CC BY
37
ЭКОЛОГО-ПРОДУКЦИОННАЯ РАЗНОКАЧЕСТВЕННОСТЬ ДОЖДЕВЫХ КОМПОСТНЫХ ЧЕРВЕЙ ПО ОТНОШЕНИЮ К РАЗНЫМ СУБСТРАТАМ
Е.В. Просянников, Н.Ю. Купцова, К. А. Трувелер
В последние десятилетия, в связи с острой потребностью утилизации сельскохозяйственных и бытовых органических отходов, широкое распространение получила вермитехнология. Оптимизацией жизнедеятельности промышленных культур дождевых компостных червей она обеспечивает более глубокую переработку обычных компостов, подготавливаемых из отходов химической обработкой и специфичным сообществом видов микроорганизмов и членистоногих, в копролит (массу экскрементов червей), или биогумус, или вермикомпост - ценное удобрение. Наростная биомасса червей используется как для расплода в вермитехнологии и биомелиорации, так и в качестве ценного кормового и фармацевтического сырья.
Компостных червей, ранее относимых к одному виду - Eisenia fétida, теперь, по многим биохимико- и молекулярно-генетическим и экологическим характеристикам, относят к двум видам: E. fétida (полосатые) и E. andrei (бесполосые), к которым принадлежит и ставший широко известным «красный калифорнийский червь» или «красный калифорнийский гибрид» (ККГ). Объектами культивирования в вермитехнологии обычно служат дождевые компостные черви вида E. fétida. Они широко распространены, практически всеядны и при оптимальных условиях способны увеличивать свою биомассу в несколько десятков раз за год. Каждая половозрелая особь гермафродитно откладывает в среднем один кокон в неделю, в котором может находиться от 2 до 21 зародыша. Через 2-3 недели из коконов вылупляются молодые особи, а еще через 7-12 недель они уже способны приносить новое потомство. Взрослые особи живут 1015 лет, достигая в длину 8-10 см, при средней массе около 1 г. Ежесуточно они, потребляя 1 г органического субстрата на 1 г массы своего тела, производят 0,4-0,6 г копролита.
В 1959 г. в Калифорнийском университете в результате гибридизации и отбора среди очень разнообразных популяций дождевого червя E. andrei был создан красный калифорнийский гибрид, основным преимуществом которого стала высокая технологичность: 1) высокая плодовитость и продуктивность; 2) интенсивная переработка органического субстрата в копролит; 3) относительно оседлый образ жизни; 4) терпимость к шуму, вибрации и пр. В 60-70-е годы прошлого столетия этот гибрид был завезен в Западную Европу, а в 80-ые гг. он попал в СССР. Для условий более сурового климата было также выведено несколько новых линий из местных популяций E. fétida и E. andrei (Трувеллер и др., 2004).
В 2003-2006 гг. на кафедре почвоведения, агрохимии и сельхозрадиологии Брянской ГСХА изучали экологопродукционные характеристики шести линий E. andrei и одной линии E. fetida (табл. 1).
Для исследований отбирали по 10 особей червей (подростки и зрелые минимальные) каждой популяции в
трехкратной повторности и заселяли в пластмассовые ящики размером 60*40x20 см, наполненные субстратами, полученными при ферментации соломистого навоза КРС, свиней и лошадей. Перед заселением популяций в субстраты, в них определяли рН водной вытяжки. Его значения, соответственно, составили 9,7; 7,2; 10,1. Червей содержали в ящиках с субстратами 22 недели в темном помещении (вермариуме) при температуре 18-25 °С. Для подкормки червей еженедельно в ящики добавляли новый слой субстрата толщиной около 5 см. Субстраты аэрировали с помощью рыхления 1-2 раза в неделю и увлажняли до 85% по потребности.
