пїњ

¬Ћ»яЌ»≈ ѕ—»’–ќ‘»Ћ№Ќџ’ ”—Ћќ¬»…  ”Ћ№“»¬»–ќ¬јЌ»я ƒќ∆ƒ≈¬џ’ „≈–¬≈… Ќј  ј„≈—“¬ќ ¬≈–ћ» ќћѕќ—“ј » ”–ќ¬≈Ќ№ ≈√ќ Ѕ»ќЋќ√»„≈— ќ… ј “»¬Ќќ—“»

”ƒ  635.9
¬Ћ»яЌ»≈ ѕ—»’–ќ‘»Ћ№Ќџ’ ”—Ћќ¬»…  ”Ћ№“»¬»–ќ¬јЌ»я ƒќ∆ƒ≈¬џ’ „≈–¬≈… Ќј  ј„≈—“¬ќ ¬≈–ћ» ќћѕќ—“ј » ”–ќ¬≈Ќ№ ≈√ќ Ѕ»ќЋќ√»„≈— ќ… ј “»¬Ќќ—“»
Ќ.Ќ. “≈–≈ў≈Ќ ќ, доктор биологических наук, зав. лабораторией
—ибирский Ќ»» сельского хоз€йства и торфа –ос-сельхозакадемии
E-mail: ternat@mail.ru
–езюме. ќдна из актуальных проблем вермикультивировани€ в «ападносибирском регионе - содержание червей в зимний период. ¬ статье рассматриваетс€ вли€ние психрофильного режима культивировани€ дождевых червей на численность основных эколого-трофических групп микроорганизмов в органическом субстрате и на качество получаемого вер-микомпоста. –езультаты исследований свидетельствуют о замедленном протекании процессов трансформации органического вещества субстрата в психрофильном режиме. „исленность микроорганизмов таких агрономически ценных физиологических групп, как аммонификаторы, сокращаетс€ в 1 г абсолютно сухого вещества на 66,810s клеток, нитри-фикаторы - на 97,9 104, фосфатмобилизующие бактерии
- на 86,4106 и разрушители целлюлозы - на 6,1 105 клеток. —ледствие этого - более высокое содержание в Ђзимнемї вер-микомпосте перекисных и полуразложившихс€ соединений белковой природы, обеспечивающих более высокую активность протеолитических и окислительно-восстановительных ферментов, по сравнению с его Ђлетнимї аналогом (активность протеазы выше на 9,4 %, каталазы - на 6,1 см3 02/мин г). ¬ермикомпост, полученный в психрофильном режиме, отличаетс€ повышенным уровнем биологической активности. ¬о -дные выт€жки из него обеспечивают прибавку массы корней и зеленой массы проростков пшеницы на 93,5 и 50,4% соответственно, а из вермикомпоста, полученного в стандартном мезофильном режиме, только на 43,7 и 27,6 %.
ќб уменьшении глубины трансформации органического субстрата в процессе вермикультивировани€ в психрофильном режиме свидетельствует также снижение выхода копролитов (на 12,1 %).  роме того, установлено увеличение физической массы дождевых червей в услови€х низких температур (на 24 мг) в ущерб генеративным функци€м организма. “ак, количество коконов, отложенных черв€ми при психрофильном режиме культивировани€, по сравнению с черв€ми, содержавшимис€ в стандартных услови€х, уменьшилось более чем в 10 раз.
 лючевые слова: вермикультивирование, микроорганизмы, психрофильный режим, биологическа€ активность
¬ последние годы, как за рубежом, так и в –оссии значительно вырос интерес к так называемой Ђбиотехнологии гумусаї или вермикультуре - искусственному разведению дождевых червей на разнообразных органических отходах. ѕосле переработки отходов черв€ми получают вермикомпост (биогумус) - мелкозернистый продукт темного цвета без запаха с хорошей водопрочной структурой. ѕри этом из 1 т органического сырь€ можно получить 600 кг готового органического удобрени€ с 30 %-ным содержанием гуминовых веществ [1]. ѕо сравнению с традиционными органоминеральными компо-стами, оно содержит значительно больше биогенных элементов в доступной дл€ растений форме, а также широкий спектр полезной микрофлоры, придающей вермикомпосту свойства комплексного микробного удобрени€ и средства защиты растений одновременно [2,3].
