Научные статьи
Химический состав дождевых червей и вермикультура
Химический состав дождевых червей и энхитреид, которые также являются объектами вермикультуры, исследуется главным образом экотоксикологами (Hartenstein et al, 1980; Martin, Coughtrey, 1982; Покаржевский, 1985; Криволуцкий, 1994; Edwards, Bohlen, 1996; Sheppard et al 1998) и поэтому, гораздо больше известно об элементном составе червей, чем о биохимическом. Но с возникновением интереса к вермикультуре появились публикации и о биохимическом составе червей (Sabine, 1983; Lofs-Holmin, 1985, Pokarzhevskii et al, 1997, 2003), хотя общий химический состав червей был известен и раньше (Laverack, 1963). Так как за редким исключением, данные о химическом составе червей опубликованы на английском языке, то для тех, кто занимается вермикультурой, они оказались относительно недоступны. В данной работе мы постараемся восполнить этот пробел.
Общий химический состав червей показан в сравнении с теми растительными остатками или навозом, которые используются в вермикультуре как субстрат (Табл.1).
Энергетическая ценность дождевых червей при этом примерно такая же, как у остальных компонентов субстрата их питания и колеблется в пределах 19,3-22,6 кДж/г сухой массы, тогда как у компонентов субстрата, за исключением бытового мусора, эта величина в пределах 15-26 кДж/г. У энхитреид этот показатель - 28,4, моллюсков – 20,6-21, млекопитающих 18,5-28,5 кДж/г.
Содержание основных химических элементов в организме дождевых червей подобно тому, что известно для других групп животных в зоокультуре, хотя содержание фосфора и кальция в них ниже, чем в млекопитающих (Табл.2).
Следует указать, что содержание серы в животных сильно зависит от содержания этого элемента в субстрате или пище, тогда как в отношении других макроэлементов наблюдается относительное постоянство их концентрации (Покаржевский, 1985; Покаржевский, Гордиенко, 1988). Особенно это касается углерода, азота и фосфора.
Важнейшую роль в оценке дождевых червей как кормового объекта играет знание их аминокислотного состава. Содержание аминокислот в дождевых червях заметно различается от вида к виду (Табл.3), но по этому показателю они близки к белку ФАО и тем более к мясу (Табл.4). Существенно, что черви являются белковыми телами в почве, где содержание аминокислот достаточно невелико и ниже, чем в экскрементах диких животных и подстилке (Табл. 5).
Концентрации галогенов, за исключением фтора, плохо исследованы в дождевых червях. Концентрация хлора в дождевых червях отобранных в «чистых» почвах колеблются в пределах 975-2860, брома – 4,4-93,2, фтора – 1,5-110 и иода – 0,24-0,83 мг/г сухой массы. Для сравнения, в наземных моллюсках концентрация хлора – 490-2585; брома – 4,4-97,4; фтора – 3,9-187 и иода – 0,22-0,44 мг/г сухой массы (Pokarzhevskii, Zhulidov, 1995). Концентрации брома и фтора заметно зависят от содержания этих элементов в окружающей среде, также как и других микроэлементов.
То что дождевые черви живут в среде бедной белками и аминокислотами заставляет их пропускать через себя огромные количества почвы и органических остатков (Edwards, Bohlen, 1996) и вместе с ними заметные объемы и тяжелых металлов и ксенобиотиков, если субстрат загрязнен ими.
Дождевые черви хорошо исследованы с точки зрения их микроэлементного состава и аккумуляции элементов-токсикантов в своих телах (Martin, Coughtrey, 1982; Покаржевский, 1985; Greig-Smith et al, 1992; Edwards, Bohlen, 1996). Можно говорить только о нижних уровнях концентрации микроэлементов в телах дождевых червей, так как при попадании червей в среду, загрязненную микроэлементами, они достаточно легко аккумулируют их в своих тканях, в силу указанных выше обстоятельств. Например, концентрация марганца в L.terrestris даже на заповедных территориях может колебаться в зависимости от места сбора, от 68 до 127 мг/кг сухой массы, меди - от 50 до 69, цинка - от 172 до 320, молибдена – от 1,5 до 3,1, кобальта – от 5,8 до 6,2 мг/кг сухой массы. Содержание железа в дождевых червях от 200 мг/кг у почвенных дождевых червей до 1450 мг/кг у E.fetida (Покаржевский, 1985). Загрязнение резко увеличивает концентрацию микроэлементов в телах червей фактически на порядок, а иногда и на порядки. В первую очередь это касается свинца и кадмия (Martin, Coughtrey, 1982; Покаржевский, 1985). Органические загрязнители также интенсивно аккумулируются в организме дождевых червей, что рассмотрено в ряде монографий и сборников (Greig-Smith et al, 1992; Donker et al 1994; Edwards, Bohlen, 1996; Sheppard et al 1998).
