Очищение природы силами самой природы: восстановление и очищение почв технологическим видом червей "Владимирский старатель"

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Известно, что еще древние египтяне понимали значимость дождевых червей для повышения урожаев. Земледельцы Древнего Египта обожествляли червя, запрещалось даже вывозить его за пределы страны.

Чарльз Дарвин писал: «Весьма сомнительно, чтобы нашлись еще другие животные, которые в истории земной коры заняли бы столь видное место».

Проблемы загрязнения окружающей среды, почв и водоемов все острее встают перед человечеством, требуя немедленного и эффективного решения. Данные природные объекты нуждаются в очищении и восстановлении. Это говорит об актуальности изучения вопроса о самых эффективных способах восстановления почв и водоемов, делая его решение крайне востребованным в современном обществе.

Целью данной работы является изучение вида дождевых червей «Владимирский старатель» с целью установить насколько эффективной является работа данного вида червей для восстановления и очищения почв и водоемов.

Задачи данного исследования заключаются в следующем:

Ш Описать историю выведения данного вида червей.

Ш Дать общую характеристику рассматриваемому виду червей.

Ш Описать их роль по восстановлению почв и водоемов в экосистемах.

Ш Провести анализ и установить на его основе, является ли работа червей вида «Владимирский старатель» наиболее эффективной по очищению и восстановлению почв и водоемов.

Краткий предварительный анализ собранных данных по вышеуказанной проблеме позволяет сформулировать гипотезу: учитывая тот факт, что в результате активной человеческой деятельности почвы и водоемы подвергаются истощению и загрязнению, вследствие чего нуждаются в очищении и восстановлении, можно предположить, что в процессе жизнедеятельности червей вида «Владимирский старатель» происходит наиболее быстрое и эффективное очищение и восстановление плодородия почв по сравнению с иным методами.

В процессе написания данной работы использовались следующие методы исследования:

Ш Анализ отечественной и зарубежной научной литературы по теме работы.

Ш Сравнительный и описательный методы.

Ш Наблюдение.

Ш Экспериментальные методы.

Ход исследования:

1. Сбор и анализ информации по данному вопросу;

2. Изучение биологических особенностей дождевых червей;

3. Постановка опыта по изучению роли дождевых червей в формировании почвы;

4. Постановка опыта по изучению влияния загрязнений почвы и химических раздражителей на жизнедеятельность дождевых червей;

5. Выводы.

Объект исследования: дождевые черви, черви технологического вида «Владимирский старатель».

Предмет исследования: жизнедеятельность червей вида «Владимирский старатель», а также процессы, происходящие в почвах в результате их деятельности.

1. Общая информация о виде червей «Владимирский старатель»

1.1 История выведения технологического вида червей «Владимирский старатель»

Началом зарождения вермикультивирования (от лат. «вермис»- вид беспозвоночных животных, к которым относятся черви), можно назвать 30-е годы XX века, когда в Калифорнии впервые попытались вырастить червя промышленным способом. И только в 1959 г. доктор Томас Дж. Баррет вывел знаменитого Красного Калифорнийского червя. В Европу Красного Калифорнийского червя завезли в конце 70-х гг. Через некоторое время США ввели запрет на вывоз червя. Завезти Красного Калифорнийского червя в СССР не было возможности даже из Европы. В нашей стране первые успехи по получению технологически приемлемой популяции червя Eisenia foetida были получены в результате селекционной работы под руководством профессора Игонина А.М. во Владимирском Государственном педагогическом институте в 1985-1986 гг. Профессор Игонин - автор трех книг о повышении плодородия почв и 83 научных работ, отставной полковник медицинской службы, ветеран Великой Отечественной Войны. Путем скрещивания Владимирского (северного) и Чуйского (южного) дождевых червей был получен уникальный гибрид, который в дальнейшем получил имя «Старатель». В течение 1987-88 гг. полученный штамм был проверен в опытах по его воспроизводству на различных субстратах. Селекционным методом удалось получить три штамма компостных червей, названных технологическими, которые по своим характеристикам соответствуют Красному Калифорнийскому. Именно этих червей и называют теперь «Владимирский старатель». Эта порода червей сейчас является самой известной в России. В 1991 году А.М. Игонин запатентовал изобретение - способ получения технологических пород компостного дождевого червя.

1.2 Общая характеристика вида червей «Владимирский старатель»

Дождевые черви возникли в докембрийскую эру. Род «черви», объединяет виды навозных, земляных и многих других червей. По Догелю (1975) они относятся к семейству дождевых (Lumbricidae), отряду высших малощетинковых (Lumbricomorpha), классу малощетинковых (Оligochaeta), подтипу поясковых (Clitellata), типу кольчатых (Annelida), подцарству многоклеточных, царству животных. Червь «Владимирский старатель» относится к виду дождевых компостных червей Eisenia foetida.

