Рекультивація сільськогосподарських угідь за рахунок біотехнології вермикультивування

Розвиток сільського господарства сьогодні неможливий без використання добрив, які дозволять підвищити родючість ґрунтів, збільшити врожайність та покращити якість продукції. Для уникнення негативних змін у ґрунтових екобіоценозах, необхідно відмовитись від використання мінеральних добрив надавши перевагу органічним, які містять всі необхідні поживні речовини для рослин та стимулюють гумусоутворюючі процеси,  що у свою чергу підвищує потенційну родючість ґрунтів.

Сьогодні ні у кого не виникає сумнівів стосовно того, що родючість ґрунтів тісно пов’язана з діяльністю ґрунтових мікроорганізмів. Так як, мікробіота активно функціонує та формує верхній ґрунтовий горизонт, таким чином беручи участь в утворенні гумусового шару, в якому зосереджений найбільший запас органічних форм поживних елементів.

У 2017 році кафедра біотехнології Українського державного хіміко-технологічного університету м. Дніпро було сформовано популяцію дощових черв’яків роду Eisenia. Вермикультура селекціонована на біотрансформацію жорстких субстратів, для отримання біогумусу з твердої та рідкої фракцій органічних відходів сільськогосподарських комплексів. Дана біотехнологія не потребує значних економічних витрат для підприємств, тому що розведення черв’яків роду Eisenia відбувається на основі органічних відходів – твердій біомасі, яка вже пройшла процес ферментації. На приготування субстрату додаткові кошти не потрібні.

Дана біотехнологія вермикультивування направлена на:  

  • реанімацію малопродуктивних ґрунтів;
  • створення умов прискореного проростання насіння;
  • отримання екологічно чистих продуктів;
  • підвищення стійкості рослин до захворювань і температурних перепадів.

Вироблене шляхом вермикультивування біодобриво – є екологічно безпечним і нетоксичним та дозволяє вирішити ряд питань, а саме:

  1. Забезпечує утилізацію різноманітної органічної біомаси;
  2. Отримане біодобриво не містить токсичних речовин та є абсолютно безпечним для навколишнього середовища;
  3. За рахунок збагачення біогумусу корисними мікроорганізмами забезпечується структурування ґрунтів та збереження  їх  екобіоценозів;
  4. Використання біогумусу заміщує витрати на застосування хімічних добрив і пестицидів;

Біогумус – однорідна маса темно-коричневого кольору, що є продуктом вермикультування (життєдіяльності) черв’яків роду Eisenia. Це натуральне, природнє, органічне, повністю екологічно чисте і найкраще з відомих добриво. Біогумус є органічною добавкою до будь-якого ґрунту і навіть піску, який покращує стійкість рослин до хвороб і шкідників, удвічі прискорює проростання насіння та не містить насіння бур’янів. Біогумус істотно впливає на кислотність ґрунту і може довести його pH до нормального, не містить хімічних, мінеральних та синтетичних добавок.

Хоча в Україні бізнес з отримання органічної продукції тільки починає розвиватися, але є всі підстави для того, щоб цей напрям став найперспективнішим і найвигіднішим вже найближчим часом.

Розуміння достатньо вагомого значення черв’яків у покрашенні ґрунтів, стало запорукою великого інтересу до їх розведення в умовах вермікомпосту. При наявності правильного за технологічними параметрами субстрату, тварини працюють з високим коефіцієнтом  дії – 40% субстрату витрачається на процеси життєдіяльності, а 60% після перетравлення виділяється в вигляді – копролітів, тобто продукованого біогумусу.

Ще Ч. Дарвін (1881) у своїх роботах відмітив важливе значення дощових черв’яків у підвищенні родючості ґрунтів, за його словами: ,,Задовго до винаходу плугу земля оброблялась цими тваринами і завжди буде оброблятись ними’’.

