Оренбургская область

Оренбургский район

МБОУ «Европейский лицей» п. Пригородный

ТЕМА:

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ПРОЕКТ

АКТУАЛЬНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДОЖДЕВЫХ ЧЕРВЕЙ В АЛЬТЕРНОТИВНОМ ЗЕМЛЕДЕЛИИ. ВЕРМИКОМПОСТ.

Выполнил: Есьмейкин Марк

Класс: 9Б

Руководитель: Сахонова А.Ю. учитель биологии

п. Пригородный

2019-2020г.

Оглавление:

I. Введение.

1. Актуальность использования дождевых червей в альтернативном земледелии. Вермикомпост;

2. Цели;

3. Задачи;

4. Гипотеза.

II. Дождевые черви.

Теоретическая часть

1. Общая характеристика Типа Кольчатые черви;

2. Значение дождевых червей в экосистеме;

3. Правила и аспекты вермикультивирования.

III. Исследование.

Практическая часть

1. Изучение эффективности применения биогумуса в сельском хозяйстве;

2. Экономические расчеты организации альтернативного земледелия;

3. Рентабельность предприятия;

IV. Заключение.

V. Список литературы.

VI. Приложение.

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность использования дождевых червей в альтернативном земледелии. Вермикомпост

В последние годы во многих странах мира наблюдается высокий темп развитие  технологии вермикультивирования.

Вермикультивирование - это технологический процесс выращивания популяции дождевых червей в искусственных условиях с целью получения вермикомпоста или биогумуса.

Вермикомпостирование - это процесс переработки органических отходов сельского хозяйства дождевыми червями.

Повышенный интерес к дождевым червям обусловлен уникальными свойствами этих организмов. Переработка органических отходов и получение высокоэффективных органических удобрений, комплексов биологически активных веществ, применяемых в сельском хозяйстве, ветеринарии, фармацевтики, косметологии и ряда биотехнологических отраслей - вот причина всеобщего внимания.

В природе отмершие растения и умершие животные разлагаются медленно в результате действия различных естественных биологических и химических процессов. Вермокомпостирование позволяет ускорить естественный процесс разложения в контролируемых условиях.

История компостирования уходит корнями в глубину веков. Первые письменные упоминания об использовании компоста в сельском хозяйстве появились 4500 лет назад в Месопотамии. Искусством компостирования владели все цивилизации Земли: римляне, египтяне, греки, активно практиковали компостирование, что нашло свое отражение в Талмуде, библии и Коране. Археологические раскопки подтверждают, что цивилизация Майя 2000 лет назад, также занималась компостированием.

Аристотель называл дождевых червей «кишечником земли». И это действительно так: пропуская через свой кишечник землю и растительные остатки, черви обогащают почву. Полученный при этом биогумус обладает следующими качествами:

- в 1г содержит более 17 микроорганизмов, в основном актиномицетов и азотофиксаторов, необходимых растениям;

- не имеет патогенной микрофлоры;

- обогащает почву кальцием, магнием, калием и гуминовой кислотой.

Но, по окончании Второй мировой войны сельское хозяйство стало пользоваться результатами научных разработок. Сельскохозяйственная наука поставила во главу повышения урожайности химические удобрения пестициды. «Искусственные» удобрения пришли на смену компосту.

          В середине 20 века была опубликована  книга Рейчел Карсон «Silent Spring» (Безмолвная весна), посвященная результатам повсеместного злоупотребления химическими пестицидами. Это послужило сигналом к общественному протесту и запрещению производства и использования опасных удобрений.

Только в 50-х годах нашего века встал вопрос о разведении червей специально, как производителей очень ценного, экологически чистого удобрения. Возникло понятие «Вермикультура». Был выведен красный калифорнийский червь, который используется для создания вермикультуры.

        В своей работе,  я хотел бы изучить и исследовать,  актуальность вермикультивирования как направления альтернативного земледелия и его экономическую рентабельность, а также эффективность применения биогумуса в сельском хозяйстве.

