發(fā)酵豬糞對黑水虻轉(zhuǎn)化率的影響及黑水虻幼蟲和蟲沙營養(yǎng)成分測定

楊樹義，李衛(wèi)娟，劉春雪，胡文鋒

(1.太倉安佑生物科技有限公司，江蘇太倉 215437；2.安佑生物科技集團(tuán)股份有限公司，江蘇太倉 215437；3.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，廣東廣州 510642)

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發(fā)酵豬糞對黑水虻轉(zhuǎn)化率的影響及黑水虻幼蟲和蟲沙營養(yǎng)成分測定

楊樹義1，李衛(wèi)娟2，劉春雪2，胡文鋒3*

(1.太倉安佑生物科技有限公司，江蘇太倉 215437；2.安佑生物科技集團(tuán)股份有限公司，江蘇太倉 215437；3.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，廣東廣州 510642)

研究了發(fā)酵豬糞與新鮮豬糞對黑水虻轉(zhuǎn)化率的影響，并對新鮮豬糞飼養(yǎng)的黑水虻幼蟲及蟲沙的營養(yǎng)成分進(jìn)行了測定。結(jié)果表明，發(fā)酵豬糞與新鮮豬糞對黑水虻轉(zhuǎn)化率的影響不顯著。新鮮豬糞飼養(yǎng)的黑水虻幼蟲粗蛋白及粗脂肪的含量分別為40.2%和33.7%，含有豐富的氨基酸及脂肪酸。轉(zhuǎn)化后殘?jiān)挠袡C(jī)質(zhì)含量為71.88%，總氮含量為2.32%，總磷(以P2O5計(jì))含量為5.19%，總鉀(以K2O計(jì))含量為1.25%，pH為7.3，符合有機(jī)肥料標(biāo)準(zhǔn)。

黑水虻；豬糞；幼蟲；蟲沙

隨著畜牧業(yè)的發(fā)展壯大，我國每年都會產(chǎn)生大量的畜禽糞便。豬糞便中含有大量未消化的蛋白、鈣、磷、鉀以及某些微量元素、維生素等。直接還田通常會由于糞便發(fā)酵產(chǎn)熱造成燒苗現(xiàn)象，另外施用過多糞便也會對環(huán)境造成污染。采用堆肥法或蚯蚓處理法也存在一定的弊端。堆肥法歷時(shí)較長，在堆肥過程中需要進(jìn)行翻堆，堆肥過程中會造成部分營養(yǎng)物質(zhì)的流失，翻堆堆肥系統(tǒng)中產(chǎn)生的厭氧區(qū)是產(chǎn)生甲烷的主要原因。蚯蚓處理法的弊端在于當(dāng)溫度高于35 ℃時(shí)，蚯蚓會死，若溫度未達(dá)到，則不能有效控制病原菌[1]，蚯蚓腸道中的反硝化菌會導(dǎo)致蚯蚓堆肥系統(tǒng)中N2O升高。

生物轉(zhuǎn)化是指將有機(jī)固體廢棄物通過黑水虻取食轉(zhuǎn)化成昆蟲生物量及其他產(chǎn)物的過程[2]。黑水虻在昆蟲分類學(xué)上隸屬雙翅目水虻科，原產(chǎn)于美洲，是一種營腐生性昆蟲，在畜禽糞便及其他有機(jī)固體廢棄物處理中具有重要作用[3]。黑水虻幼蟲可以減少約50%的畜禽糞便[4]，降低糞便中氮含量及大腸桿菌的數(shù)量[5-6]，轉(zhuǎn)化后獲得的黑水虻幼蟲含有豐富的蛋白質(zhì)，含量高達(dá)42%，是畜禽或魚類養(yǎng)殖良好的飼料蛋白源。筆者研究了發(fā)酵豬糞與新鮮豬糞對黑水虻轉(zhuǎn)化率的影響，并對新鮮豬糞飼養(yǎng)的黑水虻幼蟲的營養(yǎng)成分和蟲沙營養(yǎng)價(jià)值進(jìn)行了測定。

1　材料與方法

1.1材料黑水虻蟲卵和發(fā)酵劑，由安佑微生物研究所提供；豬糞，由太倉種豬場提供；飼養(yǎng)盒，購自江蘇鹽城永佳塑業(yè)有限公司；人工飼料為安佑102乳豬料。

1.2卵孵化將黑水虻蟲卵置于人工飼料上方2～5 cm處的防蠅網(wǎng)上，置于30 ℃恒溫恒濕箱中(濕度80%)孵化。

1.3預(yù)發(fā)酵豬糞對黑水虻轉(zhuǎn)化率的影響取新鮮豬糞，按照2‰的比例接種發(fā)酵劑，室溫發(fā)酵2 d。

將孵化后的100 g 6日齡幼蟲分別投至7.5 kg發(fā)酵的豬糞及新鮮豬糞中，飼養(yǎng)10 d后分離蟲體和蟲沙，稱量蟲體質(zhì)量，計(jì)算干物質(zhì)轉(zhuǎn)化率[7]。