У результаті діяльності дощових черв’яків  утворились знамениті чорноземи – національне багатство країни. Так як, проковтуючи мікрочастинки органічної речовини черви трансформують її через кишечник, де під дією ферментів змінюється структура речовини, яка виділяється у виді копролітів. Копроліти покращують структуру ґрунту в результаті маленькі його частинки обволокуються слизом утворюючи ,,гелеподібну’’ структуру. Під їх дією також змінюється біохімічний склад ґрунтів. Біогумус містить в добре збалансованій і легкозасвоюваній формі всі необхідні для живлення рослин речовини. Середній вміст сухої органічної маси у біогумусі становить 50%, а гумусу – 18%; реакція середовища, сприятлива для рослин і мікроорганізмів – рН 6,8-7,4; середнє значення загального азоту досягає 2,2%; фосфору – 2,6; калію – 2,7% і т. д. Крім того, в біогумусі представлені практично всі необхідні мікроелементи і біологічно активні речовини, серед яких ферменти, вітаміни, гормони, ауксини, гетероауксини і ін.

Крім того, важливим є те, що біогумус збагачений значною кількістю корисної для ґрунту мікрофлори – мікроміцетами, актиноміцетами, амоніфікуючими, фосфатмобілізуючими та іншими мікроорганізмами. Вони відіграють ключову роль у структуруванні, формуванні та підвищені родючості ґрунтів і якості отриманої рослинної продукції.

У кращих зразках біогумусу в 1 г налічується до декількох мільярдів клітин мікроорганізмів, що значно перевищує чисельність мікробів в гною (приблизно 150-350 млн. клітин).

У таблиці 1 представлений аналіз органічного складу донних відкладень (сапропелів) до і після біотрансформації черв’яками роду  Eisenia

Таблиця 1 Аналіз органічного складу

Субстрат Органічний склад
Орган.р-на,% N-NO3 ,мг/кг К2О, мг/кг Орган.р-на,% N-NO3 ,мг/кг К2О, мг/кг
до біотрансформації після біотрансформации
Донні поклади 1 водойму 2,72 63,1 181 5,36 199,5 1521
Донні поклади 2 водойму 2,23 26,3 103 4,06

 

77,6

 

1068

 

 

Слід зазначити, що органічна речовина біогумусу в значній кількості представлена гуміновими кислотами (31,7 — 41,2%) і фульвокислотами (22,3 — 34,8%).

Серед гумінових кислот переважає найцінніша фракція – гумати кальцію (43,3 … 47,6%). Наявність в верікомпостах фульватно-гуматного типу гумусу (СГК: Сфкт = 1,18 … 1,42) сприяє формуванню агрономічно цінної структури ґрунту. Елементи живлення, що знаходяться в біогумусі, взаємодіючи з мінеральними компонентами ґрунту, утворюють складні комплексні сполуки. Тому вони надійно захищені від вимивання, повільно розчиняються у воді, забезпечуючи харчування рослин протягом тривалого часу (не менше 2 -3 років).

Вважається, що в 1 т біогумусу міститься в середньому 45 кг. поживних елементів (NPK) і як наслідок біогумус по своїй поживній цінності перевершує органічні добрива.

Таким чином, продукт отриманий шляхом біотрансформації різноманітних органічних субстратів ciльскогосподарських угiдь  черв’яками роду Eisenia має властивості рекультиванту, зокрема :

  • підвищуює вміст у ґрунті поживних елементів та сприяє пролонгованому переміщенню їх до рослини;
  • стабілізує у ґрунті вміст гумусу;
  • поліпшує структуру ґрунту;
  • підвищує температуру, у результаті ґрунт забарвлюється у темний колір, який покращує поглинання сонячної енергії, що особливо важливо для районів з холодним і помірним кліматом;
  • зв’язуює важкі метали і радіонукліди у не розчинні малорухомі комплекси;
  • сприяє зростанню чисельності корисної для ґрунту мікрофлори, забезпечуючи сталість екобіоценозів;
  • підвищує врожайність;
  • сприяє біологізації землеробства та отриманню екологічної продукції рослинництва.

Leave a Reply