Виробництво біогумусу методом вермикомпостування

РЕФЕРАТ.

В дипломній роботі описано виробництво біогумусу методом вермикомпостування. Розглянуто біологічні та хімічні процеси, що перебігають при вермикультивуванні. Проведено біологічний та аналітичний контроль аніонно-катіонного складу початкового субстрату та кінцевого продукту. Визначено оптимальні умови культивування дощових черв’яків роду Eisenia fetida з метою отримання органічного добрива біологічного походження — біогумусу.

ВСТУП.

На сьогодні перед людством постає питання відновлення родючості сільськогосподарських угідь. Ця проблема постає через те, що процеси утворення ґрунтів ускладнені шкідливими факторами навколишнього середовища техногенного та антропогенного походження.

З давніх часів людство займалось обробкою землі. Культивуючи різні види господарських рослин, люди відчули потребу у використанні все більших площ земель. Оскільки сьогодні об`єми вирощуваних культур дуже великі, це потребує використання великої кількості гербіцидів, пестицидів та хімічних добрив, які мають покращувати врожаї. Але при цьому виникає велика проблема. Добрива, що потрапляють у ґрунт, метаболізуються лише рослинами. Тобто хімічні речовини покращують харчування рослин, але не відновлюють склад ґрунту.

Використання гербіцидів, інсектицидів та пестицидів викликає загибель мікрофлори та мікрофауни, яка міститься у природному ґрунті. Велика кількість мікроорганізмів, бактерій, грибків різних видів та водоростів забезпечують процеси біодеградації та біотрансформації органічних відходів, які потрапляють до ґрунту. Це забезпечує відновлення аніонно-катіонного складу сільськогосподарських угідь. Також ці процеси є значними для утилізації відходів сільського господарства, целюлозо-паперової промисловості, твердих побутових відходів та цілого ряду інших галузей.

Для вирішення питання відновлення плодючості ґрунтів було використано дощових черв`яків роду Eisenia fetida, які культивувалися на різних видах органічних субстратів із метою отримання збалансованого органічного добрива біологічного походження. Черв’яки утримувались у різних видах реакторів з метою визначення оптимальних параметрів їх вирощування.

1. НОРМАТИВНО-ТЕХНІЧНА ДОКУМЕНТАЦІЯ.

1. ГОСТ 7.9−95 Реферат и аннотация. Общие требования;

2. ГОСТ 19.101−77 ЕСПД. Виды программ и программных документов;

3. СТВУЗ-ХПІ-1.03−2007 ССОНП. Нормоконтроль документів у сфері навчального процесу. Порядок організації та проведення:

4. СТВУЗ-ХПІ-3.01−2007 ССОНП. Текстові документи у сфері навчального процесу. Загальні вимоги до виконання;

5. СТВУЗ-ХПІ-3.03−2006 ССОНП. Конструкторські документи у сфері навчального процесу. Загальні вимоги до виконання;

6. СТВУЗ-ХПІ-3.04 2006 ССОНП. Формати. Основні написи. Вимоги до виконання;

7. СТВУЗ-ХПІ-2.01−2007. Дипломные проекты и дипломные работы.

8. ГОСТ 2.701−84 ЕСКД. Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению.

9. ГОСТ 2.721−74 ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Обозначения общего применения.

10. СТВУЗ-ХПИ-3.07−2007. Конструкторские документы в сфере учебного процесса. Схемы. Общие требования к выполнению.

11. ДСТУ 3651.0 Застосування, позначення та написання одиниць фізичних величин.

12. ДСТУ 3651.1 Застосування, позначення та написання одиниць фізичних величин допустимих до застосування поряд з одиницями СІ.

2. ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ.

2.1 Склад ґрунту.

Визначення поняття ґрунт. Відомо, що ґрунт утворюється в результаті тривалих процесів зміни материнської (ґрунтоутворюючою) породи і містить продукти вивітрювання цих порід, а також продукти розкладання рослинних і тваринних організмів. Таке поєднання продуктів вивітрювання і продуктів розкладання утворює надзвичайно складний хімічний склад і велике різноманіття хімічних елементів, що містяться в ґрунті. Ґрунт складається з твердої, рідкої (ґрунтовий розчин) і газової (ґрунтове повітря) фаз.

Ґрунтове повітря відрізняється від атмосферного підвищеним вмістом вуглекислого газу (в середньому близько 1%, інколи до 2−3% і більш) і меншим — кисню. Склад ґрунтового повітря залежить від інтенсивності газообміну між ґрунтом і атмосферою. Утворення вуглекислого газу в ґрунті відбувається в результаті розкладання органічної речовини мікроорганізмами і дихання коріння. Вуглекислий газ, що утворюється, частково виділяється з ґрунту в атмосферу, покращуючи повітряне живлення рослин, а частково розчиняється в ґрунтовій волозі, утворюючи вугільну кислоту (H2O + СО2 = Н2СО3). Остання викликає підкислення розчину, внаслідок чого посилюється розчинення і перехід в засвоєну для рослин форму нерозчинних мінеральних з'єднань, що містяться в ґрунті, Р, К, Са, Mg і ін. При надлишковому зволоженні ґрунту і поганої аерації вміст вуглекислоти в ґрунтовому повітрі підвищується, а кількість кисню знижується до 8−12% і менш, що негативно позначається на розвитку рослин і мікроорганізмів.

Ґрунтовий розчин — найбільш рухлива і активна частина ґрунту. Він є безпосереднім джерелом води і живильних речовин для рослин. Склад і концентрація його змінюються в результаті всіляких біологічних, хімічних і физико-хімічних процесів. Між рідкою, газоподібною і твердою фазами ґрунту постійно встановлюється рухлива (динамічне) рівновага. Перехід солей в ґрунтовий розчин залежить від ходу процесів вивітрювання і руйнування мінералів, розкладання органічної речовини в ґрунті, внесення органічних і мінеральних добрив. Концентрація ґрунтового розчину незасолених ґрунтів невелика і вагається від десятих доль грама до декількох грамів речовин на літр. У засолених ґрунтах вміст розчинених речовин досягає десятків, а інколи і сотень грамів на літр.

Надлишок водорозчинних солей в ґрунті (більше 0,2%, або 2 г на 1 кг ґрунту) шкідливо діє на рослини, а при вмісті їх 0,3−0,5% рослин гинуть. У ґрунтовому розчині містяться не лише мінеральні, але і органічні речовини, органоминеральні сполуки, а також розчинені гази (вуглекислий газ, кисень, аміак і ін.). У складі ґрунтового розчину можуть знаходитися різні аніони і катіони. Найбільш важливе значення для живлення рослин має присутність в ґрунтовому розчині іонів К+, Са2+, Mg2+, NH4+ NO3-, SO42- і H2PO4- і постійне їх поповнення. Залізо і алюміній містяться в ґрунтовому розчині в основному у вигляді стійких комплексів із органічними речовинами, а в кислих ґрунтах — у вигляді катіонів і гідратів полуторних оксидів в колоїдно-розчинній формі.