1.4新鮮豬糞飼養(yǎng)的黑水虻幼蟲的營養(yǎng)成分測定分離新鮮豬糞飼養(yǎng)的黑水虻幼蟲，清水沖洗殘?jiān)笪⒉ǜ稍镏了?0%以下，粉碎后測定水分(GB/T 6435—2014)、灰分(GB/T 6438—2007)、粗蛋白(GB/T 6432—1994)、粗脂肪(GB/T 6433—2006)、氨基酸(GB/T 18246—2000)和脂肪酸(GB/T 17377—2008)。

1.5蟲沙的營養(yǎng)成分測定新鮮豬糞飼養(yǎng)的黑水虻幼蟲經(jīng)分離后的殘?jiān)礊橄x沙。隨機(jī)抽取500 g蟲沙混合，按照有機(jī)肥標(biāo)準(zhǔn)(NY 525—2012)測定水分、有機(jī)質(zhì)、總氮、總磷(P2O5)、總鉀(K2O)和pH。

2　結(jié)果與分析

2.1預(yù)發(fā)酵豬糞對黑水虻轉(zhuǎn)化率的影響試驗(yàn)表明，黑水虻轉(zhuǎn)化率為23%，新鮮豬糞組黑水虻轉(zhuǎn)化率為28%，預(yù)發(fā)酵豬糞組與新鮮豬糞組黑水虻轉(zhuǎn)化率差異不顯著，即豬糞發(fā)酵與否不會影響黑水虻對豬糞的消化吸收。轉(zhuǎn)化過程中臭味明顯減少，轉(zhuǎn)化后的豬糞疏松無臭味。

2.2新鮮豬糞飼養(yǎng)的黑水虻幼蟲的營養(yǎng)成分將分離獲得的黑水虻幼蟲在微波爐中干燥至水分10%以下，粉碎后測定其營養(yǎng)成分。從表1～2可以看出，黑水虻粗蛋白占干基質(zhì)的40.6%，粗脂肪占干基質(zhì)的33.7%，含17種不同的氨基酸。從表3可以看出，黑水虻幼蟲脂肪酸種類繁多，飽和脂肪酸中以月桂酸(24.84%)和棕櫚酸(13.88%)為主。不飽和脂肪酸中單不飽和脂肪酸主要是油酸(22.42%)，多不飽和脂肪酸主要是亞油酸(24.41%)。

表1　黑水虻幼蟲(干燥)的營養(yǎng)成分分析

表2　黑水虻幼蟲的氨基酸分析

表3　黑水虻幼蟲的脂肪酸組成

2.3蟲沙的營養(yǎng)成分取新鮮豬糞經(jīng)黑水虻轉(zhuǎn)化后的殘?jiān)?蟲沙)分別測定水分、有機(jī)質(zhì)、總氮、P2O5和K2O含量。由表4可知，蟲沙營養(yǎng)豐富，有機(jī)質(zhì)含量高達(dá)71.88%，總養(yǎng)分(N+ P2O5+ K2O)含量為8.76%，pH為7.3，符合有機(jī)肥標(biāo)準(zhǔn)。蟲沙水分含量較高，可通過調(diào)節(jié)料層厚度、室內(nèi)空氣流動及后續(xù)風(fēng)或烘干等方式解決。

3　 討論

該試驗(yàn)中黑水虻對新鮮豬糞和預(yù)發(fā)酵豬糞的取食轉(zhuǎn)化率的影響不顯著，表明豬糞發(fā)酵與否不影響黑水虻轉(zhuǎn)化率。新鮮豬糞中含有大量未被消化的營養(yǎng)物質(zhì)，黑水虻通過口器攝食進(jìn)入腸道消化吸收來實(shí)現(xiàn)蟲體的增長。發(fā)酵豬糞中微生物生長消耗部分營養(yǎng)物質(zhì)，產(chǎn)生活性代謝產(chǎn)物，使豬糞中的病原微生物和臭味減少，但黑水虻轉(zhuǎn)化率與新鮮豬糞組相比略低，可能與營養(yǎng)物質(zhì)的消耗有關(guān)。

表4黑水虻轉(zhuǎn)化豬糞后產(chǎn)生的蟲沙的營養(yǎng)成分測定

Table 4Nutrients detection of sandworm derived from fresh swine manure converted byHermetiaillucens