Ќесмотр€ на то, что современна€ практика вермикультивировани€ располагает большим разнообразием технологических приемов и технических средств,
они в основном разработаны дл€ регионов с м€гким климатом и потому не всегда применимы в –оссии и на севере ≈вропы в услови€х достаточно длительных зим с устойчивыми морозами. јктивное освоение вермикультивировани€ в повседневной практике агропромышленного производства «ападной —ибири неизбежно столкнетс€ с необходимостью зимнего содержани€ дождевых червей либо в буртах на открытых площадках, либо на стеллажах в помещени€х, но в любом случае в режиме низких положительных температур. ѕри этом закономерно возникает вопрос о вли€нии психрофильного режима культивировани€, как на самих червей, так и на качество производимого вермикомпоста.
¬ соответствии с этим основной целью наших исследований было вы€вление особенностей культивировани€ дождевых червей в режиме низких положительных температур и вли€ни€ психрофильных условий на характер и интенсивность микробиологических и биохимических процессов в перерабатываемом черв€ми органическом субстрате.
”слови€, материалы и методы. ¬ эксперименте по моделированию зимних условий вермикультивировани€ дождевые черви (Eisenia fetidaAndrei) в течение 2 мес€цев перерабатывали торфонавозный субстрат при температуре +6...8 о—, характерной как дл€ внутренних областей увеличенных до 1,5 м зимних вермибуртов на открытых площадках, так и дл€ стеллажной культуры в закрытых помещени€х с зимующими черв€ми. ѕараллельно другую группу дождевых червей содержали в ме-зофильном режиме при +20.22 о— с соблюдением всех прочих равных условий. »сходна€ торфонавозна€ смесь на 80 % состо€ла из подстилочного навоза  –— и на 20 % из низинного торфа со степенью разложени€ 30,1 %. ¬лажность субстрата поддерживали на уровне 75.80 %. Ќорма запуска червей - 40 половозрелых особей на 1 кг субстрата. ѕсихрофильные услови€ содержани€ моделировали с использованием холодильного шкафа ’Ў-1.12.
”чет численности аммонификаторов в торфонавозном субстрате осуществл€ли методом пр€мого посева на ћѕј; утилизаторов азотнесодержащего органического вещества - на  јј; разрушителей целлюлозы - на среду √етчинсона и  лейтона; спорообразующих бактерий - на комплексную среду ћѕј : —ј = 1:1 [4]; нитрификаторов - на среду ¬иноградского; уробактерий - на среду ‘едорова [5]; денитрификаторов - на среду √ильта€ [4]; фосфатраствор€ющих и фосфатмо-билизующих микроорганизмов - на среду ћуромцева с добавлением соответственно —а3(–ќ4)2 и фитина [6].
јктивность каталазы определ€ли газометрически [5]; протеолитическую и целлюлолитическую активность - аппликационными методами по степени разрушени€ желатинового сло€ фотопленки и убыли массы хлопчатобумажной ткани соответственно [7].
 оличество нитратного азота в вермикомпосте определ€ли с дисульфофеноловой кислотой (√ќ—“ 26488 - 85); аммиачного азота - колориметрически с реактивом Ќесслера (√ќ—“ 26489 - 85); подвижного фосфора - по  ирсанову (√ќ—“ 26207 - 91); обменного
кали€ - по  ирсанову методом пламенной фотометрии (√ќ—“ 26207 - 91); углерода водорастворимых безазо-тистых веществ - по методу “юрина в модификации —ибЌ»»“ (—“ѕ 0493925-008-93, 1993).
”ровень биологической активности полученного вермикомпоста определ€ли в биотесте с проростками пшеницы согласно стандартной методике [8]. —емена пшеницы в течение 30 мин. замачивали в приготовленных по специальной методике выт€жках из вермикомпоста. ¬ качестве контрол€ использовали дистиллированную воду. ѕоскольку уровень биологической активности вермикомпоста может измен€тьс€ в процессе хранени€, спуст€ 2 мес€ца после отсева копролитов были проведены повторные биотесты.
ѕомимо этого в конце опыта проводили учет численности и массы червей, количества отложенных коконов, а также эффективности переработки черв€ми исходного субстрата в вермикомпост. Ёффективность
переработки субстрата определ€ли следующим образом: полученный в результате вермикультивировани€ компост отдел€ли от червей и коконов, подсушивали до 40.50 %-ной влажности, просеивали через сито с диаметром отверстий 3 мм и взвешивали. ѕо отношению массы копролитов к исходному субстрату, выраженному в процентах, судили об интенсивности процесса.