Возрастную структуру популяций определяли еженедельно, учитывая следующие возрастные группы:
• коконы - (яйцевые капсулы) живые и свежие, имеющие светло-зеленый цвет, зрелые с личинками коричневого цвета, а также пустые и погибшие;
• личинки (Larvae) - вылупившиеся за неделю черви минимального размера со слабой пигментацией кутикулы и видимым кровеносным сосудом;
• молодь (Juvinis) - нормально пигментированные черви, превосходящие по размерам личинок, но короче наименьших зрелых особей (min А^11ш);
• подростки (Vergin) - равные по размеру наименьшим зрелым особям, но лишенные пояска - клител-люма и следа перетяжки от него;
• зрелые минимальные (min А^11ш) - наименьшие черви с пояском или четкой перетяжкой;
• зрелые средние (mid А^11ш) - черви с пояском на 20% длиннее зрелых минимальных и короче зрелых максимальных;
• зрелые максимальные (max Adultus) - черви наибольшей длины.
Суммируя возрастные группы червей (без коконов) каждой популяции, получали их общее количество. В течение всего периода вермикультивирования на различных субстратах популяции различались между собой как по количеству коконов и суммарной численности возрастных групп червей, так и по тенденции их изменения в течение эксперимента. На субстрате из навоза КРС тенденция имела возрастающий характер, на субстратах из навоза лошадей и свиней - убывающий (рисунок).
К концу исследований на субстрате из навоза КРС изучаемые популяции по количеству особей расположились в следующий убывающий ряд: Брянская
(147,3±3,5); ККГ из Венгрии (129,7±0,9); Подольская (112,3±1,5); Оболенская (96,3±2,7); Обнинская (91,0±4,6); ККГ из Италии (77,7±1,8); Владимирская (74,0±1,5); Чуйская (70,7±1,9); ККГ из Украины (70,7±2,8). Увеличение численности популяций всех изучаемых линий происходило волнообразно, ее пик наблюдали на 12-15 неделях.
На субстрате из навоза лошадей популяции компостных червей расположились в следующей последовательности: Оболенская (5,3±0,3); ККГ из Украины (4,3±0,3); Чуйская (3,7±0,3); ККГ из Венгрии (3,3±0,3); Обнинская (3,3±0,3); Брянская (3,3±1,7); Владимирская
(2,3±1,5); Подольская (1,7±0,3); ККГ из Италии (3,7±1,9). На 9-й неделе культивирования во всех популяциях наблюдали незначительное увеличение количества червей, после которого отмечали дальнейшее снижение их численности (см рис.).
Субстрат из навоза лошадей
Недели
Субстрат из навоза свиней
12
10
« о О 8 Ю О о
£ 6 | 4 2 0
ДДГ аж — Л. V Ч
" *Д-Д-Д оУ'Жч. '•
і і і і і ♦
9 11 13 15 17 19 21
Недели
ККГиз Венг
... д... Подол
------ККГ из Укр
—д— ККГ из Итал ------- Чуйская
-а— Брянск -*— Обнинск
- - - о- - - Оболен —і— Владим
Рисунок. Общее число особей в популяциях дождевых компостных червей, выведенных и (или) распространенных в России
Продукционные характеристики компостных червей, распространенных в России
Продукционные характеристики Красный калифорнийский гибрид из: Популяции дождевых червей НСР05
Брян- ская Влади- мирская Обнин- ская Обо- ленская По- дольска Чуйская
Венгрии Италии Украины
Число коконов, кок./нед. 1 1 0,2 1 0,5 0,8 1 0я5 0,7 0,3
Инкубационный период, сут. 20,3 21,7 23,7 19,3 21,0 22,3 20,7 22,3 21,7 0,9
Вылупляемость, лич./кок. 4,7 3,0 2,8 5,5 3,5 2,6 4,5 2,9 2,3 0,4
Средняя масса взрослого червя, г/экз. 0,79 0,66 0,73 0,88 0,81 0,74 0,77 0,71 0,85 0,03
Срок наступления половой зрелости, сут. 64,9 71,2 67,2 65,4 70,3 74,0 69,1 74,7 71,3 0,8
Субстрат из навоза свиней оказался непригодным для вермикультивирования. На нем количество червей всех изучаемых популяций постепенно уменьшалось и к завершению опыта стало равным нулю (рисунок).
