黃粉蟲(chóng)在不同飼料比例下的泡沫降解率研究

徐世才，唐 婷，閆 宏，劉小偉

(延安大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，陜西 延安 716000)

黃粉蟲(chóng)Tenebrio molitor L.，又稱(chēng)黃粉甲、面包蟲(chóng)，屬鞘翅目擬步甲殼粉甲屬，是一種倉(cāng)庫(kù)害蟲(chóng)，分布于世界各地。由于其含有豐富的蛋白質(zhì)和多種氨基酸，人們常用它作為特種畜禽養(yǎng)殖的鮮活餌料和蛋白質(zhì)飼料添加劑，是一種應(yīng)用前景非常廣闊的資源昆蟲(chóng)。根據(jù)對(duì)黃粉蟲(chóng)營(yíng)養(yǎng)成分的分析表明，其蛋白含量、脂肪含量及脂肪中不飽和脂肪酸含量都很高，且氨基酸組分合理，富含多種維生素及有益微量元素，因而被列入優(yōu)良動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)保健品之列，也可作為提取高蛋白，幾丁質(zhì)的原料以及作為新興的昆蟲(chóng)食品，是理想的人工養(yǎng)殖飼料昆蟲(chóng)。由于其易于飼養(yǎng)，許多動(dòng)物園廣泛養(yǎng)殖，以其幼蟲(chóng)作為鳥(niǎo)等動(dòng)物的活飼料 (嚴(yán)善春，2001;陳晶等，2004)。目前許多單位開(kāi)發(fā)利用黃粉蟲(chóng)喂養(yǎng)蝎子、牛蛙等經(jīng)濟(jì)動(dòng)物，效果良好。黃粉蟲(chóng)作為一種高蛋白營(yíng)養(yǎng)源，經(jīng)過(guò)加工，還可以作為食用昆蟲(chóng)，國(guó)內(nèi)有關(guān)單位研究將黃粉蟲(chóng)制成復(fù)合氨基酸食品、飲料和藥品 (崔蕊靜等，1988)。近年來(lái)黃粉蟲(chóng)多飼養(yǎng)用于飼料、食品、保健品、化妝品等，更在日常生活中發(fā)現(xiàn)了黃粉蟲(chóng)可降解塑料泡沫，但目前國(guó)內(nèi)并沒(méi)有人確切的研究黃粉蟲(chóng)在保證不影響自身生長(zhǎng)發(fā)育速率的情況下，究竟最大能降解泡沫的百分率是多少。且實(shí)驗(yàn)中對(duì)黃粉蟲(chóng)排泄物進(jìn)行檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)為黑褐色物質(zhì)，將其進(jìn)行燃燒，并無(wú)泡沫燃燒時(shí)的刺激味出現(xiàn)，故認(rèn)為黃粉蟲(chóng)將泡沫進(jìn)行了徹底的降解，但降解為何種成分需進(jìn)一步探討研究。本實(shí)驗(yàn)以確切的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為支撐，旨在在以后的環(huán)境保護(hù)中，能最大限度的利用黃粉蟲(chóng)作為降解泡沫的益蟲(chóng)，并能最大限度的將廢物泡沫利用起來(lái)，實(shí)現(xiàn)變廢為寶，降低飼養(yǎng)黃粉蟲(chóng)成本。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)蟲(chóng)源:以延安大學(xué)生命科學(xué)院動(dòng)物學(xué)實(shí)驗(yàn)室繁育的黃粉蟲(chóng)為供試蟲(chóng)源，待成蟲(chóng)開(kāi)始產(chǎn)卵后，在接卵前1天的20∶00換上1張新的接卵紙，并在第2天的20∶00取出接卵紙，24 h內(nèi)接到的卵視為同齡卵，供試驗(yàn)使用。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

