Содержание к диссертации
Введение
2. Современное состояние вопроса 9
2.1. Основные сведения о систематике, строении, размножении и развитии дождевых червей, используемых в вермитехнологии 9
2.2. Краткая характеристика видов дождевых червей, используемых в вермитехнологии 25
2.3. Экологическая роль дождевых червей 31
2.4. Популяционно-экологический подход к разведению дождевых червей 36
3. Методология, условия, объекты и методы исследований 43
4. Результаты ландшафтно-популяционного и эколого-фаунистического исследований Eisenia foetida в Брянской области 48
4.1. Эколого-продукционная оценка исходных форм Eisenia foetida по количеству коконов, продуцируемых одним экземпляром в неделю 51
4.2. Эколого-продукционная оценка исходных форм Eisenia foetida по количеству личинок, вылупившихся из одного кокона 54
4.3. Эколого-продукционная оценка исходных форм Eisenia foetida по коллумелярному весу 56
4.4. Эколого-продукционная оценка исходных форм Eisenia foetida по продолжительности инкубационного периода 57
4.5. Эколого-продукционная оценка исходных форм Eisenia foetida по срокам наступления половой зрелости 59
4.6. Возрастная структура изучаемых популяций Eisenia foetida 61
4.7. Комплексная группировка изучаемых популяций Eisenia foetida по эколого-продукционным показателям 67
5. Выведение перспективных линий Eisenia foetida в Брянской области 69
5.1. Эколого-продукционная оценка гибридов (Fl) Eisenia foetida 69
5.1.1 Эколого-продукционная оценка гибридов Fl Eisenia foetida по количеству коконов, продуцируемых одним экземпляром в неделю 69
5.1.2. Эколого-продукционная оценка гибридов Fl Eisenia foetida по количеству личинок, вылупившихся из одного кокона 70
5.1.3. Эколого-продукционная оценка гибридов Fl Eisenia foetida по коллумелярному весу 71
5.1.4. Эколого-продукционная оценка гибридов Fl Eisenia foetida по продолжительности инкубационного периода 72
5.1.5. Эколого-продукционная оценка гибридов Fl Eisenia foetida по срокам наступления половой зрелости 74
5.1.6. Оценка эффекта гетерозиса гибридов F1 75
5.2. Эколого-продукционная оценка гибридов (F2) Eisenia foetida 77
5.2.1 Эколого-продукционная оценка гибридов F2 Eisenia foetida по количеству коконов, продуцируемых одним экземпляром в неделю 77
5.2.2. Эколого-продукционная оценка гибридов F2 Eisenia foetida по количеству личинок, вылупившихся из одного кокона 78
5.2.3. Эколого-продукционная оценка гибридов F2 Eisenia foetida по коллумелярному весу 79
5.2.4. Эколого-продукционная оценка гибридов F2 Eisenia foetida по продолжительности инкубационного периода 80
5.2.5. Эколого-продукционная оценка гибридов F2 Eisenia foetida по срокам наступления половой зрелости 81
5.3. Эколого-продукционная оценка гибридов F3 и F4 Eisenia foetida.. 82
5.3.1. Эколого-продукционная оценка гибридов F3 и F4 Eisenia foetida по количеству коконов, продуцируемых одним экземпляром в неделю 82
5.3.2. Эколого-продукционная оценка гибридов F3 и F4 Eisenia foetida по количеству личинок, вылупившихся из одного кокона 83
5.3.3. Эколого-продукционная оценка гибрида F3 и F4 Eisenia foetida по коллумелярному весу 83
5.3.4. Эколого-продукционная оценка гибридов F3 и F4 Eisenia foetida по продолжительности инкубационного периода 84
5.3.5. Эколого-продукционная оценка гибридов F3 и F4 Eisenia foetida по срокам наступления половой зрелости 84
6. Экономическая оценка использования брянской линии Eisenia foetida для вермикультивирования 86
Выводы 91
Рекомендации 92
Список использованной литературы 93
Приложения 112
- Краткая характеристика видов дождевых червей, используемых в вермитехнологии
- Эколого-продукционная оценка исходных форм Eisenia foetida по количеству коконов, продуцируемых одним экземпляром в неделю
- Эколого-продукционная оценка гибридов F3 и F4 Eisenia foetida по срокам наступления половой зрелости
- Экономическая оценка использования брянской линии Eisenia foetida для вермикультивирования
Краткая характеристика видов дождевых червей, используемых в вермитехнологии
В настоящее время известно свыше двух с половиной тысяч видов мало-щетинковых червей, или олигохет (Oligochaeta), принадлежащих к типу кольчецов, или аннелид (Аппе1іс1а).Они распространены по всему земному шару и населяют почву, пресные водоёмы и отчасти моря. Большая часть из них (около 2000 видов) ведёт наземный образ жизни, населяя верхние горизонты почвы (Малевич И.И., 19506,1953а, 1986).
