Technology features of growing of different types of worms by container method Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

AGRICULTURAL SCIENCES

ОСОБЛИВОСТ1 ТЕХНОЛОГИ ВИРОЩУВАННЯ Р1ЗНИХ ВИД1В ЧЕРВЯК1В КОНТЕЙНЕРНИМ

СПОСОБОМ

Журавель С.В.

кандидат с.-г. наук Кравчук М.М. кандидат с. -г. наук Клименко Т.В. кандидат с. -г. наук Полiщук В.О. асистент Дмитренко К.О.

Магiстр Житомирський нацюнальний агроекологiчний yHieepcumem, Украша

TECHNOLOGY FEATURES OF GROWING OF DIFFERENT TYPES OF WORMS BY CONTAINER

METHOD

Zuravel S.

Candidate of Agricultural Sciences Kravchuk M.

Candidate of Agricultural Sciences Klymenko T.

Candidate of Agricultural Sciences Polishchuk V. assistant

Dmytrenko K.

Master's degree Zhytomyr National Agroecological University, Ukraine

АНОТАЦ1Я

На сьогодшшнш час технология виробництва вермикомпосту в Укршт вже достатньо вщпрацьована, однак в залежносп вщ ктматичних умов та складу компосту може дещо в1^знятися. KpiM того важливе значення мае i вид вермибютично! маси, зокрема в данш статтi розглянуто таю види черв'як1в: Дендробена або черв'як £вропейський, Калiфорнiйський та Старатель, кожний з них в залежностi вщ сво!х бiологiчних особливостей та способiв живлення може штучно культивуватися в промислових масштабах.

В статтi викладеш технологiчнi аспекти процесу розмноження, зокрема впливу на даний процес тем-пературних режимiв, ростовi процеси, склад готового бюгумусу та наведена ефективнють запропонова-ного технологiчного процесу вирощування даних видiв черв'як1в контейнерним способом. Даний метод дае змогу найб№ш чiтко контролювати чисельнiсть черв'якiв, кшьшсть виробленого ними бiогумусу i перюд розвитку яець (коконiв) та, в основному, використовуеться для штучного !х розведення i селекцш-но! роботи.

ABSTRACT

At present, the technology of vermicomposting production in Ukraine is already fulfilled, however depending on weather conditions and structure of organic content which is set, the quality of ready biohumus can significantly vary. Therefore the kind of vermibiotic matters. We set the purpose to investigate quality of the vermikompost when using different types of a vermibiota: Dendrobena (European worm), Californian and Staratel worms. Each of them depending on the biological features and ways of nutrition can be cultivated on an industrial scale.

The article states the technology aspects of reproduction process, in particular, the influence of temperature conditions on this process. Growth processes, structure of a ready biohumus are also analyzed. The efficiency of the offered technology of cultivation process of these worm species is given in the container way. The specified method allows completing an effective control of the number of worms, quantity of the biohumus made by them and the period of development of eggs (cocoons). The method is generally used for an artificial cultivation of a vermibiota and also for a selection work.

Ключовi слова: черв'яки Дендробена, Калiфорнiйський, Старатель, вермикомпост, вермибюта, бю-гумус, оргашчна технология.

Keywords: Dendrobena, Californian worms, Staratel worms, vermicompost, vermibiota, biohumus, organic technology.

Постановка проблеми. У сучасних свггових дослщженнях у галузi екологп та сiльського госпо-дарства значна увага придiляeться проблемам пере-робки органiчних вiдходiв i гх рацюнальному вико-ристанню в якостi щнного бiологiчного ресурсу. Проте, основна складшсть вирiшення ще! проблематики полягае в тому, що бiльшiсть юнуючих тех-нологiй потребують значних енергозатрат i не е без-вщходними й екологiчно безпечними. Яшсть бшь-шостi отриманих з побутових, тваринних та рослинних вiдходiв органiчних добрив не вщповь дае агротехнiчним i екологiчним вимогам через на-явшсть шшдливих мiкроорганiзмiв, життездатного насiння бур'яшв, перевищення вмiсту важких мета-лiв, що не виключае ймовiрностi забруднення ними повiтря, грунту i грунтових вод [2, 3, 4]. Наиришнщ ХХ столiтгя у США, Захвднш Gвропi, Японп та рядi шших кран свiту почали застосовувати та ефекти-вно впроваджувати технологи переробки оргашч-них вiдходiв, якi виршували цi проблеми, зокрема, методом вермикультивування. Цей метод базуеться на штучному розведенш черв'як1в для подальшо! переробки оргашчних вiдходiв у бiологiчно акти-вне, високоефективне добриво - вермикомпост. Тому на базi Житомирського нащонального агрое-кологiчного унiверситету у 2019 рощ був закладе-ний стащонарний досл1д щодо вивчення технологи розведення та отримання компосту на основi вико-ристання певних видiв дощових черв'якiв.