Величезне значення для живлення зростання рослин, як вже вказувалося раніше, має реакція ґрунтового розчину. Від концентрації і ступінню дисоціації розчинених речовин залежать осмотичний тиск ґрунтового розчину і поглинання води корінням рослин. Осмотичний тиск ґрунтового розчину в незаселених ґрунтах значно нижчий, ніж в клітинному соку рослин. На засолених ґрунтах із великим осмотичним тиском поглинанню води культурними рослинами важко.

Концентрація солей і осмотичний тиск ґрунтового розчину залежать від вологості ґрунту і є дуже динамічними величинами.

Тверда фаза ґрунту складається з мінеральної і органічної частин, які є основними джерелами живильних речовин для рослин. Близько половини твердої фази доводиться на кисень, одна третина — на кремній, понад 10% - на алюміній і залізо і лише 7% складають останні елементи (див. таблиці. 2.1.).

Таблиця 2.1 — Середній хімічний (елементарний) склад твердої фази грунту (по Л.П. Віноградову).

Азот практично повністю міститься в органічній частині ґрунту, вуглець, фосфор, сірка, кисень і водень — як в мінеральній, так і в органічній, а всі інші з вказаних в таблиці елементів — в мінеральній частині грунту. Мінеральна частина складає 90−99% мас твердої фази грунтів і має складний мінералогічний і хімічний склад. Вона представлена кристалічними кремнійкисневимим і алюмокремнійкисневими (або силікатними і алюмосилікатними) мінералами, аморфними і кристалічними гідроксидами алюмінію, заліза і кремнію, а також різними нерозчинними мінеральними солями. Найбільш поширений в грунті первинний силікатний мінерал кварц (SiO2, двоокис кремнію). Вміст його у всіх грунтах перевищує 60%, а в легенях піщаних досягає 90% і більш. Кварц характеризується великою механічною міцністю і стійкістю до хімічного вивітрювання, він не бере участь в хімічних реакціях в грунті.

З первинних алюмосилікатних мінералів в грунті широко поширені калієві і калієві для натрію польові шпати, у меншій мірі - калійна і залозисто-магнезійна слюда. Поступово руйнуючись, ці мінерали служать джерелом калія, кальцію, магнію і заліза для рослин.

Первинні мінерали — кварц, шпати і слюда — зазвичайно присутні в ґрунті у вигляді часток піску і пилу. Вторинні, або глинисті, мінерали утворюються при зміні польових шпатів і слюди в процесі вивітрювання і ґрунтоутворення. Вони знаходяться в ґрунті головним чином у вигляді мілкодисперсних мулистих і колоїдних часток і володіють великою сумарною поверхнею і поглинювальною здатністю. По будові кристалічної решітки, мірі дисперсності і іншим властивостям глинисті мінерали об'єднують в три групи:

— каолінітову;

— монтморіллонітову;

— гідрослюд.

Вони складаються головним чином з кремнію, алюмінію, кисню і водню, а також містять невелику кількість заліза, кальцію, магнію, калія і можуть бути джерелом цих елементів для рослин. У твердій фазі грунту завжди присутні в порівняно невеликій кількості важкорозчинні солі фосфорної кислоти (фосфати кальцію, магнію, заліза і алюмінію), а в окремих ґрунтах може бути значна кількість малорозчинних карбонатів кальцію, магнію і сульфату кальцію.

У ґрунті постійно протікають процеси перетворення важкорозчинних сполук в легкорозчинних і, отже, доступніші рослинам. Одночасно відбуваються і зворотні процеси. Різні механічні фракції ґрунту мають неоднаковий мінералогічний і хімічний склад, відрізняються за змістом елементів живлення. Крупніші частки ґрунту — піщані і пильоваті - складаються в основному з кварцу. Тому характеризуються високим вмістом кремнію, але меншим — алюмінію, заліза, а також кальцію, магнію, калія, фосфору і інших елементів. До складу мілкодисперсной колоїдної і мулистої фракції входять переважно первинні і вторинні алюмосилікатні мінерали, тому в ній більше міститься алюмінію і заліза, а також кальцію, магнію, калія, натрію, фосфору і інших елементів живлення. У зв’язку з цим важчі глинисті і суглинні ґрунти багатше елементами живлення, чим піщані і супіщані. Мелкодісперсниє мінеральні частки ґрунту (глинисті мінерали) разом з органічною речовиною обумовлюють її поглинювальну здатність, яка грає важливу роль при взаємодії добрив з ґрунтом. Отже, механічний склад ґрунту в значній мірі визначає багато важливих її властивостей — вміст елементів живлення (Са, Mg, До, Р, Fe, мікроелементів), поглинювальну здатність, а також фізичні властивості (вологоємкість, водопроникність, повітряний і тепловий режим). Органічна речовина ґрунту складає невелику частину твердої фази, але має важливе значення для її родючості і живлення рослин. Вміст органічної речовини в ґрунтах вагається від 1−3% (у підзолистих ґрунтах і сероземах) до 8−10% і більш в потужних чорноземах.

Органічна речовина ґрунту представлена в основному (на 85−90%) гуміновими речовинами (гуміновими і фульвокислотами) і лише невелика частина — негуміфікованими залишками рослинного, мікробного і тваринного походження. Загальний запас гумусу в орному шарі ґрунтів з відносно невисоким його вмістом — сероземах і дерново-підзолистих — складає 30−50 т, в чорноземах — 100- 200 т, а в метровому шарі - відповідно, до 50−120 і 300- 800 т на 1 га.

