CC BY
373
О
ХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
ТЕМА НОМЕРА]
УДК 631.879.4
Перспективы развития технологии
вермикомпостирования
в России и за рубежом
М.А. Выгузова, аспирант, А.С. Линкевич, аспирант,
В.В. Касаткин, д-р техн. наук, профессор, Н.Ю. Литвинюк, канд. техн. наук, профессор Ижевская государственная сельскохозяйственная академия
Ресурсы суши Земли включают в себя почвы, как главный фактор развития сельского хозяйства и благосостояния человечества [17]. Итоговый документ иЫСЕй 1992 - «Повестка дня на XXI век» - основной в области стратегии земельных ресурсов - делает акцент на реальности угрозы глобальной продовольственной безопасности в связи с недостаточным вниманием к проблемам земельных ресурсов. Экологическая Доктрина РФ в части экологической безопасности относит к числу основных приоритетов (п. 4) обеспечение
Все чаще для повышения плодородия почв вместо традиционных химических удобрений используют технологии биологического или органического земледелия, которые включают вермикультуру.
населения России экологически безопасными продуктами питания. Поэтому все чаще для повышения плодородия почв вместо традиционных химических удобрений используют технологии биологического или органического земледелия [1, 2, 8], которые включают вермикультуру (запатентована Барретом в Америке, 1959).
Вермикультура прошла испытание временем и имеет широкое распространение в мировом сельском хозяйстве, в первую очередь в европейских странах: Франции, Италии, Германии, Нидерландах, Польше, Венгрии, Великобритании, а также в Японии и Китае, в США и Канаде. В США в 1979 г. был принят закон, запрещающий вывоз из страны калифорнийских червей и их коконов. Однако к этому времени технология
Ключевые слова: биотехнологии; вермикомпостирование; биогумус; удобрение; навоз; калифорнийский червь.
Key words: biotechnologies; worm composting; biohumus; fertilizer; droppings; Californian worm.
воспроизводства вермикультуры калифорнийских червей уже широко распространилась по планете и принятый в США закон не нанес ее развитию никакого ущерба.
Вермикомпостирование - один из перспективных способов утилизации отходов сельского хозяйства, основанный на использовании дождевых червей, т.е. переработка навоза с их помощью. Вермикомпостирование отходов животноводства одновременно решает три важные проблемы современной цивилизации: получение ценных удобрений, утилизации отходов животноводства и охраны природной среды в зонах крупных животноводческих комплексов [3, 4, 6].
Дождевые черви играют ключевую роль в биотическом круговороте питательных веществ в почве. В биотическом круговороте почвенные микроорганизмы и растения закрепляют химические элементы почвы в своих клетках, а дождевые черви и другие почвенные беспозвоночные выводят эти элементы из органического вещества растений и микробной биомассы обратно в почву, обогащая ее азотом, фосфором и калием. Проходя через кишечник люмбрицид, органика переваривается под действием энзимов и кишечной микрофлоры, разлагается до более простых соединений, структурируется; почвенные частички обогащаются гуминовыми кислотами, кальцием, магнием, фосфорной кислотой. Многие минеральные соединения переходят в доступ-
ные для растений формы [7, 16]. Дождевые черви выполняют оздоровительные и обеззараживающие функции, элиминируя патогенную почвенную микрофлору, поглощая и переваривая бактерии, водоросли, грибы и их споры, простейших и нематод. При переработке навоза, при его прохождении через организм червя в процессе вермикомпостирования семена сорняков теряют свою всхожесть, значительно снижается содержание кишечной палочки и других видов болезнетворных микроорганизмов. Помимо этого, уменьшается токсичность тяжелых металлов, улучшаются структура почвы и ее водно-физические свойства. При внесении в почву биогумуса в нее попадают и дождевые черви, микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности, необходимые, в свою очередь, для ее нормального функционирования. При внесении в почву навоза существует риск передозировки и нанесения вреда будущему урожаю, тогда как биогумус можно вносить в любом количестве [11].
Для получения высококачественного удобрения с высоким содержанием гумусных веществ осуществляют вермикомпостирование навоза. Основная операция вермикомпости-рования - подготовка субстрата. Она заключается в доведении органических отходов до влажности 75-78 % с последующей ферментацией с обеспечением перевода аммиачного азота в нитратные формы. Исходная смесь - субстрат для вермикомпос-тирования - должна иметь следующие параметры: влажность - 7075 %, рН - 6,5-7,5, соотношение С:Ы = 20:1, содержание минеральных веществ - до 10 %, сырого протеина - не более 25 %.
