Идея промышленного культивирования дождевых червей принадлежит американскому врачу Баррету. На собственной ферме он занимался разведением червей с целью повышения доходности своего хозяйства. Он исходил из понимания необходимости полнейшей утилизации всех органических отбросов, получающихся в хозяйстве, т.е. отходов кухни, сада, огорода, а также опавшей листвы и тому подобных органикосодержащих отходов и использования их в качестве корма дождевым червям. Червей он выращивал в деревянных ящиках, заполненных землей, навозом и отходами. Урожайность их была высокой - до 3000 особей в одном кубическом футе, что, по его расчетам, соответствует плотности популяции 345 млн особей на 1 га (в перерасчете на массу биомасса при условии, что 4...5 особей весят один грамм, равна 69...86 т/га). Позже, в 1947 г. Баррет опубликовал эти данные в своей книге.
Результаты этих исследований не остались незамеченными. В ряде стран (США, Канада, Япония, Филиппины, Китай, многие страны Африки, Европы) приступили не только к изучению способов массового культивирования дождевых червей, но и к созданию материально-технической базы для их выращивания в промышленных масштабах с целью переработки отходов сельского и городского хозяйства и бытовых отбросов в ценное удобрение и для получения кормового белка.
Полупромышленная технология разрабатывалась с 1975 г. итальянскими исследователями. Для культивирования червей они использовали пленочную теплицу туннельного типа. Такие теплицы, по их мнению, весьма удобны, дешевы, позволяют без особых помех создавать необходимые условия для круглогодичного воспроизводства червей. Длина туннеля 40 м, ширина 5 м. Пол засыпан галькой (щебнем). На полу размещены три лотка длиной 33 м и шириной 1 м. Между лотками имеются два прохода для проезда тачки. Пол и стенки лотков выложены из кирпича. Высота кирпичных бортов каждого лотка 27 см. Общая площадь трех лотков в каждом из пяти туннелей равна 100 м2. В вестибюле туннеля размещены сепаратор для отделения червей от субстрата, ящик для инвентаря, тачка для перевозки субстрата внутри туннеля.
Субстраты для культивирования червей готовят на основе коровьего, конского или кроличьего навоза. Свежий навоз укладывается предварительно в бурты для ферментирования сроком на 3...4 месяца. Субстрат готовят из ферментированного навоза, садовой земли, резаной соломы или других целлюлозосодержащих материалов и углекислого кальция. Все тщательно перелопачивается, подготовленным субстратом заполняют лотки (25...30 м3 субстрата на 100 м2). После этого субстрат увлажняется и заселяется червями.
Культивируются красноокрашенные черви.
Заселение ими субстрата производится с плотностью 5000 особей на 1 м2. На 100 м2 требуется, следовательно, 500 000 особей (90...100 кг червей). Культивирование у проводится при кислотности 6,5...7,5 рН, влажности 75...80%, температуре 22...23°С. После заселения червей лотки с субстратом покрываются соломенными или камышовыми циновками для удержания влаги.
Черви склонны к миграции.
Для удержания их в субстрате необходим источник ультрафиолетового излучения. Для этого в туннеле устанавливаются две ртутные лампы по 80 Вт. Субстрат систематически увлажняется. По мере оседания (за счет поедания органики червями) он, по необходимости, дополняется до уровня бортов лотков. Цикл культивирования длится 140...150 дней. За это время количество червей возрастает до 30000...40000 особей на 1 м2, биомасса достигает 6...9 кг/м2. -За два цикла культивирования в год продуктивность с каждого квадратного метра составляет 60000...90000 особей, а биомасса - 12...18 кг.
По мнению итальянских исследователей, можно получать с 1 м2 до 100 кг биомассы червей в год.
Для этого изымать их из субстрата следует не дважды в год, а через каждые два месяца культивирования на стадии завершения логарифмического роста популяции.
По завершении цикла культивирования субстрат с червями подсушивается до 50...60% влажности.
Он становится сыпучим. На специальной машине-сепараторе проводится разделение субстрата и червей. Субстрат досушивается на воздухе и упаковывается в полиэтиленовые мешки для отправки потребителям в качестве удобрения, а черви фасуются в мелкие коробочки по 20...40...60 штук и продаются любителям-рыболовам в местах рыбной ловли или другим потребителям более крупными партиями.