Изучение Lumbricidae в нашей стране было начато Н.М. Кулагиным (1886, 1889). Большое количество видов нашей фауны описано крупным специалистом по систематике Oligochaeta В. Михаэльсеном (Michaelsen W., 1900). В начале 20-х годов за изучение этой интереснейшей группы взялся П.Г. Светлов, опубликовавший ряд работ по фауне дождевых червей Томской и Московской областей, Поволжья, Татарской и Чувашкой республик.
Затем в эту работу включилась И.А. Четыркина с сотрудниками (1926, 1930), изучавшие червей в азиатской части России. Дальнейшие наиболее значительные эколого-фаунистические исследования были проведены И.И. Малевичем (1937; 1941; 1949; 1950 а, б; 1951 - 1953 а, б; 1954), исследовавшим дождевых червей Мещерской низменности, Белоруссии, Московской и Костромской областей, побережья Белого моря, Башкирии, Нижнего Поволжья, Ростовской области, Украины, Кавказа, средней Азии. B.C. Петров с сотрудниками (1946,1947), изучали червей Воронежской области. В.К. Балуев (1950, 1958), работал над изучением дождевых червей в Ивановской области.
Значительные заслуги в этой области принадлежат Перель Т.С., который в 1979 году на основе новых таксономических признаков издал полный, содержащий 97 видов определитель дождевых червей. Н.Н. Зезин (1994), продолжил изучение червей в условиях Среднего Урала.
С начала 90-х годов прошлого столетия в различных ландшафтах Брянской области Е.В. Просянниковым с сотрудниками (1993,1995 а, б, в, г; 1996 а, б, в; 1998; 1999 а, б; 2000 а, б, в; 2001 а, б; 2002 а, б, в, г) проводятся мониторинговые наблюдения за численностью дождевых червей и других представителей почвенной биоты, влиянием на их численность различных антропогенных факторов, в том числе радиоактивного загрязнения, а также исследования по различным вопросам вермитехнологии.
В пределах территории России в почве встречаются почти исключительно представители семейства Lumbricidae (дождевые черви). К нему относится около 200 видов с большим количеством разновидностей (Малевич И.И. 19506,1953а, 1986).
Из большого количества видов дождевых червей, относящихся к этому семейству, для вермикультивирования пригодны только несколько видов: навозный червь Eisenia foetida (и его подвиды Е. f. foetida и Е. f. andrei), обыкновенный дождевой червь (Lumbricus terrestris), малый красный червь (L. rubellus) и несколько других видов (Dendrobaena veneta, Dendrobaena octaendra и др.). В настоящее время в интенсивной вермикультуре наиболее широко используют следующие три вида: Lumbricus rubellus, Е. f. foetida, красный калифорнийский гибрид (Покровская С.Ф., 1991; Шурова Н.М., 1992,1994). Ниже приводится краткая характеристика указанных видов червей. Lumbriciis terrestris (Linnaeus. 1758).
Длина 90 - 300 мм, ширина 6-9 мм. Число сегментов 108 - 180. Пигментация до пояска пурпуровая, позади - с темной срединной линией. Хвостовой конец сильно уплощён и лопатообразно расширен. Головная лопасть танило-бическая. Спинные поры начинаются с межсегментной бороздки 7/8 или 8/9. Щетинки сильно сближены попарно. Щетинки 24-, 25-, 26-го и 27-го сегментов на папиллах. Мужские половые отверстия на 15-м сегменте, окружены железистыми полями, заходящими на соседние сегменты. Поясок с 32-го по 37-й сегмент. Пубертатные валики с 33-го по 36-й сегмент. На сегментах 27, 28 встречаются булавовидные сперматофоры. Диссепименты 6/7-9/10 слегка утолщены. Известковые железы в 10-м сегменте образуют хорошо дифференцированные дивертикулы. Роют норы на глубину 2 м (Малевич И.И., 19506, 1953а, 1986; Чекановская О.В., 1960; Перель Т.С., 1979).
