Введение

Вермикомпост – это продукт процесса разложения органических веществ с использованием различных видов червей, обычно красных калифорнийских червей, белых червей и других дождевых червей, в результате чего образуется смесь разлагающихся растительных или пищевых отходов, подстилочного материала и вермикаста. Этот процесс называется вермикомпостированием, а разведение червей для этой цели – вермикультурой. Вермикаст (также называемый червевым гумусом, червевым пометом или червевыми экскрементами) – это конечный продукт распада органического вещества дождевыми червями. Показано, что эти экскременты содержат сниженное количество загрязняющих веществ и более высокую концентрацию питательных веществ по сравнению с органическими материалами до вермикомпостирования. Вермикомпост содержит водорастворимые питательные вещества, которые могут быть извлечены в виде вермичая, и является отличным, богатым питательными веществами органическим удобрением и улучшителем почвы. Он используется в садоводстве, устойчивом и органическом земледелии. Вермикомпостирование также может применяться для очистки сточных вод. Одним из вариантов этого процесса является вермифильтрация (или вермидигестия), используемая для удаления органических веществ, патогенов и потребности в кислороде из сточных вод или непосредственно из фекальных стоков унитазов с системой смыва.

Обзор

Вермикомпостирование приобрело популярность как в промышленности, так и в бытовых условиях, поскольку, по сравнению с традиционным компостированием, оно обеспечивает более быструю переработку органических отходов. При компостировании навоза также образуются продукты с более низким содержанием солей. Наиболее часто используемые виды червей (или компостных червей) – красные калифорнийские черви (Eisenia fetida или Eisenia andrei), хотя также могут использоваться европейские ночные черви (Eisenia hortensis, синоним Dendrobaena veneta) и красный земляной червь (Lumbricus rubellus). Большинство специалистов по вермикомпостированию рекомендуют красных калифорнийских червей, поскольку они отличаются особенно хорошим аппетитом и быстро размножаются. Европейских ночных червей пользователи называют разными именами, включая дендробаены, дендры, голландских ночных червей и бельгийских ночных червей. Вермикомпост, содержащий водорастворимые питательные вещества, является богатым органическим удобрением и улучшителем почвы, в форме, относительно легко усваиваемой растениями. Фракция почвы, прошедшая через пищеварительный тракт червей, называется дрилосферой. Вермикомпостирование – распространенная практика в пермакультуре. Вермимыть также можно получить из жидкой фракции вермикомпоста. Вермимыть содержит комплекс ферментов, включающий протеазы, амилазы, уреазу и фосфатазу. Микробиологические исследования вермимыти показывают, что он содержит азотфиксирующие бактерии, такие как Azotobacter sp., Agrobacterium sp. и Rhizobium sp., а также некоторые бактерии, растворяющие фосфаты. Лабораторные испытания подтверждают эффективность вермимыти для стимулирования роста растений.

Большой масштаб

В Канаде, Италии, Японии, Индии, Малайзии, на Филиппинах и в Соединенных Штатах широко распространено крупномасштабное вермикомпостирование. Вермикомпост можно использовать в сельском хозяйстве, ландшафтном дизайне, для приготовления компостного настоя или для продажи. Некоторые предприятия производят червей в качестве наживки и/или для домашнего вермикомпостирования. Существует два основных метода крупномасштабного вермикомпостирования: метод валовых полос (windrow) и приподнятых грядок. Некоторые системы используют валовую полосу, которая состоит из подстилочного материала для обитания земляных червей и служит большим контейнером; в нее добавляют органические материалы. Хотя валовая полоса не имеет физических барьеров для предотвращения побега червей, теоретически они не должны этого делать из-за обилия органического вещества, которым они могут питаться. Часто валовые полосы размещают на бетонной поверхности, чтобы предотвратить доступ хищников к популяции червей. Метод валовых полос и машины для переворота компоста в валовых полосах были разработаны Флетчером Симсом-младшим из Compost Corporation в Каньоне, штат Техас. Система компостирования валовых полос признана устойчивым и экономически эффективным способом для фермеров перерабатывать отходы молочного животноводства. Второй тип крупномасштабной системы вермикомпостирования – это система приподнятых грядок или проточного типа. В этой системе червям подают слой "червячьего корма" толщиной в дюйм сверху грядки, а слой вермикомпоста толщиной в дюйм собирают снизу, проводя разделительную планку по крупной сетке, образующей основание грядки. Поскольку красные черви – поверхностные обитатели, постоянно перемещающиеся к новому источнику пищи, проточная система исключает необходимость отделения червей от вермикомпоста перед упаковкой. Системы проточного типа хорошо подходят для закрытых помещений, что делает их предпочтительным выбором для предприятий в более холодных климатических условиях.

