Отримання екологічно безпечних добрив методом вермикультивування

За розрахунками А.М. Артюшина [3], у Росії при виробництві органічних добрив за умови переробки 500 млн. т органічних відходів щорічно можна одержати 300 млн. тонн біогумусу, у якому міститься більше 11 млн. тонн азоту і калію і 20 млн. тонн фосфору в діючій речовині, що дозволило б одержати додатково 100 млн. тонн продукції рослинництва в перерахунку на зерно. Результати досліджень [7] показали, що застосування біогумусу сприяє поліпшенню якості продукції: знижується вміст нітратного азоту при достатній забезпеченості вітамінами.

Велика роль безхребетних як стимуляторів діяльності мікроорганізмів. Подрібнюючи рослинний матеріал, вони збільшують його загальну поверхню і сприяють розмноженню мікроорганізмів. Пропускаючи подрібнену їжу через травний тракт, змінюючи і зволожуючи її при травленні, безхребетні створюють ще більш сприятливі умови для їх розвитку. У результаті екскременти ґрунтових тварин стають центром надзвичайно бурхливого розмноження мікроорганізмів [4].

В копролітах дощових черв'яків розвиваються майже всі групи мікроорганізмів, що беруть участь у розкладанні рослинних решток. Як відзначають Е.Н. Мішустин, G. Ruschmann та ін. [18], серед бактерій переважають Bacillus megaterium, Bac. cereus і Bac. аgglomeratus. В.А. Пономарева, С.І. Плотникова [16] та Тишлер В. [17] показали, що у викидах дощових черв'яків настільки інтенсивне мікробіологічне життя, що їх порівнюють із природними компостами.

У кишечнику черв'яків присутні мікроорганізми Bacillis agglomeratus, здатні вилучати нітросполуки з білків. Цей процес продовжується і в копролітах, але з меншою інтенсивністю. Бактерії Bac. cereus у кишечнику знаходяться в неактивній формі, а в копролітах розкладають білки до амінокислот і більш простих органічних сполук. Чисельність актиноміцетів в копролітах також збільшується в 1,5-2 рази порівняно з їх вмістом у ґрунті [16].

Свіжі копроліти ґрунтових тварин мають, як правило, підвищений, у порівнянні з навколишнім ґрунтом, вміст вуглецю, азоту, фосфору, калію тощо. Завдяки рухливості розчинних форм цих елементів, які легко гідролізуються у копролітах, останні стають прекрасним енергетичним матеріалом для мікроорганізмів і джерелом поживних речовин для рослин. Дощові черв'яки виділяють провітамін D, вони є важливим чинником збагачення ґрунту вітамінами групи В та ідентичними їм біогенними стимуляторами, причому черв'яки виділяють їх у ґрунт не тільки з копролітами, а також залозами шкірно-мускульного міхура і метанефридіїв з продуктами обміну. У копролітах дощових черв'яків виявлений підвищений вміст вітамінів В₁, В₂, В₁₂ [9].

М.С. Гіляров [11] виявив окисні ферменти (дегідрогеназа, каталаза, поліфенолоксидаза і пероксидаза) в тілах дощових черв'яків. Поліфенолоксидази - ензими, необхідні для формування гумусових речовин. Мікроорганізми за участю поліфенолоксидази можуть окислювати такі клітинні метаболіти, як амінокислоти, алкалоїди, органічні кислоти. Ці ферменти також мають значення для клітинного дихання. Таким чином, безхребетні забезпечують ґрунт окисними ферментами.

За даними М.М. Городнього, І.О. Мельника та ін. [2], черв'яки створюють сприятливі умови і для діяльності мікроорганізмів, що інгібують розвиток патогенних бактерій, зокрема сальмонел, це сприяє знезаражуванню вермикомпосту. Ґрунтові мікроорганізми і дощові черв'яки створюють єдиний харчовий ланцюг у ґрунтовій екосистемі, який стабілізує умови для скорочення термінів вермикомпостування.

