Toprak solucanları hayvansal ve bitkisel kaynaklı organik maddelerle beslenmektedir. Kullanım yaygınlığı sırasına göre; sığır, tavuk, at, ördek, hindi, domuz ve tavşan dışkıları solucanlara besin olarak verilebilmektedir. Bunun dışında bitkisel üretim artıkları (hasat sonrası tarlada kalan artıklar) evsel atıklar, kağıt, talaş, sebze ve meyve kabukları v.b. gibi organik maddeler solucanların önemli besin kaynaklarını oluşturmaktadır.
Et ve süt ürünleri, yağ, tuz ve kemik bulunan organik atıklar ile inorganik maddeler solucanlara besin maddesi olarak verilmemelidir. Çünkü et ve süt ürünleri ile kemik parçaları solucanlar tarafından sindirilmesi çok zor olan maddelerdir bu nedenle yeterli düzeyde beslenemezler. Böylece solucanların gelişimleri durur, yavru ve vermikompost oluşturma hızı yavaşlar. Solucanlar deri solunumu yaptıklarından besin ortamlarındaki yağ, derilerindeki gözenekleri tıkayarak solunumu engeller. Tuzlu besin maddeleri solucanların, normalden daha fazla sölom ve mukus salgılamalarına neden olarak bir süre sonra tüm sıvılarını kaybetmelerine yol açabilmektedir. İnorganik maddeler ise toksik etki göstererek solucanların ölmelerine neden olmaktadır.
Solucanlara verilecek besin maddelerinin fiziksel ve kimyasal yapıları da çok önemlidir. Çünkü solucanlar bu maddeler içerisinde aylarca yaşarken bir yandan da beslenmektedirler. Dolayısıyla solucan yataklarına eklenecek besin maddelerinin pH, tuzluluk, amonyak ve nem düzeyleri gibi kimyasal ve fiziksel özellikleri solucanların sadece beslenmelerini değil aynı zamanda yaşam ortamlarının kalitesini de etkilemektedir. Yapılan çeşitli araştırmalarda E. fetida için ideal olan yaşam ve besin ortamı koşullarının; sıcaklık aralığı 15-24 C˚, nem düzeyi % 60-90, amonyak düzeyi 0.5 mg/g‟ dan düşük, tuz miktarı 0.5mg/kg‟ dan az, pH‟ı 5-9 arasında ve oksijence zengin olması gerektiği saptanmıştır.
Toprak solucanları kullanılarak kompost üretimi (vermikomposting), açık alanlarda basit yığınlarda (windrow), kasalarda (container) veya otomasyonlu kapalı kompleks sistemlerde (continuous flow reactor) yapılabilmektedir. Üretimden sorumlu toprak solucanlarının optimum koşullarda yaşatılması, vermikompostun kalite ve verimliliğini etkileyen en önemli unsurdur (Neuhauser ve ark., 1988). Dolayısıyla, koşulların kontrolünün sağlanabileceği, üzeri ve yanları kapalı olan, beton zeminli alanlar üzerinde yığın yaparak veya çeşitli niteliklerdeki kapalı kasalarda başarılı bir üretim yapılabilmesi mümkündür. Sınırları en çok 2.4 metre olarak belirlecek zemine ya da kasalara 10-15 cm kalınlığında besin maddesi konarak solucan yatağı oluşturulur. Bu alana, metrekareye 10.000 – 15.000 adet civarında solucan yerleştirilmesi uygun görülmektedir (Sun, 1993). Yapılan gözlemlere göre, solucanlar bir taraftan beslenirken diğer taraftan dışkılarını yataklara bıraktıkları, birkaç gün içerisinde de ortamdaki besini tükettikleri görülmüştür. Yığın yüksekliği 1 metre oluncaya kadar her 10 günde bir 7 – 10 cm kalınlığında taze besin eklenerek solucanların besin ihtiyacı giderilirken tabakalar halinde solucan gübresi yığının alt kısımlarında biriktirilmektedir. Yaklaşık 12 haftalık bir süreden sonra yığınının üst kısmına yeniden taze besin konarak solucanların burada toplanmaları sağlanır ve bu kısım solucanlarla birlikte alınarak yeni oluşturulacak yataklara aktarılır. Eski yatakta bırakılan olgunlaşmış vermikompost açık havada beton bir zemin üzerinde 5 cm kalınlığında serilerek nem düzeyi % 30 civarına düşünceye kadar kurutulur. Buradan sonra 3mm‟ lik eleklerde elenerek kullanıma hazır hale getirilir.
