Вермикомпост ( vermi-compost ) — 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 для этой цели называется вермикультурой .
Вермикаст (также называемый червячными отходами , [a] червячным гумусом , червячным пометом , червячным навозом или червячьими фекалиями ) является конечным продуктом разложения органического вещества дождевыми червями. [1] Было показано, что эти экскременты содержат пониженные уровни загрязняющих веществ и более высокую насыщенность питательными веществами, чем органические материалы до вермикомпостирования. [2]
Вермикомпост содержит водорастворимые питательные вещества, которые можно извлечь в виде вермипромыва , и является прекрасным, богатым питательными веществами органическим удобрением и почвенным кондиционером. [3] Он используется в садоводстве и устойчивом органическом земледелии.
Вермикомпостирование также может применяться для очистки сточных вод . [ требуется ссылка ] Разновидностью этого процесса является вермифильтрация (или вермидигестия), которая используется для удаления органических веществ, патогенов и потребности в кислороде из сточных вод или непосредственно из черной воды из туалетов со смывом. [4] [5]
Вермикомпостирование приобрело популярность как в промышленных, так и в домашних условиях, поскольку, по сравнению с обычным компостированием, оно обеспечивает более быструю обработку органических отходов. При составлении навоза использование вермикомпостирования позволяет получать продукты с более низким уровнем солености , [6] [7], а также с более нейтральным pH. [7]
Наиболее часто используемые виды дождевых червей (или компостных червей) — это красные гусеницы ( Eisenia fetida или Eisenia andrei ), хотя европейские ночные выползки ( Eisenia hortensis , синоним Dendrobaena veneta ) и красные дождевые черви ( Lumbricus rubellus ) также могут быть использованы. [8] Красные выползки рекомендуются большинством экспертов по вермикомпостированию, так как у них один из лучших аппетитов и они очень быстро размножаются. Пользователи называют европейских ночных выползков множеством других названий, включая дендробены , дендры , голландские ночные выползки и бельгийские ночные выползки.
Содержащий водорастворимые питательные вещества, вермикомпост является богатым питательными веществами органическим удобрением и почвенным кондиционером в форме, которую относительно легко усваивают растения. [3] Отходы жизнедеятельности червей иногда используются в качестве органического удобрения. Поскольку дождевые черви измельчают и равномерно смешивают минералы в простых формах, растениям требуется лишь минимальные усилия для их получения. Пищеварительная система червей создает среду, которая позволяет определенным видам микробов процветать, помогая создавать «живую» почвенную среду для растений. [9] Фракция почвы, которая прошла через пищеварительный тракт дождевых червей, называется дрилосферой . [ 10]
Вермикомпостирование является распространенной практикой в пермакультуре . [11] [12]
Vermiwash также можно получить из жидкого зелья вермикомпоста. Обнаружено, что Vermiwash содержит ферментный коктейль из протеаз, амилаз, уреазы и фосфатазы. Микробиологическое исследование vermiwash показывает, что он содержит азотфиксирующие бактерии, такие как Azotobactrer sp., Agrobacterium sp. и Rhizobium sp., а также некоторые фосфатрастворяющие бактерии. Испытания в лабораторных масштабах показывают эффективность vermiwash для роста растений. [13]
Все черви производят компост, но некоторые виды не подходят для этой цели. Вермикомпостные черви, как правило, эпигейные . Наиболее часто используемые для компостирования виды включают:
Эти виды обычно встречаются в богатых органикой почвах по всей Европе и Северной Америке и живут в гниющей растительности , компосте и навозных кучах. Поскольку они обитают на небольшой глубине и питаются разлагающимися растительными остатками в почве, они легко адаптируются к жизни на еде или растительных отходах в пределах червячного ящика. Некоторые виды считаются инвазивными в некоторых областях, поэтому их следует избегать (см. список дождевых червей как инвазивных видов ). [1] [15]
Компостные черви доступны для заказа онлайн, у поставщиков питомников по почте или в рыболовных магазинах, где они продаются в качестве приманки . Их также можно собирать из компостных и навозных куч. Эти виды не являются теми же червями, которые встречаются в обычной почве или на тротуаре, когда почва затоплена водой.
Не рекомендуются следующие виды :
Крупномасштабное вермикомпостирование практикуется в Канаде, Италии, Японии, Индии, Малайзии, на Филиппинах и в Соединенных Штатах. [17] Вермикомпост может использоваться в сельском хозяйстве, ландшафтном дизайне, для создания компостного чая или для продажи. Некоторые из этих операций производят червей для приманки и/или домашнего вермикомпостирования.
