Эти особенности обусловливают возможность быстрого нарастания обилия червей в культуре, содержания их плотными группами и использовать их для переработки овощных и др. органических материалов, дающих большое количество жидких продуктов разложения.
В Китае, Корее, Вьетнаме и большинстве стран Юго-восточной Азии дождевые черви в свежем или высушенном виде или «Люмбрикус» используются, по крайней мере, 2 300 лет для лечения различных заболеваний человека.
Еще в 1883 году Ч. Дарвин в своей книге, описывая свойства дождевых червей, наблюдал, что жидкость из дождевого червя может растворять фибрин. Спустя ровно 100 лет японские исследователи выделили фермент, растворяющий фибрин, из дождевого червя L. rubellus. Они выявили, что он состоит, по крайней мере, из шести ферментов под общим названием люмброкиназа. Начиная с 1992 года, этот комплекс ферментов стал широко изучаться и использоваться в Китае. Исследованиями было показано, что люмброкиназа поддерживает расщепление и растворение ненормально коагулирующей крови и усиливает фибринолитическую активность, подобно бактериальному ферменту наттокиназе. Люмброкиназа содержит в себе группу протеолитических ферментов, включающих в себя активатор плазминогена и плазмин. Механизм действия люмброкиназы включает участие в активации плазминогена и прямого действия на сам фибрин. Люмброкиназа преимущественно подвергает протеолизу белки фибриногена и фибрина, но с трудом гидролизует другие протеины плазмы крови, включая плазминоген и альбумин. Ферменты люмброкиназы обладают очень сильной фибринолитической активностью, они стабильны в широком диапазоне значений рН среды и обладают очень высокой стабильностью при термоинактивации и деградации.
Ишии Йечи с сотрудниками в 1993 году запатентовал в США способ терапевтического лечения тромбозов с помощью препаратов, полученных из дождевых червей. Сообщается о преимуществах применения препаратов из дождевых червей. Бельгийский ученый DeBaetselierзапатентовал способ получения пептидов и нуклеиновых кислот из компостного червя и препараты на их основе для лечения рака, трипаносомных инфекций, микробных инфекций, а также заболеваний иммунной системы и воспалений. Представлена первичная структура полипептида и гена, кодирующего его структуру.
GerbenF. DeBoyer и OttoSovaполучили из тканей дождевого червя пять ферментов, а также их смеси, которые являются основными ингредиентами для производства препаратов биодеградируемых детергентов. Разработан рентабельный метод очистки ферментов дождевого червя, позволяющий выделить дополнительные высокоценные продукты после процесса вермикомпостирования. Пять новых ферментов: эйзеназа, феллюлаза, фетилаза, фетипаза и вормаза выделяются довольно просто из гомогената тканей дождевых червей.
Применение вермикультуры в сельском хозяйстве позволяет использовать землю непрерывно, не снижая плодородие. По некоторым данным применение вермикомпоста (биогумуса) один раз в три года до шести тонн на 1 га – сохраняет плодородие, более шести – до десяти – резко повышает плодородие почв.
Установлено, что черви, измельчая отходы до пастообразного состояния, создают тем самым прекрасные условия для развития различного рода микроорганизмов, подавляющих размножение патогенных бактерий, в частности сальмонеллы. Исследователи обращают внимание на то, что содержащиеся в вермикомпостах микроорганизмы способствуют переводу токсичных форм тяжелых металлов в малоподвижные соединения. Это очень важно, так как внесение вермикомпостов в почвы вокруг крупных городов, промышленных комбинатов, а также там, где применялось много минеральных удобрений и пестицидов, будет способствовать оздоровлению этих почв и в целом окружающей среды.
вермикультура биотехнология дождевой червь
2. Красный калифорнийский червь. Биотехнология выращивания калифорнийского червя
Достаточно велико значение червей в облагораживании почв. Осознание этого предопределило большой интерес к искусственному их культивированию. Так, в результате многолетней селекционной работы, проведенной американскими исследователями, в 1959 г. в университете штата Калифорния, в результате гибридизации различных пород дождевого червя была выведена новая разновидность этого вида Eisenia foetida, получившая название «калифорнийский гибрид красного червя» или просто «калифорнийский красный червь». С 1979 г. его стали размножать в Западной Европе, в Японии. По плодовитости и активности гибрид существенно превосходит обычного дождевого червя и в отличие от него хорошо поддается выращиванию в искусственных условиях.
В отличие от своих диких сородичей калифорнийский гибрид является «домоседом». При наличии пищи он не расползается и потребляет в день ее примерно столько же, сколько весит сам. Селекционеры генетически запрограммировали гибрид на круглосуточную переработку отходов с высоким коэффициентом полезного действия (40 % потребляемой пищи расходуется в процессе жизнедеятельности, а 60 % после переваривания выделяется в виде экскрементов - копролитов, т. е. продуцируемого биогумуса).