У органічній речовині знаходиться основний запас азоту, тому грунти, що містять більше органічної речовини, відрізняються і великою кількістю азоту. У органічну речовину входять також сірка і фосфор. При його мінералізації азот, фосфор і сірка переходять в засвоєну для рослин мінеральну форму. Гуміновиє кислоти і фульвокислоти, а також утворюється в ґрунті при розкладанні органічних речовин вуглекислота надають розчинювальну дію на важкорозчинні мінеральні сполукиу, кальцію, калія, магнію; в результаті ці елементи переходять в доступну для рослин форму. Гумусові речовини разом з мілкодисперсними мінеральними частками ґрунту беруть участь в адсорбційних процесах, визначають поглинювальну здатність ґрунту і її буферну. Органічна речовина служить джерелом живлення і енергетичним матеріалом для більшості грунтових мікроорганізмів. Гумусові речовини ґрунту важче піддаються мінералізації, чим органічні сполуки рослинних залишків і негуміфікованих речовин. Однак при тривалому обробітку сільськогосподарських культур без внесення добрив може відбуватися значне зменшення загальної кількості гумусу і азоту в грунті. Розміри щорічної мінералізації органічної речовини в орному шарі дерново-підзолистих грунтів 0,6−0,7 т, а чорноземів — 1,0 т на 1 га, з утворенням відповідної кількості (відповідно 30—35 і 50 кг/га) доступного рослинам мінерального азоту. При середньому вмісті азоту в гумусі близько 5% на кожну одиницю доступного рослинам азоту (NH4+ NO3-) повинна минералізуватись двадцятикратна кількість гумусу. Найінтенсивніше розкладається гумус в чистих парах, де в грунті може накопичуватися до 100−120 кг N-NO3- на 1 га. Одночасно з мінералізацією органічної речовини в грунті постійно відбувається за рахунок рослинних залишків, що розкладаються, новоутворення гумусу, і зміна загальної його кількості визначається співвідношенням між цими процесами.

Систематичне вживання органічних і мінеральних добрив, забезпечуючи підвищення врожайності сільськогосподарських культур, сприяє збереженню і накопиченню запасів гумусу і азоту в грунті, оскільки із зростанням урожаю збільшується кількість тих, що поступають в грунт кореневих і пожнивних залишків і посилюються процеси гумусоутворення. Вміст основних елементів живлення в грунтах і їх доступність рослинам. Різні типи грунтів відрізняються за змістом основних елементів живлення (таблиця. 2.2.). Загальний запас азоту, фосфору і калія в більшості грунтів складає значні величини, в десятки і сотні разів що перевищують винесення їх урожаєм однієї культури. Проте основна маса живильних речовин знаходиться в грунті у вигляді сполук, недоступних для безпосереднього живлення рослин. Валовий запас живильних речовин в грунті характеризує лише її потенційну родючість. Для оцінки ефективної родючості грунту, дійсній здатності її забезпечувати високу врожайність сільськогосподарських культур важливе значення має вміст живильних речовин в доступних для рослин формах.

Для живлення рослин доступні лише ті живильні речовини, які знаходяться в ґрунті у формі сполук, розчинних у воді і слабких кислотах, а також в змінно-поглиненому стані. Мобілізація живильних речовин, перехід важкорозчинних сполук в засвоєну форму постійно відбуваються в грунті під впливом біологічних, фізико-хімічних і хімічних процесів.

Таблиця 2.2 — Валовий вміст азоту, фосфору і калія в орному шарі різних грунтів.

У різних грунтах процеси мобілізації протікають з неоднаковою інтенсивністю залежно від характеру сполук, якими представлені живильні речовини, кліматичних умов, рівня агротехніки і так далі Зазвичай ці процеси протікають повільно, і тих кількостей доступних для рослин форм живильних речовин, які утворюються в грунті за вегетаційний період, буває недостатньо для задоволення потреби рослин. Тому майже на всіх грунтах внесення добрив значно підвищує врожайність сільськогосподарських культур.

Вміст засвоєних форм живильних речовин залежить від типу грунту, його окультуреності і попередньою додавання добрив. Воно може бути неоднаковим в різних господарствах і на окремих полях господарства. Тому для правильного застосування добрив важливе значення мають агрохімічні аналізи грунтів для визначення рухливих форм азоту, фосфору і калія, які проводяться зональними агрохімічними лабораторіями.

Залежно від типу грунтів і інших умов використовуються різні методи аналізу. Для прогнозу ефективності азотних добрив визначають:

а) вміст нітратів або суми мінерального азоту (NO3-, NH4+) в шарі грунту О-20 або 0−40 див. навесні перед посівом;

б) рухливий азот (NO3-, NH4+) в 1%-ній витяжці по Кенігу;

в) легкогідролізований азот в кислотному витяжці та Тюріну і Кононової або в лужній (1 і. NаOH) витяжці по Корнфільду;

г) нітрифікаційну здатність грунту шляхом 7-денного компостування грунту при 26−28 °С з визначенням NO3- до і після компостування.

Методи визначення рухливого фосфору і калія відрізняються в основному реактивом, вживаним для їх витягання, а також співвідношенням і часом взаємодії його з грунтом.

Рухливий фосфор визначають:

— у дерновоподзолистих грунтах методом Кирсанова (витяжка 0,2 н. НСl) і Чирікова (0,5 н. СН3СООН);

— у чорноземах — методом Чирікова і Труога;

— у карбонатних грунтах — методом Мачигина;

— у червоноземах — методом Ареніуса (1%-на лимонна кислота) і Оніані.

Рухливий (обмінний) калій визначають:

— у дерново-підзолистих грунтах методами Кирсанова (0,2 н. НСl) або Маслової (3 н. СН3СООNa);

— у чорноземах — методами Чирікова (0,5 і. СН3СООН) і Бровкиной (0,2 н. HCl);

— у сіроземах і карбонатних чорноземах — методами Протасова [0,2 н. (NH4)2 СО3] і Мачигина в модифікації ЦИНАО [1%-на (NH4)2 СО3];

— у червоноземах — методом Оніані.

Результати аналізів грунту оформляють у вигляді агрохімічних картограм, на яких різними кольорами виділяють площі з різною мірою забезпеченості рухливими формами N, Р і К. По міри забезпеченості грунту підрозділяють на шість класів: дуже низька (I), низька (II), середня (III), підвищена (IV), висока (V) і дуже висока (VI) (див. таблиці. 2.3., 2.4.). Аналізи грунту на азот через відсутність надійного і простого методу визначення доступних його форм проводяться ще рідко. Дані про міру забезпеченості грунту рухливими формами живильних речовин дозволяють судити про потребу їх в добривах, а також коректувати норми добрив, що рекомендуються, під окремі культури.

Таблиця 2.3 — Угрупування грунтів по забезпеченості рухливими формами фосфору, мг на 100 г грунту.

Таблиця 2.4 — Угрупування грунтів по забезпеченості рухливими формами калія, мг.

2.2 Проблеми ґрунтоутворення.

Ґрунтоутворення — процес складний, займаючий багато часу і що забезпечується цілим комплексом чинників: елементами природного середовища, а також антропогенною діяльністю, що робить істотний вплив на ґрунтоутворення. Крім того, неправильний обробіток сільськогосподарських угідь також призводить до деградації родючого шару ґрунту.