結(jié)合泡沫與麩皮的密度差異，考慮實(shí)驗(yàn)室條件，將飼料分成5組，分別為泡沫:麩皮 (1∶10)，(1∶8)，(1∶6)，(1∶4)，(1∶2)，5個(gè)飼料比例梯度，即保持泡沫質(zhì)量為1 g，將麩皮質(zhì)量依次設(shè)為10 g，8 g，6 g，4 g，2 g。每組 3個(gè)重復(fù)，增加一組空白對(duì)照，即只加10 g麩皮，不加泡沫。每個(gè)培養(yǎng)皿中放40頭黃粉蟲(chóng)，置于室溫下養(yǎng)殖。每個(gè)培養(yǎng)皿中放入少量相等質(zhì)量的白菜葉片，適當(dāng)噴水以保證濕度。飼養(yǎng)時(shí)用經(jīng)過(guò)太陽(yáng)暴曬過(guò)的的麩皮飼養(yǎng)。用恒溫光照培養(yǎng)箱 (GZP－250型，上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司生產(chǎn))控制光照為14 L∶10 D，相對(duì)濕度為 (70±5)%。

1.2.2 數(shù)據(jù)記錄

每7 d稱(chēng)量 (萬(wàn)分之一電子天平)一次各培養(yǎng)皿中黃粉蟲(chóng)的質(zhì)量和泡沫減少量，并計(jì)算各培養(yǎng)皿黃粉蟲(chóng)死亡數(shù)，計(jì)算每組平均重量及平均增重量，所有稱(chēng)量所得數(shù)據(jù)皆保留5位小數(shù)。泡沫降解率以從放蟲(chóng)進(jìn)去那天算起，到全部化蛹結(jié)束那天為止，這期間總的泡沫降解情況為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算。

每天8∶00、15∶00、22∶00觀察黃粉蟲(chóng)發(fā)育進(jìn)度，并做詳細(xì)記錄。統(tǒng)計(jì)各蟲(chóng)態(tài) (齡)的發(fā)育歷期。全世代發(fā)育歷期，均采用卵歷期+幼蟲(chóng)歷期+蛹?xì)v期 (徐汝梅，2005;徐世才等，2006)。

根據(jù)以上資料推測(cè)出黃粉蟲(chóng)在哪種比例飼料下對(duì)泡沫的降解最快且不影響生長(zhǎng)發(fā)育。

1.2.3 相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算方法

泡沫總分解率為分別累加每組每一次記錄的平均泡沫降解質(zhì)量再×100%，

泡沫總分解率=(M1+M2+M3+…+Mx)×100%

式中，Mx表示第x次觀測(cè)稱(chēng)量得到的泡沫降解質(zhì)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 黃粉蟲(chóng)不同飼料配比下的平均泡沫降解情況

根據(jù)各處理下黃粉蟲(chóng)降解泡沫的觀測(cè)情況，得出黃粉蟲(chóng)在不同飼料配比下的泡沫降解情況(圖1)。各個(gè)處理下都有黃粉蟲(chóng)對(duì)泡沫降解的明顯現(xiàn)象，各組的降解情況都是先上升后又降低的趨勢(shì)，降解質(zhì)量的上升是黃粉蟲(chóng)逐漸長(zhǎng)大的一個(gè)結(jié)果，之后降解質(zhì)量的降低與黃粉蟲(chóng)開(kāi)始進(jìn)入蛹期有關(guān)。

由于黃粉蟲(chóng)個(gè)體間的差異性，可能導(dǎo)致蟲(chóng)之間的齡期有差異，所以有些先進(jìn)入化蛹階段，故而泡沫降解質(zhì)量會(huì)先開(kāi)始下降，即泡沫降解質(zhì)量的最高點(diǎn)會(huì)不在同一時(shí)間，如飼料配比為 (1:10)的在第4次觀測(cè)時(shí)就達(dá)到最高， (1∶8)和(1∶2)的在第5次觀測(cè)時(shí)才達(dá)到最高，而剩下的(1∶6)和 (1∶4)在第6次觀測(cè)時(shí)才達(dá)到最大。

