Суббота, 18.08.2018, 09:07
Приветствую Вас Гость | RSS

Лаборатория Бионанофизики

Биогумус

В последнее время весьма популярным является получение биогумуса из органических отходов с помощью червей. Сам по себе процесс весьма простой, а в результате получается эффективная органическая добавка для почвы с модной приставкой «экологически чистая». Даже при отсутствии какой-либо технологии «биогумус» из органических отходов неизбежно получается, т.е процесс отработанный эволюцией. Возможно ли разработать эффективную биотехнологию получения гумуса?

 «Биогумус - органическое удобрение, продукт переработки органических отходов сельского хозяйства дождевыми червями (чаще всего Eisenia foetida и Lumbricus rubellus) и бактериями с участием других организмов (насекомые, грибы и т. д.)». (Wikipedia)

«Гумус - основное органическое вещество почвы, содержащее питательные вещества, необходимые высшим растениям . Гумус составляет 85—90 % органического вещества почвы и является важным критерием при оценке её плодородности. (Wikipedia)

Анализ литературы показал, что вопрос биотехнологии гумуса решается кустарными методами или естественными, как на «черноземах».

«Чернозем - богатый гумусом, тёмноокрашенный тип почвы, сформировавшийся на лессовидных суглинках или глинах в условиях суббореального и умеренно-континентального пояса при периодически промывном или непромывном водном режиме под многолетней травянистой растительностью.» (Wikipedia).

Итак, задача – есть «земля» и на ней  нужно растить растения. Абсурдность задачи очевидно, поскольку «задача» абстрактна!

Вернемся к Червякам.

Черви (E.foetida, Dendroboena oktaedra, Lumbricus castaneus, и главное - "СТАРАТЕЛЬ") – биологический объект, на мой взгляд, лишенный «свободы бытия» - нет рук, нет ног, только тело – бактерия! Но, черви как-то выживают и делают «биогумус»?  Сознание людей «зациклилось» на бизнесе – продажа червей.

«Если хочешь сделать нормально – сделай сам». Почитал сайты LSAA,  Daga, Почвовер,   (даже есть НИИ Дождевого червя), написал письма – не знают простых вещей – скорость роста, скорость потребления субстрата, скорость синтеза гумуса червями… Без этих основополагающих параметров разработка биотехнологии синтеза гумуса невозможна в принципе.

Итак, вопрос N1 – «как живут черви»?

вопрос N2 – «как питаются черви»?

вопрос N3 – «что такое биогумус»?

 

Не вдаваясь в биологию и физиологию червей, можно просто определиться с тем, что и сколько поедают черви. Экспериментально это проверит возможно, но требуются соответствующие методики и аппаратура. Однако обычный микроскоп с увеличением 500х дает общие представления о червях.

   

На первых двух фото – тело червя в середине, последнее фото – экскременты (копролит).

Грубый расчет показывает, что объем пищевода червя не больше 5% его тела. Скорость прохождения субстрата составляет, примерно, сутки (если в субстрат добавит маркер - манную крупу, то можно получить такой результат). Расхожий миф червеководов о том, что черви способны потреблять за сутки такое количество субстрата, который равен их собственному весу, не выдерживает критики с позиций общебиологических законов.

Совершенно не понятно, как один червь весом 0,2 грамма производит в год до 100 кг!? Это получается, что скорость синтеза биогумуса составляет 11,4 г/час на одного червя или 57 г/г*час!!! Это уже га гранью фантастики!

Вывод второй. Вероятнее всего, вещества, которые необходимы для метаболизма червей и которые содержится в субстрате, поступают в организм червей в недостаточном количестве. Возможно, что черви в естественных условиях находятся в состоянии лимита, т.е в состоянии «постоянного голода». Проверит это совершенно просто – подготовить правильный корм, довести субстрат до нано-молекулярного уровня. Результат просто поразительный - скорость роста биомасс значительно возросла.

Исходный вес червей составлял 0,18 ± 0,05 г/шт. При культивировании в течение 90 дней были получены следующие результаты: контроль – 0,22 г/шт., эксперимент – 0,70 г/шт. В данном случае в состав субстрата были добавлены стимуляторы роста, проводилась оптимальная аэрация (снабжения кислородом), т.е. культивировании проводилось в предполагаемых «оптимальных» условиях.

Простой расчет дает следующие величины скорости роста червей:

  • контроль (0,2 – 0,18)/50 = 0,0004 г/сутки,
  • эксперимент (0,54 - 0,18)/50 = 0,0072 г/сутки.

 

Культивирование червей с использованием субстрата, полученного методами криогенного дробления значительно повышает скорость роста биомассы вследствие доступности питательных веществ для метаболизма. Более того, за 90 дней популяция червей в экспериментальных условиях увеличилась на 22 %, а в контроле на 7%.

Интересно было бы получить максимально возможные значения этих величин, т.е определить биологический потенциал червей, определяемый генетическими закономерностями.   

При таком питании у червей меняется и структура (вероятно и состав тоже) капролита, он становится мелкозернистый. Можно предположить, что биогумус (на 3 фото) с таким капролитом будет биологически более активный для растений.

    

Для оценки качества биогумуса обычно проводят количественный анализ на содержание основных элементов (N, P, K), микроэлементов, органических веществ, а также гуминовых кислот. С другой стороны, оценить воздействие такого композита на растения по количественному составу довольно сложно, проще поставить прямой эксперимент, т.е что-нибудь вырастить. Самое простое – пшеница, достаточно одной недели.

 

Визуально – эффект от добавления биогумуса проявляется, по-крайней мере,  на скорости роста растений. Для определения влияния на целевой продукт – зерно, необходимо проводить полевые испытания. Судя по литературе, биогумус хорошо себя зарекомендовал и в гидропонике.

 

Для дальнейшего развития этого направления необходимо создать биотехнологию процесса (возможно, где-то такие работы уже проводились), которая включает в себя три основных позиции любой технологии с использованием биологический объектов:

  • выбор биологических объектов;
  • оптимальный состав субстрата для культивирования;
  • оптимальные условия культивирования.

 

Оценочный анализ показывает, что создание научно обоснованной биотехнологии получение биологически активных удобрений из органических отходов (в частности, биогумуса), дает возможность повысит эффективность этого процесса как минимум раза в два.
Меню сайта
Форма входа
Поиск
Наш опрос
29/12/1959 Р.Фейнман прочел лекцию:«Внизу еще много места».Отметим"День Нанотехнолога"29?
Всего ответов: 44
Друзья сайта
  • Все о биогазе
  • Ecogal-наноудобрения
  • Статистика

    Онлайн всего: 1
    Гостей: 1
    Пользователей: 0
    Сайт Леонида Бабурина © 2018
    Бесплатный хостинг uCoz
    Latvijas Reitingi