Lumbricus rubellus (Hoffmeister. 1843).
Длина 50-150 мм, ширина 4-6 мм. Вес около 1 г. Число сегментов 70-145. Пигментация пурпуровая. Хвостовой конец уплощен. Головная лопасть тани-лобическая. Спинные поры начинаются с межсегментной бороздки 7/8, иногда с 5/6 или 6/7. Щетинки сильно сближены попарно. Щетинки 9-го, 10-го сегментов на папиллах. Мужские половые отверстия на 15-м сегменте, без железистых полей. Поясок занимает 27 - 32-й сегменты. Пубертатные валики с 27-, 28-го по 30-, 31-, 32-й чаще всего на 28 - 31-м сегментах. Диссепименты 6/7 -14/15 слегка утолщены. Известковые железы с крупными дивертикулами в 10-м сегменте (Чекановская О.В., 1960; Перель Т.С., 1979).
Lumbricus rubellus - «малый красный червь» распространен очень широко, живет в огородах, в сырых местах, под гниющими листьями, в парках. Держится обычно недалеко от поверхности почвы. Растёт и размножается быстро, устойчив к различным температурам и рН. Черви этого вида обладают исключительной способностью адаптации к различным местообитаниям. Их находят и в минеральной почве, и в хорошо аэрируемых компостах, состоящих из растительных материалов, под навозом растительноядных животных. Выращиваются в качестве корма для рыб (Малевич И.И., 19506,1953а, 1986).
Dendrobaena octaendra (Savigni, 1826).
Длина 25-40 мм, ширина 2-4 мм. Число сегментов 80-100. Окраска от тёмно-красной до фиолетовой. Форма тела за пояском четырёхгранная. Головная лопасть эпилобическая, открытая. Спинные поры начинаются с межсегментной бороздки 4/5. Щетинки не сближены. Мужские половые отверстия на 15-м сегменте, окружены железистыми полями, не заходящими на соседние сегменты. Поясок с (27-го, 28-го) 29-го по 33 - (34-й) сегмент. Пубертатные валики с 31-го по 33-й сегмент. Семенных пузырьков: 3 пары, в 9-м, 11-ми 12-м сегментах. Известковые железы в 11-ми 12-м сегментах. Продольная мускулатура перистого типа. Распространение повсеместное. Типично лесной вид, обитает в лесах всевозможных типов, в пнях, подо мхом, в верхних слоях почвы, на стволах деревьев, в трещинах коры (Чекановская О.В., 1960; Малевич И.И., 19506,1953а, 1986; ПерельТ.С, 1979).
Dendrobaena veneta (Rosa, 1886).
Длина 50-95 мм, ширина 4-7 мм. Число сегментов 125-140. Пигментация тёмно-пурпуровая, обычно в виде поперечных полос, иногда почти сливающихся. В Крыму встречается непигментированная форма этого животного. Тело цилиндрическое, слегка. уплощённое. Спинные поры начинаются с межсегментной бороздки 5/6 (Чекановская О.В., 1960). Мужские половые отверстия на 15-м сегменте, окружены ясно выраженными железистыми полями, заходящими на соседние сегменты. Щетинки не сближены. На 28 - 32-м сегментах щетинки а и b на папиллах. Поясок широкий, выступающий в стороны, занимает с 26-го, 27-го по 33-й сегмент. Пубертатные бугорки на 30-м и 31-м сегментах. Семенных пузырьков 4 пары, расположены в 9 — 12-м сегментах (Перель Т.С., 1979). Известковые железы занимают 1/2 10-го, 11-й сегмент. Расположение мышечных волокон пучковатого типа. Вид распространён широко, но более характерен для юга Европы. Черви могут развиваться на субстрате с невысоким содержанием органического вещества, температурный оптимум их более низкий. Они быстро растут и размножаются (Малевич И.И., 19506,1953а, 1986).