2.2 各組泡沫最終降解情況

圖1 不同飼料配比下黃粉蟲(chóng)平均泡沫降解情況Fig.1 Different feed ratio degradation of Tenebrio molitor under average bubble

表1是由新復(fù)極差法比較各組的差異顯著性所得的結(jié)果，從上表可知，飼料配比為(1∶6)下的泡沫降解率最大，為74.21%，且與各值都達(dá)到極顯著性差異。(1∶8)與 (1∶10)下的泡沫降解率無(wú)顯著性差異，分別為 49.26%和45.58%，(1∶10)下的泡沫降解率分別都與 (1∶4)和(1∶2)下的泡沫降解率都達(dá)到顯著性差異，(1∶4)與(1∶2)之間未達(dá)到顯著性差異，降解率分別為35.86% 和37.24%，(1∶6)與 (1∶2)和(1∶4)下的泡沫降解率都達(dá)到及顯著差異水平。

表1 不同飼料配比下泡沫降解率的差異顯著性比較Table 1 Bubbles under the different feed ratio comparison of degradation rate of significant difference

2.3 不同飼料配比下的黃粉蟲(chóng)體重平均增長(zhǎng)情況

根據(jù)對(duì)各處理下黃粉蟲(chóng)體重的測(cè)量情況，得出不同飼料配比下的黃粉蟲(chóng)體重增長(zhǎng)情況折線圖(圖2)，由上圖可以看出，空白對(duì)照組的黃粉蟲(chóng)的體重增長(zhǎng)情況是最好的，飼料配比為泡沫 ∶麩皮=(1∶6)下的體重增長(zhǎng)情況與之不相上下，其次為(1∶8)的情況好，再其次為(1∶10)的，再其次為(1∶4)的，最差為(1∶2)，說(shuō)明(1∶6)下的生長(zhǎng)情況與不加泡沫時(shí)的生長(zhǎng)情況無(wú)差別，即添加14.28%泡沫時(shí)對(duì)黃粉蟲(chóng)的正常生長(zhǎng)發(fā)育無(wú)不利影響;(1∶4)和 (1∶2)下的生長(zhǎng)情況最差，是由麩皮含量太少，無(wú)法滿(mǎn)足正常生長(zhǎng)所需營(yíng)養(yǎng)而至，與預(yù)期情況一致。第1次稱(chēng)重時(shí)各處理下黃粉蟲(chóng)體重增長(zhǎng)數(shù)并不高，前2次稱(chēng)量中蟲(chóng)的平均增重量上升并不明顯，甚至出現(xiàn)增重量下降的情況，這都是黃粉蟲(chóng)剛放進(jìn)各處理中不適應(yīng)新環(huán)境所致。之后第2次到第3次稱(chēng)重時(shí)體重持續(xù)上升。第4次稱(chēng)重之后各處理里的蟲(chóng)陸續(xù)進(jìn)入化蛹期，大蟲(chóng)化蛹，其余幼蟲(chóng)體重繼續(xù)增長(zhǎng)，但體重增長(zhǎng)陸續(xù)降低，最終在第七次也是最后一次稱(chēng)重時(shí)維持一個(gè)很小的變化范圍而幾乎保持均重不變。

圖2 不同飼料配比下的黃粉蟲(chóng)體重平均增長(zhǎng)情況Fig.2 Different feed proportioning of Tenebrio molitor lost an average of growth