В настоящее время известно более 3000 видов дождевых червей или олигохет (малощетинковые кольчецы), но человек в качестве верми-культуры использует не более 12-15 видов дождевых червей. Семейство люмбрицид включает свыше 200 видов дождевых червей, которые относятся к разным морфо-экологи-ческим группам. Наиболее распространены два вида: компостные черви (Е/^ет'а foetida) и почвенные черви (Lumbricus terrestris). Природные виды люмбрицид Средневолжского региона обладают широкой экологической валентностью, хорошо переносят зимний период, при наличии хороших технологических характеристик их можно было бы эффективно использовать для утилизации отходов животноводства.
Систематическое положение красного калифорнийского червя (Е/зеги'а
PROTECTION OF THE ENVIRONMENT
апс1ге1) остается не совсем ясным, и многими авторами он трактуется как подвид Е/'зет'а foetiCa апСге¡. Другие европейские виды, Lumbricus гиЬеНиз и йепСюЬаепа veпeta, имеют существенно меньшую скорость роста и размножения и используются в вермикультуре довольно редко. В тропических странах, наряду с Е. foetiCa, часто разводятся EuCrilus eugeпiae и Репопух excavatus, хотя культивируется еще около десятка других видов.
Совместное разведение нескольких видов (поликультура) могло бы расширить спектр перерабатываемых субстратов и глубину их переработки, однако исследования в этом направлении пока не дали обнадеживающих результатов [12]. Чрезвычайно перспективным представляется развитие работ в направлении генетики, селекции и подбора наиболее эффективных популяций и генотипов культивируемых видов червей. Почти все биотические характеристики Е. fetiCa, включая устойчивость к тяжелым металлам [14, 15], могут быть улучшены направленным отбором, а некоторые «дикие» популяции обладают свойствами, сравнимыми с таковыми у коммерческих линий [5].
Проводятся интенсивные исследования пригодности вермикультуры для утилизации все более широкого спектра муниципальных, сельскохозяйственных и промышленных отходов, от зеленой массы водяного гиацинта до отходов горнорудной промышленности. Ярким примером служат успешные лабораторные опыты по применению вермикомпоста для абсорбции тяжелых металлов из отходов гальванического производства [13].
Расширение использования вермикультуры за рубежом стимулируется в связи с обострением экологических проблем, в частности, с растущим загрязнением окружающей среды различными отходами, тяжелыми металлами, радионуклидами и средствами химизации. Интерес к методу вермикультивирования обусловлен именно отсутствием опасности загрязнения среды вредными веществами. Особое внимание к вермикультуре проявляют сторонники альтернативного земледелия, ратующие за отказ от применения минеральных удобрений и пестицидов и призывающие к широкому использованию компостов для поддержания на высоком уровне биологической активности почв.
В настоящее время в США черви культивируются в более чем 500 тыс. хозяйствах. За последние 20 лет в
мире сформировались семь основных центров культивирования дождевого червя. Все они находятся в странах со сравнительно теплым климатом. За рубежом культивирование червя не сопряжено с большими расходами, так как нет затрат на обогрев в зимний сезон, поэтому экономический эффект весьма ощутим. Так, например, Япония от широкого внедрения дождевого червя смогла сократить посевные площади на 15 % и экспортирует продовольствие.
Методом вермикомпостирования перерабатываются в компост отходы в г. Капри из 60 тыс. т твердых бытовых отходов и 25 тыс. т ила сточных вод, на площадке 600 м2 получают около 30 тыс. т вермикомпоста. Вер-микомпостирование дает возможность быстро перерабатывать бытовые и некоторые виды промышленных отходов на удобрение. Бытовые отходы предварительно сортируют, освобождают от различных металлических предметов, измельчают, увлажняют (часто для этой цели используют осадок сточных вод), укладывают в невысокие, хорошо аэрируемые бурты и заселяют их червями [10].
Во Франции, которая одной из первых занялась вермикультивиро-ванием и достигла при этом больших успехов, насчитывается свыше 2 тыс. хозяйств по переработке отходов этим методом. В их числе отдельные фермы и кооперативные объединения, включая и сбытовые. Вырабатываемый компост используется как для собственных нужд, так и для продажи. Исследования по переработке отходов методом вермикультивирования ведутся на Опытной станции фауны почвы в г. Ди-жон. Отходы подвергают предварительному разложению в специальных биореакторах, а затем заселяют коконами червей. По сравнению с традиционными методами при компостировании в биореакторах ускоряется созревание компоста. В производимой продукции (вермиком-посте) отмечено повышенное содержание доступных для растений азота и фосфора.