—татистическую обработку данных проводили при помощи пакета прикладных программ Snedecor ^4 [9].
–езультаты и обсуждение. ћы установили значительные отличи€ в течение микробиологических процессов трансформации органического вещества при культивировании дождевых червей в мезофильных и психрофильных услови€х. ¬ режиме низких температур заметно сокращаетс€ численность микроорганизмов практически всех исследованных физиологических групп, за исключением денитрификаторов, количество которых возрастает, по сравнению с вермикомпостом, полученным в мезофильном режиме, почти в 2 раза (табл.1).
”гнетение нитрификационных процессов при вер-микультивировании в психрофильных услови€х выра-
жаетс€, как в 25-икратном сокращении численности нитрификаторов, так и в значительном (более чем в 2,5 раза) уменьшении содержани€ в готовом компосте нитратного азота (табл.2). Ќизка€ концентраци€ нитратов также может быть обусловлена денитрификацией, интенсивно протекавшей в психрофильных услови€х.
„исленность уробактерий, разлагающих мочевину до аммиака, уменьшилась в вермикомпосте, полученном в психрофильном режиме, по сравнению с его Ђмезофильнымї аналогом, почти в 5 раз. ”читыва€, что количество аммонификаторов различаетс€ незначительно (в 1,5 раза), это, по-видимому, обеспечило одинаковое в среднем содержание аммонийного азота в обоих вариантах компоста (см. табл. 2).
¬ вермикомпосте, полученном в психрофильном режиме, также отмечено некоторое снижение содержани€ подвижных форм фосфора (см. табл. 2), что, возможно, обусловлено более низкой численностью фосфатмоби-
лизующих и фосфатраствор€-ющих бактерий (см. табл.1).
 роме того, психрофиль-ный режим отразилс€ на численности бацилл и неспорообразующих бактерий. ѕри этом если число бацилл в Ђзимнемї вермикомпосте, по сравнению с Ђлетнимї, изменилось незначительно, то количество неспорообразующих бактерий сократилось почти в 5 раз (см. табл.1). ¬еро€тнее всего это обусловлено принадлежностью большинства неспорообразующих бактерий к микроорганизмам R-стратегии, которые меньше, чем бацилл€рные формы, приспособлены к психрофильным услови€м, преп€тствующим вспышкам численности даже на богатых источниками энергии органических субстратах.
”чет численности целлюлозоразрушающих микроорганизмов показал незначительные отличи€ между вермикомпостами, приготовленными в разных услови€х (см. табл. 1). Ёти факты несколько не соответствуют результатам, полученным при определении активности целлюлаз аппликационным методом, которые показали, что целлюлолитическа€ активность в вермикомпосте, приготовленном в мезофильном режиме, почти в 2 раза выше, чем в компосте, полученном в услови€х низких температур (см. табл. 2). Ќа наш взгл€д, это свидетельствует о возможности выделени€ свободных целлюлаз в перерабатываемый субстрат самими черв€ми и о подавлении этого процесса в психрофильных услови€х.
”становлено усиление активности протеазы и катала-
зы в вермикомпосте, приготовленном в психрофильном режиме (см. табл. 2). ¬озможно, это св€зано с низкой скоростью процессов трансформации органического
“аблица 1. ¬ли€ние условий культивировани€ на численность сапрофитной микрофлоры; N х 10" клеток в 1 г абсолютно-сухого вещества (а.с.в.) субстрата_____________________________________________________________
‘изиологическа€ группа »сходна€ смесь ¬ермикомпост
мезофильный режим психрофильный режим
јммонификаторы; N 108 4,0 183,2 116,4
Ќеспорообразующие бактерии; N 108 0,2 31,8 7,1
Ќитрификаторы; N 104 1,1 102,5 4,6
ƒенитрификаторы; N 108 34,7 154,1 309,0
”робактерии; N 108 36,7 185,5 37,5
ћикроорганизмы на  јј; N 108 0,3 98,0 11,0
Ѕациллы; N 106 3,9 78,0 57,0
‘осфатмобилизующие
микроорганизмы; N 106 0,1 96,3 9,9
‘осфатраствор€ющие
микроорганизмы; N 106 0,1 229,0 172,6
–азрушители целлюлозы; N 105 1,9 63,2 57,1
“аблица 2. ¬ли€ние психрофильного режима вермикультивировани€ на агрохимические и биохимические показатели исходного субстрата и вермикомпоста _____________________________________
‘ерментативна€ активность —одержание элементов питани€, мг/100 г
—убстрат целюлаза, % протеаза, % каталаза ќ2 см3/ мин г рЌсол N-NH. 4 N-Nќ3 – ќ 2 5 кр — в.р.