2.4 不同泡沫比例下的黃粉蟲(chóng)實(shí)驗(yàn)種群生命表

不同飼料配比對(duì)黃粉蟲(chóng)的存活和繁殖均有明顯的影響，根據(jù)不同飼料配比下各發(fā)育期存活率和成蟲(chóng)繁殖力所得資料，并參考Harcount的方法，計(jì)算生命表參數(shù)，組建了黃粉蟲(chóng)在不同飼料配比下的種群生命表 (表2)。表中的起始卵數(shù)為假定數(shù)，各發(fā)育階段的死亡率為實(shí)際觀察值。性比假設(shè)為1/1(觀察值為0.99)。由于黃粉蟲(chóng)的個(gè)體間存在差異性，根據(jù)記錄結(jié)果推斷，挑選的幼蟲(chóng)中最早的有4齡幼蟲(chóng)，最晚的是6齡幼蟲(chóng)，故可統(tǒng)一從6齡開(kāi)始比較各處理下的幼蟲(chóng)發(fā)育歷期。

由表2可以看出，飼料配比對(duì)黃粉蟲(chóng)存活的影響因其所處發(fā)育階段不同而有所差別。在泡沫所占比例為33.33% 范圍內(nèi)，卵、幼蟲(chóng)、蛹、成蟲(chóng)的生存最適飼料比例區(qū)為14.28～20.00%，即在泡沫:麩皮=(1∶2)以下的范圍內(nèi)，卵、幼蟲(chóng)、蛹、成蟲(chóng)的生存最適飼料比例區(qū)為 (1∶6)～ (1∶4)，在該比例內(nèi)，卵的孵化率、幼蟲(chóng)的存活率、蛹的羽化率均相對(duì)較高;高泡沫比例對(duì)黃粉蟲(chóng)的影響程度明顯大于低泡沫比例的影響程度。在泡沫比例33.33% 時(shí)，即飼料比例為 (1∶2)時(shí)6齡幼蟲(chóng)的死亡率明顯高于其它齡期的幼蟲(chóng)。總體趨勢(shì)中8～11齡幼蟲(chóng)的存活率最高。

表2 不同泡沫比例下的黃粉蟲(chóng)實(shí)驗(yàn)種群生命表Table 2 Tenebrio molitor experimental population life table at different temperatures

3 結(jié)論與討論

本實(shí)驗(yàn)根據(jù)觀察記錄數(shù)據(jù)，得到黃粉蟲(chóng)在不同泡沫比例下的生長(zhǎng)情況，通過(guò)比較黃粉蟲(chóng)的體重增長(zhǎng)情況和黃粉蟲(chóng)在不同飼料配比下的泡沫降解率，以及通過(guò)建立黃粉蟲(chóng)實(shí)驗(yàn)種群生命表，從而找出黃粉蟲(chóng)的最適飼料比為泡沫∶麩皮=1∶6，即當(dāng)飼料中添加14.28% 泡沫時(shí)黃粉蟲(chóng)的生長(zhǎng)狀況以及對(duì)泡沫的降解情況是最優(yōu)的，這為環(huán)境保護(hù)提供一個(gè)理論數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)支持，從而在室內(nèi)大量飼養(yǎng)黃粉蟲(chóng)而擴(kuò)大黃粉蟲(chóng)的種群數(shù)量時(shí)，能最大限度的實(shí)現(xiàn)廢物利用，節(jié)約成本。

但本實(shí)驗(yàn)只是初步探究，無(wú)前人實(shí)驗(yàn)參照，且只是實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)，由于不同地區(qū)所處的地理環(huán)境不同，除溫度以外的其他因素如濕度 (吳書(shū)俠等，2009)、光照 (周文宗等，2006;杜高忠，2010)、養(yǎng)殖密度 (高莉紅等，2006;劉玉東等，2010)、氧氣濃度等也不同程度的影響著各個(gè)蟲(chóng)態(tài)(齡)的發(fā)育，國(guó)內(nèi)相關(guān)報(bào)道說(shuō)明黃粉蟲(chóng)的分齡、發(fā)育等與環(huán)境因素聯(lián)系比較緊密 (劉光華等，2001)，所以各地黃粉蟲(chóng)對(duì)泡沫的降解率不一致，實(shí)際運(yùn)用中還需進(jìn)一步探討總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。

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