В г. Тулуза червей использовали для переработки жировых отходов, содержащих большое количество воды, что исключало возможность их сжигания. Захоронение указанных отходов на специально оборудованных полигонах требует больших затрат. Были проведены опыты, показавшие, что после смешивания с илом сточных вод жировые отходы вполне пригодны для разведения червей. Однако в полученном таким
образом компосте содержится большое количество тяжелых металлов, что исключает возможность его последующего применения в качестве удобрения под овощи и другие продовольственные культуры; им можно подкармливать цветы.
Свое распространение вермикуль-тивирование нашло и в таких странах, как Япония, Китай, Польша, Венгрия, где оно поставлено на промышленную основу [9].
Несмотря на то, что объем рынка биогумуса достаточно мал, он имеет значительные перспективы развития в России, так как собственно созданием рынка этой продукции никто не занимался. Производство биогумуса экологически безопасно, а само удобрение показало весьма внушительные результаты испытаний в Чувашии в предшествующие годы -повышение урожайности при его использовании составило от 20 до 70 % в зависимости от видов культур. В этом плане целесообразно отталкиваться от конкретных цифр. Два года назад в пик посадочного
Вермикомпостирование - один из перспективных способов утилизации отходов сельского хозяйства, основанный на использовании дождевых червей, т.е. переработка навоза с их помощью.
сезона на рынках Казани распродавалось по 20 т почвогрунтов на основе вермикомпоста или его эрзац-заменителей.
В Российской Федерации верми-культура получила широкое распространение, она активно развивается в Брянской, Владимирской, Самарской областях, в Республике Татарстан [3, 4].
Основные производители биогумуса в России расположены в европейской части: «Фарт» (Санкт-Петербург); ОАО «Плодопитомник» (г. Нижний Новгород); ООО «Русский биогумус (Москва); «Грин-Пикъ» (г. Ковров, Владимирская обл.); ООО «Вермилюкс», ЗАО «Ягодное» (г. Киров); ООО «ЛуКа» (г. Набережные Челны); «Рыльский биогумус» (г. Рыльск, Курская обл.); ООО «БиоАг-роСервис» (г. Тольятти, Самарская обл.).
Основные преимущества вермикомпостирования: переработка органических отходов может осуществляться прямо на месте их получе-
О
ХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
ТЕМА НОМЕРА]
ния; отсутствие потерь питательных веществ; отсутствие запахов при утилизации отходов; не требуется добавление в отходы разрыхляющих компонентов.
Несмотря на то, что технология вермикомпостирования обладает большим коммерческим потенциалом, ее развитие сдерживают следующие факторы: проблемы со сбытом готовой продукции (стоимость биогумуса дороже химических добавок); неинформированность населения о свойствах биогумуса; отсутствие государственной поддержки; спекуляция в сфере реализации готовой продукции; невозможность экспорта биогумуса из-за высоких капитальных затрат.
ЛИТЕРАТУРА
1. Вирясов, Г.П. Использование промышленных отходов (Новые виды удобрений)/Г.П. Вирясов//Хи-мизация сельского хозяйства. -1992. - № 3. - С. 42-43.
2. Горчаков, Я.В. Мировое органическое земледелие XXI века/Я.В. Горчаков, Д.Н. Дурманов. - М.: Изд-во ПАНМС, 2002. - 402 с.
3. Городний, Н.М. Биоконверсия органических отходов в биодинамическом хозяйстве/Н.М. Городний, И.А. Мельник, М.Ф. Повхан. - Киев: Урожай, 1990. - 78 с.
4. Игонин, A.M. Как повысить плодородие почвы в десятки раз с помощью дождевых червей/A.M. Игонин. - М.: Информационно-внедренческий центр «Маркетинг», 1995. - 88 с.
5. Кодолова, О.П. Сравнительное исследование репродукционного потенциала локальных поселений компостного червя Eisenia fetida (Oligochaeta, Lumbricidae)/0.n. Кодолова, Б.Р. Стриганова, Т.Н. Сидо-рова^Известия АН СССР. Сер. биол - 1993. - № 4. - С. 558-568.
6. Мельник, И.А. Дождевые черви на службе сельского хозяйства/ И.А.Мельник//Сельскохозяйственная биология. - 1990. - № 5. - С. 160-163.