營養(yǎng)成分Nutritionalcomponents測定值Detectionvalue有機(jī)肥標(biāo)準(zhǔn)Standardfororganicfertilizer水分Water∥%43.50≤30有機(jī)質(zhì)Organicmatter(以干基計(jì))∥%71.88≥45總氮TotalN(以干基計(jì))∥%2.32總養(yǎng)分(N+P2O5+P2O5(以干基計(jì))∥%5.19K2O,以干基計(jì))≥5K2O(以干基計(jì))∥%1.25pH7.305.5～8.5

新鮮豬糞飼養(yǎng)的黑水虻幼蟲蛋白質(zhì)含量為40.6%，脂肪含量為33.7%，含有17種不同的氨基酸及多種脂肪酸。由于黑水虻的高營養(yǎng)特性，使其可作為一種具有較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的飼料添加劑使用。烘干的預(yù)蛹粉已被用于為豬、雞、魚的養(yǎng)殖，并取得了較好的效果，但也存在一定的問題。因此，一般以黑水虻部分替代飼料中的蛋白源或經(jīng)過提油等后加工處理后使用[3]。St-Hilaire等[8]評估了蠅蛆預(yù)蛹及黑水虻預(yù)蛹在虹鱒魚飼料中的重要性，結(jié)果表明以黑水虻替代25%魚粉組虹鱒魚增重及蛋白質(zhì)含量與對照組相比差異不顯著，當(dāng)替代比例提高至50%時(shí)會使虹鱒魚增重減少。

經(jīng)測定，黑水虻取食豬糞后的殘?jiān)?蟲沙)的有機(jī)質(zhì)含量高達(dá)71.88%，總養(yǎng)分(N+P2O5+K2O)含量為8.76%，pH為7.3，符合有機(jī)肥標(biāo)準(zhǔn)。大量研究表明，黑水虻蟲沙對植物生長具有促進(jìn)作用。Choi Y等[9]曾研究了黑水虻轉(zhuǎn)化食品垃圾后的產(chǎn)生的蟲沙對種植大白菜的影響，結(jié)果表明蟲沙與商品肥組大白菜的生長速度和營養(yǎng)成分組成基本一致，因而可替代商品肥作為有機(jī)肥使用。劉巧林[10]以黑水虻轉(zhuǎn)化奶牛糞便的殘?jiān)鳛榕柙曰|(zhì)，種植多花黑牧草和小麥，結(jié)果表明，與商業(yè)盆栽土壤相比，提高了其出苗率、生物量干重及粗蛋白含量。

4　結(jié)論

該試驗(yàn)中新鮮豬糞與發(fā)酵豬糞對黑水虻轉(zhuǎn)化率的影響不顯著。采用新鮮豬糞飼養(yǎng)的黑水虻幼蟲含有豐富的蛋白質(zhì)及脂肪，黑水虻轉(zhuǎn)化豬糞后的殘?jiān)B(yǎng)分含量高，符合作為有機(jī)肥料的標(biāo)準(zhǔn)。

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Effects of Fermented Swine Manure on the Conversion Ratio ofHermetiaillucensand Nutritional Components Detection ofHermetiaillucensLarva and Sandworm

YANG Shu-yi1, LI Wei-juan2, LIU Chun-xue2, HU Wen-feng3*

(1. Taicang Anyou Biological Technology Co., Ltd., Taicang, Jiangsu 215437; 2. Anyou Biological Technology Group Co. Ltd, Taicang, Jiangsu 215437; 3. College of Food Science, South China Agricultural University, Guangzhou, Guangdong 510642)

Effects of the fermented swine manure and fresh manure on the conversion ratio ofHermetiaillucenswere researched. And we also tested the nutrients ofHermetiaillucenslarvae and its derived compost. The results showed that whether the swine manure was fermented or not would not influence the conversion ratio ofH.illucens.H.illucenslarva reared by fresh manure was rich in protein, crude fat, amino acids and fatty acids. The content of protein and crude fat were 40.2% and 33.7% respectively. The insect derived compost had 71.88% organic matter, 2.32% nitrogen, 5.19% phosphorus (P2O5), 1.25% potassium (K2O) with pH 7.3. These results were in accordance with the standard of organic fertilizer.

Hermetiaillucens; Swine manure; Larvae； Sandworm

江蘇省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃社會發(fā)展項(xiàng)目面上項(xiàng)目(BE2015650)。

楊樹義(1987- )，男，河南周口人，從事微生物發(fā)酵及昆蟲養(yǎng)殖研究。*通訊作者，副教授，博士生導(dǎo)師，從事發(fā)酵工藝學(xué)和廢棄物資源化利用研究。

2016-06-06

S 821.5

A

0517-6611(2016)21-069-02