Влияние сложных компостов на рост и динамику численности вермикультуры

Полный текст

Введение

Проблема переработки органических отходов является одной из актуальных тем в экологии города. Наиболее выгодным и безопасным является метод вторичной переработки отходов, требующий раздельного сбора отходов, финансовых затрат, экологической культуры и современных технологий [1, с. 35; 2; 3, с. 12].

Основным отходом пивоварения является пивная дробина, объем которой велик, а разработка способов ее утилизации остается актуальной. Предварительные опыты по ее утилизации с помощью дождевых червей показали, что количество пивной дробины в субстрате должно быть меньше 25% [4, с. 349; 5, с. 540].

Накапливающиеся городские остатки сточных вод (ОСВ) в разных городах России отличаются по своим физико-химическим свойствам и микроэлементному составу, что обусловлено видом промышленных предприятий, соотношением в общем объеме бытовых и промышленных отходов, а также применяемых технологических схем очистки и обезвоживания ОСВ. При этом использование неорганических и органических реагентов для разделения твердой и жидкой фаз сточных вод приводит к снижению содержания в ОСВ как макроэлементов азота, фосфора и калия, так и микроэлементов, в том числе и тяжелых металлов. Отсутствия эффективных технологий утилизации сточных вод сдерживает его широкое использование в качестве удобрений. Для экологически обоснованного использования ОСВ как удобрений целесообразно организовать всестороннее изучение их химического, бактериологического, экотоксикологического состава, а также изучать влияние ОСВ на почву и агрофитоценоз [6, с. 130; 7, с. 9].

Использование дождевых червей для производства органических удобрений приобрело широкую известность. Наиболее продуктивным для переработки органических отходов оказался компостный червь Eisenia fоetida. При этом решаются практические проблемы: с хранением ОСВ и пивной дробины, повышение плодородия почв и продуктивный рост растений [3, с. 9; 8, с. 40; 9; 10, с. 20; 11, с. 51; 12, с. 9].

Целью исследования был поиск оптимальных соотношений отходов для продуктивного вермикомпостирования в закрытом грунте на территории лесной зоны Западной Сибири. В задачи входил поиск методов по снижению массы нетрадиционных органических отходов в нескольких вариантах сложных вермикомпостов, созданию биогумуса и прироста популяции червей.

Материалы и методы

Для подготовки компостов использованы: почвенный грунт с общим содержанием гумуса 1,83 ± 0,51%, ил ОСВ, пивная дробина, листья растений (растения), пищевые отходы, бумага, птичий помет, МП «Тамир» и по 50 неполовозрелых червей Eisenia fetida гибрида «Старатель» (всего задействовано 2100 особей). Опыт длился 30 дней. В каждом варианте компоста было 7 повторностей с МП и червями, а также 2 контроля без червей: с МП и без нее. Варианты субстратов: 1) кофе (100 г), почва (250 г), ОСВ (100 г), дробина (100 г), растения (50 г), отходы (100 г), Тамир (100 мл), черви; 2) кофе (100 г), почва (250 г), ОСВ (100 г), дробина (100 г), растения (50 г), Тамир (100 мл), черви; 3) почва (250 г), ОСВ (100 г), растения (50 г), отходы (100 г), Тамир (100 г), черви; 4) почва (250 г), ОСВ (100 г), растения (50 г), Тамир (100 мл), черви; 5) почва (250 г), ОСВ (100 г), отходы (100 г), бумага (100 г), Тамир (100 мл), черви; 6) кофе (100 г), почва (250 г), ОСВ (100 г), дробина (100 г), навоз (100 г), отходы (100 г), бумага (100 г), Тамир (100 мл), черви.

Контейнеры с субстратом устанавливались в темное помещение с температурой воздуха +18…+25°С. Влажность субстрата была доведена до 75–80%.

Связь и зависимость увеличения червей от объемов субстрата определяли с помощью коэффициента корреляции Спирмена (r) и уравнения регрессии в программе Statistica 10.0 [13; 14, с. 184].

Результаты

При переработке компостов наблюдался прирост числа дождевых червей (в 2–4 раза) и их общей массы (в 4–5 раз). Снижение массы субстрата после вермикомпостирования с применением МП наблюдали во всех вариантах. Значительное (в 3 раза) снижение массы субстрата выявлено в варианте № 6, в контроле без червей и МП уменьшение массы составило на 1/3 от первоначальной массы.

В 4-м варианте (рис. 3) отмечались низкие прирост массы червей и убыль массы субстрата. Обратная тенденция выявлена в 6-м варианте. Установлены слабая (варианты 2 r = −0,14 и 3 r = −0,07) и средняя (варианты 1 r = −0,5, 5 r = −0,57, 6 r = −0,43) отрицательные связи прироста массы червей в субстратах. Закономерно уменьшение массы субстрата со временем за счет роста червей.

Оптимальная температура окружающей среды для роста и развития червей +21°C (рис. 1), обеспечивающая равномерное их увеличение. Наименее благоприятные условия для прироста червей находятся в температурном диапазоне менее +18°C и более +25°C. Формированию щелочной среды способствовало внесение пивной дробины. Оптимальные значения pH, при которых наблюдалась высокая численность червей, находятся в диапазоне от 7,8 до 8,2 (рис. 2).

Рисунок 1 – Влияние температуры субстрата на прирост численности червей

Рисунок 2 – Влияние кислотности субстрата на прирост численности червей

Рисунок 3 – Зависимость прироста массы червей от массы субстрата (варианты компоста 1–6)

Заключение

Таким образом, возможно применение всех вариантов сложных компостов при вермикомпостировании. Положительную динамику по приросту дождевых червей с последующим снижением массы первоначальных компостов с применением МП наблюдали во всех вариантах. Установлено статистически закономерное уменьшение массы субстрата со временем за счет роста червей. Наиболее оптимальные для развития червей значения температуры +21°C и pH в диапазоне от 7,8 до 8,2. Использование ОСВ и пивной дробины в сыром состоянии (при внесении 10–25% от общей массы компоста) продуктивно с органическими компонентами, обладающими сорбционной способностью.

Об авторах

Николай Владимирович Наконечный

Автор, ответственный за переписку.
Email: yyd@list.ru

кандидат биологических наук, научный сотрудник научно-образовательного центра института естественных и технических наук

Динара Владимировна Ибрагимова

Email: danaya_21@mail.ru

кандидат биологических наук, преподаватель кафедры биологии и биотехнологии

Список литературы

Дополнительные файлы

Доп. файлы

Действие

1. JATS XML

Скачать

2. Рисунок 1 – Влияние температуры субстрата на прирост численности червей

Скачать (16KB)

Метаданные

3. Рисунок 2 – Влияние кислотности субстрата на прирост численности червей

Скачать (15KB)

Метаданные

4. Рисунок 3 – Зависимость прироста массы червей от массы субстрата (варианты компоста 1–6)

Скачать (59KB)

Метаданные