2023-09-14|閱讀時間 ‧ 約 6 分鐘

特殊波長紅光培育(人工補光照明技術)讓蚯蚓堆肥產量翻倍

    紅光已被證明可以為地球上的許多生物體帶來好處。這包括所有植物、各種細菌/微生物、魚、小動物、狗、馬、人類,還包括昆蟲、蝸牛和蠕蟲。作為陽光的天然成分,這不足為奇。

    光可以驅蟲嗎?

    然而,對於蚯蚓來說,紅光可能對它們有益,這似乎有點違反直覺,因為蚯蚓通常厭惡光。蠕蟲沒有眼睛,但它們的細胞與我們視網膜中的光敏感細胞相似。

    蠕蟲實際上會受到陽光直射的傷害,或者由於多種原因而避免陽光直射,其中包括:

    • 暴露在陽光下會導致它們的皮膚乾燥,使它們窒息(蠕蟲通過皮膚呼吸)並增加摩擦力,在運動時損壞它們的皮膚。
    • 從進化的角度來看,在開放的光線下會增加它們被雞和鳥類等捕食者看到的機會。它們的發展是為了避免這種風險。
    • 紫外光可以穿過蠕蟲的整個身體,因此,雖然我們人類只會被曬傷,但蠕蟲會受到危險的全身燒傷。

    基本上,自然陽光照射對蠕蟲來說是致命的,有多種方式。那麼為什麼紅光對蠕蟲有益呢?我們如何確定?這會對土壤和土壤中的植物產生什麼下游影響?

    紅光如何提高蠕蟲功能和拋物量

    陽光是一種寬譜光,包含從紫外線到彩虹所有顏色的波長,還有紅外線。紅光的光譜要窄得多,僅佔據很小的波長範圍。

    紅光下的蠕蟲迄今為止加工的有機物質最多,產生的蠕蟲鑄件也最多。與完全不接受光照的蠕蟲相比(這是大多數蚯蚓堆肥的標準),補充紅光的蠕蟲產生的鑄件多了 66%。

    標準白光似乎會產生總體負面影響,產量減少 30% 以上。綠光藍光對鑄件生產有積極影響,儘管不如紅光。不過,從蠕蟲的遷移率來看,它們在綠色和藍色下都感到不舒服,表現出最小的容忍度(它們想逃跑)。他們對深色和紅色表現出最強的耐受性。這表明蠕蟲在紅光下既舒適又高效,但在藍光下則感到壓力(並且高效)。它還表明,蠕蟲在黑暗中感到舒適,但黑暗並沒有最佳刺激。

    這項研究表明,好處肯定來自光的顏色,而不是產生的熱量(因為所有顏色的光產生相同的低熱量)。蠕蟲似乎從紅光中受益最多,而受到紫外線(或包含紫外線的光譜,如白光/陽光)的傷害最大。

    其他研究也顯示了類似的結果,蚯蚓要么因為紅光而效率更高,要么全部聚集到有紅光的區域(Wu HP et al., 2011. de Souza et al., 2005. Lopes KA et al. , 2009) 。蠕蟲只喜歡紅光。

    幾乎每種類型的光都對生物體產生生物效應。紫外線會導致曬傷,也會導致維生素 D 的產生,藍光會引發光合作用,也會造成視網膜損傷等。紅光主要刺激線粒體中能量 (ATP) 的產生( Tafur 等 2008。Begum等,2013。 Morimoto Y 等人,1994 年等)通過稱為細胞色素 c 氧化酶的呼吸酶。

    紅光對所有生物體都有益的原因是因為我們都有線粒體(植物、動物、細菌、真菌),並且它們的功能都或多或少相同。呼吸是生命最原始/主要的基礎之一……紅光相互作用以增強它。

    通過查看上面的等式,我們可以看到幾件事。紅光不僅會讓蠕蟲產生更多的能量(這樣它們就可以將更多的材料加工成蠕蟲鑄件),而且還會增加蠕蟲產生的二氧化碳總量。如果附近種植植物,這一點最為重要,因為二氧化碳可以顯著促進植物生長。因此,不僅蠕蟲排泄物本身可以改善植物生長(通過土壤質量),蠕蟲的呼吸還可以通過產生二氧化碳來改善植物生長。紅光增強了蠕蟲鑄件和二氧化碳的產生。

    蠕蟲如何產生優質土壤

    蚯蚓堆肥是一個將有機物分解成蠕蟲糞便的過程。它是由蚯蚓自然進行的,可以使用各種有機“飼料”來補充它,例如蔬菜皮、麵包、紙板和蛋殼。

    當有機物腐爛時,蠕蟲可以吃掉其上和土壤中生長的微生物。他們還可以直接吃很小的食物。有多種因素會影響蠕蟲處理堆肥的速度,例如:溫度、飼料類型、濕度、氧氣供應情況、蠕蟲種類、pH 值、害蟲和照明。

    通過該工藝生產的蠕蟲鑄件是一種富含礦物質的肥料和土壤改良劑,可以促進植物生長(發芽、根系、作物產量),改善整體土壤質量(通氣、微生物、水容量),甚至具有更廣泛的環境效益(van Groenigen )等人,2014)。

    僅使用純紅光 – 為了蠕蟲健康

    不建議僅使用任何紅光源來改善蠕蟲功能,因為大多數高功率燈會散發多餘的熱量。紅熱燈、白熾燈、高壓鈉燈、紅色鹵素燈和幾乎所有其他類型的紅光都屬於這一類。主要的例外是紅色 LED。

    LED 技術是目前最節能的照明技術。這基本上意味著它比其他類型的照明將更多的能量轉化為光。因此,LED 產生的熱量比其他燈泡少得多。這對於蠕蟲和蚯蚓堆肥尤其重要,因為您不想無意中加熱蠕蟲,這會產生負面結果。

    暫定蚯蚓堆肥照明建議

    以下是初步建議,如果您願意的話,可以作為起點,基於目前有限的可用研究。

    對於大規模蚯蚓堆肥,一系列高功率、僅紅色光譜、100w+ LED 燈(與通常用於“開花”的僅紅色植物生長燈相同)將是最佳選擇。燈應直接放置在蠕蟲箱活動部分的上方,高度足以使光線從一側覆蓋到另一側。

    對於小規模蚯蚓堆肥,最佳選擇是低功率 5 至 15 瓦紅色 LED 燈,放置在蠕蟲箱天花板中央。甚至像紅色聖誕燈或紅色 LED 面板之類的東西也可以。它可以全天使用,尤其是冬天的戶外垃圾箱。

    概括

    紅光開始被認為是蚯蚓堆肥的重要組成部分,可以使蠕蟲發揮最大功效。在最佳配置下,蜗杆鑄件的產量可能會增加一倍,這一潛力令人興奮。根據大小和深度,大型和小型蠕蟲箱有許多潛在的照明選項。我們需要蠕蟲養殖界進行更多的研究和實驗,看看哪種方法最有效。

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