Влияние состава субстрата и временного режима на эффективность вермикомпостирования птичьего помета

В процессе экологически безопасной утилизации птичьего помета до настоящего времени недостаточно изучено, как продолжительность предварительного компостирования и состав субстрата влияют на эффективность процесса вермикомпостирования куриного помета. Целью работы была комплексная оценка этих факторов по биоэкологическим показателям популяции дождевых червей Eisenia foetida (выживаемость и репродуктивная активность) и изменениям физико-химических свойств субстрата. Были заложены пять вариантов субстрата (T1–T5) с различным содержанием куриного помета (50–100 % массы смеси) и структурных добавок (солома и торф), которые совместно подвергали аэробной ферментации в течение 3, 6, 9 и 12 месяцев. С помощью однофакторного дисперсионного анализа (ANOVA) оценивали выживаемость взрослых особей, число коконов и молодых червей, а также динамику pH, влажности, содержания органического вещества, общего фосфора и калия. Показано, что по мере увеличения продолжительности предварительного компостирования и стабилизации физико-химических свойств субстрата снижается его ингибирующее действие на дождевых червей: уменьшается смертность и восстанавливаются процессы коконообразования и выхода молоди. Наилучшие показатели биологической активности зарегистрированы при 12-месячной ферментации в варианте T2 (60 % помета, 20 % соломы, 20 % торфа), где численность выживших червей, а также количество коконов и молоди статистически значимо (p < 0,05) превышали другие варианты. Полученные результаты подтверждают экологическую целесообразность совместной ферментации куриного помета с соломой и торфом и позволяют уточнить оптимальные сроки предварительного компостирования и соотношения компонентов субстрата, обеспечивающих устойчивое протекание процесса вермикомпостирования.

1. Lim, S.-L. Sustainability of using composting and vermicomposting technologies for organic solid waste biotransformation: recent overview, greenhouse gases emissions and economic analysis / S.-L. Lim, L.-H. Lee, T.-Y. Wu // Journal of Cleaner Production. – 2016. – Vol. 111. – P. 262–278.

2. Domínguez, J. The influence of earthworms on nutrient dynamics during vermicomposting / J. Domínguez, M. GómezBrandón // Waste Management & Research. – 2013. – Vol. 31, № 8. – P. 859–868.

3. Jia, A. P. Effects of manure application on soil ammonia oxidation and functional microorganism / A. P. Jia, Y. T. Sun, W. Y. Li // Journal of Agro-Environment Science. – 2014. – Vol. 33, № 3. – P. 415–421.

4. Biodegradation of antibiotic residues in chicken manure by composting processes / S. Salma, R. E. Junita, E. Handayanto [et al.] // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. – 2021. – Vol. 648, № 1. – Art. ID 012179.

5. Effects of microbial culture and chicken manure biochar on compost maturity and greenhouse gas emissions during chicken manure composting / H. Chen, S. K. Awasthi, T. Liu [et al.] // Journal of Hazardous Materials. – 2020. – Vol. 389. – Art. ID 121908.

6. Transformation of soil humic acids by Aporrectodea caliginosa earthworm: Effect of gut fluid and gut associated bacteria / V. Tikhonov, J. Zavgorodnyaya, V. Demin [et al.] // European Journal of Soil Biology. – 2016. – Vol. 75. – P. 47–53.

7. Quantitative relationship between earthworms’ sensitivity to organic pollutants and the contaminants’ degradation in soil: a meta-analysis / H. Chao, M. Sun, Y. Wu [et al.] // Journal of Hazardous Materials. – 2022. – Vol. 429. – Art. ID 128286.

8. Zubillaga, M. Phytotoxicity of biosolids compost at different degrees of maturity compared to biosolids and animal manures / M. Zubillaga, R. Lavado // Compost Science & Utilization. – 2006. – Vol. 14, № 4. – P. 267–270.

9. How earthworm density affects microbial biomass and activity in pig manure / M. Aira, J. Domínguez, S. Mato // European Journal of Soil Biology. – 2006. – Vol. 42, № 1. – P. 21–26.

10. Domínguez, J. Influence of bedding material on worm population dynamics and microbial activity during vermicomposting / J. Domínguez, M. Aira, M. Gómez-Brandón // Bioresource Technology. – 2010. – Vol. 101, № 11. – P. 3732–3737.

11. Jayakumar, V. Biodyanamics of epigeic earthworm Eudrilus eugeniae and Eisenia fetida during recycling of poultry waste amended with different organic food sources / V. Jayakumar, S. S. Murugan, S. Manivannan // International Archives of Applied Science and Technology. – 2018. – Vol. 9, № 4. – P. 46–51.

12. Martin, M. Labile carbon affects fecundity of Omodeoscolex divergens and Eudrilus eugeniae under pure and mixed culture vermicomposting / M. Martin, G. Eudoxie, G. Gouveia // Compost Science & Utilization. – 2020. – Vol. 28, № 1. – P. 1–15.

13. Hashemimajd, H. Study of structural changes in organic matter during the composting and vermicomposting of cow dung and filter cake using 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy / H. Hashemimajd, S. H. Jamaati-e-Somarin // Waste Management. – 2013. – Vol. 33, № 1. – P. 61–68.

14. Oriented regulation of earthworm production and compost quality by a degradable/non-degradable carbon ratio adjustment / M. Lin, J. Wang, H. Tang [et al.] // Journal of Environmental Management. – 2024. – Vol. 349. – Art. ID 119281.