Vermikültür ve Vermikompostun Tarım ve Toprak Üzerine Etkileri
Solucanlar, toprağın yapısını, verimliliğini ve bitki üretimini önemli ölçüde etkilemektedirler. Beslenmeleri ve galeri açma aktiviteleri yoluyla toprağın dengesini olumlu yönde geliştirebilir, suyun toprağa nüfuzunu artırabilir, yüzeye uygulanan organik madde, kireç ve gübrelerin toprakla karışımını hızlandırabilir, gözenekliliği artırabilirler. Bunun yanında bitki kök gelişimini destekledikleri, kök hastalıkları oranını önemli ölçüde düşürdükleri, çayır ve ürün rekoltesi ile tahıl kalitesini artırdıkları gerek laboratuvar, gerekse arazi koşullarında yapılan çalışmalarla kanıtlanmıştır. Birçok ülkede, topraklara solucanlar aşılanmasının, çayır verimini %10 ila %75 arasında değişen oranlarda, tahıl bitkilerinin gelişimini %39, tohum rekoltesini %35, tohumun azot içeriğini %12 oranında artırdığı belirlenmiştir. Ayrıca yapılan sera çalışmalarında, bitki verimini belirgin şekilde etkiledikleri, bunun yanında buğday ve yonca kalitesini artırdıkları saptanmıştır. Örneğin tahıl ve yonca bitkisi biyokütlesini, sırasıyla %39 ve %21 oranında artırdığı görülmüştür. Yine bu türün tohum rekoltesini %35, tohum azot içeriğini %14 oranında artırdığı saptanmıştır. Ayrıca toprak solucanlarının topraktaki azot çevriminde önemli rol oynadıkları bilinmektedir.
Birçok ülkede toprak asiditesi önemli bir sorundur. Amonyum temelli azotlu gübrelerin kullanımı ve azot bağlayan legüminozlar toprak asitleşmesini önemli ölçüde artırmaktadırlar. Bu asitleşmeyi dengelemek için çiftçiler tarafından toprak yüzeyine kireç uygulanmaktadır. Fakat bu kirecin, asıl gereksinim duyulan bölge olan kök bölgesine nüfuz etmesi genellikle yavaş olmaktadır. Yeni Zelanda ve Avustralya gibi ülkelerde yapılan çalışmalar, bazı toprak solucanı türlerinin, kirecin toprağa nüfuzunu ve dolayısıyla toprak pH‟sını artırma potansiyeline sahip olduğunu göstermiştir. Toprak solucanlarının yüzeye uygulanmış kirecin nüfuzunu önemli ölçüde artırma ve toprak asitleşmesini iyileştirme yetenekleri kanıtlanmıştır.
Az miktarda kullanıldıklarında bile bitkilerin gelişmelerini önemli ölçüde artıran vermikompost gerek çiçekçilikte gerekse meyve ve sebze yetiştiriciliğinde etkin bir şekilde kullanılmaktadır. Vermikompost toprağa kazandırdığı besin elementleriyle bitkilerin yalnız sağlıklı, kaliteli ve verimli olmalarını sağlamakla kalmaz, hümik asit ve büyüme hormonlarıyla gelişmelerini de düzenler. Daha da önemlisi mikrobiyal aktivite ve mikrobiyal biyomass düzeylerini artırarak toprak verim ve kalitesinin artışını sağlar. Ayrıca toprak kaynaklı hastalıkların ve zararlıların tahribatını önlemektedir.
Vermikompostun içindeki bitki besin elementlerinin % 97‟ si özellikle N, P ve K bitki tarafından doğrudan alınabilir formdadır. Buna bağlı olarak vermikompostta, zengin üst topraktan kullanılabilir formdaki azot miktarının 5 kat, potasyum miktarının 7 kat, kalsiyum miktarının ise 3 kat daha fazla olduğu açıklanmıştır.