Из представленного итальянского опыта видно, сколь высока может быть производительность дождевых червей, сколь проста технология переработки навоза в сыпучее гранулированное удобрение, сколь экологично подобное производство и, нет сомнения, экономически выгодно. Более того, резервы увеличения рентабельности заложены уже в самих теплицах, в которых лотки с субстратом и червями (культиваторы) можно разместить в два-три яруса на стеллажах - площадь поверхности культивирования утроится.
В российских условиях неустойчивой погоды с резкими перепадами температуры воздуха, холодными дождями и сравнительно коротким летом такие теплицы - это существенное улучшение условий культивирования земляных червей. В осенне-зимний период в них необходимо проводить подготовительные работы по ферментированию субстратов и закладке следующего цикла. Однако если теплицы будут отапливаться или обогреваться, то возможно проведение в год двух циклов репродукции червей.
В монографии итальянского исследователя Карло Ферручи "Руководство по культивированию червей" (1982) подробно описаны технологии выращивания дождевых червей и производства гумусных удобрений для коммерческих целей. В книге рассказано о культивировании в опытно-промышленном масштабе 11 видов дождевых червей, в том числе гибридных форм. Субстраты для их культивирования готовились на основе ферментированного (компостного) навоза различных видов домашних животных (лошадей, коров, свиней, овец, кроликов) и птиц, а также на основе компоста из городского мусора и осадков сточных вод животноводческих комплексов. Культиваторы - типа огородных грядок - располагались под открытым небом на специаль¬но подготовленной площадке в несколько акров. Подготовка их и обработка возможны с использованием трактора с переоборудованным навозоразбрасывателем, а также вручную. Коммерческая деятельность опытно-промышленного предприятия обеспечила 500% рентабельности за два года.
В Англии культивированием дождевых червей занимаются исследователи Ротхэмстедской опытной станции, на базе которой создана новая британская компания "Бритиш Эртсуорм Текнолоджи" ("Британская техника применения дождевых червей"). Эта компания использует червей для переработки сельскохозяйственных и промышленных отходов в удобрение и корм для скота; она создала для этого свою технологию.
В Ротхэмстеде систематические исследования начались в 1980 г. Было установлено, что переработка отходов животноводства в ткани дождевых червей может быть весьма эффективной. Из каждой тонны сухого навоза и других удобных для переработки отходов можно полу¬чить, как пишут исследователи, около 100 кг биомассы червей. Это означает, что потенциально коэффициент полезного использования может достигать 10%.
В Национальном колледже пищевой промышленности проведены опыты по переработке червей на корм скоту. Институт водной флоры и фауны университета в Стерлинге закончил успешную серию опытов по кормлению рыб таким кормом и ведет дальнейшие исследования, а ряд других организаций проводят эксперименты по скармливанию новых продуктов сельскохозяйственным животным, для которых черви - их естественная пища: курам, рыбе, свиньям и некоторым другим. Сухое вещество из дождевых червей на 60.-.70% состоит из белка с большим, чем мясные и рыбные продукты, количеством важнейших аминокислот, таких.как лизин и метионин.
Для получения наибольшего выхода червей и наивысшего коэффициента переработки отходов в полезный материал необходимы определенные условия: установка должна иметь изолированный под с приспособлениями для подогрева и увлажнения, а также регулируемую вентиляцию. Чем крупнее установка, тем выше ее экономический эффект, хотя отходы необходимо вносить последовательными слоями, а не сра¬зу "навалом". Когда под начинает действовать, можно наносить опрыскиванием сточные воды и другие жидкие отбросы. Таким методом удается разлагать даже самые неподатливые материалы. Переработка с помощью земляных червей снимает и проблемы дурного запаха, характерного для многих сельскохозяйственных отходов.
Одна из главных трудностей технологии - разработка экономически выгодного метода извлечения червей из субстрата. До сих пор основная конструкция экстрактора представляла собой вращающийся барабан, сепаратор, в свое время созданный для добывания червей.
Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН (ФАО) в 1980 г. установила, что дождевые черви могут сыграть существенную роль в разрешении актуальных продовольственных проблем современного мира.