Им присущи следующие признаки: (см. Приложение 1).

Ш Тело вытянуто, в поперечном сечении округлое. Оно разделено на сегменты. Головной отдел тела - более толстый, с сильной мускулатурой и темнее окрашенный; хвостовой - более тонкий и бледный. На головном конце размещается рот, а на хвостовом - заднепроходное отверстие. По всей длине тела расположены щетинки - органы движения червя. Щетинки почти не видны, но если провести пальцами от заднего конца тела червя к переднему, то можно их почувствовать.

Ш Все тело дождевого червя покрыто эпителием, выделяющим прозрачную слизистую пленку. Это обеспечивает гладкость поверхности кожи и облегчает скольжение тела червя при движении.

Ш Дождевые черви гермафродиты, но для размножения требуется спаривание особей. Они откладывают яйца один раз в 5-7 дней. Через 2--4 недели появляются маленькие черви.

Ш Кровеносная система дождевых червей замкнутая и состоит из спинального и брюшного кровеносных сосудов. Кровь красная, за счет наличия вещества близкого гемоглобину крови позвоночных.

Ш Специальных органов дыхания нет: они дышат всей поверхностью тела.

Ш У дождевых червей характерное питание. Они всасывают большое количество земли через небольшое ротовое отверстие. Потом с помощью мышц проталкивают пищу в зоб, который расположен на задней части пищевода, а потом в желудок. Остатки переработанной пищи выбрасываются через задний проход в виде мелких гранул - копролитов.

Ш Питаются растительными остатками, навозом и т.п., за исключением очень твердых или обладающих неприятным для них запахом субстратов.

Ш Продолжительность жизни дождевых червей составляет от 4 до 16 лет.

Ш У дождевых червей сильно развита способность к регенерации.

Ш Живут в почве, где продвигаются, расталкивая ее частицы головой или заглатывая их. Ходы идут вглубь на 60--80 см, у крупных видов- до 8 м.

Отличительной особенностью червя «Старатель» является то, что он полностью отвечает требованиям наших климатических условий:

· рабочий диапазон температур +8Сє - +30Сє;

· при низких температурах черви уходят на безопасную глубину, сохраняя свою жизнедеятельность;

· начинает откладку яиц (коконов) от +8Сє;

· адаптированы к самому разному пищевому субстрату - навозу, кухонным отходам, осадкам сточных вод, прошлогодней листве, бумаге и легко переключаются с одного типа корма на другой.

· самостоятельно освобождается от нематоды растительного и животного происхождения. Это делает возможным скармливать их цыплятам, курам, уткам, гусям, прудовой рыбе.

· отличается усидчивостью в субстрате. Один червь в год производит потомство от 400 до 1500 особей и 100 кг биогумуса.

2. Роль вида червей «Владимирский старатель» в восстановлении и очищении почв и водоемов

почвенный червь микробиологический

Самый простой и естественный способ вернуть утраченное плодородие - воспользоваться бесплатным «трудом» обычных дождевых червей и «Старателей». Черви «Владимирский старатель» восстанавливают почву путем переработки органических отходов сельского хозяйства и промышленности и, как следствие, образования биогумуса. Биогумус - это уникальное микробиологическое удобрение, которое содержит комплекс необходимых питательных веществ и микроэлементов, ферменты, почвенные антибиотики, витамины, большое количество гуминовых веществ. Гуминовые кислоты растворяют и удерживают в почве тяжелые металлы и не позволяют им попадать в растения. Пять горстей такой органики заменяют мешок навоза. Воздействие же биогумуса на развитие растений и урожайность намного эффективнее и быстрее навоза: не через месяц, а уже на следующий день.

Одной из многочисленных экологических проблем современной цивилизации является загрязнение водоемов отходами производства, которые обладают общетоксическими, тератогенными, канцерогенными свойствами. Взвеси могут содержать высокие концентрации тяжелых металлов, а также патогенную микрофлору, яйца гельминтов и т.д.

Перспективным методом очистки водоемов является использование вермикультуры. Дождевые черви, поглощая ил, различные взвеси, выделяют вместе с копролитами большое количество собственной микрофлоры, ферментов и других биологически активных веществ, которые обладают антисептическими свойствами, что препятствует развитию патогенной флоры. Черви способны накапливать в теле тяжелые металлы и переводить их в связанные формы, тем самым, очищая воду в водоемах. Процесс протекает без применения реагентов, что делает биологическую утилизацию экологически безопасной и не приводит к вторичному загрязнению поверхностных водоемов, грунтовых и подземных вод, почв.

Исследовательская часть.

