VII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Образование биогумуса в домашних условиях с помощью красного калифорнийского червя из отходов.

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Арутюнян М.А. 1

---

1МАУ ДО ДЭЦ "Косатка"

Донец О.Ю. 1

---

1МАУ ДО ДЭЦ "Косатка"

Работа в формате PDF

1 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Человек и природа неразделимы. Здоровье людей и животных находится в тесной зависимости от состояния окружающей среды. Одной из самых опасных экологических проблем на сегодняшний день является загрязнение почвы, разрушение её структуры, снижение плодородия, а ведь именно почва является создательницей пищи для человека и животных.

И не следует забывать слова Куприна, показывающие значение почвы для человечества: "Мы забыли завещанное предками святое отношение к земле и должны вернуться к нему, иначе - гибель. Мать-земля, земля-матушка, земля-кормилица, мать-сыра земля... Она всегда давала и продолжает давать новые силы нам - ее детям".

Каждый человек знает, что плодородная почва — основа хорошего урожая. Однако, не каждому известно, что уровнем плодородия можно управлять.

В основе плодородия лежат очень сложные биохимические процессы, содействующие великому таинству природы — рождению живого из неживого. В этих процессах важная роль принадлежит микрофлоре и фауне почвы, в частности, дождевым червям.

Все больше людей сейчас понимают, что продукты питания должны быть экологически чистыми. На удобренной биогумусом почве вы не только сможете вырастить такую чистую продукцию, но и увеличить урожайность участка в 2-3 и более раз. На Западе овощи, выращенные на биогумусе, стоят намного дороже, чем полученные на навозе или минеральных удобрениях.

Занятия нашего экологического кружка иногда проходят в теплице гимназии № 7, где мы создаем уголок живой природы с растениями и животными, проводим опыты и эксперименты. Земля в лотках теплицы долгое время не использовалась, не удобрялась, пересохла и превратилась в пыль. Среди животных обитающих в уголке живой природы у нас были калифорнийские черви, которые перерабатывали пищевые отходы. Вот мы и решили использовать их прямо по назначению. Изучив литературные источники про этих червей, мы узнали, что они не только могут переработать пищевые, но и другие виды отходов. Нас заинтересовало какие виды отходов кроме пищевых могут переработать калифорнийские черви, какой будет качественный состав продуктов жизнедеятельности этих червей и насколько станет плодородней почва.

Цель: Исследовать и изучить возможности калифорнийского червя в переработке различных видов отходов для получения биогумуса.

Задачи:

Изучить по литературным источникам местообитания, строение и жизнедеятельность калифорнийских червей.

Поставить опыт по переработке калифорнийскими червями разные по составу субстраты.

Установить, способны ли калифорнийские черви ускорять процесс переработки вторичного сырья бумагу и ткани.

Изучить качественный состав продуктов жизнедеятельности калифорнийских червей.

При проведении исследования мы использовали общепринятые методики (метод наблюдения, собирательный и описательный метод, работа с литературными источниками)

Для достижения этой цели была проведена следующая работа:

1. Проанализирована научно-популярная литература и интернет, где рассматривается местообитания, строение и жизнедеятельность кольчатых червей, а также образование биогумуса.

2. Нами был заложен опыт по переработке калифорнийскими червями четыре разных виды субстрата из отходов.

3. Изучен качественный состав продуктов жизнедеятельности калифорнийских червей.

Калифорнийский красный червь.

История выведения, биология размножение

Ещё земледельцы Древнего Египта видели в дождевых червях залог будущих урожаев. Aристотель называл их кишечником земли. И это действительно так: пропуская через свой кишечник землю и растительные остатки, черви обогащают почву [5].

Красный калифорнийский червь - был выведен в 1959 годув университете штата Калифорния, в результате гибридизации различных пород дождевого червя. В отличие от своих диких сородичей, которые дают только 4 - 6-кратное воспроизводство, калифорниец способен давать в год более чем 500-кратное воспроизводство, однако, для этого требуются оптимальные условия[5].

Калифорнийский червь менее прихотлив к пище, более плодовит и живет до 16 лет(наши дождевые черви — до 4-х), имеет яркую окраску, несколько меньшие размеру (взрослая особь — 8-10 см).

Красный калифорнийский червь очень плодовит. При благоприятных условиях он может еженедельно откладывать 1-3 кокона. Кокон представляет собой овальную упругую капсулу и напоминает по форме лимон. Окраска – светло-желтая у свежеотложенных и коричневая – у дозревающих. Диаметр их от 2 до 4 мм. В каждом коконе в зависимости от условий содержания культуры может развиваться от 2 до 20 яиц. Вылупившиеся червячки имеют длину 1мм, а к 6–7 дневному возрасту подрастают до 4–7 мм. Они тонкие, как нитки и отличаются наличием четко выраженного красного спинального сосуда. После выхода из кокона они начинают питаться[6].

