Вермикомпост ( вермикомпост ) — это продукт процесса разложения с использованием различных видов червей , обычно красных вигглеров , белых червей и других дождевых червей , для создания смеси разлагающихся растительных или пищевых отходов , подстилочных материалов и вермикаста. Этот процесс называется вермикомпостированием , а выращивание червей с этой целью называется вермикультурой .
Вермикаст (также называемый отливками червей , перегноем червей , экскрементами червей , навозом червей или фекалиями червей ) является конечным продуктом расщепления органических веществ дождевыми червями. [1] Было показано, что эти экскременты содержат меньший уровень загрязнений и более высокую насыщенность питательными веществами, чем органические материалы до вермикомпостирования. [2]
Вермикомпост содержит водорастворимые питательные вещества, которые можно экстрагировать в виде вермиваша , и является отличным, богатым питательными веществами органическим удобрением и кондиционером почвы. [3] Он используется в садоводстве и устойчивом органическом сельском хозяйстве.
Вермикомпостирование также можно применять для очистки сточных вод . [ нужна цитация ] Разновидностью процесса является вермифильтрация (или вермидигестация), которая используется для удаления органических веществ, болезнетворных микроорганизмов и потребности в кислороде из сточных вод или непосредственно из черной воды смывных туалетов. [4] [5]
Вермикомпостирование приобрело популярность как в промышленности, так и в быту, поскольку по сравнению с традиционным компостированием оно позволяет быстрее перерабатывать органические отходы. При компостировании навоза также образуются продукты с более низким уровнем солености . [6]
Наиболее часто используемые виды дождевых червей (или червей для компостирования) — красные вигглеры ( Eisenia fetida или Eisenia andrei ), хотя можно также использовать европейских ночных ползунков ( Eisenia hortensis , синоним Dendrobaena veneta ) и красных дождевых червей ( Lumbricus Rubellus ). [7] Большинство экспертов по вермикомпостированию рекомендуют красных вигглеров, поскольку они обладают одним из лучших аппетитов и очень быстро размножаются. Пользователи называют европейских ночных ползунов множеством других названий, в том числе дендробенами , дендрами , голландскими ночными ползунами и бельгийскими ночными ползунами.
Вермикомпост, содержащий водорастворимые питательные вещества, представляет собой богатое питательными веществами органическое удобрение и кондиционер для почвы в форме, которая относительно легко усваивается растениями. [3] Червячные отливки иногда используются в качестве органического удобрения. Поскольку дождевые черви измельчают и равномерно перемешивают минералы в простых формах, растениям требуется лишь минимальное усилие для их получения. Пищеварительная система червей создает среду, которая позволяет определенным видам микробов процветать, помогая создать «живую» почвенную среду для растений. [8] Фракция почвы, прошедшая через пищеварительный тракт дождевых червей, называется дрилосферой . [9]
Вермикомпостирование — обычная практика в пермакультуре . [10] [11]
Вермиваш также можно получить из жидкого зелья биогумуса. Обнаружено, что Вермиваш содержит ферментный коктейль из протеаз, амилаз, уреазы и фосфатазы. Микробиологическое исследование вермиваши показало, что она содержит азотфиксирующие бактерии, такие как Azotobactrer sp., Agrobacterium sp. и Rhizobium sp. и некоторые бактерии, растворяющие фосфаты. Лабораторные испытания показывают эффективность вермивоша на рост растений. [12]
Все черви производят компост, но некоторые виды для этой цели не подходят. Вермикомпостные черви обычно являются эпигейными . К видам, наиболее часто используемым для компостирования, относятся:
Эти виды обычно встречаются в богатых органикой почвах по всей Европе и Северной Америке и живут в гниющей растительности , компосте и кучах навоза . Поскольку они обитают неглубоко и питаются разлагающимися растительными веществами в почве, они легко приспосабливаются к жизни на пище или растительных отходах в пределах контейнера для червей. Некоторые виды считаются инвазивными в некоторых районах, поэтому их следует избегать ( список см . в дождевых червях как инвазивных видах ). [1] [14]
Компостных червей можно заказать через Интернет, у поставщиков питомников по почте или в рыболовных магазинах, где они продаются в качестве наживки . Их также можно собирать из компоста и навозных куч. Эти виды не являются теми же червями, которые встречаются в обычной почве или на асфальте, когда почва затоплена водой.
Не рекомендуются следующие виды :
Крупномасштабное вермикомпостирование практикуется в Канаде, Италии, Японии, Индии, Малайзии, на Филиппинах и в США. [16] Вермикомпост можно использовать в сельском хозяйстве, ландшафтном дизайне, для приготовления компостного чая или на продажу. Некоторые из этих предприятий производят червей для приманки и/или домашнего вермикомпостирования.