Приступая к проведению нашего исследования, мы изучили научную литературу и различные информационные источники о дождевых червях, и, конкретно, о технологическом виде червей «Владимирский Старатель».

В настоящее время все большее значение приобретают экологические способы восстановления и очищения почвы.

Дождевые черви -- основные потребители мертвых растительных остатков, поскольку биомасса червей составляет 50 - 70% всей биомассы почвы. Употребляя вместе с почвой значительное количество растительного детрита (распадающихся мертвых растительных тканей), грибов, водорослей, простейших они перерабатывают их, возвращая потом обратно в окружающую среду большое количество собственной кишечной микрофлоры, ферментов, витаминов, биологически активных веществ, обладающих антибиотическими свойствами и препятствующих действию болезнетворной микрофлоры, развитию гнилостных процессов, обеззараживая почву. В процессе жизнедеятельности черви обогащают грунт минеральными компонентами, магнием, калием, азотом, кальцием и фосфором. В этом заключается их главное влияние на структуру и состав почвы.

Несмотря на то, что черви «Владимирский Старатель» полностью отвечают требованиям наших климатических условий, на их жизнеспособность влияет уровень кислотности почвы. Черви предпочитают жить в нейтральных почвах (pH 7). И они не живут в грунте, уровень pH которого ниже или выше этого параметра. Оптимальными условиями для них являются нейтральные почвы. Также весьма губительными для червей являются различные солевые растворы.

С целью доказать вышеизложенные факты нами были проведены опыты по изучению роли дождевых червей в переработке органических отходов, а также по изучению влияния загрязнений почвы химическими раздражителями на их жизнедеятельность.

Для проведения эксперимента мы использовали (см. Приложение 2):

· Контейнер с червями-старателями (Eisenia foetida), безвозмездно предоставленными компанией «Червякофф.рф»

· Микроскоп световой INTEL PLAY

· Ноутбук ACER

· Пищевые отходы (овощные очистки и т.д.)

· Уксус столовый 9 %

· Раствор марганцовокислого калия (перманганата калия)

· Концентрированный (гипертонический) раствор поваренной соли

· Емкости для растворов

· Ватные палочки

Опыт №1. Роль червей-старателей в переработке органических отходов (см. Приложение 3)

Для ведения наблюдения за переработкой органических отходов мы в контейнер с червями Старателями поместили органические (пищевые) отходы. В течение двух часов черви отреагировали на органические (пищевые) отходы и начали их переработку. Постепенно граница между отходами и землей начала исчезать. В течение 5 дней, после помещения органических (пищевых) отходов в контейнер, они были съедены. На поверхности земли нами были обнаружены копролиты. Почва была рыхлая с приятным запахом земли, без признаков гниения.

Таким образом, мы практически подтвердили утверждение о том, что черви перерабатывают органические (пищевые) отходы, при этом восстанавливая почву и удобряя ее.

Опыт №2. Влияние загрязнений почвы химическими раздражителями на жизнедеятельность червей-старателей.

Чувствительность к химическим раздражителям мы решили выявить простым путем. Смочив ватную палочку в уксусе, мы поднесли ее к червям. Это привело к тому, что черви стали быстро расползаться в разные стороны. (см. Приложение 4)

Следующий опыт мы поставили с раствором марганцовокислого калия (перманганата калия). Землю в контейнере с одного края мы увлажнили этим раствором. Черви отреагировали немедленно. Они начали выползать на поверхность и уползать в другой край контейнера (см. Приложение 5).

Таким образом, мы выяснили, что химические раздражающие вещества являются губительными для червей.

Опыт №3. Влияние переуплотненной почвы на жизнедеятельность червей-старателей (см. Приложение 6)

Из научных источников мы узнали, что концентрация растворимых солей в почве не должна превышать 0,5%. Иначе почва окажется переуплотненной и непригодной для жизни червей, т.к. для их питания необходима размягченная земля, чтобы пройти через небольшое ротовое отверстие.

Влияние переуплотненной почвы на жизнедеятельность червей-старателей мы выявили следующим образом. Мы приготовили концентрированный (гипертонический) раствор поваренной соли, растворив 2ч. ложки поваренной соли в 200 мл горячей воды. Остывшим раствором обработали небольшой участок земли в контейнере с червями. Через 72ч обработанный участок высох. Почва уплотнилась. Разрыхлив ее, черви обнаружены не были.

Таким образом, подтвердилось негативное влияние переуплотненной почвы на жизнедеятельность червей.

Заключение

1. Изучив специальную литературу, можно сделать вывод, что черви «Владимирский Старатель» способны оказать реальную помощь в процессах восстановления и очищения почвы.

2. Из проведенного нами исследования однозначно можно сделать следующий вывод, что черви «Владимирский Старатель» быстро и эффективно перерабатывают органические (пищевые) отходы. При этом восстанавливают почву и обеззараживают ее.