Тривалий час людство використовувало хімічні добрива, які удобрюють рослину, але не відновлюють родючість ґрунтів. Крім того, використання хімічних добрив і отрутохімікатів для боротьби з хворобами і шкідниками рослин, наводить до загибелі ґрунтових мікроорганізмів, які беруть безпосередню участь в біорозкладанні і біотрансформації органічних відходів. Наслідком цього є те, що органічні відходи розкладаються дуже повільно і не забезпечують нормального живлення рослин, що призводить до подальшого використання хімії і збільшенню споживання отруйних речовин.

Це також наводить до того, що на сьогоднішній день ми стикаємося із складнощами в питанні відновлення нормального аніонно-катіонного складу ґрунтів, а також відновлення мікрофлори. Рішення це проблеми стало одним з ключових питань сучасної сільськогосподарської біотехнології. Результати досліджень показали, що використання біодобрив дозволяє кардинальним чином змінити ситуацію, що склалася.

2.3 Загальна характеристика біодобрив.

Вперше про промислове виробництво органічного добрива біогумус задумалися в Америці, коли в 1959 доктор Томас Дж. Барретт вивів і запатентував новий вигляд черв’яків — червоний каліфорнійський дощовий черв’як. Цей продукт селекції відрізнявся високою продуктивністю переробки органічних відходів, всеїдністю, плодючістю і великою тривалістю життя. Про шкоду різних хімічних добрив і пестицидів як для ґрунтів, так, кінець кінцем, і для людини було відомо давно. Вже у восьмидесятих роках минулого століття в західних країнах діяли обмеження на застосування хімічних добрив і пестицидів, що лише сприяло бурхливому розвитку вермикомпостування. Істотне зростання продуктивності сільського господарства і ринку біогумусу в цих країнах багато в чому зобов’язане саме застосуванню цього прекрасного органічного добрива.

В цей же час лише в Америці вже працювала більше тисячі крупних підприємств по виробництву органічних добрив. Не відставали від Америки і країни Західної Європи і Японія. Поширення технології біопереробки гною і іншої органіки в гумінове добриво за допомогою дощових черв’яків в багатьох країнах супроводжівалося різким підвищенням врожайності. В результаті будь-яка країна Західної Європи (навіть північні країни) може бути експортером сільськогосподарської продукції. Завдяки високій ефективності сільгоспвиробництва там скоротилося на 10−15% кількість орних земель. І сільське господарство в Європі дійсно дотаційне. Держави доплачують фермерам, що б ті не виробляли зайвого, тобто — заповнюють недоотриманий доход від недовироблення. І їжа в Європі дійсно смачніша, екологічно чистіше і дешевше чим в Росії. Існують ще дивижніші приклади. Країни Близького Сходу, особливо Саудівська Аравія завдяки сучасним технологіям ведення тепличних господарств і ринку біогумусу стала експортером сільгосппродукції на близькосхідний ринок, потіснивши Європу і Америку. Адже там взагалі немає родючих земель, один пісок. І Китай годує свої майже півтора мільярди власними силами без імпорту (доки від активного застосування хімічних добрив не відмовився, але все більшу популярність завойовує біогумус).

Технологічні каліфорнійські дощові черв’яки в розвинених країнах беруть найактивнішу участь у вирішенні глобальних екологічних проблем. Адже вони здатні переробляти будь-які органічні відходи (при розробці відповідних технологій попередньої підготовки цих відходів). Ні для кого не секрет, що тваринництво в забруднення довкілля і створення парникового ефекту вносить дуже відчутний внесок. Відходи тваринництва забруднюють грунт і воду, виділяють велику кількість парникового газу метан. Каліфорнійські дощові черв’яки цю проблему вирішують.

Вермікомпост або біогумус — це органічне добриво, отримане в результаті розкладу гетеротрофними організмами органічних речовин. Основою його є копроліти черв’яків. Окрім цього, в його формуванні беруть участь мікрофлора і мікрофауна, які входять до складу біоценозу компостної купи.

Склад і властивості біогумусу залежать від складу вихідного субстрата і технології компостування (вермикультивування). У біогумусі закумульована велика кількість макро і мікроелементів, є ростові речовини, вітаміни, антибіотики, амінокислоти і корисна мікрофлора. Він гідрофільний, має високу водостійкість, вологоємкість, механічну міцність, відсутнє насіння бур’янів. Біогумус може утримувати до 70% води і в 15−20 разів ефективніше за будь-яке органічне добриво.

В середньому біогумус має такий склад:

суха органічна речовина — 40−60%;

гумус — 10−12;

N — 0,9−3,0;

Р — 1,3−2,5;

До — 1,2−2,5;

Са — 4,5−8;

Мg — 0,5−2,3;

Fе — 0,5−2,5%; мг/кг;

Cu — 3,5−5,1мг/кг;

Мn — 60−80;

рH -6,8−7,2.

Живильні елементи в біогумусі знаходяться в доступній для рослин органічній формі, він має зернисту структуру, стійку до розмивання водою, повільно розчиняється у воді, яка забезпечує його пролонговану дію. Особливу цінність біогумусу надає наявність в нім гумінових кислот, вміст яких коливається від 5,6 до 17,6% на суху речовину.

Гумус визначає родючість грунтів. У його склад входять три основні групи сполук:

— речовини вихідних органічних залишків (білки, вуглеводи, лігнін, та ін.);

— проміжні продукти перетворення органічних залишків — амінокислоти, моноцукри та ін.;

— гумусні речовини, які складають до 85−90% маси гумусу і визначають його властивості.

За останніх 20−25 років спостерігається скорочення кількості гумусу в ґрунті. Значна частина орних земель втратила від 15 до 40% цієї речовини. Широке використання мінеральних добрив, пестицидів, хімічній меліорації ґрунтів привело не лише до підвищення врожайності на початковому етапі, але і до багатьом проблем — втраті гумусу, деструкції і перетворенню ґрунту в індиферентну масу, нездібну всмоктувати і утримувати воду і схильну до водної і вітрової ерозії. Перенасичення ґрунту різними хімічними речовинами стерилізує її, знищуючи біологічні об'єкт, які утворюють складну екологічну систему.

Позитивний вплив біогумусу на врожайність сільськогосподарських культур визначається тим, що він містить необхідні для рослин живильні елементи в добре збалансованій і легкозасвоюваній рухливій формі. Він має оптимальну для ґрунту величину рН (6,8−7,2), а також містить велику кількість бактерійної флори, яка може відновити мертві ґрунти. У 1 г біогумусу міститься до 2000 млрд. колоній порівняно з 150−350 млн в гної, який вважаються найкращими натуральним органічним добривом.