»сходна€ смесь ¬ермикомпост: мезофильный 17,7 7,2 6,6 100,5 113,9 139,0 474,7 300,2
режим психрофильный 6,8 15,2 6,6 6,7 73,3 276,3 213,0 713,7 253,3
режим 3,5 24,6 12,7 6,8 75,8 102,9 191,3 698,7 286,0
Ќ—–05 3,1 3,2 1,4 Ч 9,7 29,7 21,0 96,0 29,6
“аблица 3. ¬ли€ние температурного режима культивировани€ дождевых червей на уровень биологи-
ческой активности вермикомпоста и биометрические показатели дождевых червей
–ежим ѕрирост к контролю, %  опролиты, % ћасса „исло
культивировани€ червей исходный спуст€ 2 мес€ца от исходной 1 черв€, коконов,
зеленой массы\ корней зеленой массы\ корней “Ќ— мг шт.
ћезофильный ѕсихрофильный Ќ—– O5 27,6 43,7 50,4 93,5 36.3 34,2 20.3 27,5 65,0 52,9 2,4 281,0 305,0 7,1 136,5 13,0 5,3
вещества в таких услови€х. —ледствием этого стало более высокое содержание в Ђзимнемї вермикомпосте, по сравнению с его Ђлетнимї аналогом, перекисных и полуразложившихс€ соединений белковой природы, обеспечивающих увеличение активности протеолитических и окислительно-восстановительных ферментов.
Ќакопление большего количества низкомолекул€рных органических веществ (аминокислот, витаминов, органических кислот и др.), обладающих свойствами стимул€торов роста растений обусловило, по-видимому, и повышенный уровень биологической активности, по сравнению с вермикомпостом, приготовленным в мезофильном режиме. —огласно результатам биотестировани€, прибавка массы корней и зеленой массы проростков пшеницы к контролю, вследствие обработки их выт€жками из вермикомпоста, произведенного в психрофильных услови€х, в среднем составила 93,5 и 50,4 % соответственно, а из компоста, полученного в стандартном режиме - 43,7 и 27,6 % (табл.3).
¬ мезофильных услови€х низкомолекул€рные продукты ферментации быстро минерализуютс€ активно размножающейс€ сапротрофной микрофлорой вермикомпоста.
–езультаты повторного биотеста показали заметное снижение биологической активности обоих видов компоста (см. табл.3). Ѕолее резкое ее уменьшение в компосте, полученном в психрофильном режиме, веро€тнее всего, св€зано с постепенной утилизацией микроорганизмами легкодоступных низкомолекул€рных органических веществ.
ќ снижении глубины трансформации органических веществ в процессе вермикультивировани€ в психрофильном режиме свидетельствует также наблюдаемое
уменьшение количества отсеваемого копролита.  роме того, анализ биометрических показателей самих дождевых червей вы€вил тенденцию к увеличению в услови€х низких температур их физической массы в ущерб генеративным функци€м организма.  оличество коконов, отложенных черв€ми при психрофильном режиме культивировани€, по сравнению с черв€ми, содержавшимис€ в стандартных услови€х, сократилось более чем 10 раз (см. табл.3).
¬ыводы. ¬ермикультивирование в психрофильных услови€х приводит к снижению численности микроорганизмов, усваивающих органический и минеральный азот, более чем в 1,5-8,0 раз, фосфатмобилизующих бактерий - в 10 раз.  роме того, содержание нитратного азота в таком биогумусе уменьшаетс€ на 173,4 мг/100 г фосфора - на 21,7 мг/100г. Ёто свидетельствует о существенном замедлении процессов трансформации органического вещества субстрата.
