Устройство для выращивания вермикультуры технологически специализированного дождевого червя eisenia foetida и получения биогумуса

Устройство для выращивания вермикультуры технологически специализированного дождевого червя eisenia foetida и получения биогумуса

Реферат

В мировой практике нарастает интерес к разработке и внедрению биотехнологии переработки навоза животноводческих ферм и других органикосодержащих отходов с помощью компостных червей в биогумусное органическое удобрение [1, 2].

Наиболее продуктивным и приемлемым для технологии переработки органического субстрата (корма для червей) является навозный (компостный) червь Eisenia foetida, который послужил основой для селекционных работ при создании в 1959 году варианта под названием «Красный калифорнийский» (США) [3, 4].

Этот вид распространен повсеместно, поддается разведению в искусственных условиях и хорошо адаптируется к различным органикосодержащим субстратам [1, 4].

Предлагаемое изобретение относится к устройству для выращивания технологически специализированных червей Eisenia foetida и получения гумусного удобрения и может быть использовано в небольших фермерских хозяйствах и частных домовладениях.

Известно ящичное устройство для переработки органических отходов и получения биогумуса с помощью вермикультуры [5]. Однако трудоемкость при отделении червя от биогумуса удорожает его производство, а также 10-15% червя и его потомство (коконы) погибают.

Известно также устройство [6], в котором используются подвешенные на вертикальных стойках ящики-сита с различным размером ячеек для разделения червей, коконов и биогумуса на фракции. Однако устройство имеет существенный недостаток - это замазывание ячеек сита и высыхание субстрата у стенок ящиков, что снижает выход вермикультуры и биогумуса.

Известно ящичное устройство для получения биогумуса [7], объединенное по три ящика в модули и разделенные между собой сетчатым дном, что позволяет проникать червям по мере поедания субстрата снизу вверх. Недостатком этого устройства является неполная миграция червя в другой ящик, а также пристеночное высыхание питательной смеси у деревянных стенок ящиков.

Известно устройство [8], в котором используется лента из воздуховлагопроницаемой ткани, которая загружается через конус питательной смесью непосредственно на червей-производителей, выращенных отдельно. По мере снижения уровня питательной смеси в загрузочном конусе лента продвигается. Режим выбирается индивидуально. Однако трудоемкость и сложность ряда технических решений снижают внедрение.

Известен способ получения специализированных пород компостного дождевого червя из дикой популяции Eisenia foetida, в котором для устройств его выращивания четко сформулированы оптимальные параметры технологического процесса [3].

Для поддержания параметров влажности и pH субстрата используется как вариант катодная фракция - электрохимически активированная вода как раскислитель [9, 10]. Однако католит теряет свои свойства уже через 2-3 часа [12, 13], поэтому в качестве стабилизатора используется пептид, представленный желатином в концентрации не менее 0,01 мас. %, что гарантирует длительную сохранность свойств водного раствора католита с pH 8 и Eh=-350…-400 мВ в течение 7 суток [13].

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для выращивания червя [11], содержащее пластиковый контейнер с крышкой, по центру контейнера перфорированный вал-элемент, непроницаемый для червей, и между крышкой и верхней кромкой контейнера вентиляционные отверстия. Недостатком этого устройства является низкий выход биогумуса на единицу массы питательной смеси и технологически недостаточно четко представлен процесс формирования «штамма» червя.

С целью повышения эффективности использования предлагаемого устройства предусматриваются конструктивные решения, позволяющие повысить выход биогумуса и вырастить более сильных и активных особей червя.

Предлагаемое устройство (фиг. 1) состоит из пластикового цилиндрического контейнера 1 с крышкой 3 и пластиковой сетчатой кассеты 12, установленного в поддоне 6 на бруски 9. В дне контейнера 1 имеются отверстия 8, 11, а по центру дна установлен сетчатый элемент 2, обеспечивающие поступление воздуха и слив избыточной воды. Дно кассеты 12 выполнено сетчатым с размером ячеек 2-2,5 мм. На крышке 3 установлены четыре емкости 4 для воды. Дно, заливные горловины емкостей 4 и дно контейнера 1 сетчатые, обеспечивающие проход воды и поступление воздуха.