Существует два основных метода крупномасштабного вермикомпостирования: валок и приподнятая грядка. В некоторых системах используется валок , который состоит из подстилочных материалов для обитания дождевых червей и действует как большой бункер; в него добавляется органический материал. Хотя валок не имеет физических барьеров, препятствующих побегу червей, теоретически они не должны этого делать из-за обилия органического вещества, которым они питаются. Часто валки используются на бетонной поверхности, чтобы не допустить хищников к популяции червей.
Метод вальцов и ворошители вальцов компоста были разработаны Флетчером Симсом-младшим из Compost Corporation в Каньоне, Техас. Система компостирования вальцов отмечена как устойчивый и экономически эффективный способ для фермеров управлять молочными отходами. [18]
Второй тип крупномасштабной системы вермикомпостирования — это поднятая грядка или проточная система. Здесь черви получают дюйм «червячной еды» по верху грядки, а дюйм отхода собирается снизу, путем протягивания стержня-разрушителя по большому сетчатому экрану, который образует основание грядки.
Поскольку красные черви являются поверхностными обитателями, постоянно перемещающимися к новому источнику пищи, проточная система устраняет необходимость отделения червей от отливок перед упаковкой. Проточные системы хорошо подходят для внутренних помещений, что делает их предпочтительным выбором для работы в более холодном климате.
Для вермикомпостирования в домашних условиях в продаже имеется большое разнообразие контейнеров, или можно использовать различные адаптированные контейнеры. Они могут быть сделаны из старых пластиковых контейнеров, дерева, пенополистирола или металлических контейнеров. Конструкция небольшого контейнера обычно зависит от того, где человек хочет хранить контейнер и как он хочет кормить червей.
Некоторые материалы менее желательны, чем другие, при строительстве червячных бункеров. Металлические контейнеры часто слишком хорошо проводят тепло, подвержены ржавчине и могут выделять тяжелые металлы в вермикомпост. Контейнеры из пенополистирола могут выделять химикаты в органический материал. [19] Некоторые кедры , желтый кедр и секвойя содержат смолистые масла, которые могут навредить червям, [20] хотя западный красный кедр отличается превосходной долговечностью в условиях компостирования. Тсуга — еще одна недорогая и довольно устойчивая к гниению порода древесины, которая может использоваться для строительства червячных бункеров. [21]
В контейнерах должны быть отверстия или сетка для аэрации. Некоторые люди добавляют носик или отверстия в дне для слива лишней жидкости в поддон для сбора. [22] Наиболее распространенными материалами являются пластик: переработанный полиэтилен и полипропилен, а также дерево. [23] Пластиковые контейнеры для червячного компоста являются идеальным вариантом, но требуют большего дренажа, чем деревянные, поскольку они не впитывают влагу. Однако деревянные контейнеры со временем сгниют и их необходимо будет заменить.
Небольшое вермикомпостирование хорошо подходит для превращения кухонных отходов в высококачественные почвенные добавки , где пространство ограничено. Черви могут разлагать органические вещества без дополнительных физических усилий человека (переворачивание контейнера), которые требуются для компостирования контейнеров .
Компостирующие черви, которые являются детритоядными (пожирателями мусора), такие как красный виглер Eisenia fetida , являются эпигейными (обитатели поверхности) и вместе с симбиотическими связанными микробами являются идеальными векторами для разложения пищевых отходов. Обычные дождевые черви, такие как Lumbricus terrestris, являются анекими (глубоко роющими) видами и, следовательно, не подходят для использования в закрытой системе. [24] Другие виды почвы, которые вносят свой вклад, включают насекомых , других червей и плесень . [25]
Методы вермикомпостирования могут различаться в зависимости от климата. [26] Необходимо контролировать температуру крупномасштабных систем бункеров (которые могут обладать высокими теплоудерживающими свойствами), поскольку используемые сырьевые материалы или исходные материалы могут компостироваться , нагревая бункеры для червей по мере их разложения и убивая червей.
Наиболее 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 выживать при 10 °C (50 °F). Температура выше 30 °C (86 °F) может нанести им вред. [ 27] Этот температурный диапазон означает, что вермикомпостирование в помещении с красными червями возможно во всех климатических зонах, кроме тропических. Другие черви, такие как Perionyx excavatus, подходят для более теплого климата. [28] Если контейнер для червей находится снаружи, его следует разместить в защищенном месте, вдали от прямых солнечных лучей, и изолировать от мороза зимой.
Существует немного пищевых отходов, которые вермикомпостирование не может компостировать, хотя мясные отходы и молочные продукты, скорее всего, будут гнить, а в уличных контейнерах могут привлекать вредителей . Зеленые отходы следует добавлять в умеренных количествах, чтобы избежать нагрева контейнера.