Через 3 недели они выходят из кокона, а через 90 дней уже производят себе подобных. В год один половозрелый червь при идеальных условиях может дать 1500-2000 штук потомства. Под оптимальными условиями понимаются: температура 19-25 градусов, влажность 70-75 процентов, нейтральный корм, хорошая аэрация. В наших условиях при содержании в компостной куче, когда червь активно работает 200 дней, его воспроизводство будет вдвое меньшим. Калифорнийского червя можно размножать в домашних условиях и получать отличное многочисленное потомство круглый год.Особо следует отметить, что субстрат, заселенный червями, не издает неприятного запаха.

Учитывая способность компостных червей перерабатывать любые вещества растительного или животного происхождения, их стали широко использовать для приготовления вермикомпостов (биогумуса). Такие компосты созревают в 2 раза быстрей обычных и намного превосходят их по качеству.

Дождевые компостные черви — «домоседы», и если их регулярно подкармливать и ухаживать, они не уползут из компостной ямы или кучи[7].

Красный калифорнийский червь, способен перерабатывать любые вещества органической природы (отходы целлюлозной промышленности, опилки, отходы мясобоен и звероферм, навоз, помет, отходы производства зерна, картофеля, овощей, городской мусор и т.д.), прошедшие стадию ферментации и имеющие нейтральную реакцию среды [7].

Средний вес червя примерно полграмма. Оптимальным его количеством считается 500 тысяч особей на гектар или 50 на квадратный метр. За сутки червь пропускает через пищеварительную систему вместе с почвой количество корма, равное весу его тела. Значит, за сутки на 1 квадратном метре через желудки всех червей пройдет 25 г. А если учесть, что активная деятельность червей продолжается около 200 дней, количество «переработанной» почвы составит 5 кг в год. При этом, если плотность заселения выше, чем 50 шт. м2, то и перерабатываться будет большая часть почвы.

Уместно заметить, что дождевые черви не объедают живые корни и не повреждают растения, их интересуют только старые отмершие корешки[7].

Образование биогумуса калифорнийскими червями.

Почва получает переизбыток химических удобрений, истощается, утрачивает плодородие. Широкое использование химикатов позволило не только повысить урожайность, но и вызвало необходимость усиливать и расширять мероприятия по охране здоровья населения. Сегодня актуальна проблема повышения количества органических веществ в почве и улучшения её физико-химического состояния.

Технология использования калифорнийских червей – одна из естественных технологий обогащения почвы, созданных самой природой, одна из составляющих экологического земледелия.

Биогумус - органическое вещество почвы, перегной. Почвы, богатые биогумусом, обладают высоким плодородием, так как накопленные в растительных остатках питательные вещества, витамины вновь возвращаются в почву.

Калифорнийские черви — главные потребители растительных остатков, ибо биомасса червей составляет 50 – 70% всей биомассы почвы. Поглощая вместе с почвой огромное количество растительного детрита (распадающихся мертвых растительных тканей), грибов, водорослей, простейших они переваривают их, выделяя потом обратно в окружающую среду большое количество собственной кишечной микрофлоры, ферментов, витаминов, биологически активных веществ, которые обладают антибиотическими свойствами и препятствуют развитию болезнетворной микрофлоры, гнилостных процессов, обеззараживают почву.

Вермикультивирование - это процесс переработки органических отходов с использованием калифорнийских червей. В процессе переваривания растительных остатков в пищеварительном канале червей формируются гумусные вещества. Они отличаются по химическому составу от гумуса, образующегося в почве при участии только микрофлоры. В пищеварительной трубке червей формируются молекулы гуминовых кислот, которые долго сохраняются в почве.

Основным продуктом переработки растительных остатков с помощью червей является гумусное органическое удобрение (биогумус, червекомпост), который является ценным микробиологическим удобрением. Внесение его в почву нормализует развитие процессов, свойственных здоровой почве.

В составе биогумуса имеются водорастворимые вещества гуматы: гуматы лития, калия и натрия. Это самые ценные гуматы для любых растений, так как легко ими усваиваются, стимулируют прорастание семян, рост и развитие растений, способствуют образованию хлорофилла, усилению фотосинтеза, поступлению в растения минеральных солей из почвы.

Гумусное органическое удобрение превосходит навоз и компосты по содержанию гумуса в 4 - 8 раз.