Выращивание червей и получение биогумуса в предлагаемом устройстве включает операцию введения компостных червей дикой местной популяции в нижнюю часть (зона I) цилиндрического пластикового контейнера 1 с питательной средой (слой 10-15 см) и по мере поедания органического субстрата червями и оседания необходимо периодически через 7-10 дней добавление сверху слоями 7-10 см, заполняя промежуточные зоны I, II и III высотой 30 см каждая в течение 3 месяцев (90 суток), увлажняя при этом через влаговоздухопроницаемые днища емкостей 4 водой для поддержания оптимальной влажности питательной среды к периодически катодной электроактивированной воде (pH 8, Eh=-400…-700 мВ) для поддержания оптимального pH субстрата. Катодная электрохимически активированная вода угнетает развитие патогенной микрофлоры, а также обладает биостимулирующим действием, повышая плодовитость червей на 20,4% [9, 12].

Черви из отработанных слоев субстрата перемещаются снизу вверх в слой свежего компоста, внизу остаются капролиты червей и биогумус.

В качестве субстрата можно использовать торф, солому, опилки и кору деревьев лиственных пород, коровий и конский навоз, бытовые органические отходы, листья, стебли растений, бумагу, картон при соответствующей их обработке и периода ферментации для навоза 6-7 месяцев.

Свежий компост активно аэрируется через вентиляционный сетчатый элемент 2, вентиляционные каналы на емкостях для воды 4 и через отверстия 8 и 11 в днище 10 контейнера 1, вентиляционные элементы 2, 5 и 7 выполнены из влаговоздухопроницаемого экологически чистого нейтрального материала, неразрушающегося во влажной среде и непроницаемого для червей.

Пластиковая верхняя кассета 12 с сетчатым дном, проницаемым для червей, с размером ячеек 2-2,5 мм устанавливается на верхний слой субстрата (зона III) и служит для первого отбора наиболее сильных и активных особей. Для более полной их выборки (95-97%) и дальнейшей реализации установку сетчатой кассеты 12 со свежим привлекательным кормом производят трижды с интервалом 7-10 дней. После такого отбора остается биогумус.

Таким образом, дикая местная популяция червя Eisenia foetida, помещенная первоначально в 10-15-сантиметровый слой компоста из навоза с площадью заселения 40-50 экз./кг и размноженная предлагаемым устройством в течение трех циклов развития общей длительностью 100 дней при оптимальной температуре субстрата 20°С (15-25°С), оптимальной влажности 75% (65-85%) и оптимальной pH среды 7,0 (6,5-7,5) при периодической подкормке слоем субстрата 7-10 см через каждые 7-10 дней, представляет из себя местную технологически специализированную популяцию дождевого червя по продуктивности производства биогумуса, приближающуюся к технологическим породам «Гибрид красный калифорнийский» (1959 г) и «Владимирский гибрид «Старатель» (1982 г) [1, 2, 3].

Отклонение от оптимальных параметров технологического процесса снижает не только эффективность использования устройства, но и порой делает его убыточным.

Так вермикультивирование в режиме низких положительных (+6…+8°С) в отличие от оптимального (+20°С) приводит к резкому снижению численности микроорганизмов, усваивающих органический и минеральный азот более чем в 8 раз, фосфатмобилизирующих бактерий - в 10 раз. Снижается выход капролитов на 12,1%. Кроме того, содержание нитратного азота уменьшается на 173,4 мг/100 г, фосфора - на 21,7 мг/100 г. [14].

Генетически устойчивой считается популяция не менее 1500 шт. особей.

Размножившуюся первую популяцию сильных энергичных особей червя вместе с субстратом отправляют в повторный 100-дневный рабочий цитат. Остальных червей и биогумус реализуют как товарную продукцию.

При этом из 1 т органического сырья можно получить 600 кг биогумуса с 25-32%-ным содержанием гуминовых веществ с широким спектром полезной микрофлоры, придающей свойства комплексного микробного удобрения и средства защиты растений.

Следует также учесть, что эффективность использования только 1 кг биогумуса, богатого бактериальной флорой, приравнивается к 70-90 кг подстилочного навоза [1].