Аналiз останнiх дослiджень та публжацш. Проблемою практичного використання дощових черв'як1в людство цiкавиться доволi давно. Одним з перших дослвднишв, хто почав вивчати вермику-льтуру, був вадомий зоолог Чарльз Дарвш, який 1х описав ще у 1837 рощ. З того часу, незважаючи на майже два столитя пошук1в, ця проблема й доа е актуальною та набувае все б№шого значения. Дещо пiзнiше, Рейнольдсом i Ветцелом описано рiд олтехепв, який нараховуе близько 8300 видiв, з яких майже половина ввдноситься до черв'якiв. Од-нак, варто тдкреслити, що не всi види можуть штучно культивуватися та мають практичне значення в процесi вермикомпостування. В залежносп ввд типу живлення 1х класифiкують на анецики, ендро-ге1ки та ешгеши [1, 2, 3]. Практичне значення у ве-рмикомпостуванш вiдiграе черв'яки групи ешге!-шв. В Укра1ш у сучасних умовах, практичного зна-чення набули та широко культивуються три види: Калiфорнiйський, Дендробена та черв'як Старатель.

Вивченням технологiчних процесiв вирощу-вання черв'яшв та значеннi гх в агроценозi займа-лися видатнi Iрунтознавцi - Г. Висоцький, С. Кравцов, Н. Дiмо та iн. Однак, промислову технологiю вирощування калiфорнiйських дощових червоних черв'як1в першим розробив та запропонував амери-канський вчений Карл Баррет, який у 1959 рощ отримав патент на виробництво спецiалiзованих черв'яшв «червоний пбрид», або, як його часто на-зивають, «червоний кал1форншський». В той же час у США було створено ряд шдприемств, як у великих обсягах переробляли рiзнi оргаиiчнi ввдходи та

масово продавали дощових черв'яшв i вермикомпо-сти. Ниш розведенням черв'яшв там займаються як окрем1 фермери, защкавлеш в лшвщаци створених у процес сшьськогосподарського виробництва рослинних решток i тваринних в1дход1в, так i фермери, господарства яких спещал1зуються на утиль заци промислових в1дход1в за запатентованою тех-нолопею. У нашш кра1ш вермибютою займалися украшсьш вчеш з асощаци «Бюконверс1я» (м. 1вано-Франшвськ) [7, 8, 9].

1з загально! шлькосп 4400 вщомих i описаних до тепершнього часу вид1в земляних або дощових черв'яшв, детально були дослщженш близько 20 вид1в [1]. Проте, широко використовуеться у вер-микультур1 лише 10-12 вид1в черв'яшв, що мають практичне значения. Головним чином, це черв'яки, яш живуть у поверхневих шарах грунту - черв'яки-ешгеши [4, 5]. Для !х культивування використовуеться продуктивна популящя, виведена селекцш-ним шляхом лши гншного черв'яка, яка ввдр1зня-еться значною плодюч1стю, втратою шстинкту за-лишення свого м1сця перебування при несприятливих умовах навколишнього природного середовища та високою адапцшною здатшстю до переробки специф1чних вид1в в1дход1в. Природа над1лила дощових черв'яшв ушкальними захис-ними властивостями. Завдяки потужному комплексу фермент1в вони за короткий перюд здатш до-сить швидко переробляти р1зш види оргашчних вь дход1в[4, 5, 6].

В нашш кра!ш значно! популярносп та практичного значення набули три види: Кал1форншсь-кий, Дендробена та черв'як Старатель.

