XIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Получение биогумуса в домашних условиях с помощью дождевых червей
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
В моей семье все увлекаются цветоводством и садоводством. Мне очень нравится это увлечение моей семьи. Я и сам люблю наблюдать, как растут и развиваются растения. Я заметил, что на применяемые для полива растений удобрения по-разному влияют на них.
Это и привело меня к мысли изучить происхождение и получение удобрений и подкормок в домашних условиях. Ранее на уроках биологии мне стало знакомо, что такое органические удобрения и положительная роль дождевых червей в плодородии почвы. Я изучил статьи в журналах «Цветоводство», «Приусадебное хозяйство», в которых получил практические советы по получения биогумуса в домашних условиях.
Цель работы: получение биогумуса в домашних условиях с помощью дождевых червей.
Задачи работы:
1. Изучить литературу и Интернет-источники по данной теме.
2. Изучить происхождение органических удобрений.
3. Выявить возможность получения биогумуса в домашних условиях.
4. Познакомиться с биологией дождевых червей.
5. Провести исследование: как получить биогумус в домашних условиях
6. Провести испытание полученного биогумуса на комнатных и садовых растениях.
7. Биогумус и его свойства.
Основная часть
Биогумус являет собой очень полезное органическое удобрение, которое питает и восстанавливает полезные вещества в почве, что позволяет выращивать большие по объемам и экологически чистые урожаи3.Биогумус обладает такими характеристиками, как улучшение структуры грунта и его водно-физических свойств. Кроме того, концентрация в нем азота, фосфора и калия несколько большая, чем в другой органике. Биогумус является продуктом переработки различных органических отходов дождевыми червями. Именно этим он отличается от того же перегноя или компоста, которые образуются в результате действия почвообразующих бактерий и других микроорганизмов.8
Биология дождевого червя.
Вид обыкновенный дождевой червь – Lumbricusterrestris.
Класс – малощетинковые кольчецы, или олигохеты.
Тип – Кольчатые черви.
Тело малощетинковых червей розового цвета, спинная сторона темнее брюшной. сильно вытянуто, состоящее из большого числа сегментов, которые можно объединить в группы, соответствующие отделам: головному, туловищному и анальному. Головной отдел включает два сегмента головную лопасть и ротовой сегмент. Туловищный отдел представлен большим числом туловищных сегментов, каждый из которых несёт маленькие щетинки, которые расположены пучками (пара боковых и пара брюшных). У дождевого черня в каждом пучке по две щетинки, а всего их на сегменте 6. Последний отдел тела называют анальной лопастью, состоящей из одного сегмента с анальным отверстием. Тело покрыто тонкой эластичной кутикулой, которая увлажняется выделениями слизистых желёз, расположенных в кожном эпителии. Особенно многочисленны железистые клетки в области пояска, который хорошо заметен в период размножения. Под кожей расположена мускулатура, представленная слоями кольцевых и продольных мышц. Между сегментами тела находятся спинные поры, через которые полостная жидкость выводится наружу и наряду с выделениями кожных желёз увлажняет кутикулу червя, что помогает ему передвигаться в почве. При проведении пальцами по телу червя чувствуются щетинки. (фото 1-2)
Органом дыхания является кожа, в которой густо разветвлена сеть мелких кровеносных сосудов — капилляров. Особенно много их на спине, что и обусловливает её более тёмную окраску по сравнению с брюшной стороной. Дыхательный газообмен протекает в условиях сырой, влажной почвы. После дождя вода проникает во внутренние слои почвы и поглощает имеющийся в ней кислород. Кроме того, почва пропитана водой с большим содержанием углекислого газа, выделяемого при разложении перегноя. Бескислородная среда губительна для дождевых червей, и они выползают на поверхность земли. Отсюда и название — дождевые черви.
Кровеносная система замкнутая. Органом, перегоняющим кровь, служит спинной кровеносный сосуд. Он соединяется с брюшным сосудом посредством равномерно расположенных кольцевых сосудов. Кольцевые сосуды переднего конца тела, охватывающие пищевод, способны к самостоятельному пульсированию, за что их называют сердцами.
Органами выделения служат метанефридии, расположенные попарно в каждом сегменте.
Нервная система представлена парными надглоточными ганглиями, связанными перемычками с подглоточными ганглиями, от которых начинается брюшная нервная цепочка.
Пищеварительная система кольчецов представлена передним, средним задним отделами кишечника. Передняя кишка состоит из глотки, пищевода, зоба и мускульного желудка. У дождевых червей в пищевод впадают протоки известковых желёз, выделяющих карбонат кальция, который нейтрализует гуминовые кислоты пищи.
Оплодотворение перекрёстное. Две особи прикладываются друг к другу брюшными сторонами. Развитие прямое — из оплодотворённого яйца внутри кокона развивается половозрелая особь.
Роль дождевых червей в производстве биогумуса.