2.4 Загальна характеристика дощових черв’яків.

Біологічна характеристика Царство: Тварини Тип: Кільчасті черв’яки Клас: Пояськовиє черв’яки Підклас: Малощетінковиє черв’яки Загін: Haplotaxida.

Підряд: Дощові черв’як Сімейство: Lumbricidae.

Род: Eisenia.

Вигляд: fetida.

Будова. Дощові черв’яки мають витягнуте «червоподібне» тіло, поділене перетяжками на окремі сегменти, кільця, чому вони і отримали назву кільчастих черв’яків. Кожен сегмент несе пучки маленьких щетин (втім, «малощетинковими» вони називаються не тому, що щетини маленькі, а тому, що їх мало). У дощових черв’яків досить виразно виділяється передній кінець тіла, в якому розташовані, зокрема, органи статевої системи. Тут же розташовано потовщення тіла, зване поясочком. Головна лопать (простоміум) позбавлена очей і яких-небудь придатків. В деяких видів, початково кругле, тіло в середній і задній частинах має чотиригранну форму або може сплощатись.

Передній кінець тіла дощового черв’яка Lumbricus (по Матвєєву) представлено на рисунку 2.1.

Рисунок 2.1 — Передній кінець тіла дощового черв’яка Lumbricus (по Матвєєву): А — з правого боку; Б — з черевного боку: 1 — головна лопать; 2 — бічні щетини; 3 — черевні щетини; 4 — чоловічий статевий отвір; 5 — жіночий статевий отвір; 6 — сем`япроводяща борозенка; 7 — поясочок Взаємне розташування зовнішніх отворів статевої системи і поясочка не випадково і грає важливу роль в процесі розмноження черв’яків. Наявність поясочка є ознакою статевої зрілості черв’яка і готовності до розмноження (у статевозрілих черв’яків поясочок може зникати і з’являтися знову, коли черв’як готовий розмножуватися).

Поверхня тіла черв’яка покрита еластичною кутикулою, під якою знаходиться епітелій, багатий залізистими клітинами, що виділяють слиз. Особливо багато їх в області поясочка. Черв’яки можуть бути пігментовані, маючи різні відтінки червоного, чорного або зеленого кольору. Крізь покриви інколи видно крупні кровоносні судини, а також порожнинна рідина, яка зазвичай має білясте або жовтувате забарвлення, а у черв’яка Eisenia submontana ця рідина здатна світитися в темряві. Під епітелієм знаходиться потужний двошаровий шкірно-мускульний мішок (зовні кільця, а всередині - подовжні м’язи). Саме цей мішок і складає головну харчову цінність черв’яків для багаточисельних тварин, в раціон яких вони входять.

Анатомія дощового черв’яка Lumbricus (по Вурмбаху) представлена на рисунку 2.2.

Рисунок 2.2 — Анатомія дощового черв’яка Lumbricus (по Вурмбаху): Римськими цифрами позначені сегменти тіла. 1 — простоміум; 2 — церебральні ганглії; 3 — глотка; 4 — стравохід; 5 — бічні серця; 6 — спинна кровоносна судина; 7 — насінні мішки; 8 — сіменники; 9 — насінні воронки; 10 — сем`япровід; 11 — диссепіменти; 12 — мета нефридії; 13 — дорзо-субневральні судини; 14 — середня кишка; 15 — м’язистий шлунок; 16 — зоб; 17 — яйцепровід; 18 — яєчні воронки; 19 — яєчник; 20 — сем`яприйомники Травна система черв’яків складається з декількох відділів — глотки, стравоходу, зобу (у деяких), мускульного шлунку, середньої і задньої кишок. У середній кишці є особливе вп`ячування, назване тифлозолем, яке підвищує площу всмоктуючої поверхні. Тіфлозоль може мати різну структуру залежно від типу харчування черв’яків. Заднепроходноє отвір (порохівниця) знаходиться на анальній лопаті.

Кров по тілу черв’яка гоніт пульсація спинного і черевного кровоносних судин, а допомагають йому скорочення кільцевих судин в передній частині тіла, званих бічними серцями. Спеціальних органів дихання у дощових черв’яків немає і вони дихають всією поверхнею тіла, тому в їх шкірі дуже багато капілярів.

Органи виділення (метанефриди) розташовуються попарно в сегментах і є тонкими канальцями, що з`єднують порожнину тіла із зовнішнім середовищем. Вії, розташовані в канальцях допомагають просуванню продуктів виділення і виведенню їх в зовнішнє середовище.

Нервова система черв’яків складається з пари надглоточних гангліїв, сполучених з черевним нервовим ланцюжком. Не дивлячись на відсутність очей, дощові черв’яки реагують на світло, оскільки мають окремі світлочутливі клітини, розташовані в покривному епітелії.

Зоологія. Дощові черв’яки належать до класу малощетинкових типу кільчастих (Аннеліда) черв’яків. Більшість видів, поширених на території колишнього Радянського Союзу, є представниками сім'ї Люмбрицид, яка включає близько 180 видів черв’яків, але найбільш поширено 15−16 видів.

Серед всіх видів дощових черв’яків лише деякі можна розводити в штучних умовах. До них належать червоні черв’яки, зокрема червоний каліфорнійський гібрид, який в процесі селекції набув унікальну властивість, — він не залишає своє місце перебування навіть за несприятливих умов. Це дає можливість розводити його в грядах просто неба, не побоюючись втрати популяції.

Фізіологія. Червоний черв’як темно-червоного кольору живе на територіях з помірним кліматом. Доросла особина досягає в довжину 8−10 см, в діаметрі 3−5 мм, масою 0,8 — 1 р. Температура тіла — 19−20 °С. За день споживає кількість корму, який приблизно дорівнює його масі (близько 1 г), після переварювання якого виділяється 0,8−0,9 г копролітів. Найкрупніші частки, які може проковтнути черв’як, мають розміри до 1 мм Тривалість життя — майже 16 років (дикі форми — 4 роки). Дуже плідний. Статева зрілість настає в тримісячному віці і за оптимальних умов одна особина може принести приплід в середньому 1500 особин за рік.