Краткий обзор химического состава дождевых червей и субстратов для их выращивания не претендует на полноту и призван только показать, что продукт, получаемый в виде дождевых червей, может быть использован как корм или источник определенных веществ. Аккумуляция тяжелых металлов или органических ксенобиотиков при культивировании червей на загрязненных субстратах не является препятствием для вермикультуры, так как методы очистки позволяют получить препараты, соответствующие нормам, но при этом черви способствуют уменьшению объема загрязненных субстратов.
Исследование поддержано грантами РФФИ 99-04-48577 и 03-05-64127
Литература
Александрова Л.Н. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации. Л.:Наука. 1980. 287 с.
Криволуцкий Д.А. Почвенная фауна в экологическом контроле М.:Наука, 1994,. 272 с.
Покаржевский А.Д. Геохимическая экология наземных животных. М., Наука, 1985. 300 с.
Покаржевский А.Д., Гордиенко С.А. Миграция серы через популяции почвенных животных // Экотоксикология и охрана природы М:,Наука 1988 С.166-169
Томме М.Ф., Мартыненко Р.В. Аминокислотный состав кормов. М.: Колос. 1972. 288 с.
Donker M., Eijsackers H., Heimbach F. (eds) Ecotoxicology of soil organisms. Lewis. Boka Raton. 1994. 470 pp.
Edwards C.A., Bohlen P.J. Biology of earthworms. London, Chapman & Hall, 1996. 426 pp.
Greig-Smith P.W., Becker H., Edwards P.J., Heimbach F. (Eds) Ecotoxicology of earthworms Andower, Intercept, 1992. 269 pp.
Hartenstein R., Leaf A.L., Neuhauser E.F., Bickelhaupt D. Composition of earthworm Eisenia foetida and assimilation of 15 elements from sludge during growth.//Comp.Biochem.Physiol. 1980. Vol.66. N 2. P.187-192.
Laverack M.S. The physiology of earthworms. Oxford. Pergamon press. 1963. 206 pp
Lofs-Holmin A. Vermiculture. Swedish Univ. Agric. Sci. Dept. Ecology and Environ. Research (Rap. 20). Uppsala 1985. 70 p.
Martin M.H., Coughtrey P.J. Biological monitoring of heavy metal pollution. London. N.Y.: Applied Science Publ. 1982. 475 pp.
Pokarzhevskii A.D. Van Straalen N.M. Zaboev D.P. and Zaitsev A.S. Microbial links and element flows in nested detrital food-webs. // Pedobiologia 2003 Vol.47. P. 213-224
Pokarzhevskii A.D., Zaboyev D.P., Ganin G.N., Gordienko S.A. Amino acids in earthworms: are earthworms ecosystemivorous? //Soil Biol. Biochem.1997, Vol.29 No 3/4 P.559-567
Pokarzhevskii A., Zhulidov A. Halogenes in soil animal bodies: a background level. // Contaminated soil’95. Amsterdam. Kluwer Academic Publishers. 1995. P. 403-405.
Sabine J.R. Earthworms as a source of food and drugs. // Earthworm ecology London, Chapman & Hall, 1983. pp.285-296.
Sheppard S.C., Bembridge J.D., Holmstrup M., Posthuma L. (Eds) Advances in earthworm ecotoxicology. Pensacola, SETAC, 1998. 472 p.
Источник: Материалы II научно-практической конференции "Дождевые черви и плодородие почв"
|
Статистика по сайту 