Vermikompost bitkilerin gelişimleri için toprakta olması gereken besin elementlerini sağlaması ve zenginleştirmesinin yanı sıra pH, EC, havalanma, su tutma kapasitesi, partikül büyüklüğü, agregatlaşma gibi fiziksel ve kimyasal özelliklerini düzenlemektedir. Organik atıkların solucanlar kullanılarak kompostlanması ile elde edilen ürünün topraklara uygulanması ile başta biyolojik özellikleri olmak üzere yapısı önemli ölçüde düzeltilebilmektedir.
Vermikompost, solucanların sekresyonları ile kazandığı nitelikler sayesinde bitkilerin gelişmesinde önemli rol oynamaktadır. Yapılan bir çalışmada vermikompost uygulanmış topraklarda azot fixe eden bakteriler, mikorizal mantarlar ve aktinomisetlerin sayısında artış olduğu, buna bağlı olarak topraktaki azot miktarının yükseldiği ifade edilmiştir.
Domates yetiştirilen topraklarda vermikompost uygulandığında toprak fiziksel yapısının olumlu yönde değiştiği, organik karbon, N, P, K,Ca, Zn, Mn miktarlarında artış olduğunu ifade etmişlerdir.
Vermikompost ve kum karışımlarının turp bitkisi gelişimi üzerindeki etkisinin araştırdığı bir çalışmada, vermikompostun uygulama miktarıyla hasat ağırlığının doğrusal orantılı olarak arttığını saptamışlardır. Buna göre %100 vermikompost uygulanan topraklardan, % 10 vermikompost karışımı uygulananlara oranla 10 kat daha fazla ürün alındığını açıklamışlardır.
Yapılan bir başka çalışmada, vermikompost, kimyasal gübre ve geleneksel kompost uygulamalarının buğday bitkisinin bulunduğu ortamda mikrobiyal solunum ve biyoması üzerine etkilerini araştırmışlardır. Araştırma sonuçlarına göre, vermikompostun diğerlerine kıyasla daha etkili bir besin kaynağı oluşturduğunu ve daha yüksek mikrobiyal solunum ve biyomasa neden olduğunu bildirmişlerdir. Tuzlu çeltik tarlalarında yapılan bazı çalışmalarda, vermikompostun topraktaki organik madde, organik karbon, toplam azot ve organik karbon miktarlarını artırdığını, pH‟ı düzenlediğini ve bunlara bağlı olarak ürün artışı sağlandığı belirtilmiş, 4900 kg/ha vermikompost uygulaması sonucu, 4975 kg/ ha çeltik hasat edilebilmektedir.
Farklı oranlarda karıştırılmış vermikompost uygulanan kadife çiçeğinin 121 gün boyunca gelişiminin takip edildiği araştırma neticesinde %30 ve % 40 oranında vermikompost karışımı uygulamasının, kontrol ve diğer karışımlara göre çok daha iyi sonuç verdiği saptanmıştır.
E. fetida’dan elde edilen vermikompostun içeriğindeki hümik asitin, mısır bitkisinin gelişimine yaptığı katkıyı inceledikleri çalışmalarında, bitki gelişiminin hormon uygulanmış bitkilerdeki gelişme düzeyinde gerçekleştiğini açıklamışlardır.
Domates ve marul tohumlarının vermikompost kullanılarak çimlendirilmesi ile ilgili çalışmalarda, büyükbaş hayvan gübresi ile vermikompost karşılaştırılmıştır. Sonuçta vermikompostun bitki büyüme gelişimi üzerindeki etkileri nedeniyle büyükbaş hayvan gübresine kıyasla daha iyi netice alındığı ifade edilmiştir.