Такие системы обычно используют кухонные и садовые отходы, используя «червей и другие микроорганизмы для переваривания органических отходов, таких как кухонные отходы». [29] Сюда входит:
Такие системы вермикомпостирования нуждаются в надежных источниках большого количества пищи. Системы, работающие в настоящее время [31], используют:
Факторы, влияющие на скорость компостирования, включают климат и метод компостирования. Существуют признаки, по которым следует обращать внимание, чтобы определить, готов ли компост. Готовый компост будет иметь температуру окружающей среды, темный цвет и быть влажным, как влажная губка. К концу процесса бактерии замедляют скорость метаболизма пищи или полностью останавливаются. Существует вероятность того, что в компосте на этом этапе все еще присутствует некоторое твердое органическое вещество, но оно может оставаться и продолжать разлагаться в течение следующих нескольких лет, если его не удалить. Компосту следует дать затвердеть после завершения, чтобы со временем удалить кислоты, чтобы он стал более нейтральным, что может занять до трех месяцев и привести к тому, что компост будет более однородным по размеру. Поднятие созревающего компоста над землей может предотвратить нежелательный рост растений. Компост должен быть постоянно слегка влажным и должен быть аэрированным, но его не нужно переворачивать. Процесс затвердевания можно проводить в бункере для хранения или на брезенте. [34]
Вермикомпост готов к сбору, когда он содержит мало или совсем не содержит остатков несъеденной пищи или подстилки. [29] Существует несколько методов сбора урожая из небольших систем: «вывалить и отсортировать вручную», «позволить червям сделать сортировку», «чередовать контейнеры» и «разделить и вывалить». [35] Они различаются по количеству затраченного времени и труда, а также по тому, хочет ли вермикомпостер спасти как можно больше червей от попадания в собранный компост.
Пирамидальный метод сбора червячного компоста обычно используется в мелкомасштабном вермикомпостировании и считается самым простым методом для однослойных бункеров. [36] В этом процессе компост разделяется на большие комки, которые помещаются обратно в компост для дальнейшего разложения, и более легкий компост, с которым продолжается остальная часть процесса. Эта более легкая смесь помещается в небольшие кучи на брезенте под солнечным светом. Черви инстинктивно роются в нижней части кучи. Через несколько минут верхняя часть пирамиды несколько раз удаляется, пока черви снова не станут видны. Это повторяется до тех пор, пока куча не будет состоять в основном из червей.
При сборе компоста можно отделить яйца от коконов и вернуть их в контейнер, тем самым гарантируя вылупление новых червей. Коконы — это небольшие, лимоновидные желтоватые объекты, которые обычно можно увидеть невооруженным глазом. [37] Коконы могут содержать до 20 червей (хотя чаще всего их 2–3). Коконы могут находиться в состоянии покоя до двух лет, если условия не способствуют вылуплению. [38]
Было показано, что вермикомпост богаче многими питательными веществами , чем компост, полученный другими методами компостирования. [39] Он также превзошел коммерческую растительную среду с добавлением питательных веществ, но уровни магния , как и pH, требовали корректировки. [40]
Однако в одном исследовании было обнаружено, что домашний вермикомпост на заднем дворе содержал меньше микробной биомассы, активности почвенных микроорганизмов и урожайности одного из видов райграса [41], чем муниципальный компост. [41]
Он богат микробной жизнью, которая преобразует питательные вещества, уже присутствующие в почве, в доступные для растений формы.
В отличие от других видов компоста, червячные отходы также содержат слизь червей , которая помогает предотвратить вымывание питательных веществ при первом поливе и удерживает влагу лучше, чем простая почва. [42]
Сообщалось об увеличении общего содержания азота в вермикомпосте, увеличении доступного азота и фосфора, уменьшении калия, а также об увеличении удаления тяжелых металлов из ила и почвы. [43] Снижение биодоступности тяжелых металлов наблюдалось в ряде исследований. [44] [45]
Земля
Рост растений
Экономический
Относящийся к окружающей среде
Вермикомпост можно добавлять непосредственно в почву или смешивать с водой, чтобы получить жидкое удобрение, известное как « вермичай» .
Светло-коричневую жидкость для отходов, или фильтрат , который стекает на дно некоторых систем вермикомпостирования, не следует путать с червячным чаем. Это некомпостируемый побочный продукт, образующийся при разложении богатых водой продуктов, и он может содержать патогены и токсины. Его лучше всего выбросить или использовать обратно в мусорное ведро, когда для дальнейшей обработки потребуется дополнительная влага. [48] [49]
Содержание pH, питательных веществ и микробов в этих удобрениях зависит от того, что дается червям. Для повышения pH в систему можно добавлять измельченный известняк или карбонат кальция.
