Дневник отряда 3 б класса «Дружба» (стр. 8 )

В научной литературе на положительное влияние дождевых червей в почвообразовании впервые обратил внимание английский натуралист Г. Уайт. В книге, опубликованной в 1789 г., он пишет, что земля без дождевых червей была бы «холодной и непитательной». Основными же исследованиями по этому вопросу являются работы Ч. Дарвина (1881), который говорил о значении дождевых червей в формировании плодородия почв, что плуг принадлежит к числу древнейших изобретений человека, но еще задолго до его изобретения почва правильно обрабатывалась червями и всегда будет обрабатываться ими.

Дождевые черви благоприятно влияют на почву. В основном в результате их деятельности сотворены знаменитые черноземы – национальное богатство России. Заглатывая кусочки органического вещества, черви трансформируют его в кишечной полости и выделяют в виде копролитов – «каменных» экскрементов. Копролиты улучшают почвенную структуру в результате обволакивания стенок почвы слизью, что предохраняет ее, например, даже от размывания водой. Под действием копролитов меняется также биохимический состав почвы. Копролиты содержат в 5 раз больше биологического азота; они в 7 раз богаче фосфором и в 11 раз калием по сравнению с поверхностным слоем плодородной огородной почвы.

В копролитах сосредоточивается значительное количество кальция, что обеспечивает хорошую водопрочную структуру и высокую водоудерживающую способность. Наряду с этим кальций снижает кислотность среды и создает условия, затрудняющие развитие болезней растений, например фузариоза, ржавчины, бактериоза и др.

Возле копролитов энергично развивается полезная микрофлора. Все это в итоге улучшает условия жизни растений. Дождевые черви, как и другие живые организмы, обогащают почву макро - и микроэлементами, ростовыми веществами, антибиотиками. Фермент протеаза, входящий в состав биомассы червя, обладает биостимулирующим действием, улучшает усвояемость пищи животным, способствует ускорению их роста, активизирует физиолого-биохимические процессы в организме.

                               №1                                                        №2

Рис. Образец способа разведения червей №1 и №2

Общая длина ходов червей превышает 1 км под 1 м2 поверхности почвы. Приняв среднюю массу червя за 0,5 г, а число их на 1 м250 особей (500 000 экземпляров на 1 га), нетрудно подсчитать, что за 1 сут через кишечник червей на площади 1 га проходит 250 000 г (0,25 т) земли. Если предположить далее, что активная деятельность червей продолжается 200 дней в году, то количество земли, прошедшее через их кишечник, составит 50 т на 1 га (0,25 х 200). Учитывая же, что в 1 м2 почвы обитает 400...600 особей, получается, что за год черви перерабатывают от 400 до 600 т/га земли.

5.2 Экологические аспекты подготовки и применения

В последние десятилетия мировая наука и практика все больше внимания уделяет проблемам биологизации земледелия, применению биологических методов очистки промышленных и коммунальных отходов. Особенно большое развитие исследования по биологическому земледелию и очистке отходов производства получили в странах, которые достигли высокой продуктивности сельского хозяйства вследствие высокого уровня химизации.

Вермикультивирование – новое направление сельскохозяйственной науки. Несмотря на важность роли дождевых червей в обеспечении почвенного плодородия, до 60-х годов нашего века проблема искуственного их разведения, получения биогумуса и использования биомассы не ставилась перед сельскохозяйственной практикой. Появление указанного направления вызвано неблагоприятными изменениями в окружающей среде, связанными с интенсификацией производства в сельском хозяйстве и промышленности. Так, при создании крупных промышленных комплексов по производству мяса возникла проблема утилизации навозных стоков, которые являются источником загрязнения окружающей среды. Растущие города дают массу бытовых отходов, состоящих большей частью из органических веществ и так называемого канализационного ила, получаемого из отстойников городских сточных вод. Вокруг лесоперерабатывающих комплексов скапливается много опилок. Существуют и другие производства, являющиеся местами образования органических отходов, при наличии к оторых ухудшается качество почвы, воды и пищи.

В процессе переваривания органического вещества в кишечнике червей формируются гумусовые вещества, в том числе высокомолекулярные органические кислоты. Концентрация их в копролитах червей, питающихся навозом, в несколько раз выше, чем в исходном субстрате. Степень переработки дождевыми червями растительных остатков более высокая по сравнению с другими сапрофагами. У них не только образуются, но и полимеризуются низкомолекулярные соединения типа гуминовых кислот. Наличие этих кислот является признаком зрелых стадий гумификации.