Биогумус, полученный из выделений червей, обладает следующими качествами:

• Отличное удобрение, в 1 грамме - 1,7 х 1017 всяких микроорганизмов, в основном актиномицетов и азотофиксаторов.

• Отсутствие патогенных микроорганизмов

• Оказывают стимулирующее действие на растение, благодаря наличию биостимуляторов.

• Концентрация кальция и магния возрастает в 2 раза, фосфора в 7 раз, калия - в 10, содержание гуминовых кислот увеличивается в несколько раз [5].

Из биогумуса очень эффективно приготовить водный раствор для замачивания семян и последующего полива рассады комнатных растений или огородных культур. Для полива рассады и комнатных растений готовят водный экстракт. Делают это следующим образом: 1 стакан сухого гумусного удобрения всыпать в ведро с водой комнатной температуры. Хорошо перемешать и дать отстояться в течение суток. Вода приобретает цвет чая (светло-коричневый). Таков слабый раствор гуматов нужной концентрации. Осадок из ведра не выбрасывать — это хорошая подкормка для домашних цветов.

Таким образом, черви могут оказать реальную помощь в процессе восстановления почвенного покрова и плодородия, необходимо лишь соблюдать условия и правила их разведения и содержания. Получаемое при помощи калифорнийских червей высокоэффективное натуральное органическое удобрение - это гарантия богатого урожая и выращивания экологически чистых продуктов. Биогумус безопасен для людей, животных и пчел! [6].

Методика разведение червей

Возьмите три контейнера: первый - со сплошным дном, второй и третий - с дырчатыми днищами. Все контейнеры вставляются один в другой по мере переработки червями субстрата.

В контейнер со сплошным дном насыпаем чистый сухой песок. На него ставим дырчатый контейнер. В этот контейнер кладём слой земли или слой плодородной огородной почвы - слой 1см, сверху кладём пищевой субстрат слоем 3 - 5 см, затем припудриваем пищевой слой порошком из яичной скорлупы, затем сново почвы - 1см. Черви кладутся на поверхность почвы. Приготовленный субстрат увлажняется. Комочек субстрата, если его сжать в руке, не рассыпается, когда разжимаете кулак. Сверху прикрываем контейнеры куском полиэтилена.

Когда субстрат будет переработан в дырчатом контейнере, ставим на него 3-й контейнер, заряженный таким же образом, как и 2-й.

Через 1,5 - 2 месяца все черви из контейнера переползут в 3-й контейнер и начнут работать в нём. Во 2-м контейнере образовался Биогумус, который можно использовать. Таким образом, меняя контейнеры, мы получаем плодородный биогумус.

Песок в нижнем контейнере через некоторое время становится очень влажным, в нём скапливается влага, образовавшаяся в результате работы червей. Песок с влагой - также полезная добавка к почвенным грунтам. Мокрый песок следует сменить на сухой.

Чтобы отделить биогумус необходимо подержать червей на голодном пайке некоторое время, а затем в определённом месте положить корм, все черви переползут в это место [5].

Проведения исследования.

Изучив литературные источники мы ознакомились со строением, размножением, образом жизни, методикой разведения калифорнийских червей и вермикультивированием, процессом переработки органических отходов с использованием калифорнийских червей.

Нас заинтересовало какие виды отходов кроме пищевых могут переработать калифорнийские черви, какой будет качественный состав продуктов жизнедеятельности этих червей и насколько станет плодородней почва.

Мы решили провести эксперимент. В ноябре 2015г нами был заложен эксперимент. Мы взяли четыре одинаковые емкости.

Емкость № 1 мы заполнили пищевыми отходами

Емкость № 2 – кроличьим навозом

Емкость № 3 – с бумагой, предварительно порвав ее на кусочки

Емкость № 4 – ветошью, порезав ее на небольшие кусочки

Все эти пробы мы засыпали землей и перемешали, тщательно поливали неделю дав субстрату настояться, а после запустили в емкости по 15 червей. Чтобы червям с легкостью пройти адаптацию, мы добавили в каждую емкость подкормку, которой подкармливали червей (в данном случае спитый кофе). Данные емкости содержаться в одинаковых условиях и поливаются по мере необходимости, для поддержания оптимальных условий жизнедеятельности калифорнийских червей.

В процессе переваривания растительных остатков в пищеварительном канале червей формируются гумусные вещества, которые обогащают почву, а способен выделить червяк те же гумусовые вещества из бумажных отходов и ветоши. Ускорит ли присутствие червей разложению бумаги, ветоши и кроличьего навоза.