Цели:

• изучить и доказать актуальность вермикультивирования как направления альтернативного земледелия;

• изучить эффективность применения биогумуса в сельском хозяйстве.

• рассчитать рентабельность «червяной фермы».

Задачи:

• найти информацию по данной теме в разных источниках;

• провести эксперименты по применению биогумуса;

• провести экономические расчеты;

• обработать, проанализировать и оформить полученную информацию;

• сделать выводы и заключения.

Гипотеза:

Вермикультивирование - это эффективное, продуктивное и экономически рентабельное направление сельского хозяйства.

ДОЖДЕВЫЕ ЧЕРВИ

Общая характеристика Типа Кольчатые черви

Тип Кольчатых червей, или кольчецов, охватывает около 9 тыс. видов червей, обладающих гораздо более сложной организацией, чем представители других типов червей.

Определенные черты строения личинок, очень напоминающих личиночные формы свободноживущих плоских червей (тело не разделено на сегменты и покрыто ресничным эпителием), позволяют предположить, что кольчецы произошли, так же как и круглые черви, от примитивных плоских червей, сходных по строению с современными ресничными червями. Это произошло более 600 млн. лет назад.

Тело у большинства форм состоит из отдельных колец - сегментов. Для многих кольчецов характерно наличие боковых подвижных выростов тела - параподий и пучков щетинок, являющихся прообразом конечностей. У некоторых кольчатых червей на спинной части параподий расположены кожные выросты - жабры.

Наружной сегментации соответствует разделение внутренней полости тела перегородками на отдельные участки и посегментное расположение ряда внутренних органов. Правильно повторяются нервные узлы, кольцевые кровеносные сосуды, выделительные органы - метанефридии, карманы средней кишки и половые органы. Кожно-мускульный мешок состоит из кутикулы, эпителия, кольцевой и продольной мускулатуры, а также внутренней выстилки полости тела.

Нервная система представлена окологлоточным нервным кольцом с хорошо развитым надглоточным и менее выраженным подглоточным нервными узлами, а также брюшной нервной цепочкой, образующей узлы в каждом сегменте тела. От них отходят многочисленные нервы. Органы чувств лучше развиты у многощетинковых кольчатых червей и представлены одной или двумя парами глаз, расположенных на спинной стороне первого сегмента.

Кровеносная система замкнутая, состоит из сосудов, часть которых обладает сокращающимися стенками («сердца»), что обеспечивает циркуляцию крови. У некоторых групп кровеносная система отсутствует. Кровь у ряда форм содержит гемоглобин.

Дыхание осуществляется в большинстве случаев всей поверхностью тела, у некоторых имеются специальные выросты - кожные жабры.

Пищеварительная система сквозная, сложная, делится на глотку, пищевод, желудок и кишку, иногда имеющую боковые выросты; заканчивается заднепроходным отверстием.

Выделительная система представлена посегментно расположенными метанефридиями. Их воронка обращена в полость тела, а другой конец открывается наружу.

Размножение кольчатых червей происходит половым путем и бесполым - почкованием. Среди кольчецов встречаются раздельнополые виды и гермафродиты. У одних кольчецов имеется довольно сложная половая система, у других специальных половых органов нет - половые клетки образуются из внутренней выстилки полости тела и выводятся наружу через метанефридии.

Кольчецы распространены в соленых и пресных водах, где служат пищей для многих позвоночных животных (морские многощетинковые); встречаются в почве, участвуя в почвообразовательном процессе (дождевой червь). Некоторым представителям типа свойствен временный или постоянный паразитизм (пиявки).

Тип объединяет несколько классов, из них три основных Многощетинковые, Малощетинковые и Пиявки.

Значение дождевых червей в экосистеме

Широко значение дождевых червей в природе, в первую очередь в почвообразовании и повышении плодородия почв. Это подробно изучал еще Чарлз Дарвин в 1837 г.