Маленький масштаб

Для вермикомпостирования в домашних условиях в продаже имеется большое разнообразие контейнеров, или могут использоваться различные адаптированные емкости. Их можно изготовить из старых пластиковых контейнеров, дерева, пенополистирола или металлических емкостей. Конструкция небольшого контейнера обычно зависит от того, где человек хочет его хранить и как планирует кормить червей. Некоторые материалы для изготовления червячного ящика предпочтительнее других. Металлические емкости часто слишком быстро проводят тепло, подвержены ржавчине и могут выделять тяжелые металлы в вермикомпост. Контейнеры из пенополистирола могут выделять химические вещества в органический материал. Некоторые виды кедра, желтого кедра и секвойи содержат смолистые масла, которые могут быть вредны для червей, хотя западный красный кедр отличается отличной долговечностью в условиях компостирования. Хвоя (Hemlock) – еще один недорогой и достаточно устойчивый к гниению вид древесины, который можно использовать для изготовления червячных ящиков. Для аэрации в контейнерах необходимы отверстия или сетка. Некоторые люди добавляют кран или отверстия в дне для слива избыточной жидкости в поддон для сбора. Наиболее распространенными материалами являются пластик (переработанный полиэтилен и полипропилен) и древесина. Червячные компостеры из пластика – идеальный вариант, но они требуют больше дренажа, чем деревянные, поскольку не впитывают влагу. Однако деревянные контейнеры со временем гниют и требуют замены. Вермикомпостирование в малом масштабе хорошо подходит для переработки кухонных отходов в высококачественные почвенные добавки, особенно при ограниченном пространстве. Черви разлагают органические вещества без дополнительных физических усилий со стороны человека (перемешивания), которые необходимы при традиционном компостировании. Компостирующие черви, являющиеся детритофагами (питаются разлагающимися органическими веществами), такие как Eisenia fetida (красный калифорнийский червь), – эпигейные (обитающие на поверхности) организмы, и вместе с симбиотическими микроорганизмами они являются идеальными агентами для разложения пищевых отходов. Обычные земляные черви, такие как Lumbricus terrestris, – анецические (глубококопающие) виды и поэтому не подходят для использования в замкнутой системе. К другим почвенным организмам, участвующим в процессе, относятся насекомые, другие черви и плесень.

Климат и температура

В зависимости от климата методы вермикомпостирования могут различаться. Необходимо контролировать температуру в крупногабаритных системах (которые могут обладать высокой теплоемкостью), так как используемое сырье или исходные материалы могут компостироваться, нагревая контейнеры с червями в процессе разложения и приводя к гибели червей. Наиболее распространенные черви, используемые в системах компостирования, – красные черви (Eisenia fetida, Eisenia andrei и Lumbricus rubellus) – наиболее активно питаются при температуре 15–25 °C (59–77 °F). Они могут выживать при 10 °C (50 °F). Температура выше 30 °C (86 °F) может быть для них губительной. Этот температурный диапазон позволяет осуществлять вермикомпостирование красными червями в помещении практически во всех климатических зонах, кроме тропических. Для более теплых регионов подходят другие виды червей, такие как Perionyx excavatus. Если контейнер для червей размещен на улице, его следует установить в защищенном от прямых солнечных лучей месте и утеплить от морозов зимой.

Сырье

Лишь немногие пищевые отходы не поддаются вермикомпостированию, хотя отходы мяса и молочные продукты, скорее всего, будут гнить, а на открытом воздухе могут привлекать вредителей. Зеленые отходы следует добавлять в умеренных количествах, чтобы избежать перегрева компоста.

Уборка урожая

Факторы, влияющие на скорость компостирования, включают климат и метод компостирования. Существуют признаки, по которым можно определить, готов ли компост. Готовый компост должен иметь температуру окружающей среды, тёмный цвет и быть влажным, как слегка отжатая губка. К концу процесса бактерии замедляют скорость переработки органических веществ или полностью прекращают её. В компосте в этот момент может оставаться некоторая неразложившаяся органическая материя, но она может оставаться и продолжать разлагаться в течение следующих нескольких лет, если её не удалить. Компост следует дать настояться после завершения процесса, чтобы кислоты постепенно выветривались и он стал более нейтральным, что может занять до трёх месяцев и приведет к более однородной структуре. Поднятие созревающего компоста над землей может предотвратить рост нежелательной растительности. Компост должен постоянно оставаться слегка влажным и нуждается в аэрации, но не требует переворота. Процесс настаивания можно проводить в контейнере для хранения или на плёнке.

Методы

Вермикомпост готов к сбору, когда в нем осталось мало или совсем не осталось несъеденных остатков пищи или подстилки. Существуют различные способы сбора урожая, отличающиеся по затратам времени и труда, а также по желанию вермикомпостера спасти как можно больше червей от попадания в собранный компост. Пирамидальный метод сбора вермикомпоста широко используется при небольшом масштабе вермикомпостирования и считается самым простым способом для одноярусных контейнеров. В этом процессе компост разделяют на крупные комья, которые возвращают в компост для дальнейшего разложения, и более легкий компост, с которым продолжают работу. Эту легкую смесь выкладывают небольшими кучками на брезент под солнечный свет. Черви инстинктивно зарываются в нижнюю часть кучи. Через несколько минут верхнюю часть пирамиды поочередно удаляют, пока черви снова не станут видны. Этот процесс повторяют, пока в куче не останутся в основном черви. При сборе компоста можно отделить яйца и коконы и вернуть их в контейнер, обеспечивая таким образом появление новых червей. Коконы – это маленькие, лимонно-желтые образования, которые обычно можно увидеть невооруженным глазом. В одном коконе может содержаться до 20 червей (хотя чаще всего 2–3). Коконы могут оставаться в состоянии покоя до двух лет, если условия неблагоприятны для вылупления.