Цей черв’як гермафродит. Кожна особина має чоловічі і жіночі статеві органи, але не може самозапліднюватися. Статевозрілі особини запліднюють одине одного. Запліднені яйцеклітини відокремлюються від тіла черв’яків і укладаються в білкове кільце, або капсулу (кокон), який має спочатку жовтий, а потім коричневий колір. Починаючи з 90-го дня він регулярно злучається через кожних 7 днів. В результаті паровування двох особин утворюються 2 яйця або капсули по 1 на кожну особину, які дозрівають і розкриваються через 14−21 день залежно від умов утримання. У кожній капсулі міститься від 2 до 20 черв’яків. Кокони містять рідину, якою харчується молодняк до моменту прокльовування. Молодняк має білий колір. Оптимальною є температура 20−22 °С, а критичною — нижче 0 °C та вище 42 °C. При температурі +7 °С впадає в стан анабіозу, тобто черв’як живий, але нерухомий і не харчується. Оптимальна вологість — 75−88%, а критична — нижче 60% і вище 90%.

Практика показала, що культивовані черв’яки не хворіють і не піддаються жодним епізоотіям. Вони можуть гинути лише при порушенні технології їх розведення. Найчастіше загибель черв’яків викликає отруєння протеїном при незавершеній ферментації субстрату. В результаті черв’як стає «кислотним» і виділяє шкідливі гази, які є смертельними для інших черв’яків. Ворогами дощових черв’яків є кроти, їжаки, жаби, змії, птахи, які їх поїдають.

Біомаса черв’яків містить 17−23% сухої речовини і в сухій речовині: протеїну 60−80%, вуглеводів — 17, ліпідів — 6−9, мінеральних солей — 15, азотистих екстрактних речовин — 7−16%, багато ферментів, вітамінів, мікроелементів, а також майже всі амінокислоти, у тому числі і такі незамінні як лізин і метіонін. Біомаса черв’яків використовується в тваринництві, харчуванні людей і фармакології.

Використання черв’ячної біомаси в тваринництві. Білок черв’ячної біомаси має амінокислотний склад, аналогічний мясокостному рибному борошну, що дозволяє використовувати його як джерело повноціного білка для балансування раціонів сільськогосподарських тварин і в харчуванні людей. У багатьох країнах розробляються програми, в яких передбачено поповнення білкових ресурсів для тваринництва в основному за рахунок землеробства, — вирощування сільськогосподарських культур. Але за продуктивністю з 1 гектара землі жодна культура не може порівнятися з вирощуванням дощових черв’яків. Так, з 1 гектара найкращих земель можна отримати протеїну кукурудзи — 390 кг, пшениці - 350, конюшини — 1000 кг, а з 1 гектара площі, заселеною вермикультурой| - 40 тис. кг білкового борошна на рік.

Система травлення тварин еволюційно адаптована до вжитку дощових черв’яків. Норма споживання повноцінного білка повинна складати 10% від загальної його кількості і повністю задовольняється при додаванні в корм 1 г черв’яків на 1 кг живої маси на добу.

Черв’ячна біомаса використовується як білкова домішка до раціонів великої рогатої худоби, свиней, птахів, ставкової і акваріумної риби, як в сиром, так і вареному вигляді, а також у вигляді борошна в кількостях, які задовольнили б потребу в білці. Для цього черв’яків миють, висушують і подрібнюють.

Використання черв’яків в харчуванні людей. Проблема недоліку білка для людей — одна з найбільш гострих на Землі, її допоможе певною мірою вирішити використання черв’яків в раціоні харчування людей. Протягом тисячоліть деякі негроїдні африканські племена використовують для харчування різновид дощового черв’яка розміром 7−8 м. Китайці теж використовують дощових черв’яків в своїй традиційній кухні. Дослідженнями встановлено, що за своїми живильними якостями м’ясо черв’яків наближене до телятини. Але використання їх в харчуванні людей має соціально психологічну проблему. З метою впливу на смаки людей і формування громадської думки у наш час в місті Помона (США) щорічно проводяться конкурси гастрономів продуктів, приготованих на основі дощових черв’яків. Дощові черв’яки, які використовуються в раціоні людей, мають бути вирощені на спеціальному субстраті, який не містить патолого-анатомічних відходів, трупів тварин і ін. З додаванням дощових черв’яків готують паштет «Вормбергер», страва керрі з горохом, омлети, краби, фарширований перець, печиво і ін.

Мікроорганізми — симбіонти. З травних трактів черв’яків виділені бактерії з родин: Aeromonadaceae, Comamonadaceae, Enterobacteriaceae, Flavobacteriaceae, Moraxellaceae, Pseudomonadaceae, Sphingobacteriaceae (Bacteroidetes), а також з Actinobacteria та п’ять штамів Ochrobactrum sp. -Proteobacteria, Massilia sp. Proteobacteria, Sphingobacterium sp. Bacteroidetes, Leifsonia sp. і бактерія з сімейства Microbacteriaceae, ізолят Actinobacteria.

Використання вермікультури у фармакології. Дощові черв’яки використовуються в китайській медицині близько двох тисячоліть. В даний час в Китаї на основі нової технології виготовлена антивірусна і антипухлинна сироватка Р 76. Екстракти з біомаси черв’яків використовуються при виготовленні мазей для лікування лишаю, екземи і варікозної виразки нижніх кінцівок. Біомаса черв’яків використовується в косметології при виготовленні кремів, шампунів, лосьйонів. Збагачення грунту черв’яками.

Процеси формування грунтів. Дощові черв’яки грають виключно важливу роль у формуванні грунту і створенні сприятливих умов для розвитку рослин. Вони проривають в грунті багаточисельні канали і галереї (ходи), які утворюють розгалужену дренажну і вентиляційну системи. Аерація і дренаж — важливі чинники родючості грунтів. Ходами дощова вода швидко проникає в грунт разом з розчиненими в ній копролітами дощових черв’яків. Наявність ходів сприяє процесу розгалуження кореня без великих енергетичних витрат і проникнення їх в глибші шари грунту. У орних грунтах кількість ходів дощових черв’яків може перевищувати 1 км на 1 м². Якби ходи черв’яків зімкнулися по всій глибині, то поверхня грунту опустилася б на 2 см. Ходи черв’яків йдуть в грунті у різних напрямах. Стінки їх просочені слизовими виділеннями черв’яків, що надає їм великій міцності. Змінюється хімічний склад грунту, а біля копролітів енергійно розвивається корисна мікрофлора.

2.5 Вермікультивування з метою здобуття біогумусу. Технологія вермікультивування, способи вирощування черв’яків..

Промислове вирощування черв’яків можна проводити як просто неба, так і в закритих приміщеннях. Всі розрахунки, пов’язані з облаштуванням ділянок для вермікультивування, заселенням і годуванням черв’яків, доглядом за ними і іншими операціями, виконуються з розрахунку на стандартну грядку, яка називається ложем. Ложе — це одиниця виміру, якою користувалися американські дослідники, з ділянкою площею 2 м² (2×1 м).