Существует два основных метода крупномасштабного вермикомпостирования: валки и приподнятые грядки. В некоторых системах используется валок , который состоит из подстилки для дождевых червей и действует как большой бункер; к нему добавляется органический материал. Хотя валок не имеет физических препятствий для предотвращения побега червей, теоретически они не должны этого делать из-за обилия органических веществ, которыми они могут питаться. Часто валки используются на бетонной поверхности, чтобы предотвратить доступ хищников к популяции червей.
Метод валков и устройства для переворачивания валков компоста были разработаны Флетчером Симсом-младшим из компании Compost Corporation в Каньоне, штат Техас. Система компостирования Windrow известна фермерам как устойчивый и экономичный способ утилизации молочных отходов. [17]
Второй тип крупномасштабной системы вермикомпостирования — это приподнятая грядка или проточная система. Здесь червям подают дюйм «червяного корма» через верхнюю часть кровати, а дюйм отливок собирают снизу, протягивая прерыватель через большое сетчатое сито, образующее основание кровати.
Поскольку красные черви обитают на поверхности и постоянно перемещаются к новому источнику пищи, проточная система исключает необходимость отделения червей от отливок перед упаковкой. Проточные системы хорошо подходят для помещений внутри помещений, что делает их предпочтительным выбором для работы в холодном климате.
Для вермикомпостирования в домашних условиях имеется большое разнообразие контейнеров или можно использовать различные адаптированные контейнеры. Они могут быть сделаны из старых пластиковых контейнеров, дерева, пенопласта или металлических контейнеров. Конструкция небольшого контейнера обычно зависит от того, где человек желает хранить контейнер и как он хочет кормить червей.
Некоторые материалы менее желательны для изготовления шнековых бункеров, чем другие. Металлические контейнеры часто слишком хорошо проводят тепло, склонны к ржавчине и могут выделять тяжелые металлы в биогумус. Контейнеры из пенополистирола могут выделять химические вещества в органический материал. [18] Некоторые кедры , желтый кедр и красное дерево содержат смолистые масла, которые могут нанести вред червям, [19] хотя западный красный кедр имеет превосходную долговечность в условиях компостирования. Болиголов — еще одна недорогая и довольно устойчивая к гниению порода древесины, которую можно использовать для изготовления ящиков для червей. [20]
Контейнерам нужны отверстия или сетка для аэрации. Некоторые люди добавляют носик или отверстия внизу, чтобы лишняя жидкость могла стекать в поддон для сбора. [21] Наиболее распространенными материалами являются пластик: переработанный полиэтилен, полипропилен и дерево. [22] Пластиковые контейнеры для компоста из червей идеальны, но требуют большего дренажа, чем деревянные, поскольку они не впитывают влагу. Однако деревянные контейнеры со временем приходят в негодность, и их необходимо заменить.
Небольшое вермикомпостирование хорошо подходит для превращения кухонных отходов в высококачественные удобрения для почвы в условиях ограниченного пространства. Черви могут разлагать органические вещества без дополнительных физических усилий человека (поворота контейнера), которые требуются для компостирования контейнера .
Компостирующие черви, которые являются детритоядными (пожирают мусор), такие как красный вигглер Eisenia fetida , являются эпигейными (поверхностными обитателями) и вместе с симбиотическими ассоциированными микробами являются идеальными векторами для разложения пищевых отходов. Обыкновенные дождевые черви, такие как Lumbricus terrestris , являются анекическими (глубоко роющими) видами и, следовательно, непригодны для использования в закрытой системе. [23] Другие виды почвы, которые вносят свой вклад, включают насекомых , других червей и плесени . [24]
В зависимости от климата могут быть различия в методе вермикомпостирования. [25] Необходимо контролировать температуру крупномасштабных систем бункеров (которые могут иметь высокие теплоудерживающие свойства), поскольку используемое сырье или сырье может компостироваться , нагревая бункеры для червей по мере их разложения и убивая червей.
Самые распространенные черви, используемые в системах компостирования, красные черви ( Eisenia fetida , Eisenia andrei и Lumbricus Rubellus ) питаются быстрее всего при температуре 15–25 °C (59–77 °F) . Они могут выжить при температуре 10 ° C (50 ° F). Температура выше 30 °C (86 °F) может им навредить. [26] Этот температурный диапазон означает, что вермикомпостирование в помещении с красными червями возможно во всех странах, кроме тропического климата. Другие черви, такие как Perionyx excavatus, подходят для более теплого климата. [27] Если контейнер для червей хранится на открытом воздухе, его следует разместить в защищенном месте, вдали от прямых солнечных лучей, и изолировать от мороза зимой.