Своей деятельностью дождевые черви улучшают не только химический состав почвы, а также его структуру и физические свойства - повышают аэрацию, улучшают пористость, водопроницаемость, влагоемкость и мелкозернистость. Они переносят в нижние глубокие слои почвы, отмершие части растений и перегной, созданный ими в процессе пищеварения. Дождевые черви ускоряют полное разложение органических веществ в почве и включают их в биологический круговорот. Обеспечивают повышение плодородия почвы. Они выполняют одну из главных ролей разложения растений - торф-создателей.

Дождевые черви являются кормом для многих животных, ведущих землеройный образ жизни, а так же для многих наземных мелких животных, птиц и зверей. Их едят ежи, жабы, скворцы и др.

Водные Кольчатые черви очищают водоемы от органических загрязнений. Они питаются илом и разными органическими взвесями в воде, тем самым пропуская воду через себя, фильтруя и очищая её.

 Морскими Кольчатыми червями питаются рыбы, крабы и другие морские животные. Пресноводных червей также поедают рыбы и беспозвоночные.

Велика роль червей в экосистемах, они являются важной единицей трофических цепей. Они выступают как консументами I порядка - являясь пищей для плотоядных животных, так и деструкторами (разрушителями), так как перерабатывают продукты растительного происхождения в органическое удобрение, необходимое для дальнейшей жизнедеятельности растительных организмов.

Правила и аспекты вермикультивирования

Как говорилось ранее, для создания вермикультуры большинством сельскохозяйственных предприятий используется красный калифорнийский червь.

Калифорнийский красный червь - новая порода дождевого червя Eisenia Foetida, выведенная в 1959 году в университете штата Калифорния, в результате гибридизации различных пород дождевого червя.

Особенности калифорнийского червя:

1. Среда обитания - насыщенный органическими соединениями субстрат (навоз, компосты, органические отходы и мусор) но не почва;

2. Продолжительность жизни 16 лет, плодовит, за сезон откладывая до 20 коконов;

3. За сутки перерабатывает субстрата в 2 раза больше собственного веса;

4. Не покидает границу разведения;

5. Диапазон температур для разведения червя от +4С⁰ до +40С⁰.

Правила разведение калифорнийского красного червя:

Если разведение червей осуществляется на небольшой территории возможно использование специальных непрозрачных контейнеров из пластмассы. Необходимы контейнеры двух видов: первый - со сплошным дном, второй - с перфорированным дном. Контейнеры устанавливаются один в другой.

В нижний контейнер со сплошным дном насыпаем чистый сухой песок. На него устанавливается перфорированный контейнер. В этот контейнер засыпается слой плодородной огородной почвы толщиной 1см, сверху помещается пищевой субстрат толщиной 3 - 5см и последний слой почвы - 1см. Черви кладутся на поверхность почвы. Приготовленный субстрат увлажняется. Сверху контейнер накрывается полиэтиленом.

Когда субстрат будет переработан, на него необходимо поставить следующий перфорированный контейнер, заполненный по такому же принципу.  Через 1,5 - 2 месяца все черви из первого перфорированного контейнера переползут во второй перфорированный контейнер и начнут работать в нём. Образованный в первом контейнере биогумус уже можно использовать. Таким образом, нам просто необходимо своевременно менять контейнеры.

Песок в нижнем контейнере через некоторое время становится очень влажным, в нём скапливается влага, образовавшаяся в результате работы червей. Песок с влагой - также полезная добавка к почвенным грунтам. Мокрый песок необходимо менять на сухой.

Что может входить в пищевой субстрат для питания червей: очистки от овощей и фруктов, шкурки бананов, яблок, цитрусовых, чайная заварка, хлебные остатки, остатки каш, сыров, испорченные овощи и т.д. Пища животного происхождения (мясные отходы) не рекомендуется.