Кондиционер для почвы

Вермикомпост можно смешивать непосредственно с почвой или разводить водой для получения жидкого удобрения, известного как "червячный чай". Светло-коричневая сточная жидкость, или фильтрат, собирающаяся на дне некоторых систем вермикомпостирования, не должна путаться с червячным чаем. Это непереработанный побочный продукт, образующийся при разложении богатых водой отходов, и может содержать патогены и токсины. Лучше всего его утилизировать или возвращать в контейнер, когда требуется дополнительная влага для дальнейшей переработки. pH, содержание питательных веществ и микроорганизмов в этих удобрениях варьируется в зависимости от исходного сырья, которым кормят червей. Для повышения pH в систему можно добавлять измельченный известняк, или карбонат кальция.

Запахи

При закрытии ухоженный контейнер не имеет запаха; при открытии он должен пахнуть слабо – если запах присутствует, то он должен быть землистым. Запах также может зависеть от типа компостируемого материала, добавляемого в контейнер. Нездоровый вермикомпостер может издавать неприятный запах, возможно, из-за недостатка кислорода. Червям необходим газообразный кислород. Обеспечить доступ кислорода можно с помощью вентиляционных отверстий в контейнере, периодического перемешивания содержимого и удаления части содержимого, если оно становится слишком глубоким или слишком влажным. Если разложение становится анаэробным из-за избытка влажного сырья, добавленного в контейнер, или слои пищевых отходов слишком уплотняются, контейнер начнет пахнуть аммиаком.

Влажность

Влажность необходимо поддерживать выше 50%, поскольку более низкое содержание влаги не обеспечит дыхание червей и может привести к увеличению их смертности. Оптимальный диапазон влажности должен составлять от 70 до 90%, при этом для вермикомпостирования рекомендуется содержание в пределах 70–80%. Если процесс разложения стал анаэробным, для восстановления здоровых условий и предотвращения гибели червей необходимо уменьшить избыток жидких отходов 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, например, измельченную газету, тщательно перемешав ее.

Виды вредителей

Такие вредители, как грызуны и мухи, привлекаются определенными материалами и запахами, обычно от большого количества кухонных отходов, особенно мяса. Исключение мяса или молочных продуктов из вермикомпостера снижает вероятность появления вредителей. Муравьи-хищники могут представлять проблему в странах Африки. В теплую погоду плодовые и уксусные мухи размножаются в вермикомпостерах, если фруктовые и овощные отходы недостаточно хорошо покрыты подстилкой. Эту проблему можно избежать, тщательно укрывая отходы слоем подстилки не менее [укажите количество]. Поддержание правильного pH (близкого к нейтральному) и влажности в вермикомпостере (достаточное количество воды, чтобы при отжиме подстилки выкапывалось несколько капель) также помогает избежать этих вредителей.

Черви убегают

Черви обычно остаются в контейнере, но могут пытаться его покинуть при первом заселении или часто после дождя, когда влажность воздуха высокая. Поддержание оптимальных условий в вермикомпостере и установка источника света над контейнером при первом заселении червей поможет решить эту проблему.

Уровень питательных веществ

Коммерческие вермикомпостеры тестируют и могут корректировать состав своей продукции для обеспечения стабильного качества и результатов. Поскольку в небольших и домашних системах используется разнообразный набор исходных материалов, содержание азота, фосфора и калия (NPK) в полученном вермикомпосте также будет варьироваться. Анализ NPK может быть полезен перед применением вермикомпоста или вермичая в саду. Чтобы избежать проблем, связанных с переизбытком удобрений, например, ожогов от азота, вермикомпост можно разбавить в виде вермичая водой в соотношении 50:50, или в твердом виде смешать с почвенной смесью в соотношении 50:50. Кроме того, слизистая оболочка, создаваемая червями вокруг их экскрементов, обеспечивает эффект пролонгированного высвобождения питательных веществ, то есть они не высвобождаются все сразу. Это также снижает риск повреждения растений, что часто происходит при использовании и чрезмерном применении минеральных удобрений.

Примеры применения

В Северной Америке вермикомпостирование широко применяется для переработки пищевых отходов непосредственно на объектах, таких как больницы, университеты, торговые центры и исправительные учреждения. Вермикомпостирование используется для переработки органических материалов среднего масштаба непосредственно на объектах, например, пищевых отходов из университетов и торговых центров. Его выбирают либо как более экологичную альтернативу традиционной утилизации, либо для снижения затрат на коммерческую вывозку отходов. С 20 июля 2020 года правительство штата Чхаттисгарх в Индии начало закупать коровьи лепешки в рамках схемы "Годан Ньяй Йоджана". Закупленный по этой схеме коровяк будет использоваться для производства вермикомпостного удобрения.