Распространение технологии биопереработки навоза и другой органики в гумусное удобрение с помощью дождевых червей во многих странах сопровождалось резким повышением урожайности, особенно на полях, удобряемых биогумусом в Сочетании с химическими удобрениями, что вызывало увеличение использования химических удобрений при производстве сельскохозяйственных культур. Такие сведения проникли на страницы печати. В б. СССР в эти годы заметили, к сожале¬нию, лишь одно - возрастание количества использования химических удобрений и урожайности в развитых странах и старались догнать их по этим показателям. Впервые осознали этот порочный феномен только к исходу 1989 г. ученые ВНИПТИОУ (г. Владимир). В их печатных отчетах появились сравнительные данные использования минеральных удобрений фабричного изготовления и элементов питания растений, поступающих с органикой (табл. 1).
Из таблицы видно, что поступление в почву элементов питания растений с химическими удобрениями почти равно их внесению с органикой, а в США и Голландии с органикой поступает даже больше, чем с минеральными удобрениями. Урожайность при этом также возрастает. Но вопрос заключается в другом: что это за органические удобрения? Немыслимо вывозить столько, например, навоза на поля - от сорняков не избавишься! В том-то и секрет, что всю органику там и во многих других странах научились перерабатывать в гумусное органическое удобрение с помощью червей.
К 1980 г. в США функционировало более 1400 крупных специализированных производств по переработке навоза в гумусное удобрение с помощью червей. Многие из них перерабатывали за сутки 150 т и более подстилочного навоза.
Известно, что в США имеется несколько очень крупных животноводческих компаний по выращиванию и откорму 150...170 тыс. голов в год молодняка КРС. Вся органика этих комплексов и боен перерабатывается с помощью технологических червей в гумусное органическое удобрение, которое фасуется в мешки и пакеты и развозится по всей территории США. К концу 1992 г. более 500 тыс. фермерских хозяйств (из 2,2 млн) перешли на систему биологического (альтернативного) земледелия и получения экологически чистых продуктов питания. Средняя урожайность зерновых в этих хозяйствах достигла 60 ц/га, а кукурузы (зерна) - более 100 ц/га. В связи с существенным повышением урожайности на возделываемых полях общая площадь пашни за последние 30 лет сократилась более чем на 70 млн га. Валовые сборы урожаев зерна сохраняются на уровне 300 млн т, что полностью удовлетворяет внутренние и экспортные потребности страны.
Таблица 1 Применение удобрений в б. СССР и странах с развитым сельским хозяйством.
В 1989 г. американские фермеры использовали 10,5 млн т химических удобрений (В СССР планом предусматривалось довести объем поставок сельскому хозяйству минеральных удобрений в 1990 г. до 31 млн т (А. Т. Гуленко).), около 55 тыс. т пестицидов. Это на 10% меньше, чем в прошлые годы. Агентство по охране окружающей среды изъяло из про¬дажи 27 сельскохозяйственных химикатов. Известно, что химические удобрения и пестициды попадают в грунтовые воды. В штатах Айова, Флорида, Миннесота ими загрязнены подземные "бассейны", из которых поступает 50% питьевой воды. Подсчитано, что общий ущерб от применения сельскохозяйственных химикатов, включая вред, причи¬няемый здоровью людей и окружающей среде, а также загрязнение вод¬ных источников, оценивается суммой от 75 до 100 млрд долларов в год (урожай 1989 г. принес чистую прибыль от 52 до 57 млрд долларов).
Авторитетная научная комиссия обратилась в 1989 г. к производителям сельскохозяйственной продукции с призывом избавиться от пристрастия к химическим удобрениям, пестицидам. Президент США Джордж Буш, выступивший в январе 1990 г. на конференции Американской Федерации Фермерских бюро в Орландо (штат Флорида), призвал поддержать программу его администрации, направленную на прекращение отравления окружающей среды пестицидами и химическими удобрениями. Он заявил, что в рамках этой программы, рассчитанной на 5 лет, на исследования в области альтернативных методов сельского хозяйства и оказания поддержки фермерам будет израсходовано почти 170 млрд долларов. Эти выплаты осуществляются в рамках программ, начатых еще в 1985 г. и направленных на ограничение производства сельскохозяйственной продукции, сокращение посевных площадей, на стимулирование природоохранных мероприятий. При-мерно 80% фермеров США получают дотации от правительства за участие в этих программах.
Подобные меры принимаются правительствами всех стран ЕС и Многих других.