Червей можно разводить и на открытых земельных участках. Маточное поголовье должно составлять не менее 1500 особей. На 1м³ грунта потребуется от 1 до 3 семей. Для этого изготавливаются ящики, сделанные из дерева, фанеры или пластика, в виде грядок. Эти ящики заполняются компостом, сверху присыпаются плодородной почвой и заселяются червями. Это рекомендуется делать в мае В состав компоста может входить бытовой мусор, перепревший навоз, сорняки, опилки, солома и т.д. Каждые 10 дней добавляют корм. Субстрат регулярно должен увлажняться.

Зимовать калифорнийские черви должны в тепле. Их помещают в специальные зимовальные ящики или контейнеры.

ИССЛЕДОВАНИЕ

Изучение эффективности применения биогумуса в сельском хозяйстве

Для изучения эффективности применения биогумуса, мной было проведено два эксперимента.

Эксперимент I:

Первый эксперимент проводился на школьном приусадебном участке, весной 2017 года. Нужно отметить, что почва на участке глинистая.

Нами было посажено два рядка свёклы. В бороздку первого рядка был добавлен биогумус.

Оба рядка одинаково поливались и обрабатывались от сорняков.

В первом рядке всходы появились значительно раньше, растения имели более крупные листья (рис. 1), а в последствие и корнеплоды.

Эксперимент II:

Второй эксперимент проводился с двумя контрольными горшками древовидного пиона (черенки). На момент начала эксперимента черенки в обоих горшках имели небольшую крону и листья.

1 горшок - грунт, регулярный полив и опрыскивание (2-3 раза в неделю).

2 горшок - грунт с добавление биогумуса 3:1, регулярный полив и опрыскивание (2-3 раза в неделю).

Эксперимент проводился в течение 25 дней.

Результаты:

- состояние растения в 1 горшке заметно ухудшилось, листья свернулись и поникли. Дальнейшего улучшения в развитии растения не произошло (рис. 2).

- у растения во 2 горшке появились новые листья, крона заметно разрослась и увеличилась (рис. 3).

Вывод: внесение биогумуса в почву, при выращивании комнатных и сельскохозяйственных культур, заметно улучшает рост и развитие растений, положительно влияет на увеличение урожайности.

Экономические расчеты организации альтернативного земледелия

Одной из наших целей является расчет рентабельность «червяной фермы».

          Вермикультивирование имеет свое производство со своей технологией, средствами производства, трудовыми коллективами, товарными продуктами расширяющимся рынком - эффективность которого поддерживается заинтересованным массовым спросом.

          Производственный процесс в отрасли вермикультивирования, как и в других отраслях, осуществляется при участии в нем, кроме вермикультуры, рабочей силы.      

   Таблица №1: смета «червяной фермы» на приусадебном участке.

Согласно расчетам, затраты на содержание «червяной фермы» на приусадебном участке составят 11 350 (одиннадцать тысяч триста пятьдесят) рублей. Эту сумму мы будем учитывать для одного, первого сезона.

          При дополнительной калькуляции вермихозяйства нужно учитывать и следующие статьи затрат:

          •        заработная плата с налоговыми отчислениями;

          •        содержание основных фондов;

          •        теплоэнергетические расходы;

          •        прочие затраты.

Рентабельность предприятия

          В процессе вермикультивирования и вермикомпостирования получают два вида продукции - биогумус и биомассу червей. 

Полученную продукцию можно реализовать на внутреннем рынке, но наибольшую рентабельность биогумус дает при использовании его непосредственно в хозяйстве для выращивания сельскохозяйственных культур. Биомасса червей может также используется в качестве нетрадиционной биологически активной кормовой добавки животных (например домашних птиц).

Но наше исследование  будут направлено именно на расчет прибыли, которую мы можем получить от реализации продукции нашей «червяной фермы».

Таблица №2: прайс продукции «червяной фермы».

Таблица №3: реализация сезонной продукции «червяной фермы».

