Показательный опыт поставили в 1949 году в Новой Зеландии. На пастбище с исходно кислой почвой на всей площади провели известкование. В пяти местах на пастбище выпустили по 25 особей никодрилюс салигинозус - вида, который хорошо мирится не только с пастбищными условиями, но и с обработками почвы. Через четыре года площадки в местах выпуска стали отличаться более густой растительностью и более яркой зеленью. Через восемь лет границы освоенных червями площадок расширились примерно на 100 метров, выделяясь тем, что там лучше росла трава.
Урожай трав через пять лет после выпуска червей составлял 4420 фунтов на 1 акр, а в 40 метрах от них - 2540 фунтов (сухой вес за три укоса). Содержание кальция в слоях почвы тоже оказалось различным. Там, где червей не было, рассыпанная по поверхности известь и через пять лет оставалась в основном в самом верхнем слое почвы. Там, где расселились черви, они способствовали вовлечению извести в почву.
В Австралии, в Новом Южном Уэльсе, на пастбищах, где не было дождевых червей, накапливался слой растительных остатков и навоза толщиной около четырех сантиметров, который постепенно исчезал после экспериментального внесения дождевых червей никодрилюс салигинозус (за восемь лет популяция интродуцированных червей распространилась на 100 метров от мест выпуска).
На Ротэмстедской станции, где пастбища регулярно удобряли сульфатом аммония, исчезали дождевые черви, следствием чего было накопление слоя мертвых растительных остатков. Известкование обычно способствует повышению на 50 процентов численности интродуцируемых червей.
Интродукция навозников для мелиорации пастбищ
Как известно, на Австралийском материке до открытия его европейцами не было копытных млекопитающих.
Колонизация Австралии была связана с бурным развитием скотоводства и использованием обширных территорий, занятых травянистой растительностью, под пастбища.
Местная фауна оказалась неприспособленной к питанию навозом. Австралийские животноводы подсчитали, что ежедневно крупный рогатый скот оставляет на пастбищах около 200 миллионов лепешек навоза, не поддающегося воздействию местных навозников.
Накапливаясь в огромных количествах на поверхности почвы, крайне медленно разлагающиеся лепешки навоза, подсыхая, затрудняют рост травы и снижают производительность пастбищ.
В кучках навоза, особенно жидкого коровьего, в массе размножается кустарниковая муха, исключительно назойливая, изводящая повсеместно летом скот и людей не только на фермах, но и в городах. В северных частях материка к ней присоединяется завезенная жигалка вида хематобия эксигуа, причиняющая болезненные уколы.
Оба вида можно рассматривать как компоненты местного гнуса, снижающего работоспособность людей и продуктивность животноводства.
Австралийский почвенный зоолог Г.-Ф. Борнемисса предложил провести работу по интродукции навозников, питающихся экскрементами копытных, чтобы они способствовали освобождению пастбищ от навоза, удобрению почвы пастбищ и ликвидации массового размножения назойливых и кровососущих мух, развивающихся в навозе.
Среди навозников выбрали несколько перспективных видов, и особенно эффективным оказался навозник оптофагус газелла. Жуки этого вида быстро расселились на северо-востоке Австралии, за два года проникнув на 80 километров в глубь материка (в течение трех лет выпустили около 275 тысяч жуков). Жуки питаются навозом, зарывают его в землю, где в изготовленных родителями навозных шариках развиваются личинки (в результате происходит удобрение почвы!), незарытые остатки навоза жуки размельчают, они быстро сохнут, что делает их непригодными для развития мух. Даже в тех случаях, когда мухи развиваются, они оказываются много мельче и менее плодовитыми, чем выводящиеся на нетронутых жуками лепешках навоза.
Использование интродуцируемых навозников в Австралии - частный случай зоологической мелиорации почв, который служит достаточно убедительным примером.
Разумеется, при дальнейшей интродукции необходимо предусмотреть опасности заноса с интродуцируемыми почвенными беспозвоночными возбудителей заболеваний человека, гельминтов и других паразитов животных и растений. Опыт работы в Австралии с африканскими навозниками, где были приняты меры к получению стерильных яиц навозников, доказывает возможность такой карантинной обработки.
Интродукция отсутствующих на данной территории видов беспозвоночных-почвообразователей - технически самый простой и эффективный прием зоологической мелиорации почв.