Продуктивность популяций на субстрате из навоза КРС оценивали по следующим показателям:
1) число коконов, полученных от каждого экземпляра червя за 1 неделю;
2) число личинок, вылупившихся из одного кокона;
3) время инкубации коконов с точностью до 3-4 суток (сут.);
4) коллумелярный вес - средняя масса взрослого червя;
5) срок наступления половой зрелости, таблица.
Учет количества отложенных коконов проводили
при комнатной температуре в пластмассовых стаканах объемом 500 см3, наполненных субстратом, в каждый из которых помещали по две неполовозрелые особи. Время инкубации и число червей, вылупившихся из одного кокона, определяли при комнатной температуре в чашках Петри диаметром 10 см, куда закладывали на увлажненную фильтровальную бумагу по 5 коконов одного срока кладки и выдерживали в течение всего срока инкубации. Среднюю массу взрослого червя определяли в каждой повторности опытов в пробах, составленных из 10 особей. Срок наступления половой зрелости у дождевых компостных червей каждой популяции определяли в контрольной группе, состоящей из 3-х экземпляров в возрасте около 7 суток. Каждого червя помещали в отдельный сосуд и выдерживали до появления пояска - клителлюма, свидетельствующего о наступлении половозрелости.
По числу отложенных коконов компостные черви разделились на две группы: плодовитую (ККГ из Венгрии и Италии, популяции Брянская, Оболенская, Обнинская, Чуйская) и менее плодовитую (популяции Владимирская, Подольская и ККГ из Украины).
Инкубационный период коконов - время от кладки яйцевого кокона до появления из него личинок. Про-
дуктивность популяции тем выше, чем короче этот период. По данному показателю популяции разделили на 4 группы. Самой продуктивной оказалась Брянская популяция. Второе место заняли ККГ из Венгрии, Оболенская и Владимирская популяции. Третье - ККГ из Италии, Чуйская, Обнинская и Подольская популяции. Замыкает этот ряд ККГ из Украины.
Вылупляемость - количество жизнеспособных личинок, вышедших из одного кокона. Наиболее продуктивной по этому показателю оказалась Брянская популяция. Остальные, по уменьшению вылупляемости, можно объединить в четыре группы:
1) ККГ из Венгрии и Оболенская популяции;
2) Владимирская;
3) ККГ из Украины, Подольская, ККГ из Италии;
4) Чуйская и Обнинская популяции.
Наиболее крупными были дождевые компостные черви Брянской и Чуйской популяций. Минимальная коллумелярная масса у червей ККГ из Италии. Остальные популяции по этому показателю занимают промежуточное положение.
Срок наступления половой зрелости компостных червей - количество суток с момента вылупления личинки из кокона до превращения ее в зрелую особь, способную производить потомство. Чем он короче, тем популяция продуктивнее. Самым коротким сроком отличаются ККГ из Венгрии и Брянская популяция. Остальные по увеличению срока наступления половой зрелости объединили в следующие группы: 1) ККГ из Украины и Оболенская; 2) Владимирская; 3) ККГ из Италии и Чуйская; 4) Обнинская и Подольская.
Итак, по комплексу эколого-продукционных показателей, дождевые компостные черви Брянской популяции и ККГ из Венгрии, принадлежащие к E. andrei, при культивировании на субстрате из навоза КРС, существенно преобладали над червями других популяций, распространенных в России. А черви Чуйской популяции, относящейся к E. fétida, оказались наименее эффективными.
ОСОБЕННОСТИ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ
24 Агрохимический вестник • № 1 - 2007