Прибыль предприятия (без учета реализации контейнеров и мешков) составит 24 500 (двадцать четыре тысячи пятьсот) рублей. А чистая прибыль, с учетом всех затрат, будет составлять 14 950 (четырнадцать тысяч девятьсот пятьдесят рублей). Эта прибыль за один сезон, составляющий 5 месяцев (с мая по сентябрь).

Следующий сезон принесет больше чистой прибыли, т.к. не нужно будет повторно закупать оборудование и вермокультуру, а также за счет численного увеличения особей и как следствие их продуктивности в производстве объема биогумуса.

  Вывод: экономическая рентабельность вермикультивирования как направления альтернативного земледелия очевидна и доказана нашими расчетами. Организация предприятия требует минимальных первоначальных вложений, и с каждым годом увеличивает свою продуктивность.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Занимаясь исследованием, в области вермикультивирования, я узнал очень много новой, интересной и полезной  информации.

Живя в современном мире, мы утратили связь с природой. У человечества сложилось неправильное мнение о том, что природа нам должна. Должна давать ресурсы, пищу, знания и т.д. Это неверное - потребительское отношение. Мы должны жить в гармонии с природой правильно и бережно относиться к ней. Познавать её тайны и пользоваться ими не принося вреда.

1) Проводя свои исследования, я выяснил, что люди с древних времен знали об уникальных способностях дождевых червей, перерабатывать органические вещества в плодородную почву и научились пользоваться этим. Я узнал, что биогумус - это экологически чистое органическое удобрение, которое имеет уникальные биологические свойства, ценящиеся в земледелии.

2) Поставленные эксперименты доказали, что внесение биогумуса в почву, при выращивании комнатных и сельскохозяйственных культур, заметно улучшает рост и развитие растений, положительно влияет на увеличение их  урожайности.

3) Расчет сметы и анализ рентабельности предприятия альтернативного земледелия показали, что первоначальные вложения минимальны, быстро окупаемы и с каждым годом предприятие увеличивает свою продуктивность.

Подводя итог проделанной работы, я могу с уверенностью заявлять, что вермикультивирование  - это эффективное, продуктивное и экономически рентабельное направление сельского хозяйства и альтернативного земледелия.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.     «Дождевые черви. Руководство по вермикультуре. Часть I. Компостные черви», И.Н. Титов, Москва, 2012г.

2.     «Дождевые черви и почвообразование», О.В. Чекановская, Москва, 2001г.

3.     «Вермикультура: производство и использование»,  М.Ф. Повхан, И.А. Мельник, В.А. Андриенко, Киев, 1994г.

4.     «Как повысить плодородие почвы в десятки раз с помощью дождевых червей», А.М. Игонин, Москва, 1995г.

5.     «Вермикультура и ее продукт биогумус», И.А. Мельник, И.П. Карпец, Санкт-Петербург,1990г.

6.     «Приготовление вермикомпоста и разведение дождевых черве», И.А. Мельник, Санкт-Петербург,1991г.

7.     «Проблемы развития сложных компостов», И.С. Белюченко, Краснодар, 2013г.

8.     «Биологическая утилизация отходов животноводства как элемент технологий производственного разведения энтомофагов», Д.В. Дергачев, Анапа, 1995г.

9.     «Факторный анализ в производстве», A.M. Длин, Москва, 2014г.

Интерне ресурсы:

10. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0%B5%D0%BC%D0%BB%D1%8F%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D1%87%D0%B5%D1%80%D0%B2%D0%B8

11. http://www.abutilon.ru/process/vermikompost-mif-ili-realnost-0

12. http://rumb.by/nauchno-tehnicheskaya-deyatel-nost/organicheskoe-zemledelie/organicheskoe-zemledelie-2/

13. http://chervi.com.ua/index.php?option=com_content&view=article&id=62&Itemid=&lang=ru

14. http://namillion.com/razvedenie-kalifornijskix-chervej.html

ПРИЛОЖЕНИЕ

Рис.1

Рис.2

Рис.3