В результате перехода на новую биотехнологию в сельскохозяйственном производстве в развитых и многих развивающихся странах резко возросли производство экологически чистой сельскохозяйственной и животноводческой продукции, урожайность полей. На полях, удобряемых червекомпостом (биогумусом), урожайность зерновых достигает 56...70 ц/га (Англия, Голландия, ФРГ), а картофеля - 500...800 ц/га (Голландия, Англия).
"Теперь уже ясно, что без культивирования дождевых червей невозможно было бы решить современных проблем сельскохозяйственного производства и животноводства", - сообщила "Файнэншел тайме" в 1986г.
По инициативе правительства ФРГ крестьяне, которые хотят перевести свое хозяйство на биологические способы производства, в течение пяти лет будут получать субсидии из расчета 425 марок в год за 1 га на любом поле, где с помощью химических стимуляторов выращивали зерновые, рапс, горох, бобы. В этот период полученные урожаи будут поступать на рынок только в виде фуража. И только через три года крестьяне-экологи могут предлагать свои товары как "продукты биологического хозяйства".
,Правительственные субсидии фермерам в странах Запада составили в 1990 г. 176 млрд долларов против 151 млрд в 1989 г. По данным Организации экономического сотрудничества и развития, субсидии в 1990 г. в странах ЕС достигли 48% от стоимости произведенной фермерами продукции, в США - 30%, в Японии - 68%, в Канаде - 41%.
Вот другой пример. В начале 1980 г. Япония закупила в США огромную партию субстрата с маточной расплодкой технологических червей (десятки тысяч тонн) и технологию их культивирования. Уже с 1985 г. японское сельское хозяйство полностью обеспечивает потребность страны всеми видами продовольствия, в том числе мясом и моло¬ком. Перепроизводство продуктов питания привело к необходимости сокращения посевных площадей с 1989 г. на 17%.
Можно сослаться на пример Финляндии, которая находится в зоне, неблагоприятной для ведения сельского хозяйства. Тем не менее благодаря развитию науки и техники ее сельское хозяйство и животноводство из года в год наращивают производство экологически чистой кормовой и пищевой продукции. В 1987 г. в стране принят закон об ограничении пахотных земель, установлены жесткие рамки производства молока и яиц. Поголовье стада молочного скота с 1984 по 1987 г. уменьшилось на 160 тыс. Несмотря на это, производство молочных- продуктов постоянно увеличивается. За последние годы средняя урожайность пшеницы составляет более 50 ц/га, ржи - 70, овса и ячменя - 35 ц/га. В целом в стране имеет место перепроизводство продовольствия.
В Швеции один фермер, по данным Союза шведских фермеров, кормит 136 человек, но мог бы и больше. Уж многие годы объем продовольствия, производимого аграрным сектором, составляет 110% к потребностям страны. По соглашению с правительством фермеры раньше получали компенсацию за продукцию, не находившую сбыта. Теперь в этих компенсациях отказано. Из оборота в течение пяти лет постепенно будет выведено 500 тыс. га пашни (из 2,8 млн га).
Особенно интересны результаты сельскохозяйственного производства в Саудовской Аравии. Известно, что в этой стране практически нет земель, пригодных для сельскохозяйственного использования: от моря до моря - пустыни. Тем не менее с 1987 по 1990 г. она экспортировала более 8543 тыс. т пшеницы в государства Азии, Африки и б. СССР. Кроме зерна Саудовская Аравия экспортирует в страны Персидского залива свежее коровье молоко - около 30 тыс. т ежегодно, вытеснив с этого рынка европейское молоко. Пшеницу и корма там выращивают в теплицах. Пользуются для этого биогумусом, привезенным из Европы. В связи с наличием большого поголовья КРС наладили производство биогумуса на основе подстилочного навоза.
1986 год стал рубежом, который отчетливо выявил наметившиеся с начала 80-х годов тенденции в системе агрономических приемов и методах производства и распределения сельскохозяйственной продукции.