Щільність заселення одного ложа може коливатися від З0 до 100 тис. черв’яків (дорослих, молодих і коконів, з яйцями). На 1 ложі потрібно 10−12 ц органічних відходів на рік. З них 40% використовується на задоволення життєвих потреб черв’яків, а 60% виділяється у вигляді копролітів, тобто біогумусу. Одне ложе дає щорічно 4−6 ц біогумусу і близько 30−100 кг біомаси черв’яка. Цілорічне вермікультивування з влаштуванням лож на відкритих земельних ділянках можливо лише в регіонах з м’яким кліматом, тому що взимку активність черв’яків значно знижується, а догляд за ними ускладнюється. А в інших регіонах — сезонне — з квітня по жовтень Ложа краще всього влаштовувати на ділянках з певним нахилом для забезпечення нормального стоку води під час дощів і запобігання утворенню калюж. Крім того, бажано, щоб підстилаючий грунт був піщаним або кам’янистим. Дощові черв’яки дуже бояться вітру, тому слід вибирати для влаштування лож захищені від нього місця. Для захисту від шкідників ложа потрібно влаштовувати на металевих сітках із заломленими краями з висотою бортів 25 см, бетонних лотках з цегляними стінами і ін.

За схемою ряду дослідників черв’яки утримуються на бетонованих майданчиках або в траншеях в 2 м завширшки і завглибшки 0,3−0,4 м. Довжина майданчика або траншей залежить від розмірів ділянки, відведеної під вермікультивування. Ложі виготовляються з металевої оцинкованої сітки з нішами 15×15 мм Площа ложа — 2 м² (2×1 м), висота — 15−30 см. Ложа розміщуються секціями завдовжки до 50 м з відстанню між ними 0,5−0,8 м. У кожній секції 25 лож. Дві секції утворюють сектор. Відстань між секторами складає 2,5−3 м. Вітчизняні дослідники рекомендують робити ложа завширшки 2 м, завдовжки 50 м з відстанню між ними, яка забезпечить проїзд техніки.

У закритих приміщеннях (у тому числі і різні сільськогосподарські будівлі, які не використовуються) черв’яків можна культивувати цілорічно з влаштуванням лож на бетонній підлозі або на стелажах в дерев’яних, металевих або пластикових ящиках, які розміщуються ярусами. Досліджено, що в закритих приміщеннях 1 м² площі дає вдвічі більше біомаси черв’яків і органічного добрива (біогумусу) ніж просто неба.

Для вермігосподарства оптимальною кількістю є 1200 лож площею не менше 1 гектара. Французькою компанією Green Prere сконструйована установка для вермікомпостування відходів. Це циліндрова башта яка складається з 24 пластикових піддонів діаметром 230 см, поставлених один на один. Піддони заповнюють відходами і заселяють черв’яками. Весь процес компостування повністю автоматизований.

2.6 Субстрат.

Кормом для черв’яків є різні органічні відходи з високим вмістом целюлози, які пройшли процес ферментації. Основою раціону для черв’яків є гнойова біомаса, до якої додають певну кількість інших органічних відходів. Для отримання якісного корму для черв’яків існують певні вимоги до вихідного органічного субстрату (відходів):

вологість 70−80%;

рН 6,8−7,2;

вміст оксидів заліза не більше 10%;

відсутність твердих часток — металевих, дерев’яних, каменів, скла і тощо.

Для проведення ферментації органічні відходи буртують на рівному майданчику з допустимим нахилом 1−3°. Бурти можуть мати різні розміри: ширина — 1,7−2 м, довжина — 15−80 і висота — 1,5−2 м. Це залежить від наявної робочої сили і засобів механізації. Бурти мають бути витягнуті з півночі на південь для кращого прогрівання субстрату.

В умовах доступу води і кисню під впливом мікроорганізмів-аеробів, які є на субстраті (грибів, актиноміцетів, бактерій), органічні відходи розкладаються. В результаті гідролітичного розщеплювання високомолекулярних сполук (білків, жирів, вуглеводів) утворюються проміжні і кінцеві низькомолекулярні продукти, які споживаються черв’яками. Процес ферментації субстрату проходить в двох температурних режимах. Після закладки буртів температура всередині субстрату підвищується до термофільних величин (50−60°С), а потім зменшується до мезофільних значень (25−35°С) і через декілька місяців знижується до температури довкілля. Стабільність цього показника свідчить про закінчення ферментації і придатності субстрату для годування черв’яків. Біотермічні процеси, які відбуваються при температурі 50−60°С, згубно діють на патогенну мікрофлору, яйця і личинки гельмінтів, насіння бур’янів, а сечовина і гіпурова кислота, які містяться в гної, розкладаються до аміаку, двоокису вуглецю і води. Окрім аміаку, виділяється також певна кількість метану який також згубно діє на черв’яків.

У літній період при високих температурах бурти періодично поливають водою, гнойовою рідиною або стоками, для підтримки вологості на рівні 70%. Під час проходження ферментації в субстраті контролюють рН середовища. Незначне коливання рН від оптимального (6.8−7,2) негативно впливає на зростання і розвиток аеробної мікрофлори, а отже і на інтенсивність процесів ферментації Надлишкову кислотність нейтралізують шляхом додавання необхідної кількості вапна, крейди, дефекату, сланцевої золи, мергелю і інших речовин, які одночасне і мінеральними добавками. Високі лужності усувають надлишковим поливом.

Для забезпечення достатньої аерації субстрату, який ферментується, активізації мікробіологічних процесів, вирівнювання вологості субстрату за всім обсягом, усунення аеробних загниваючих зон в глибині бурту, він перемішується. Нерівномірність перемішування субстрату не повинна перевищувати 10% за коефіцієнтом варіації вологості в масі.

Повний термін ферментації субстрату в буртах при природному режимі ферментації залежить від виду органічних відходів і може тривати до 6−12 міс. Прискорити цей процес до 1−3 міс. можна шляхом вдування гарячого парі через труби в субстрат.

Візуально субстрат, готовий до використання черв’яками, має вигляд напівперепрілої (солома має темно-коричневий колір і легко розривається) або такої, що перепріла (має вигляд чорнуватої маслянистої суміші і наявність соломи в ній непомітна) маси. Показником готовності субстрату є співвідношення вуглецю до азоту (С: N), яке має бути в межах 20. У кормі для черв’яків не повинно бути пестицидів, великої кількості протеїну (не більше 25−30%), аміаку, метану, патогенної мікрофлори, яєць і личинок гельмінтів. При вмісті в кормі 40% протеїну черв’яки гинуть.