Особенности пищеварительной системы и образа жизни дождевого червя определяет его особое место в повышении плодородия почвы. Черви всеядны. Они заглатывают огромное количество земли, из которой усваивают всякое находящееся в ней органическое вещество. Точно так же поедают они большое количество всевозможных полусгнивших листьев, за исключением только немногих, обладающих неприятным вкусом или слишком для них твердых; равным образом они| поедают черешки листьев, стебельки цветов и полусгнившие цветы.1Роль дождевых червей как животных почвообразователей была впервые освещена научно и понята во всем ее значении Чарльзом Дарвином. В своей статье «Образование растительного слоя деятельностью дождевых червей и наблюдения над образом жизни последних», он указывает, что «вряд ли найдутся другие животные, которые играли бы столь большую роль в истории мира, как дождевые черви». Дарвин изложил теорию, согласно которой частицы почвы все время выносятся дождевыми червями из глубины на поверхность, благодаря чему предметы, лежащие на земле, оказываются по прошествии немногих лет на глубине 6-10 см под дерном. Таким образом, весь почвенный слой оказывается прошедшим через желудок червей.7
Исследование
02.05.20 на веранде разместил пластиковый контейнер объёмом 15 литров (пластиковый корпус от старой стиральной машинки), в котором проделал небольшие отверстия. В контейнер засыпал 5 кг песка, 10 кг прошлогодней листвы, травы оставшуюся на меже сада, добавил 10 грамм молотого мела, 1 стакан (150 гр.) молотых семечек, 0,5 стакана (100 гр.) комбикорма. Полил водой из лейки (5 литров), хорошо промочив компост. Через неделю после того, как компост уплотнился и прогрелся, проверил кислотность с помощью лакмуса Оптимальная кислотность компоста составляет 6,5-7,5 pH. (09.05.2020), выпустил в контейнер с компостом 60 дождевых червей, которых собрал, когда перекапывал огород.
За сутки один червь способен пропустить через свою пищеварительную систему объем почвы, равный массе своего тела. (Фото 3). Таким образом, если учесть, что в среднем один дождевой червь весит 0,3 - 0,5 гр., следовательно, 60 особей за 24 часа могут переработать в среднем от 18 до 20 граммов грунта. (Фото 4). По моим предварительным подсчётам, весь грунт (примерно 20 кг, с учётом воды) будет переработан данной популяцией, состоящей из 60 особей за 333 дня (без учёта размножения). Через две недели (20.05.2020) в компосте обнаружил коконы, я их поместил в другой контейнер. Каждые 2-3 недели при перемешивании компоста и добавлении свежей травы обнаруживал новые коконы, их я отделял в другой контейнер. За 5 месяцев эксперимента (май-октябрь) я собрал с поверхности контейнера 3000 грамм влажного биогумуса. Я его высушил и получил 2 кг 200 грамм сухой массы качественного биогумуса. (фото 5)
Настоем из биогумуса поливал часть (5 растений) комнатных растений фиалок узумбарских, для контроля оставил (5 растений) узумбарских фиалок, которые поливал без биогумуса.
Начал полив 05.10.2020. В результате эксперимента наблюдалось цветение фиалок политых биогумусом уже 01.11.2020. Фиалки контрольные не зацвели и не образовали цветоносов. (фото 6-7)
3. Заключение
Выполнив данную работу, я изучил литературные и Интернет-источники, которые мне помогли расширить знания по данной теме;
Я узнал, что применение органических удобрений на приусадебном участке и в цветоводстве является экологичным и безопасным;
Мне удалось получить биогумус в домашних условиях, используя работу дождевых червей;
Я убедился, что дождевые черви очень полезные животные, которые участвуют повышении почвенного плодородия.
Мне было очень интересно работать над этой темой!
Проведя данное исследование, я намерен рассказать о нём своим друзьям. Буду проводить и дальнейшую работу по получению биогумуса для приусадебного участка и цветоводства. Сейчас контейнеры с дождевыми червями находятся в подвале. Черви продолжают работать. На следующий год, я проведу подсчёт червей в контейнерах. Я убеждён, что этим летом, проводя данное исследование, мне удалось сохранить и преумножить популяцию дождевых червей. Лето 2020 года было засушливым и в природе дождевые черви были не в активном состоянии.
Список использованных источников и литературы
1. Акимушкин И.И. Мир животных. – М.: Мысль, 1995.
2. Биологический энциклопедический словарь. – М., 1995.
3. Битюцкий Н.П., Лапшина И.Н., Лукина Е.И. Роль дождевых червей в минерализации органических соединений азота в почве. – Почвоведение, 2002, № 10
4. Быховский Б.Е., Козлов Е.В. Биология. – М.: Просвещение, 1999.
5. Игонин А.М. Дождевые черви и плодородие почвы. 000 НПОМаштекс, Ковров,2002 г.
7. Книга для чтения по зоологии. – М.: Просвещение, 1986.8. Лучник Н. А. Рекомендации по применению гумата при возделывании сельскохозяйственных культур. – Плодородие, 2006 г.
8. Приусадебное хозяйство – М.: №2, 2005.
9. Чекановская О.В. Дождевые черви и почвообразование. – М.: АН СССР, 1980.
Приложение.
Фото 1. Внешний вид дождевого червя
Фото 2. Микропрепарат поперечный срез дождевого червя
Фото 3. Контейнер с почвой и растительными остатками (начало эксперимента)
Фото 4. Контейнер с биогумусом, созданным дождевыми червями
Фото 5. Вес взрослого дождевого червя
Фото 7-8. Узумбарские фиалки (слева – опыт; справа – контроль)