Есть немного пищевых отходов, которые вермикомпостирование не может компостировать, хотя мясные отходы и молочные продукты могут разлагаться, а контейнеры на открытом воздухе могут привлекать вредителей . Зеленые отходы следует добавлять в умеренных количествах, чтобы избежать нагрева контейнера.
В таких системах обычно используются кухонные и садовые отходы, используя «дождевых червей и другие микроорганизмы для переваривания органических отходов, таких как кухонные отходы». [28] Сюда входит:
Такие системы вермикомпостирования нуждаются в надежных источниках большого количества продуктов питания. Действующие в настоящее время системы [30] используют:
Факторы, влияющие на скорость компостирования, включают климат и метод компостирования. Есть признаки, по которым можно определить, закончился ли компост. Готовый компост будет иметь температуру окружающей среды, темный цвет и быть влажным, как влажная губка. Ближе к концу процесса бактерии замедляют скорость метаболизма пищи или полностью прекращают его. На этом этапе в компосте все еще может присутствовать какое-то твердое органическое вещество, но оно может оставаться и продолжать разлагаться в течение следующих нескольких лет, если его не удалить. После завершения компосту следует дать затвердеть, чтобы со временем кислоты могли удалиться и стать более нейтральными. Это может занять до трех месяцев, в результате чего компост будет более однородным по размеру. Поднятие созревающего компоста над землей может предотвратить нежелательный рост растений. Компост должен быть постоянно слегка влажным и аэрированным, но не переворачивать. Процесс отверждения можно проводить в бункере для хранения или на брезенте. [33]
Вермикомпост готов к сбору урожая, если в нем практически нет остатков несъеденной пищи или подстилки. [28] Существует несколько методов сбора урожая из небольших систем: «выгрузить и отсортировать вручную», «позволить червям заняться сортировкой», «чередовать контейнеры» и «разделить и выгрузить». [34] Они различаются в зависимости от количества времени и труда, а также от того, хочет ли вермикомпостер спасти как можно больше червей от попадания в собранный компост.
Пирамидальный метод сбора червячного компоста обычно используется при мелкомасштабном вермикомпостировании и считается самым простым методом для однослойных бункеров. [35] В этом процессе компост разделяется на большие комки, которые помещаются обратно в компост для дальнейшего разложения, и на более легкий компост, с которым продолжается остальная часть процесса. Эту более легкую смесь складывают небольшими кучками на брезент под солнечным светом. Черви инстинктивно зарываются на дно кучи. Через несколько минут вершину пирамиды повторно снимают, пока черви снова не станут видны. Это повторяется до тех пор, пока холмик не будет состоять преимущественно из червей.
При сборе компоста можно отделить яйца и коконы и вернуть их в мусорное ведро, тем самым гарантируя вылупление новых червей. Коконы — это маленькие желтоватые предметы лимонной формы, которые обычно можно увидеть невооруженным глазом. [36] В коконах может находиться до 20 червей (чаще всего 2–3). Коконы могут находиться в состоянии покоя до двух лет, если условия не способствуют вылуплению. [37]
Было доказано, что вермикомпост богаче многими питательными веществами , чем компост, полученный другими методами компостирования. [38] Она также превзошла коммерческую растительную среду с добавленными питательными веществами, но уровни магния требовали корректировки, как и pH. [39]
Однако в одном исследовании было обнаружено, что самодельный вермикомпост на приусадебном участке имел более низкую микробную биомассу, почвенную микробную активность и урожайность видов райграса [40] , чем муниципальный компост. [40]
Он богат микробами, которые преобразуют питательные вещества, уже присутствующие в почве, в доступные для растений формы.
В отличие от других компостов, отбросы червей также содержат слизь червей , которая помогает предотвратить вымывание питательных веществ при первом поливе и удерживает влагу лучше, чем обычная почва. [41]
Отмечено увеличение общего содержания азота в биогумусе, увеличение доступного азота и фосфора, снижение калия, а также увеличение выноса тяжелых металлов из ила и почвы. [42] Снижение биодоступности тяжелых металлов наблюдалось в ряде исследований. [43] [44]
Земля
Рост растений
Экономический
Относящийся к окружающей среде
Вермикомпост можно добавлять непосредственно в почву или смешивать с водой, чтобы получить жидкое удобрение, известное как чай из червей .
Светло-коричневую отходную жидкость или фильтрат , которая стекает на дно некоторых систем вермикомпостирования, не следует путать с червячным чаем. Это некомпостированный побочный продукт распада богатых водой продуктов, который может содержать патогены и токсины. Его лучше всего выбросить или положить обратно в мусорное ведро, когда для дальнейшей обработки необходима дополнительная влажность. [47] [48]
Уровень pH, содержание питательных веществ и микробов в этих удобрениях варьируется в зависимости от того, какие вещества подаются червям. Для повышения pH в систему можно добавить измельченный известняк или карбонат кальция.