Як свідчить практика, кормом для черв’яків можуть бути різні органічні відходи як сільськогосподарського, так і промислового виробництва. Але краще всього, щоб основою будь-якого раціону для черв’яків був гній, до якого додають в певній пропорції інші органічні компоненти. Великі органічні частинки відходів потрібно подрібнити (до 1 мм, не більше), тому що вони не поїдаються черв’яками. Також слід зауважити, що при приготуванні субстрату використовують зазвичай вже ферментовані органічні відходи і гній. Для кожного виду гною час ферментації різниться залежно від його фізико-хімічних властивостей:

Гній коней є добрим кормом для черв’яків, оскільки містить значну кількість целюлози. Процеси ферментації в нім тривають 5−6 міс.

Гній корів має високу лужність і після 6−8 міс. ферментації в суміші з 20−25% подрібненої соломи є добрим кормом для черв’яків.

Гній телят може мати залежно від особливостей годування підвищений вміст протеїну через неповне його засвоєння тваринами. Для зниження рівня протеїну в гнойовій біомасі до неї додають подрібнену солому або картон і збільшують термін ферментації з 7−8 до 13 міс.

Гній овець є високолужним. У кошарах він трамбується тваринними. Для вживання його вирізають пластами, їх зволожують і розпушують, а потім буртують для ферментації (до 8 міс.).

Гній свиней має високу кислотність і містить значну кількість протеїну. У зв’язку з цим до нього додають 30−40% соломи або картону і ферментують 9−10 міс. Встановлено, що тверду фракцію гноїть свиней, видаленого гідрозмивом, можна додавати в корм черв’якам в свіжому вигляді без попередньої ферментації, а рідку фракцію використовувати для зволоження буртів. При переробці рідкого гною методом вермікультури його спочатку піддають механічній сепарації, а з твердої фракції формують бурти або траншеї, лотки.

Гній кроликів можна згодовувати черв’якам в свіжому вигляді, але за умови, що екскременти відокремлюватимуться від сечі. У іншому випадку його піддають ферментації протягом 5−7 міс. У деяких господарствах з вирощування кроликів утилізація гною методом вермікультивування проводиться таким чином: під клітки з кроликами ставлять ящики з ув’язненим на дні сумішшю грунту, подрібненого паперу і піску, в яку запускають черв’яків. Свіжі екскременти, які надходять з кліток, переробляються черв’яками. Додавання піску необхідне для нормального травлення черв’яків.

Курячий послід належить до висококислотних субстратів, тому до нього потрібно додавати відходи рослинництва або картон в співвідношенні 1:1 і ферментувати протягом 15−16 міс.

При використанні гнойової біомаси необхідно дотримуватися деяких умов:

— не можна використовувати як базовий субстрат гній, який не пройшов процес ферментації.

— для годування черв’яків гній, який пролежав більше 2-х років після ферментації.

— змішаний з сечею гній, із-за вмісту аміаку, сірководня і ін.

Встановлено, що для підгодівлі черв’яків можна використовувати неферментований гній, який добре перевірений на придатність (кислотність, температура, вологість, проба 50-ти черв’яків). Оскільки він вноситься шаром всього 5 см, то небезпеки ферментації немає. Незалежно від вигляду субстрату, який ферментується, корм повинен містити 20−25% целюлоза у вигляді січення з соломи, паперу, картону і ін.

2.7 Формування лож і заселення підстилкового шару.

Відходи після закінчення процесу ферментації закладають в ложа як базовий субстрат або корм. Він виконує різні функції: захищає черв’яків від підстилаючого ґрунту і тому товщина його коливається від 15 см влітку до 25−30см взимку. Крім того, він є кормом для черв’яків і повинен містить достатню кількість целюлози (20−25%), мати оптимальну вологість (70−80%), температуру (19−20°С) і кислотність (6,8−7,2).

Після закладки базовий субстрат безперервно зволожують 1 раз на день протягом 4-х днів (при сухій погоді двічі), а потім щотижневе протягом З0 діб. Це забезпечує вимивання з субстрату залишків сечової кислоти, розчинення вуглекислого кальцію, і нейтралізацію надмірної кислотності, насичення його киснем, і підтримку оптимальної вологості. Одночасно з поливом в ложах вимірюється температура і кислотність. Оптимальною є температура 19−20°С, а рН — 6,8−7,2. Підвищену кислотність корегують шляхом внесення на поверхню субстрату гашеного вапна або крейди (300 г/м2), після чого його ретельно поливають, аби вода пройшла через всю товщу субстрату.

Кожна партія органічного субстрату, який закладається в ложа, перевіряється на кислотність. Для цього користуються лакмусовим папером або рН-мітром. Смужку лакмусового паперу разом з грудоньками вологого субстрату тримають в кулаці 20−30сек., а потім порівнюють його з контрольною кольоровою шкалою на упаковці. Вологість субстрату визначається відповідними приладами або органоліптичне. При останньому способі субстрат беруть в долоню і повільно стискують. Якщо рідина не просочується крізь пальці, то субстрат сухий, а якщо стікає з долоні - перезволожений. Перезволоження найчастіше відбувається в період тривалих дощів. В цей час потрібно прикривати ложі плівкою або матами з соломи.

Через З0 днів після закладки базового корму ложа заселяють черв’яками. Але перед цим знову потрібно вимірювати всі показники (вологість, температуру, кислотність) і визначити пробу 50-ти черв’яків (тест 50-ти черв’яків). Суть тесту полягає в наступному. У дерев’яний ящик розміром 50×50×15 см з дренажними отворами або в 2−4-літрову ємність поміщають базовий субстрат і 50 черв’яків, де вони утримуються доба при температурі 20 °C. Потім їх вибирають, підраховують і визначають їх стан. Якщо всі черв’яки живі і нормально рухливі, то це є свідоцтвом придатності корму для черв’яків. В разі їх загибелі або кволості і пасивності необхідно ретельно перевірити, чи пройшов субстрат процес ферментації, і визначити всі показники (вологість, кислотність).

З біологічних показників, окрім тесту 50-ти черв’яків, можна використовувати простішу схему. На поверхню субстрату випускають декілька десятків черв’яків. Якщо вони швидко заглиблюються у нього, це свідчить про його придатність як корму для черв’яків. Якщо черв’яки розповзаються по поверхні і не заглиблюються у нього, то субстрат не використовується. Ложа заселяються черв’яками разом з компостом, в якому вони знаходилися, їх рівномірно розподіляють по поверхні ложа механізованим способом або вручну 4-рожковими вилами із закругляючимися краями. Заселення проводиться в денні години, тому що черв’яки бояться світла і швидко занурюються в субстрат. Після цього поверхня ложа зволожується і покривається соломою або мішковиною.