Безхребетні мінералізують органічні речовини, які вони споживають, в прості сполуки: вуглекислоту, воду, аміак, доступні для використання рослинами. У процесі метаболізму тварин відбувається також розщеплення складних органічних речовин на сполуки, що легко мінералізуються: сечовину, сечову й гіпурову кислоти, гуанін. М.С. Гіляровим [11] установлено, що вони виділяють у вільному стані багато солей: хлоридів і фосфатів калію, магнію, натрію, кальцію тощо..

Черв'яки прокладають багато горизонтальних та вертикальних ходів (глибиною до 1,5 м). Це збільшує шпаруватість ґрунту, повітрообмін, полегшує проникнення коренів рослин у глибину. Густа мережа ходів з міцними стінками сприяє формуванню пружного ґрунтового каркасу, здатного значною мірою протистояти деформуючій дії ходових систем машин.

Складний конгломерат біогумусу за відносно близьким типом будови найкраще розділити на ряд груп і фракцій, які відрізняються одна від одної за молекулярною масою і хімічним складом [2]. Залежно від cпособу екстракції, що застосовується, можна виділити такі фракції: гумін, гумінові кислоти, фульвокислоти, гематомеланові кислоти. Особливої уваги заслуговує вміст гуміну. Гуміни мають значну питому поверхню (600-1000 м²/г), велику адсорбційну здатність. В аеробних умовах продукти гідролізу вуглеводів окислюються до карбонових кислот, альдегидів, оксихінонів і кислот. Інтенсивно мінералізуються розчинні вуглеводи, крохмаль, білки, досить швидко - геміцелюлоза і целюлоза. Гумінові кислоти, які утворюються в кишечнику черв'яків, входять потім до комплексних сполук з мінеральними компонентами ґрунту і довго зберігаються у виді водоємних, водостійких і гідрофільних агрегатів. Встановлено, що ці кислоти при концентрації розчину 0,001-0,01% стимулюють розвиток кореневої системи і кореневе живлення рослин [13].

Неспецифічні органічні сполуки, які містяться у біогумусі, надають йому фізіологічної активності, сприяють утворенню органо-мінеральних комплексів та структуроутворенню.

Біогумус має багатосторонній позитивний вплив на агрохімічні, фізико-хімічні і біологічні властивості ґрунту. У біогумусі акумульовано велику кількість макро- і мікроелементів, які безпосередньо засвоюються рослинами [12]. Він містить ряд ростових речовин, вітамінів, антибіотиків, 18 амінокислот і корисну мікрофлору.

Черв'яки виділяють із субстрату кальцій, знижуючи тим самим кислотність середовища. Коефіцієнт гуміфікації субстрату 15-25%, в той час як для гною він становить близько 10%.

Завдяки інтенсивній ферментації біогумус містить велику кількість біологічно активних речовин (ауксинів, гіберелінів тощо), які прискорюють проростання насіння, значно знижують стрес рослин, особливо овочевої розсади, при висаджуванні її у ґрунт, підсилюють приживлюваність, підвищують стійкість рослин проти захворювань, впливають на ріст і розвиток рослин, тим самим сприяючи одержанню продукції високої біологічної якості, придатної для тривалого зберігання, у більш ранні строки.

Біогумус має також інші цінні властивості: велику вологоємність, гідрофільність, механічну міцність; в ньому відсутнє насіння бур'янів. Біогумус містить велику кількість біологічно активних речовин, які сприяють відновленню деградованих ґрунтів, тобто забезпечують підвищення його родючості.

Застосування біомаси вермикультури, що має протекторні й антитоксичні властивості при зниженні резистентності організму, перспективно для дитячого лікувального харчування, для одержання лікарських препаратів при лікуванні онкологічних захворювань. Кормове борошно з біомаси черв'яків є цінною протеїновою кормовою добавкою при вирощуванні риби, птахів, худоби. Воно багате на фізіологічно активні речовини - ферменти, гормони, вітаміни, що перевершує м'ясну добавку за рівнем вмісту всіх незамінних амінокислот (за винятком гліцину). Керування мікробними популяціями в ґрунті є справою дуже складною. Г.С. Муромцев, Л.Д. Прусакова та ін. [14] відзначають, що одним з найважливіших напрямків біотехнологічних досліджень у сільському господарстві є хімічна регуляція росту і розвитку рослин.

Дата добавления: 2015-05-31