За последние несколько лет образование твердых отходов и управление ими стали одной из самых серьезных экологических проблем. Каждый год человек, скот и сельскохозяйственные культуры производят около 38 миллиардов метрических тонн в год органических отходов во всем мире. Использование этих отходов для повышения производительности важно как по экономическим, так и по экологическим причинам. Вермикультура является важным аспектом, так как он превращает отходы в богатство, используя дешевый экологичный вариант с активностью дождевых червей. Вермикомпост богат питательными веществами для растений, обеспечивает весь необходимый питательный элемент, улучшает структуру почвы, текстуру, аэрацию, влагоудерживающую способность и предотвращает эрозию почвы.
В последние несколько лет проблема эффективного удаления и утилизации органических твердых отходов стала более острой из-за быстро растущего населения, интенсивного сельского хозяйства и индустриализации. На сегоднящний день существующие в мире технологии переработки органических отходов в большинстве случаев не являются безотходными иэкологические чистыми. Альтернативной существующим методам является новое направление – переработка органических отходов с помощью дождевых червей. Проблема утилизация органических отходов является актуальные проблемы, стоящих перед работниками сельскохозяйственных и промышленных предпрятий. Вермикомпостирование возникло как инновационная эко-технология для преобразования различных типов отходов в биогумус. Безопасное удаление и экологически безопасное обращение с этими отходами стали глобальным приоритетом [1-3].
Вермикомпостирование как безотходная технология может быть использована для утилизации различных видов навоза на животноводческих комплексах или других органических отходов сельскохозяйственных производств и промышленности с помощью специализированных технологических навозных червей Eiseniafetida (foetida). В большинстве случаев используют подвид дождевого навозного червя Eiseniafetidaandrei, имеющий промышленное название «красный калифорнийский червь». Этот вид имеет широкое распространение благодаря хозяйственной деятельности человека, и благодаря этому же обстоятельству его поселения имеют локальный характер. В связи с этим возникают проблемы выбора видов для культивирования червя. Этот червь, в природе обитающий в навозных кучах, может успешно работать только на очень богатых органикой однородных субстратах, что требует значительных дополнительных затрат труда при подготовке среды для культивирования. С другой стороны, пренебрежение технологией приготовления субстрата негативно сказывается как на продуктивности, так и на выживаемости культуры. В настоящее время в Казахстане ведутся работы по получению новой технологической линии навозного червя, способного к активному росту и размножению в условиях вермикультуры на территории Казахстана. Данная культура дождевых навозных червей будет жизнестойкой, толерантной к различным субстратам и адаптирована к местным условиям обитания [4]. Вермикомпостирование получило широкое развитие во всем мире. В настоящее время во многих странах мира, особенно в США и Канаде, происходит настоящий бум, связанный с разработкой новых, более эффективных технологий вермикомпостирования.
Новая технология основана на способности червей поглощать в процессе своей жизнедеятельности растительные остатки и почву. В организме червей они измельчаются, биохимически трансформируются, обогащаются рядом питательных элементов, ферментами и микроорганизмами. При прохождении органических отходов через кишечник червей исчезает неприятный запах, снижается их зараженность патогенами, уменьшается объем отходов и в результате физико-химических, биохимических и микробиологических преобразований в кишечнике дождевых червей они превращаются в вермикомпост (биогумус) – органическое удобрение, представляющее собой определенную агрономическую ценность. В качестве источников корма для червей используют различные органические материалы: навоз, бытовые отходы, растительные отходы, осадок сточных и др., поддающиеся разложению (при условии создания благоприятных условий для жизнедеятельности червей). Необходимым условием подготовки субстрата для червей является хранение отходов в течение определенного времени – иначе черви могут погибнуть из-за повышения температуры и выделения газов (аммиака, сероводорода, метана и др.), образующихся в процессе гниения отходов.
Преимущества вермикомпостирования в сравнении с обычными способами компостирования отходов заключаются в следующем. Из заселенных червями отходов через 1-2 дня прекращается выделение неприятных запахов. При вермикомпостировании происходит ускорение процесса разложения и минерализации органического вещества. При этом происходит более глубокое обеззараживание компоста. В присутствии червей создаются благоприятные условия для деятельности микроорганизмов, подавляющих развитие патогенных бактерий.
Эффективность вермикультивирования зависят от условий культивирования червей – температуры, влажности, качества и интенсивности кормления. Кроме того, большое значение имеют и продукционные характеристики самого навозного червя: плодовитость, скорость роста, сроки наступления половозрелости. Генетическая способность технологической линии навозного червя к размножению обеспечивает рост популяции в год в 1,5 тысячи раз. Ежедневно черви перерабатывают органические отходы и производят объем биогумуса, равный своему весу [5-7].
Вермикультивирование доступно всем большим и малым сельскохозяйственным предприятиям, фермерам, садоводам-любителям, городским коммунальным хозяйствам, а также всем предприятиям и организациям, которые в своей производственной деятельности получают органические отходы. Преимущество этой технологии перед другими заключается в том, что она позволяет в едином технологическом процессе при сравнительно малых затратах перерабатывать в больших количествах практически любые органические отходы с получением в качестве конечных продуктов высокоэффективного органического удобрения – биогумуса и полноценного биологического белка, используемого в животноводстве.
Субстратом являются различные виды компостов, прошедшие процесс ферментации по технологическому регламенту. При этом субстрат должен отвечать следующим физико-химическим, биохимическим показателям и санитарногигиеническим требованиям: массовая доля органического вещества – не менее 50 % сухой массы; массовая доля влаги – 70-80 %; рН – 6,5-7,5; обогащенность азотом – не менее 24 % сухой массы; массовая доля клетчатки – не менее 24 % сухой массы; содержание тяжелых металлов не должно превышать значений ПДК для почв; уровень радиации не должен превышать ПДУ; наличие патогенной микрофлоры и жизнеспособных яиц гельминтов не допускается.
Чаще биогумус используют не в чистом виде, а в составе различных грунтов и растительных субстратов. Доля биогумуса в них – от 10 до 30 %. Остальными компонентами могут быть торф, измельченная кора и т.д. Применение биогумуса, грунтов и растительных субстратов на его основе способствует повышению плодородия почвы и увеличению продуктивности сельскохозяйственных культур [8].
Таким образом, процесс вермикомпостирования приводит к улучшению качества и экологической безопасности полученного сырья. Проблема утилизации отходов животноводства как решение экологической проблемы обладает научной и практической значимостью и организация вермипроизводства как на открытых площадках, так и в закрытых свободных помещениях (коровниках, свинарниках, овощехранилищах и т.д.) может быть рекомендована руководителям хозяйств. Количество гумуса в биогумусе меняется в зависимости от вида отходов. Анализы показали, что в биогумусе отсутствуют патогенные бактерии, а доля тяжелых металов ниже ПДК для почв. Эти показатели доказывают, что биогумус – это безопасное, экологически чистое и полноценное органическое удобрение, насыщенное микроэлементами, ферментами, почвенными антибиотиками, витаминами, гормонами роста и развития растений. В нем содержится от 12 до 17 % и более гумуса. Это универсальное средство восстановления плодородия почв.