Eisenia nordenskioldi (Eisen, 1879).
Длина 60 - 150 мм, ширина 4-8 мм. Число сегментов 80 - 125. Пигментация темно-пурпуровая, реже бурая, иногда ослаблена вплоть до полного отсутствия (Чекановская О.В., 1960). На боковых сторонах 9-11-го сегментов белые пятна. Головная лопасть эпилобическая. Спинные поры начинаются с межсегментной бороздки 4/5. Щетинки сильно сближены попарно. Мужские половые отверстия на 15-м сегменте, окружены маленькими железистыми полями, не выходящими за пределы сегмента. Поясок с 26-го, 27-го по 33-й сегмент. Пубертатные валики занимают 3 сегмента, с 1/2 28-го, 29-го по 1/2 31-го, 31-й сегмент (Малевич И.И., 19506, 1953а, 1986). Семенных пузырьков обычно 4 пары, в 9 - 12-м сегментах. Семяприемников 2 пары, открываются в межсегментные бороздки 9/10, 10/11 на спинной стороне, у линии спинных пор. Известковые железы не образуют дивертикулов. Продольная мускулатура перистого типа. Сибирь, Казахстан и преимущественно восточные районы Европейской части СССР (Перель Т.С., 1979).
Эколого-продукционная оценка исходных форм Eisenia foetida по количеству коконов, продуцируемых одним экземпляром в неделю
Кладка коконов одним экземпляром в неделю является чрезвычайно важным критерием для эффективности популяции в целом. Половой зрелости дождевой компостный червь достигает примерно к трехмесячному периоду. С этого момента червь способен регулярно совокупляться и откладывать яйцевые коконы. Активность этого процесса снижается в холодные месяцы и достигает максимума в умеренный сезон и снова снижается в особо жаркие месяцы (Городний Н.М., 1990; Варне А.Ж., 2002).
Поэтому важно поддерживать оптимальные условия субстрата (t- 18-25С, влажность - 80-85 %, рН Kci- 6,7-7,1). М.Ф. Повхан (1994) указывает, что промышленная линия ККГ обладает большой плодовитостью и два половозрелых червя способны еженедельно продуцировать пару коконов. По литературным данным продукция коконов у диких видов компостного червя Eisenia foetida составляет от 0,06 до 0,90 коконов в неделю. Хотя А.Ж. Варне (2002) отмечает, что в его опыте средняя еженедельная скорость сброса коконов была равной 1,80±0,08. Он также выявил различия индивидуальной динамики сброса коконов и объяснил это популяционными особенностями животных.
Количество коконов, продуцируемых за неделю одним червем изучаемых популяций, варьировало от 0,08 до 1,42. Наивысшей продуктивностью отличался ККГ. Полесская и предполесские популяции имели низкие значения этого показателя в среднем 0,18 кокона. В опольских популяциях он был выше в 3 раза- в среднем 0,55 кокона (табл. 2, прил. 1).
Хроническое загрязнение ландшафтов 137Cs до 40 Ки/км2 не оказывала закономерного воздействия на количество коконов, продуцируемых одним червем в неделю. Однако при увеличении плотности загрязнения 137Cs 40 и 90Sr 1-2 Ки/км наблюдали тенденцию к снижению этого продукционного показателя (табл. 2).
Оценка изучаемых популяций с помощью to-критерия показала, что ККГ по количеству коконов, продуцируемых одним червем в неделю, существенно превосходил все местные популяции, за исключением Десятухской (табл. 3).
Черви Десятухской популяции продуцировали существенно больше коконов в неделю, чем другие местные популяции, а Дегтярёвская, Хохловская, Верхличская, Новоямская существенно уступали остальным, но не различались между собой. Ущерпская и Стародубская популяции так же не различались между собой, но занимали промежуточное положение по этому продукционному показателю по сравнению с лучшими и худшими популяциями (табл. 3).
Эколого-продукционная оценка гибридов F3 и F4 Eisenia foetida по срокам наступления половой зрелости
Черви второго, третьего и четвёртого поколений по срокам созревания не отличались между собой с достоверной разницей. При этом и F3 и F4 по данному признаку не уступали линии ККГ (табл. 41).