Видшення MCBiipiiMCiiiix panirne частин зага-льноТ проблеми. Нами вперше було зроблено порь вияния трьох вид1в черв'як1в, яш вирощувалися на однаковому трьохкомпонентному субстрап. При цьому, було проанал1зовано процес !х розвитку та розмноження, розклад оргашчно! речовини i, як на-слщок, -агрох1м1чш показники отримано! продук-ци вермикомпосту. Також нами було адаптовано процес вермикультивування контейнерним способом за умов природного !х збертання та перезимь вл в умовах Житомирського Полюся.

Метою наших дослщжень було проанал1зу-вати особливосл контейнерного способу вирощу-вання р1зних вид1в вермибюти, зокрема Кал1фор-ншського черв'яка, Дендробени та черв'яка Старателя. Кр1м того, важливо було дослщити технолопчш особливосп !х вирощування, зокрема температурш режими, режими зволоження, склад компосту та процеси росту i розвитку дорослих особин, розвиток яець (кокошв) в умовах Пол1сь-кого регюну.

Методика дослщжень. На баз1 ЖНАЕУ у 2019 рощ був закладений стащонарний дослщ за темою: «Розробка ефективних способ1в приготування ком-пост1в в оргашчному та б1одинам1чному землероб-ств1» (номер держреестраци 0118U004349). Зг1дно схеми дослвду у контейнери розм1ром 2^1x1 м, що в1дпов1дае 2 м3, закладався компост об'емом 1 м3. Закладка проводилася пошарово з використанням

трьохкомпонентно! сушшт к1нського гною, тирси, листя (у рiвних частинах).

Шсля досягнення оптимальних параметрiв температурного та водно-повпряного режиму в ком-постi проводилось заселения контейнерiв вермибь отою, з розрахунку 2 сш'1 на 1 контейнер (вага 1 ам'1 становила 1 кг). У кожний з контейнерiв (^м контрольного) були заселеннi рiзнi види черв'яка: Калiфорнiйський, Дендробена, Старатель. Закладка компосту за сезон проводилася двiчi (пошарово). Так, перше закладання вщбулося в квiтнi та зашнчи-лося у червш (тривалiсть - три мюящ), друга закладка починалась у липш та зак1нчувалась у вересш (тривалiсть - три мюящ). Для детального анатзу стану вермибюти, агрофiзичних i агрохiмiчних по-казнишв готового бiогумусу вiдбiр зразк1в викону-вали на завершальнiй стади компостування.

Стандартна компостна складова:

1. Солома, 33 %. 2. Зелена маса, 33 %. 3. Гнш,

33 %

Варганти вермибюти:

1. Контроль. 2. Старатель. 3. Дендробена. 4. Ка-лiфорнiйський черв'як.

Результати дослщжень.

Аналiз результапв отриманих дослвджень показав, що найбiльша кiлькiсть вщкладених яець була зафiксована за вирощування Dendrobaena veneta. При цьому, на одного черв'яка репродуктивного bí^ припадало в середньому 25,3 яйця або ко-кони (рис. 1). Найб№ший показник був зафшсова-ний за використання черв'яка Старатель - 11,5 яець на одну репродуктивну особину. Однак, розвиток i вихвд черв'яшв не репродуктивного вшу (молодого черв'яка) також був зафшсований на варiантi, де ви-користовувався Старатель.

200

150

ы

| ш

>4 Н

>4

Ч

50

0

Кал1форн1йський Дендробена Старатель

■ Кокони або яйця

■ Черв'як, який не досяг репродуктивного вжу

Рис. 1.

СтадИ розвитку ргзних вид1в черв'яшв на завершальному emani компостування, шт./кг субстрату

Аналiзуючи результати (рис. 2) щодо бюмаси черв'яка можна зробити висновок, що найбшьша вага була зафжсована на варiантi, де використову-вався Старатель, - 22,8 г/кг компосту, а найнижча -

Катфорншського черв'яка, де цей показник стано-вив 17,4 г/кг компосту.

Рис. 2. Вага вермибюти на .завершальнШ стадИ компостування, г/кг субстрату

Аналiз водно-фiзичних показникiв якосп компосту показав, що найвища вологiсть компосту сформувалась за використання черв'яка Старатель i складала 51,8 %, що на 3,8 % вище за контрольний

В результат аналiзу кислотностi готового компосту встановлено, що на контрольному варiантi та при вирощуваннi Калiфорнiйського черв'яка сформувалась нейтральна реакцiя середовища (рН =

Аналiзуючи агрохiмiчнi показники у отрима-ному компостi варто зазначити, що найвищий вмiст азоту зафшсований в компостi Калiфорнiйського черв'яка та Старателя (2,6 %). По фосфору найвищий показник був зафжсований з компосту пiсля

варiант (рис. 3). Найнижча волопсть була зафшсо-вана при вирощуванш Калiфорнiйського черв'яка -49,3 %.