3. Черви не могут жить в закисленной, в переуплотненной или чрезмерно сухой почве. Из этого следует вывод, что с химическим загрязнением почвы черви-старатели не справятся.

4. Таким образом, проведя полный анализ жизнедеятельности дождевых червей и их технологического вида «Владимирский Старатель», можно утверждать, что изначальная гипотеза о том, что в процессе жизнедеятельности червей вида «Владимирский старатель» происходит наиболее быстрое и эффективное очищение и восстановление плодородия почв, оказалась частично верной, поскольку они не могут справиться с любым видом загрязнений.

5. Учитывая преимущества технологического вида червя «Владимирский старатель», можно рекомендовать его использование на приусадебных участках с обедненной почвой, с целью ее восстановления и создания мощного гумусового горизонта. А также использовать это вид червей для производства биогумуса (органического удобрения), используемого при посадке, подкормке многих видов сельскохозяйственных культур, в лесоводстве, цветоводстве, а также при рекультивации почв.

Список литературы

1. Энциклопедический словарь юного биолога / Сост. М.Е. Аспиз. - М.: Педагогика, 1986. - 352 с.

2. Бинас А.В. и др. Биологический эксперимент в школе. - М.: Просвещение, 1990. - 192 с.

3. Горбунов В.В. Дождевые черви для повышения урожая. - М.: Изд-во АСТ, 2012. - 192 с.

4. Игонин А.М. Биогумус на садовом участке // «Биология», издательский дом «Первое сентября». - 2000. - № 29. - с. 10.

5. Игонин, А.М. Дождевые черви: как повысить плодородие почв в десятки раз, используя дождевого червя-«старателя» / А. М. Игонин. - Ковров: ООО НПО Маштекс, 2002. - 192 с.

6. Косинский И.Л. Червячок-малышок, дай нам гумуса мешок. - М.: ИЛКО, 2008. - 48 с.

7. Крапивный А.П. Краткий зоологический словарь. - Мн.: Высшая Школа - 1990. - 238с.

8. Никишов А.И., Шарова И.Х. Биология. Животные. 7 класс. - М.: Изд-во «Владос», 2017. - 264 с.

9. Тюрюканов А.Н. О чем говорят и молчат почвы.

10. Хворостухина С.А. Как повысить плодородие почвы.

11. Дадыкин В. Да здравствуют "Старатели" // «Наука и жизнь», АНО Редакция журнала «Наука и жизнь» - 2003. - № 6. [Электронный ресурс]. - https://www.nkj.ru/archive/articles/3022/

12. Значение слова "Дождевые черви" в Большой Советской Энциклопедии [Электронный ресурс]. - http://bse.sci-lib.com/article030846.html

13. Предприятие Биодобриво: биогумус, биотехнологии [Электронный ресурс]. - http://biodobrivo.com.ua/our-products/breeding-stock/worm-prospector

Приложение 1

Рис. 1. Строение дождевого червя Eisenia foetida

Приложение 2

Рис. 2. Используемое оборудование и материалы

Рис. 3. Контейнер с червями «Владимирский старатель»

Рис. 4. Микроскоп световой INTEL PLAY

Рис. 5. Микроскоп световой INTEL PLAY; ноутбук ACER

Вещества- химические раздражители, используемые в эксперименте: уксус столовый 9%, раствор марганцовокислого калия, поваренная соль.

Приложение 3

Рис. 6. Опыт №1. Роль червей-старателей в переработке органических отходов

Начало опыта. В контейнер поместили органические (пищевые) отходы.

Рис. 7

Через 2 ч. Появление червей.

Рис. 8

Через 5 дней. Органические (пищевые) отходы на поверхности грунта отсутствуют.

Приложение 4

Опыт №2. Влияние уксуса столового 9% на жизнедеятельность червей-старателей

Рис. 9

Изучение влияния уксуса столового 9 % на жизнедеятельность червей

Приложение 5

Опыт №2. Влияние раствора марганцовокислого калия (перманганата калия) на жизнедеятельность червей-старателей

Рис. 10

Изучение влияния раствора марганцовокислого калия (перманганата калия) на жизнедеятельность червей.

Приложение 6

Опыт №3. Влияние переуплотненной почвы на жизнедеятельность червей- старателей

Рис. 11

Начало опыта. Обрабатываем участок грунта концентрированным (гипертоническим) раствором поваренной соли.

Рис. 12

Уплотненный участок грунта после обработки концентрированным (гипертоническим) раствором соли.

Рис. 13

Через 72 ч. Разрыхлили грунт, обработанный концентрированным (гипертоническим) раствором поваренной соли. Червей-старателей не обнаружили.

Размещено на Allbest.ru