Известно, что за сутки один червячок перерабатывает массу субстрата, равную собственному весу. Тогда можно предположить; что достаточно одну-две тысячи особей, чтобы в течение года получить количество биогумуса для удобрения участка в 4-6 соток.

Каждые три месяца мы пересчитывали в емкостях червей и куколок. Так как наши емкости небольшого размера после пересчета мы запускали в емкость только 20 особей (чтобы не было перенаселения), емкость №3 и №4 мы подкармливали шкурками от бананов, по результатам исследования была составлена таблица № 1.

Таблица №1

Проанализировав полученные результаты можно сделать следующие выводы:

Самое благоприятное среда для размножения червей – кроличий навоз. Черви не только хорошо плодятся и размножаются, но и по размеру они самые крупные (жирные). За три месяца черви не только размножились, но и переработали полностью помет.

В емкости с пищевыми отходами образуется большое количество жидкости, пагубно влияет на жизнедеятельность червей. В месте с этим эта жидкость является ценным органическим удобрением.

Вывод: При переработке червями пищевых отходов, образуется жидкость, являющаяся хорошим органическим удобрением. И может быть использована для выращивания растений на гидропонике.

В емкости №3 бумага практически растворилась за 6 месяцев. Учитывая то, что мы брали в качестве бумаги ячейки из под яиц, а это вторичная переработка бумаги, то можно предположить, что за год обычную бумагу калифорнийские черви переработают полностью. Ветошь у нас пока не переработана, но процесс ее переработки заметен. Соответственно можно сделать вывод: Калифорнийские черви способны ускорять процесс переработки вторичного сырья бумагу и ткани.

Работать с червями очень интересно и просто. Они не болеют, зимостойки. От холода и от жары их нужно укрыть соломой или старыми листьями и полить до оптимального уровня. Кормление и полив — основная забота.

Вывод.

1. Среда обитания калифорнийского червя - специальный, насыщенный органическими соединениями субстрат (навоз, компосты, органические отходы и мусор) но не почва.

2. Калифорнийский червь долгожитель - живёт 16 лет, откладывая за сезон 20 коконов.

3. Никуда не уползает из ящиков, в которых его разводят.

4. За сутки один червячок перерабатывает массу, равную собственному весу. Достаточно одну-две тысячи особей, чтобы в течение года получить количество биогумуса для удобрения участка в 4-6 соток.

5. Самое благоприятное среда для размножения червей – кроличий навоз. Черви хорошо плодятся, размножаются и самые крупные по размеру.

6. За три месяца калифорнийские черви полностью переработали кроличий помет в гумус.

7. При переработке червями пищевых отходов, образуется жидкость, являющаяся хорошим органическим удобрением. И может быть использована для выращивания растений на гидропонике.

8. Калифорнийские черви способны ускорять процесс переработки вторичного сырья бумагу и ткани.

9. Калифорнийских червей можно разводить как в промышленном масштабе, так и в квартире, на балконе и на дачном участке.

Заключений

В заключении можно сказать:

Калифорнийские красные черви не требовательны в содержании. При соблюдении определённых условий прекрасно размножаются и производят плодородный биогумус.

Черви могут оказать реальную помощь в процессе восстановления почвенного покрова и плодородия, необходимо лишь соблюдать условия и правила их разведения и содержания. Получаемое при помощи калифорнийских червей высокоэффективное натуральное органическое удобрение - это гарантия богатого урожая и выращивания экологически чистых продуктов.

Технология использования калифорнийских червей в качестве земледельцев доступна каждому, кто имеет собственный приусадебный участок. Эта технология - прекрасная возможность восстановить здоровье почвы в настоящее время.

Литература.

1. Жизнь животных. В 7 т./Редкол.: В.Е. Соколов (гл. ред.) Ж71 и др. Т.1. /Под ред. Р.К. Пастернак. – 2-е изд., перераб. – М.; Просвещение, 1988. – 447 с., 64 л. ил.

2. http://tepka.ru/biologia/22.html

3. http://bono-esse.ru/blizzard/A/Posobie/Bio/kolchatie_chervi.html

4. http://www.syl.ru/article/181512/new_kaliforniyskie-chervi-i-ih-razvedenie-v-domashnih-usloviyah-kak-biznes

5. http://fermer.ru/sovet/udobreniya/15247

6. http://chervi.com.ua/index.php?I&id=62&option=com_content&view=article

7. http://moysadogorod.com/udobreniya/chervi-kalifornijskie-krasnye

Приложение

Постановка опыта

Засыпаем землей и перемешиваем.

червей и куколок в переработанном или субстрате.