7,4). В той же час, компост отриманий ввд Дендро-бени та черв'яка Старатель характеризувався сла-болужною реакцieю (рН = 8,1) (рис. 4).

переробки черв'яком Старателем, де його вмют склав 2 %. Для порiвняння, на контрольному варiа-нтi вмiст фосфору становив 1,1 %. Вмiст калш та-кож був найвищим за використання черв'яка Старатель.

Контроль Калiфорнiйський Дендробена Старатель

Рис. 3. BMicm вологостi в компостах, отриманого при вирощуванш р1зних eudie черв 'яюв, %

Контроль Калiфорнiйський Дендробена Старатель

Рис. 4 BMicm рН сольове в компостi, отриманого при вирощуванш рьзних вuдiв черв'яюв

Контроль Ка. пфоришськии Дендробена Старатель

■ Азот ■ Фосфор ■ Калш

Рис. 4 Вмкт азоту, фосфору, калю в компостi, отриманого при вирощуваннi ргзних видiв черв 'яюв, %

Рис. 5. BMicm гумусу в KOMnocmi, отриманого при вирощувант рьзних eudie черв'яюв, %

Найвищий вмют гумусу був зафжсований при переробщ оргашчно! маси компосту черв'яком Старатель, а найнижчий - за умови переробки субстрату Катфорншським черв'яком - 11,0%, що на 1,9% (абсолютних) було вищим за контроль.

Висновок. В умовах дослвду найвища репро-дуктивна здатшсть за 6ти-мiсячного компостування трьохкомпонентного субстрату була зафшсо-вана у черв'яка Дендробена. Найбтша маса черв'яка була зафжсована за використання черв'яка Старатель. Анатз як1сних (агрохiмiчних) показнишв показав, що вмiст азоту, фосфору та калш був найвищим за умови переробки компосту черв'яком Старатель.

Лтратура

1. Blakemore R.J.A. Series of Searchable Texts on Earthworm Biodiversity, Ecology and Systematics from Various Regions of the World. (Eds.: N. Kaneko & M.T. Ito). COE Soil Ecology Research Group. -Yokohama National University, Japan, 2005.

2. Биоконверсия органических отходов и охрана окружающей среды / под. ред. И.А. Мельник). - К., 1996. - 235 с.

3. Бюдеструктори стерт - запорука родючосл грунпв: Рекомендаци / «БТУ Центр», 2014. - 14 с.

4. Вермикомпостирование и вермикультивиро-вание как основа экологического земледелия в XXI веке: проблемы, перспективы, достижения: сб. науч. тр. / ред.кол. С.Л. Максимова [и др.]. - Минск, 2007. - 164 с.

5. Городний Н.М. Биоконвенсия органических отходов в биодинамическом хозяйстве / Н.М. Городний, И.А. Мельник, М.Ф. Повхан [и др.]. - К.: Урожай, 1990. - 256 с.

6. Edwards, C.A. The use of earthworms in the breakdown andmanagement of organic waste. In: Edwards, C.A. (ed.), Eartworm Ecology. St. Lucie Press, Boca Raton, FL, 1998. - P. 120-162.

7. Мельник И.А. Вермикультура: производство и использование. / И.А. Мельник, М.М. Городний,

М.Ф. Повхан, В.С. Гитилис // К., Укр. ННТЕИ, 1994. - 128 с.

8. Мельник 1.П. Дощовi черв'яки: HayKOBi аспекта вирощування i практичне застосування / 1.П. Мельник, Н.М. Колкник, I.A. Шувар, В.М. Сенде-цький, I.M. Títob та iн.. - 1вано-Франшвськ: Сим-фонiя форте, 2015. - 444 с.

9. Шувар I.A. Виробництво та використання оргашчних добрив / I.A. Шувар, В.М. Сендецький, О.М. Бунчак, В.С. Гнидюк, О.Б. Тимофiйчyк. -1вано-Франк1вськ: Симфошя форте, 2015. - 596 с.