При переработке дождевыми червями 1 т навоза в пересчете на сухое вещество получается 600 кг сухого удобрения с содержанием органического вещества 25-40% и более. В этом удобрении содержится около 1% азота, столько же фосфора и калия, а также многие необходимые растениям микроэлементы. Остальные 400 кг органических веществ уходят на обеспечение процессов дыхания. Дождевые черви поразительно быстро перерабатывают органическую массу, преобразовывая ее в гумуссодержащие частицы, «сдобренные» физиологически активными веществами – продуктами жизнедеятельности червей. Навоз перерабатывается ими в 2 раза быстрее, чем только бактериями.

На плодородии почвы очень благоприятно сказывается и чисто «физическая» работа дождевых червей. С неутомимой энергией они прорывают в ней миниатюрные каналы и галереи, образующие разветвленную дренажную и вентиляционную систему в слое около 30 см. По ним дождевая вода быстро проникает в подпочву, растворяя и увлекая за собой копролиты дождевых червей, содержащие все необходимые для роста и развития растений вещества. Наличие этих каналов способствует также процессу разветвления корней, проникновению их в более глубокие слои и в конечном счете - повышению почвенного плодородия.

В пахотных почвах, занятых травами или культурами, выращиваемыми на зеленое удобрение, количество ходов дождевых червей достигает 1000 на 1 м кв., а на полях с более частой обработкой почвы только 100…300 ходов на 1 м кв.

Ходы червей в почве идут в разных направлениях и под любым углом к горизонту. Стенки их пропитаны высохшими слизистыми выделениями этих животных, что придает им большую прочность по сравнению со случайными трещинами в почве. Дренаж почвы через ходы дождевых червей является одним из факторов повышения ее плодородия. Невентилируемые, недренируемые почвы, которые сельские жители называют мертвыми, лишены дождевых червей и агрономически очень низкого качества. Разумеется, не отсутствие червей делает их таковыми. Наоборот, червей там нет в связи с физико-химическими особенностями почвы.

По сравнению с традиционным компостированием переработка органических веществ червями позволяет повысить коэффициент гумификации органического вещества в 1.5–2 раза. Полученный биогумус содержит биологически активные вещества, в присутствии которых ускоряются прорастание семян, приживание рассады, повышается устойчивость растений к заболеваниям. Внесение в почву биогумуса исключает перенасыщение ее отдельными видами питательных элементов, как это часто случается при внесении высоких доз навоза и обычных компостов, полегание посевов и другие отрицательные последствия. Биогумус, наконец, «омолаживает» почву. По данным американских специалистов, даже истощенные, холодные, «мертвые» почвы можно привести в плодородное состояние путем систематического внесения биогумуса в течение 4 лет из расчета 3 т/га. При удобрении почвы биогумусом выращенная продукция практически не содержит нитратов и тяжелых металлов.

В вермикомопосте по сравнению с исходным органически субстратом увеличивается численность агрономически полезных микроорганизмов: аммонифицирующих, нитрифицирующих, и целлюлозоразрушающих.

В кишечнике червей происходит массовое размножение некоторых групп микрофлоры. Состав микрофлоры в кишечнике разных видов зависит от состава пищи. У видов, питающихся слабо разложившимися растительными остатками, преобладают флюоресцирующие бактерии. В дальнейшем ходе естественной сукцессии микроорганизмов в растительных остатках увеличивается количество споровых форм и актиномицетов. Вследствие этого в копролитах червей стимулируются минерализация органики и размножение почвенных грибов. Так, в копролитах плотность пенициллума выше, чем в окружающей почве.

Уровень микробиологической активности зависит от численности дождевых червей.

С внесением вермикомпоста изменяется и ферментативная активность почвы, так как почвенные ферменты являются биологическими катализаторами превращений органического вещества почвы. Каждому виду ферментативной активности в почве соответствует определенный оптимум рН. Поскольку получаемый вермикомпост в большинстве случаев имеет рН в пределах от 6,8 до 7,2, то при его внесении создаются благоприятные условия для развития уреаз, протеаз, дегидрогеназ, полифенолксидаз и каталаз, оптимальная активность которых наступает при рН от 6,3 до 7,2.

Решение задачи «Роль дождевых червей в почвообразовании»

Если mчервя =  0,7  гр и дано 80 особей на 1 м3 ⇒ на 1 га количество особей будет равно 800 000.

Суммарно, 800 000 особей перерабатывают за сутки 400 кг (или ) почвы. Исходя из активной деятельности червей, длящиеся 220 дней, то за сезон ими перерабатывается:

= 220 дней Ч 0,4 т = 88 т/га

Исходя из того, что суточный рацион червя равен 200%, то 40% потребляемой пищи будет равняться 80% от общего количества (из 200%):

= 0,4 т Ч 0,8 = 0,32 т