Итоги года довольно точно отразили состояние фермерского производства и экономической политики правительств на национальных и международных уровнях. Подведение под сельскохозяйственное производство принципиально новой агротехнической базы обеспечило в 1986 г. ощутимый рост объма производства продовольствия, к тому же открыло для многих развивающихся стран перспективы большей независимости от внешних обстоятельств. Использование новой биотехнологии, гарантирующей устойчивое производство основных видов продовольствия при минимальных издержках, в тех странах, где не было условий для развития "зеленой революции", позволяет добиваться самообеспеченности необходимым продовольствием. За первые пять лет - с 1980 по 1985 г., - которые можно назвать стартовыми по приме¬нению биотехнологии для 30 стран, бывшие импортеры продовольствия стали в 1986 г. его экспортерами. Вслед за Индией, Пакистаном, Таиландом, Бирмой на путь полного самообеспечения продовольствием вступили Индонезия, Саудовская Аравия, многие страны Африки.
Еще недавно Индия была крупнейшим в мире импортером растительного масла. Она ввозила его до 1 млн т в год. Однако меры по увеличению производства, принятые фермерами при поддержке правительства, привели к ошеломляющим результатам. Урожай масличных в осенне-зимнем сезоне 1992-1993 гг. составил примерно 20,5 млн т. Это на 1 млн т больше, чем предусматривалось. Из этого количества семян произведено 6,4 млн т растительного масла. Стране же надо для покрытия ее внутренних потребностей 6,1 млн т. Индия впервые стала экспортером и этого продукта в размере 300 тыс. т.
Результат ориентации на самообеспечение Индонезии был следующим: в 1980 г. она была одним из крупнейших импортеров риса (около 2 млн т в год), а в 1985 г. впервые в своей истории экспортировала 100 тыс. т.
В этих странах произошло структурное изменение питания населения, связанное с увеличением потребления молока, что положительно сказалось на подрастающем поколении. Педиатры в Таиланде, Малайзии, Сингапуре, Индонезии и на Филиппинах отмечают значительное увеличение роста и веса "среднего ребенка" по сравнению с данными десятилетней давности. Об этом же говорят и пишут врачи из других . стран Юго-Восточной Азии.
За время жизни одного поколения население Восточной Азии выросло на 40%, но число людей, проживающих в нищете, заметно уменьшилось, считает Всемирный банк. Проведенные им исследования охватывают шесть стран: Китай, Филиппины, Индонезию, Таиланд, Малайзию и Южную Корею.
Еще в 1970 г. треть населения развивающихся стран региона проживала в абсолютной нищете. Спустя десятилетия это число уменьши¬лось до одной пятой, а к 1990 г. бедных было всего 10%. Всемирный банк называет сокращение числа нищих "ТИХОЙ РЕВОЛЮЦИЕЙ".
За время жизни одного поколения не только 220 млн человек вырвались из нищеты, но и 425 млн добавилось к той части населения, которая жила выше черты бедности. Китай и Индонезия задают тон в этом процессе. В Китае, по оценкам, 175 млн человек избавились от нищеты и 300 млн добавилось к живущим выше черты бедности. Индонезия в начале 70-х годов начинала с 70 млн человек, живущих в нищете, а к 1990 г. это число уменьшилось примерно до 27 млн, к тому же там появилось 60 млн, живущих выше черты бедности, тем самым уменьшив долю абсолютно бедных людей с 50 до 15% ("Финансовые известия", 1993, № 3-9.09). "Теперь в мире производится достаточно продуктов, чтобы накормить всех", - сообщил Всемирный банк ("Финансовые известия", 1993, № 57).
Из приведенного видно, что в последние годы в развитых индустриальных и многих развивающихся странах прогресс в сельском хозяйстве был связан с резким повышением плодородия почвы, с уменьшением зависимости сельскохозяйственного производства от климатических и погодных условий благодаря новым методам обработки земли, оптимизации севооборота и т.д. Особое внимание обращено на проведение почвозащитных мероприятий. Существует много довольно эффективных методов борьбы с эрозией почв, но наиболее эффективным ока¬залось внесение достаточного количества органических гумусных удобрений, что является одновременно и средством микробиологической защиты почв и средством их мелиорации.
Технологическая революция, переживаемая в настоящее время в сельскохозяйственном производстве многих стран, и в первую очередь в США, означает широкое использование биотехнологии непосредственно в фермерском земледелии и животноводстве для улучшения качества продукции, снижения издержек производства. Новая биотехнология производства червекомпоста позволяет в кратчайшие сроки повысить плодородие почв в 5...10 раз и во столько же сократить посевные пло¬щади. В широком использовании биотехнологии — суть решения продовольственной проблемы России.