Таким образом, изучение гибридов третьего и четвёртого поколений свидетельствует, что явление гетерозиса не исчезло, а стало характерным. Следовательно, можно утверждать, что получена искусственная линия дождевых компостных червей с устойчивыми эколого-продукционными характеристиками.
Черви созданной линии превосходят все дикие популяции Eisenia foetida и родительские формы по совокупности изучаемых продукционных характеристик (прил. 3). Животные этой гибридной линии существенно крупнее коммерческой популяции ККГ и имеют меньший период созревания коконов. При этом компостные черви созданной линии не уступают червям ККГ по таким характеристикам как число коконов, производимых одним экземпляром в неделю, количеству червячков, выходящих из одного кокона и сроку достижения половой зрелости особей.
Одной из основных особенностей линии является её качественное своеобразие, определяющее особый, присущий только ей тип. Кроме того, это результат общности происхождения животных и единого направления племенной работы с ними. Качественное своеобразие линии проявляется в сходстве животных линии, её однородности, но однородность внутри линии относительна. Все животные внутри линии, помимо известной общности, имеют и должны иметь значительные индивидуальные отличия. Изменчивость позволяет линиям быть динамичными, придаёт им генетическую пластичность, способность к совершенствованию из поколения в поколение (Эрнст Л.К., 1987).
К.А. Трувеллер (1994, 1996) отмечает, что гибридные популяции не могут существовать длительное время. С ними на каком-то этапе, чаще всего при угасании эффекта гетерозиса, необходимо производить повторное скрещивание с одной из родительских форм, дабы снова получить эффект гетерозиса.
Экономическая оценка использования брянской линии Eisenia foetida для вермикультивирования
Анализ опубликованных литературных источников свидетельствует о том, экономической оценке вермитехнологии вообще и вермикультивированию в частности уделяется мало внимания. В какой-то мере это связано с тем, что в настоящее время ещё недостаточно накоплено объективной учётно-статистической информации по данной отрасли. Хотя в условиях развивающихся рыночных отношений невозможно существенно повысить её эффективность без всестороннего экономического анализа (Косолапов И.К., 1994).
Нами проведена сравнительная экономическая оценка использования брянской гибридной линии Eisenia foetida и ККГ по методике, предложенной И.К. Косолаповым (1994). Для этого использовали следующие показатели: выход животных и их биомассы, коммерческую себестоимость продукции, прибыль, уровень рентабельности продуктов вермикультивирования.
Перечень работ по вермикультивированию определяли по технологической карте, которую составляли по факту их проведения (табл. 42).
Для расчёта экономических показателей эффективности использования брянской линии определяли сумму производственных затрат, связанных с закладкой и уходом за вермигрядами. При этом оценку трудовых, материальных ресурсов и услуг осуществляли с использованием договорных цен, действующих в 2003 году (табл. 43).
Калькуляцию себестоимости навоза брали в учебно-опытном хозяйстве «Кокино» Брянской госсельхозакадемии. Она составляла 50 рублей за тонну.
При расчёте стоимости продукции исходили из того, что на 1 га площади рекомендуют размещать 300 стандартных вермигряд (2м 1м) с плотностью зачервлення 5000 особей на одну гряду.
При реализации продуктов вермикультивирования И.Н. Косолапов с соавт. (1994, 1996, 1998) рекомендуют применять два способа: 1) подсчитывать количество взрослых и молодых червей; 2) определять их общую живую массу учитывая только особей, достигших периода полового созревания.
При оценке экономической эффективности вермикультивирования рассчитывали прибыль от реализации только живых дождевых компостных червей.
Установлено, что стоимость продукции и чистый доход брянской линии на 1440 тыс. руб. больше, нежели аналогичные показатели ККГ. Рентабельность полученной линии на 953 % выше, чем у ККГ. Окупаемость брянской линии в 1,3 раза выше, чем у ККГ, а себестоимость на 0,8 руб. (табл. 44).
Итак, культивирование брянской линии Eisenia foetida экономически более выгодно, чем использование ККГ. Это объясняется тем, что новая линия способна за менее короткий срок продуцировать большее количество животных, тем самым, накапливая общую биомассу.