Литература

1. Городний Н.М., Мельник И.А., Повхан М.Ф. и др. Биоконверсия органических отходов в биодинамическом хозяйстве. - Киев: Урожай, 1990. - 256 с.

2. Игонин A.M. Дождевые черви: как повысить плодородие почв в десятки раз, используя дождевого червя «Старателя». - Ковров: Маштекс, 2002. - 192 с.

3. Патент на изобретение РФ №2058737 Способ получения технологических (специализированных) пород компостного дождевого червя Eisenia foetida/ A.M. Игонин, опубликовано 27.04.1996.

4. Перель Т.С. Распространение и закономерности распределения дождевых червей. - М.: Наука, 1979. - 70 с.

5. №. de public FR №2594434 Dispositif et procede de production, d′humus par lombricompostage/Andre Donchery/ Int. C1. C05F 9/04; A01K 67/00, 1987.

6. Патент на изобретение РФ №2033049 Универсальное устройство для выращивания вермикультуры на садовом участке с получением биогумуса П.З. Каши, опубликовано 20.04.1995.

7. Патент на изобретение РФ №2054402 Устройство для получения биогумуса/А.Л. Останин, Л.П.Останин, опубликовано 20.02.1996.

8. Патент на изобретение РФ №2115639 Устройство для переработки отходов с получением биогумуса и вермикультуры/ В.В. Тараторкин. В.Г. Матвейкин, В.И. Бодров и др.

9. Патент на изобретение РФ №2040174 Способ выведения червей/ Б.Г. Рогачев, Ю.Н. Сидоров, опубликовано 27.07.1995. Бюл. №21.

10. Бутко М.П., Фролов B.C., Титанов B.C. Применение злектрохимически-активированных растворов хлорида натрия для санации объектов АПК. - Веткорм, №1, 2007. - С. 25-27.

11. Int. РСТ WO №87/00003 RECIPIENT POURELEVAGE DE TERRE/ROMANN Robert/Classif. Internat. A01K 67/00, 15.01.1987.

12. Патент на изобретение РФ №2155717 Способ безреагентного изменения физио-механических свойств воды и/или водных растворов/ В.М. Бахир, опубликовано 10.09.2000.

13. Патент на изобретение РФ №2234945 Стабилизатор водного раствора и водосодержащего сырья с самопроизвольно изменяющимися окислительно-восстановительными свойствами / В.М. Дворников, опубликовано 27.08.2004.

14. Терещенко Н.Н. Влияние психпрофильных условий культивирования дождевых червей на качество вермикомпоста и уровень его биологической активности. - Достижения науки и техники, №7, 2011. - С. 21-23.

1. Устройство для выращивания вермикультуры технологически специализированного дождевого червя породы Eisenia foetida и получения биогумуса, включающее цилиндрический пластиковый контейнер, нижнюю часть контейнера для первоначального размещения червей в питательной смеси, три промежуточные зоны контейнера для отработанного червами субстрата как биогумус, центральный влаговоздухопроницаемый сетчатый элемент, непроницаемый для червей, верхнюю крышку контейнера, поддон с опорами под контейнер, пластиковую сетчатую верхнюю кассету для десятисантиметрового слоя компоста из навоза, где завершается 100-дневный цикл адаптации червей к искусственным условиям их обитания.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что верхняя крышка контейнера выполнена совместно с четырьмя пластиковыми емкостями с заливными горловинами и днищами, проницаемыми для воды и воздуха при периодическом увлажнении компоста.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что для поддержания оптимального pH субстрата одна из четырех емкостей в крышке контейнера периодически заполняется катодной электрохимически активированной водой с pH 8, Eh=-400…-700 мВ, которая угнетает развитие патогенной микрофлоры и обладает биостимулирующим действием, повышая плодовитость червей.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дно пластиковой сетчатой верхней кассеты с боковыми стенками выполнено с размерами ячеек 2,0-2,5 мм, проницаемой для червей.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что все вентиляционные элементы выполнены из влаговоздухопроницаемого экологически чистого натурального материала, неразрушающегося во влажной среде и непроницаемого для червей.

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что три промежуточные зоны контейнера для отработанного червами субстрата как биогумус выполнены высотой по 30 см каждая и рассчитаны на три цикла развития общей длительностью 90 суток.