы на фермах по вермикультивированию привлекаются сотрудники, т.е. увеличивается количество рабочих мест.

В ходе написания реферата были изучены процессы вермикультивирования и вермикомпостирования. Рассмотрена область их применения. Описано влияние данных процессов на окружающую среду.

Рассмотрены технологии, возможность и перспективы которых могут сыграть ключевую роль в важнейших областях жизнедеятельности человека: экологической, сельскохозяйственной и здравоохранительной.

Рассмотрены характерные черты, возможность которых переработка червями органических отходов.

Список используемой литературы

1. Вермикомпостирование и вермикультивирование как основа экологического земледелия в XXI веке: достижения, проблемы, перспективы. Сборник научных трудов.

2. Мельник И.П. и ин. Вермикультура: производство и использования,, 1994 г.

3. Ручин А.Б., Ревин В.В. Вермикультивирование как путь решения некоторых экологических проблем // Наука и инновации в Республике Мордовия. Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2006. С. 724-726.

4. Тиунов А.В. Компостные черви, вермикомпостирование и вермикомпост: направление научных исследований в последнее десятилетие // Мат. II-й межд. конф. "Дождевые черви и плодородие почв". Владимир: Грин-ПИКь, 2004. С.9-10.

5. А.В. Тиунов, Институт Проблем Экологии и Эволюции РАН

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.