В закрытом состоянии хорошо обслуживаемый контейнер не имеет запаха; в открытом состоянии он должен иметь слабый запах — если какой-либо запах присутствует, то он землистый. [50] Запах также может зависеть от типа компостируемого материала, добавленного в контейнер. Нездоровый контейнер с червями может пахнуть, возможно, из-за низкого содержания кислорода. Червям требуется газообразный кислород. [51] Кислород может поступать из отверстий для воздуха в контейнере, периодического перемешивания содержимого контейнера и удаления части содержимого контейнера, если оно становится слишком глубоким или слишком влажным. Если разложение становится анаэробным из-за избыточного влажного сырья, добавленного в контейнер, или слои пищевых отходов стали слишком глубокими, контейнер начнет пахнуть аммиаком .
Влажность должна поддерживаться выше 50%, так как более низкое содержание влаги не будет поддерживать дыхание червей и может увеличить смертность червей. Диапазон рабочего содержания влаги должен быть между 70 и 90%, с рекомендуемым содержанием 70–80% для операций по вермикомпостированию. [52] Если разложение стало анаэробным, для восстановления здоровых условий и предотвращения гибели червей необходимо уменьшить избыток сточных вод и вернуть контейнер к нормальному уровню влажности. Для этого, во-первых, сократите добавление пищевых отходов с высоким содержанием влаги, а во-вторых, добавьте в контейнер свежую сухую подстилку, такую как измельченные газеты, и хорошо перемешайте ее. [53]
Вредители, такие как грызуны и мухи, привлекаются определенными материалами и запахами, обычно от большого количества кухонных отходов, особенно мяса. Исключение использования мяса или молочных продуктов в контейнере для червей снижает вероятность появления вредителей. [54]
Хищные муравьи могут стать проблемой в африканских странах. [55]
В теплую погоду фруктовые и уксусные мухи размножаются в мусорных баках, если фруктовые и овощные отходы не полностью покрыты подстилкой. Эту проблему можно избежать, тщательно покрыв отходы подстилкой толщиной не менее 5 сантиметров (2,0 дюйма). Поддержание правильного уровня pH (близкого к нейтральному) и содержания воды в мусорном баке (достаточно воды, чтобы с отжатой подстилки капало несколько капель) также может помочь избежать этих вредителей.
Черви обычно остаются в контейнере, но могут попытаться покинуть его при первом заселении или часто после ливня, когда влажность на улице высокая. [56] Поддержание соответствующих условий в контейнере для червей и установка света над контейнером при первом заселении червей должны устранить эту проблему. [57]
Коммерческие вермикомпостеры тестируют и могут вносить изменения в свою продукцию для получения постоянного качества и результатов. Поскольку мелкомасштабные и домашние системы используют разнообразную смесь исходного сырья, содержание азота, фосфора и калия ( NPK ) в полученном вермикомпосте также будет непостоянным. Тестирование NPK может быть полезным перед внесением вермикомпоста или чая в сад.
Чтобы избежать проблем, связанных с избыточным удобрением, таких как азотный ожог , вермикомпост можно разбавить водой в соотношении 50:50, как чай, или смешать в твердом виде с почвой для рассады в соотношении 50:50 . [58]
Кроме того, слизистый слой, создаваемый червями, который окружает их экскременты, обеспечивает эффект «временного высвобождения», то есть не все питательные вещества высвобождаются сразу. Это также снижает риск ожога растений, что часто случается при использовании и чрезмерном использовании коммерческих удобрений. [59]
Вермикомпостирование широко используется в Северной Америке для институциональной переработки пищевых отходов на месте, например, в больницах, университетах, торговых центрах и исправительных учреждениях. [60] Вермикомпостирование используется для среднемасштабной институциональной переработки органических материалов на месте, например, для пищевых отходов из университетов и торговых центров. Его выбирают либо как более экологичный выбор, чем обычная утилизация, либо для снижения стоимости коммерческого вывоза отходов.
С 20 июля 2020 года правительство штата Чхаттисгарх ( Индия) начало закупать коровий навоз по схеме « Godhan Nyay Yojana ». Коровий навоз, закупленный по этой схеме, будет использоваться для производства удобрения вермикомпоста. [61]
Все фермы пермакультуры, которые мы посетили, имели большой, полностью функционирующий вермикомпост, который производил удобрение, которое было естественным образом богато питательными веществами и кислотой, которая использовалась в качестве вещества для фумигации вместо синтетических веществ.
Учебные материалы по теме «Вермикомпост» в Викиверситете