—трессовое воздействие низких положительных температур на дождевых червей про€вл€етс€ в преимущественном наращивании ими биомассы тела в ущерб генеративным функци€м организма, что отражаетс€ в более чем 10-и кратном уменьшении числа отложенных коконов.
ѕсихрофильный режим культивировани€ дождевых червей способствует значительному повышению уровн€ биологической активности получаемого вермикомпоста, водные выт€жки из которого обеспечивают увеличение ростостимулирующего эффекта по отношению к корн€м и зеленой массе проростков пшеницы, по сравнению с аналогично приготовленной выт€жкой из Ђлетнегої вермикомпоста, почти в 2 раза.
Ћитература.
1. √ородний Ќ.ћ., ћельник ».ј., ѕовхан ћ.‘. Ѕиоконверси€ органических отходов в биоиндустриальном хоз€йстве. -  иев: ”рожай, 1990. - 256 с.
2.  арпец ».ѕ., ћельник ».ј. ¬ермикультура - источник нового эффективного удобрени€ //ƒостижени€ науки и техники.
- 1990. - є 10. - —.17-19.
3. “ерещенко Ќ.Ќ., Ѕубина ј.Ѕ. ћикробиологические механизмы формировани€ фунгистатических свойств вермикомпоста и грунтов на его основе // —ибирский вестник сельскохоз€йственной науки. - 2007. - є11. - —. 1 - 7.
4. ѕрактикум по микробиологии: ”чеб. пособие дл€ студ. высш. учеб. заведений / ј.». Ќетрусов, ћ.ј. ≈горов, Ћ.ћ. «ахарчук и др.; ѕод ред. ј.». Ќетрусова. - ћ.: »здательский центр Ђјкадеми€ї, 2005. - 608 с.
5. ≈жов √.». –уководство к практическим зан€ти€м по сельскохоз€йственной микробиологии - ћ.: ¬ысша€ школа, 1974. - 287с.
6. —еги …. ћетоды почвенной микробиологии - ћ.:  олос, 1983. - 295 с.
7. Ќекоторые новые методы количественного учета почвенных микроорганизмов и изучени€ их свойств: ћетодические рекомендации. - Ћ.: »зд-во ¬Ќ»» —’ћ, 1987. - 26с.
8. —емена сельскохоз€йственных культур (методы определени€ всхожести). -√ќ—“ 12038-84. - ћосква. - 1985. - 57с.
9. —орокин ќ.ƒ. ѕрикладна€ статистика на компьютере - Ќовосибирск: √”ѕ –ѕќ —ќ –ј—’Ќ, 2004. - 162 с.
INFLUENCE OF PSYCHROPHILIC CONDITIONS FOR EARTHWORMТS CULTIVATION ON THE QUALITY OF VERMICOMPOST AND ITS BIOLOGICAL ACTIVITY
N.N. Tereshchenko
Summary. One of the actual problems of vermicultivation in West Siberian region is the winter cultivation of worms. The paper deals with the influence of psychrophilic conditions of vermicultivation on the number of the basic ecological-trophic groups of microorganisms in organic substrate and on the quality of vermicompost. Studies indicate a slowing of the transformation of organic matter in psychrophilic conditions: the number of microorganisms of major agronomically important physiological groups, such as ammonifiers, nitrifiers, phosphate mobilizing and cellulolytic bacteria is significantly reduced. As a result, the Ђwinterї vermicompost, compared to his Ђsummerї counterpart, contains more peroxide compounds and decayed nature of the protein that provide higher proteolytic and redox enzymes activity. Vermicompost produced in psychrophilic mode also features a higher level of biological activity: aqueous extracts of Ђwinterї vermicompost provide 93.5 and 50.4% increase of roots and green mass of wheat seedlings, respectively. To compare the effectiveness of similarly prepared extracts from vermicompost produced in standard mesophilic regime, was for the mass of roots and green mass, respectively, 43.7 and 27.6%.
Reducing in the depth of transformation of organic substrates in a psychrophilic vermicultivation mode also determines the reduction in the yield coprolite. An analysis of biometric indicators of earthworms showed a tendency to increase their physical mass in the low-temperature conditions at the expense of the generative functions: number of cocoons laid by worms in psychrophilic mode of cultivation, compared with worms in the standard conditions, decreased by more than 10 times.
Key words: vermicultivation, microorganisms, psychrophilic conditions, biological activity.

пїњ