Красный калифорнийский червь отличается от других видов способностью перерабатывать все виды органики, а также очень высокой плодовитостью (более чем в 100 раз) и долгожительством (в 4 раза) по сравнению с обычными дождевыми червями. За два месяца популяция калифорнийских червей из 30…50 тыс. особей (биомасса около 4 кг/м2) способна перерабатывать на каждом квадратном метре спецплантации 300…400 кг подстилочного навоза, превращая его в высокоплодородное гумусное удобрение. Также биомасса живых червей является ценным природным кормом для домашней птицы и животных, прудовой рыбы. Кроме того, из червей готовят ценную белковую муку (содержание белка около 70%), консервы для домашних животных и пушных зверей. После патентования калифорнийские черви стали культивироваться в крупных американских специализированных хозяйствах. Так, правительство Германии приступило к субсидированию своих сельхозпроизводителей по специальной программе, предусматривающей отказ от использования пестицидов и химических удобрений и перевод хозяйств на биологические способы производства сельхозпродукции с использованием калифорнийских червей.
Красный червь темно-красного цвета живет на территориях с умеренным климатом. Взрослая особь достигает в длину 8-10 см, в диаметре 3-5 мм, массой 0,8 - 1 г. Температура тела - 19-20 °С. За день потребляет количество корма, который приблизительно равняется его массе (около 1 г), после переваривания которого выделяется 0,8-0,9 г копролитов. Самые крупные частицы, которые может проглотить червь, имеют размеры до 1 мм.
Продолжительность жизни - почти 16 лет (дикие формы — 4 года). Очень плодовитый. Половая зрелость наступает в трехмесячном возрасте и при оптимальных условиях одна особь может принести приплод в среднем 1500 особей за год.
Этот червь гермафродит. Каждая особь имеет мужские и женские половые органы, но не может самооплодотворяться. Половозрелые особи обоюдно оплодотворяют друг друга. Оплодотворенные яйцеклетки отделяются от тела червей и укладываются в белковое кольцо, или капсулу (кокон), который имеет сначала желтый, а затем коричневый цвет. В результате спаривания двух особей образуются 2 яйца или капсулы по 1 на каждую из особей. В каждой капсуле содержится от 2 до 20 червей. Коконы содержат жидкость, которой питается молодняк к моменту проклевывания. Молодняк имеет белый цвет.
Оптимальной является температура 20-22 °С, а критической — ниже 0°С и выше 42 °С. При температуре +7 °С впадает в состояние анабиоза. Оптимальная влажность - 75-88 %, а критическая — ниже 60 % и выше 90 %.
Практика показала, что культивируемые черви не болеют и не поддаются ни каким эпизоотиям. Они могут погибать только при нарушении технологии их разведения. Чаще всего гибель червей вызывает отравление протеином при незаконченной ферментации субстрату. В результате червь становится «кислотным» и выделяет вредные газы, которые являются смертельными для других червей.
Способы выращивания червей.
Промышленное выращивание червей можно проводить как под открытым небом, так и в закрытых помещениях. Все расчеты, связаны с обустройством участков для вермикультивирования, заселением и кормлением червей, уходом за ними и другими операциями, выполняются в расчете на стандартную грядку, которая называется ложем. Ложе — это единица измерения, которой пользовались американские исследователи, с участком площадью 2 м2.
Плотность заселения одного ложа может колебаться от 30 до 100 тыс. червей (взрослых, молодых и коконов, с яйцами). На 1 ложе нужно 10-12 ц органических отходов на год. Из них 40 % используется на удовлетворение жизненных потребностей червей, а 60 % выделяется в виде копролитив, то есть биогумуса. Одно ложе дает ежегодно 4-6 ц биогумуса и около 30-100 кг биомассы червя.
Круглогодичное вермикультивирование с расположением лож на открытых земельных участках возможно только в регионах с мягким климатом, потому что зимой активность червей значительно снижается, а уход за ними усложняется. А в других регионах - сезонное - с апреля по октября.
Ложа лучше всего устраивать на участках с определенным наклоном для обеспечения нормального стока воды во время дождей и предотвращения образования луж. Кроме того, желательно, чтобы почва была песчаной или каменистой. Дождевые черви очень боятся ветра, потому следует выбирать для размещения лож защищенные от него места. Для защиты от вредителей ложа нужно устраивать на металлических сетках с загнутыми краями с высотой бортиков 25 см, бетонных лотках с кирпичными стенами.
Черви содержатся на бетонируемых площадках или в траншеях 2 м ширину и глубиной 0,3-0,4 г. Длина площадки или траншей зависит от размеров участка, отведенного под вермикультивирование. Ложи изготавливаются из металлической оцинкованной сетки с нишами. Площадь ложа - 2 м2 (2 х 1 м), высота - 15-30 см. Ложа размещаются секциями длиной до 50 м с расстоянием между ними 0,5-0,8 м. В каждой секции 25 лож. Две секции образуют сектор. Расстояние между секторами составляет 2,5-3 м.