7. Покровская, С.Ф. Использование дождевых червей для переработки органических отходов и повышения плодородия почв (верми-культура)/С.Ф. Покровская. - М.: Агропромиздат, 1991. - 32 с.
8. Стриганова, Б.Р. Влияние дождевых червей на динамику почвенных процессов/Б.Р. Стриганова// Биодинамика почв.- Таллинн, 1988. - 12 с.
9. Вермикультура и основные этапы ее развития. - 2010. - Режим доступа: http://www.vermyk.narod.ru/ articles/vermrazv/vermrazv.htm.
10. Масштабы вермикультивиро-вания в мире. - Хаапсалу, 2000. -Режим доступа: http:// dulvictor.narod.ru/6rynok.htm.
11. Переработка навоза методом вермикомпостирования.- М., 2007.- Режим доступа: http:// www.biogumus.com / page_pid_620.htm.
12. Elvira, C. The growth and reproduction of Lumbricus rubellus and Dendrobaena rubida in cow manure mixed cultures with Eisenia Andrei/C. Elvira, J. Dominguez, S. Mato//Appl. Soil Ecol. - 1997. № 5. - Р. 97-103.
13. Removal of Cu, Cr, Ni, Zn, and Cd from electroplating wastes and synthetic solutions by vermicompost of cattle manure/C.P. Jordao [et al.]//Sci. and Health Part A. - 2002. - № 37. -Р. 875-892.
14. Meyer, W.J. Suitable characters for selective breeding in Eisenia fetida (Oligochaeta)/W.J. Meyer, H. Bouwman//Biol. Fertil. Soil. - 1995.-№ 20. - Р. 53-56.
15. Spurgeon, D.J. The development of genetically inherited resistance to zinc in laboratory-selected generations of the earthworm Eisenia fetida/D.J. Spurgeon, S.P. Hopkin//Environ. Poll. - 2000. - № 109. - Р. 193-201.
16. Tomati, U. The hormone - like effect of earthworms on plant growth/U. Tomati, A. Grappelli, E. Galli//Biology and Fertility of Soils. -1988. - V. 5. - № 4. - P. 288-294.
17. Wood, S. Pilot analysis of Global Ecosystems - Agroecosystems/S. Wood, K. Sebastian//J. Scherr. - 2000. - 120 p.
Школьники Санкт-Петербурга учатся принципам экологической ответственности
Более 2000 учеников третьих и четвертых классов Санкт-Петербурга приняли участие в «экологических» уроках, прошедших этой весной в 22 школах города. Занятия, в рамках которых дети узнали об ответственном отношении к природным ресурсам, проводились при поддержке компаний ООО «Санкт-Петербургский молочный завод «Пискаревский», компании «Тетра Пак» и Комитета по образованию г. Санкт-Петербурга.
На интерактивных уроках школьники посмотрели фильм, рассказывающий о пути ценнейшего природного продукта - молока, начиная с процесса доения коров на современных, оснащенных новейшей техникой фермах до упаковочных линий на «Пискаревском молзаводе», которые позволяют донести до потребителя все полезные и питательные свойства молока. Также ребята познакомились с особенностями мо-
лочной упаковки «Тетра Пак». Ученикам наглядно продемонстрировали ее «природность» и экологич-ность, так как основу этой упаковки составляет древесное волокно - возобновляемый природный ресурс. В память об уроке дети получили в подарок наборы по выращиванию клевера - символа Санкт-Петербургского молочного завода «Пискарев-ский», а также ручки, произведенные из переработанных отходов кар-
тонной упаковки «Тетра Пак». Экологические уроки были высоко оценены педагогами и городской администрацией.
«Популяризация «зеленого» сознания - один из приоритетов коммуникационной политики «Тетра Пак». Вместе с нашими заказчиками особенно важными мы считаем инициативы, направленные на «экологическое» воспитание школьников. Интерес, с которым ребята восприняли экоуроки, и положительные оценки таких уроков учителями и Комитетом по образованию вдохновили нас на продолжение этого начинания. В будущем году на таких же уроках еще больше юных петербуржцев узнают о важности ответственного и рачительного отношения к природе в целом и природным ресурсам в частности. Мы также расскажем им о важности ответственного и правильного отношения к бытовым отходам и необходимости их раздельного сбора и переработки как реальном деле по защите окружающей среды, поучаствовать в котором может каждый», - говорит Александр Барсуков, вице-президент по экологии компании «Тетра Пак».