Перспективны и другие, методы. Это известкование кислых почв для улучшения среды обитания беспозвоночныхкалькофилов, к которым относятся многие почвообразователи (дождевые черви, многоножки-кивсяки, мокрицы).
Это система обработок почвы, минимально нарушающих почву как среду. Это внесение компостов на таких стадиях разложения, когда они обогащены полезными почвенными беспозвоночными. И наконец, это разумное ограничениеприменения пестицидов, дефолиантов и других химических соединений, губительно действующих на почвенных животных и других полезных обитателей почвы.
Широкий экологический подход к системе земледелия, луговодства, лесоводства - предпосылка повышения биологической активности и плодородия почв.
Зоологические методы компостирования отходов
Использование биологических агентов для получения необходимых человеку продуктов - биотехнология - в центре внимания современной биологии, и, пожалуй, нет сейчас такой области биологической науки, которая не могла бы внести свой вклад в ее развитие. Этим своим положением биотехнология обязана прежде всего той роли, которую она во всевозрастающей степени играет в решении крупных задач народного хозяйства и медицины. В наш век, в условиях урбанизации и интенсификации потребления растительных ресурсов, одной из таких задач становится рациональное использование органических отходов как городского хозяйства (городской мусор, сточные воды), так и сельского (особенно навоз крупных свиноферм), ежегодные количества которых весьма внушительны.
Обезвреживание и утилизация этих отходов важны и с точки зрения такой остро стоящей ныне проблемы, как охрана окружающей среды.
Компостирование органических отходов основано на использовании совокупной деятельности различных групп микроорганизмов и беспозвоночных животных. Для компостирования отходы закладываются в бурты, где создается благоприятный для полезных организмов режим температуры и влажности. Чем труднее разлагается компостируемый субстрат или чем быстрее он слеживается по мере разложения, тем больше должно быть отношение соприкасающейся с открытым воздухом поверхности бурта с его объемом. Приняты обычно бурты размером около 3 метров в ширину и около 1,5 метра в высоту (длина зависит от размеров доступной для компостирования площади и количества вещества).
Навоз, отстой канализационных вод, городской органический мусор, навозная жижа и т. п. - все это быстро разлагающиеся субстраты, а добавляемые к ним медленно разлагающиеся вещества (торф, измельченная кора - отход деревообрабатывающей или целлюлозной промышленности и т. п.) служат адсорбентами первичных и вторичных продуктов разложения. Иногда в качестве адсорбента к компосту добавляют почву. Для поддержания требуемого режима компостирования бурты время от времени ворошат (для аэрации), иногда прогоняют через них воздух, а для увлажнения поливают водой или навозной жижей.
В процессе компостирования в буртах сперва происходит разрушение легко усваиваемых соединений - сахаров, полисахаридов, затем белков и гемицеллюлоз, медленнее всего разлагаются лигнин, дубильные вещества и т. п. Разложение сопровождается синтезом комплекса гумусовых соединений. В результате масса органического вещества уменьшается, компост обогащается азотом, гумусом, возрастает его зольность. Меняется и структура органических осадков: они размельчаются, и из них, в основном в результате деятельности беспозвоночных, образуются зернистые агрегаты.
В начале компостирования при окислении микроорганизмами легко доступного углерода внутри бурта в течение нескольких дней быстро возрастает температура (например, в буртах из городских отбросов - до 70 градусов Цельсия), которая затем, по мере использования соединений, легко усваиваемых микрофлорой, постепенно снижается. В это время деятельность животных внутри бурта исключена - там происходит естественная пастеризация субстрата; беспозвоночные могут заселять только самый поверхностный слой компоста.
На первых этапах компостирования в бурты проникают мелкие беспозвоночные, для которых исходный перерабатываемый материал представляет подходящую среду обитания. Это способные к полету насекомые, в основном двукрылые и жуки, переносимые ими нематоды или клещи и др. По мере понижения температуры внутри бурта до 20-25 градусов в него проникают многие мелкие членистоногие (панцирные клещи и коллемболы), мелкие кольчатые черви - энхитреиды и более крупные дожлевые навозные черви эйсения фетида. Эти черви месяца через два изрешечивают своими ходами весь бурт до самого основания, способствуя проникновению по ним мелких форм. При весенней закладке компостов осенью в них появляются и типично почвенные сапрофаги. Их деятельность завершает "созревание" компоста, основным компонентом которого становятся экскременты беспозвоночных.