GROWTH AND DEVELOPMENT OF LEGUMINOUS PERENNIAL HERBS IN SOIL POLLUTION

WITH HEAVY METALS

Tkachuk O.

Doctor of Agricultural Sciences, Associate Professor of the Department of Ecology and Environmental Protection

Vinnytsia National Agrarian University

ABSTRACT

In the conditions of soil pollution by the moving forms of heavy metals Pb - 1 MPC, Cd - 1 MPC, Cu - 2.3 MPC, there were researched the features of growth and development in sowing of six species of legume perennial grasses: Medicinal sativa I., Trifolium pratense L., Onobrychis arenaria Kit., Melilotus albus L., Lotus corniculatus L. and Galega orientalis Lam. It is founded that leguminous perennial herbs have differences in morphological features and processes of growth and development; Lotus corniculatus L., Onobrychis arenaria Kit.), Medicago sativa I., Trifolium pratense L. develop in the spring type; Galega orientalis Lam. and Melilotus albus L. develop in the winter type; the earliest Lotus corniculatus L. reaches flowering phase - on the 60 th day after sowing and till the end of the growing season forms 2 more mowing in the beginning of flowering phase; later Trifolium pratense L. begins to bloom meadow - in 23 days after Lotus corniculatus L.; the most competitive with weeds are Melunotus albus L. and Onobrychis arenaria Kit. and, to say the least are Galega orientalis Lam. and Trifolium pratense L.

Keywords: Leguminous perennial herbs , growth, development, heavy metals, pollution, soil.

Formulation of the problem. In recent decades in Ukraine, as a result of the increasing the use of mineral fertilizers and pesticides the potential threat to soils may be their pollution with heavy metals. Heavy metals include chemical elements with an atomic mass greater than 40 and a density exceeding 5 g/cm3, which have the properties of metals [1]. The notion of «heavy metals» is conditional, because this group includes copper, zinc and other elements that have a positive biological value, they are called microelements, but when they accumulate above the limit they can be toxic and to activate or vice versa to block biochemical processes in living organisms. Particular attention is drawn to heavy metals such as Zn, Cu, Pb and Cd [2, 3].

Researches of many scientists have found that phytotoxicity of heavy metals depends on such factors as: chemical properties, soil and climatic conditions and species features of plants and their resistance to pollution [4].

Analysis of recent research and publications. Grass-fed fodder is one of the factors that can stabilize the degradation processes occurring in the soil. Large phytomeliorative role of leguminous perennial herbs on plowland , optimal ratio of plowed land, hayfields and pastures would be able to eliminate destructive processes occurring in agricultural landscapes, to reduce erosion and to increase soil fertility and crop yields [5].

Leguminous perennial herbs improve soil fertility, protect it from wind and water erosion, leave in the soil dry roots and crop residues. Their root system contains from 2.5-3% to 4% nitrogen. After it dies and decomposes, nitrogen reserves in the soil increase by 150-200, sometimes 300 kg / ha. Nitrogen which is accumulated

in the root system and the crop residues of leguminous perennial herbs after their decomposition in the soil is well absorbed by other crop rotation cultures [6].

Separation of previously unresolved parts of a common problem. In recent years, the positive impact of the cultivation of leguminous perennial herbs on reducing soil pollution by heavy metals has been confirmed. Therefore, under such conditions, there will be an increase in their acreage on lands polluted with heavy metals. In turn, heavy metals, such as toxic substances, can inhibit leguminous perennial herbs and affect their growth and development. It is the study of these parameters that is the task of our research.

Purpose of the article. Field researches was conducted during 2013-2019 at Research farm "Ahro-nomichne" of Vinnytsia National Agrarian University (Ukraine), where intensive technologies of agricultural chemistry are used for cultivation of crops. laboratory researches were carried out in the laboratories of the department of radioecology in the agrosphere of the Institute of Agroecology and Environmental Management of the National Academy of Agrarian Sciences of Ukraine and the Department of Ecology and Environmental Protection of Vinnitsa National Agricultural University.

Field of research of the Research farm "Ahro-nomichne", where field researches were conducted, is located in the central part of Vinnitsa region in the Central Forest-Steppe of Ukraine. The territory of the farm has a flat terrain which is characterized by a slight elevation and a weak division of the territory. The absolute