Toprak Solucanları ve Vermikompostun Bitki Hastalık ve Zararlılarını Baskılama Etkisi
Yapılan araştırmalar, vermikompost uygulanan topraklarda yetiştirilen bitkilerin, hastalık ve zararlılara karşı daha dirençli olduğunu göstermektedir. Vermikompostun bitkiler üzerindeki antibakteriyel ve antifungal etkisi özellikle solucanların çeşitli nedenlerle vücutlarından dışarı salgıladıkları sölom sıvısından kaynaklanmaktadır. Aylarca bulundukları ortama dolayısıyla vermikomposta karışan sölom sıvısının yapısında bulunan aglütinin, fetidin, lumbricidin ve kitinaz gibi enzimler ve proteinler, bazı fungus, bakteri ve yapısında kitin maddesi bulunan zararlılara karşı etki göstermekte, böylece birçok hastalığın ve zararlının olumsuz etkisini zayıflatmaktadır.
Toprak solucanları tarafından kompostlaştırılan organik maddelere, çeşitili sıvılar, enzimler, vitaminler, proteinler, kokonlar, çeşitli nedenlerle ölen yaşlı ve yavru solucanların karışmasıyla vermikompost karakteristik yapısına kavuşmaktadır. Bu yapının önemli özelliklerinden biri de solucanların bağırsaklarında yaşayan çok sayıda mikroorganizmanın vermikompostun yapısına katılmasıdır. Böylece vermikompost uygulanan toprakların kimyasal ve fiziksel özelliklerinde iyileşme ile birlikte toplam mikroorganizma, azot bağlayan bakteriler ile simbiyotik mikorizaların sayısında çoğalma meydena gelmektedir. Böylece toprak patojenlerinin populasyonlarında baskılanma söz konusu olmaktadır.
Toprak solucanlarının antimikrobiyal özellikteki sekresyonlarının ve vermikompostun sahip olduğu fiziksel, kimyasal ve biyolojik özelliklerinin önemli bazı toprak kökenli hastalıklara karşı baskılayıcı etkisi, yapılan bir çok saksı denemelerinde de ortaya konmuştur.
Yapılan bir çalışmada domates bitkisinde enfeksiyona neden olan Fusarium oxysporum lycopersici fungusuna karşı toprağa vermikompost uygulanmasının, hastalığın ilerlemesinde baskılayıcı etki gösterdiğini ifade edilmiştir. Araştırıcı çalışmasında ısıyla steril edilmiş veya çeşitli kimyasallarla dezanfekte edilmiş vermikompostun bu etkiyi gösteremediğini saptamıştır. Bu durum vermikompostun antimikrobiyal aktivitesinde biyotik nedenlerin önemli rol oynadığını göstermektedir. Edwards ve arkadaşları yaptıkları bir başka çalışmada, farklı oranlarda vermikompost uygulamasının toprak kaynaklı hastalık etmeni olan Pythium, Rhizoctonia ve Verticillum üzerindeki baskılayıcı etkisini saptamışlardır. Araştırıcılar aynı zamanda vermikompostun, nematod, artropod ve böceklere( aphid ve Acalymma vittatum) karşı da etkili olduğunu ifade etmişlerdir.Toprak solucanlarının hamur haline getirildikten sonra çeşitli bakteri ve funguslar üzerinde yaptıkları laboratuvar çalışmalarında, Escherichia coli, Salmonella abony, Bacillus subtilis, Staphylocococus aureus ve Klebsiella pnuemoniae bakterileri ile Candida albicans, Aspergillus niger, Aspergillus flavus ve Penicillum notatum funguslarına karşı antimikrobiyal aktivite tayini yapmışlardır. Çalışma sonucunda söz konusu solucandan elde edilen hamurun, çalışmada kullanılan tüm bakteri ve funguslarda bakteriostatik etki gösterdiğini saptamışlardır.
Başka bir çalışmada toprak solucanlarının bağırsak ekstraktı, vücut duvarı ekstraktı ve sölom sıvısı ile yaptığı bir çalışmada, söz konusu ekstraktların bitkilerde hastalık etmeni bakterilerden Xanthomonas campestris, Ralstonia solanacearum ve Erwinia carotovora; funguslardan Fusarium oxysporum üzerinde önemli ölçüde üremeyi önleyici etkisinin olduğunu ifade edilmiştir.