В закрытом состоянии мусорное ведро в хорошем состоянии не имеет запаха; при открытии он должен иметь слабый запах — если он присутствует, то это земляной запах. [49] Запах также может зависеть от типа компоста, добавленного в мусорное ведро. Нездоровый контейнер для червей может иметь запах, возможно, из-за низкого содержания кислорода. Червям необходим газообразный кислород. [50] Кислород может обеспечиваться за счет вентиляционных отверстий в бункере, периодического перемешивания содержимого бункера и удаления части содержимого бункера, если оно становится слишком глубоким или слишком влажным. Если разложение становится анаэробным из-за избытка влажного сырья, добавленного в контейнер, или если слои пищевых отходов стали слишком глубокими, контейнер начнет пахнуть аммиаком .
Влажность необходимо поддерживать выше 50%, поскольку более низкое содержание влаги не будет поддерживать дыхание червей и может увеличить их смертность. Рабочий диапазон влажности должен составлять от 70 до 90%, при этом для операций вермикомпостирования рекомендуемое содержание составляет 70–80%. [51] Если разложение стало анаэробным, для восстановления здоровых условий и предотвращения гибели червей необходимо уменьшить избыток сточных вод и вернуть контейнеру нормальный уровень влажности. Для этого, во-первых, сократите количество пищевых отходов с высоким содержанием влаги, а во-вторых, добавьте в мусорное ведро свежую сухую подстилку, например измельченную газету, тщательно ее перемешав. [52]
Вредителей, таких как грызуны и мухи, привлекают определенные материалы и запахи, обычно исходящие от большого количества кухонных отходов, особенно мяса. Отказ от использования мяса или молочных продуктов в контейнере для червей снижает вероятность появления вредителей. [53]
Хищные муравьи могут стать проблемой в африканских странах. [54]
В теплую погоду в контейнерах размножаются фруктовые и уксусные мухи, если плодоовощные отходы не тщательно укрыты подстилкой. Этой проблемы можно избежать, тщательно накрыв отходы подстилкой толщиной не менее 5 сантиметров (2,0 дюйма). Поддержание правильного уровня pH (близкого к нейтральному) и содержания воды в контейнере (достаточно воды, чтобы на выжатую подстилку капало несколько капель) также может помочь избежать этих вредителей.
Черви обычно остаются в контейнере, но могут попытаться покинуть его при первом появлении или часто после ливня, когда влажность на улице высокая. [55] Поддержание надлежащих условий в контейнере для червей и освещение контейнера при первом введении червей должно устранить эту проблему. [56]
Коммерческие вермикомпостеры тестируют и могут вносить изменения в свою продукцию для обеспечения стабильного качества и результатов. Поскольку в мелкомасштабных и домашних системах используется разнообразное сырье, содержание азота, фосфора и калия ( NPK ) в получаемом биогумусе также будет непостоянным. Тестирование NPK может быть полезным перед внесением биогумуса или чая в сад.
Чтобы избежать проблем с чрезмерным удобрением, таких как ожог азотом , вермикомпост можно разбавлять в виде чая 50:50 с водой или в твердом виде смешать с горшечной почвой в соотношении 50:50 . [57]
Кроме того, слизистый слой, создаваемый червями вокруг их отработок, обеспечивает эффект «временного высвобождения», то есть не все питательные вещества высвобождаются сразу. Это также снижает риск ожогов растений, как это часто бывает при чрезмерном использовании коммерческих удобрений. [58]
Вермикомпостирование широко используется в Северной Америке для переработки пищевых отходов на месте, например, в больницах, университетах, торговых центрах и исправительных учреждениях. [59] Вермикомпостирование используется для вторичной переработки органических материалов в средних масштабах на месте, например, пищевых отходов из университетов и торговых центров. Его выбирают либо как более экологически чистый вариант, чем традиционная утилизация, либо для снижения затрат на вывоз коммерческих отходов.
С 20 июля 2020 года правительство штата Чхаттисгарх, Индия , начало закупать коровий навоз по схеме « Годхан Ньяй Йоджана ». Коровий навоз, заготовленный по этой схеме, будет использоваться для производства биогумусных удобрений. [60]
Все пермакультурные фермы, которые мы посетили, имели большие, полностью функционирующие вермикомпосты, производившие удобрения, естественно богатые питательными веществами и кислотами, которые использовались в качестве вещества для фумигации вместо веществ на синтетической основе.
Учебные материалы, связанные с биогумусом, в Викиверситете