黑水虻資源化利用農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物研究進(jìn)展

郝建偉，丁 宇，郭湘嶸，胡文鋒，羅愛國(guó)，劉 爽

（1.晉中學(xué)院 生物科學(xué)與技術(shù)系，山西 晉中 030600；2.定襄縣畜牧業(yè)發(fā)展中心，山西 定襄 035400；3.山西紅崖綠谷環(huán)保產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司，山西 長(zhǎng)治 046000；4.華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品學(xué)院，廣東 廣州 510000；5.山西大學(xué) 黃土高原研究所，山西 太原 030006）

有機(jī)廢棄物的持續(xù)增加不僅對(duì)人類健康產(chǎn)生影響，同時(shí)也威脅著全球生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)。由廢棄物污染引發(fā)的環(huán)境問題層出不窮，包括水污染、空氣污染以及土壤污染[1]，而病原體也會(huì)伴隨廢棄物污染威脅人類健康[2]。另一方面，在我國(guó)，隨著生活水平不斷提高，人均消費(fèi)奶、肉等蛋白與日俱增，導(dǎo)致畜禽飼養(yǎng)數(shù)量龐大，飼料蛋白需求逐年增加。而我國(guó)是蛋白質(zhì)資源短缺國(guó)家，目前主要蛋白質(zhì)原料仍然依靠進(jìn)口，如生產(chǎn)豆粕的大豆約70%需要進(jìn)口，魚粉約70%需要進(jìn)口。以大豆為例，自1996年開始進(jìn)口大豆以來，我國(guó)大豆進(jìn)口量一直上升，從起初年進(jìn)口百萬噸到2021年的9 652萬t[3]。昆蟲以既可處理廢棄物，又可生產(chǎn)蛋白、脂肪以及微量元素的優(yōu)勢(shì)逐步受到關(guān)注，在一些糧食危機(jī)地區(qū)，昆蟲甚至取代畜禽肉類成為人類重要的蛋白營(yíng)養(yǎng)來源[4]。

資源型昆蟲工業(yè)化生產(chǎn)存在的最大難題在于規(guī)模化飼養(yǎng)，盡管動(dòng)物可食用昆蟲種類繁多，但大多數(shù)難以飼養(yǎng)及收獲，通常只能野外抓捕，因此，供應(yīng)不穩(wěn)不能滿足生產(chǎn)計(jì)劃穩(wěn)定性要求，而為數(shù)不多的可飼養(yǎng)性昆蟲又因廢棄物采食譜較窄而使用推廣受限。黑水虻（Black soldier fly，BSF）以其食性廣、轉(zhuǎn)化率高、環(huán)保及廉價(jià)等優(yōu)勢(shì)，成為近年來研究的熱點(diǎn)[5]。BSF屬水虻科，原產(chǎn)于美洲熱帶、亞熱帶和溫帶地區(qū)[6]。BSF幼蟲（BSFL）可分解采食多種有機(jī)廢棄物，包括人及畜禽養(yǎng)殖糞便[7]、農(nóng)作物廢棄物[8-10]。KAYYIS等[11]研 究 表 明，BSFL具 有 顯 著的生物廢物回收能力，其中4 kg廢物將產(chǎn)生800 g幼蟲。BSFL含有豐富的脂肪[3-5,12]和蛋白質(zhì)[13-14]，常應(yīng)用于動(dòng)物飼養(yǎng)或人類食物[4,15]。隨著BSFL功能開發(fā)研究的不斷豐富，已有試驗(yàn)利用黑水虻制備生物柴油、分離生物聚合物。上述研究表明，BSFL具備廣泛的應(yīng)用潛力[16]。

筆者針對(duì)近年來BSFL消減轉(zhuǎn)化不同廢棄物效力、BSFL消減廢棄物有害因子、BSFL作為飼料添加對(duì)畜禽動(dòng)物生長(zhǎng)影響、廢棄物消減殘?jiān)鼘?duì)土壤和農(nóng)作物影響等方面的研究進(jìn)行綜述，以期為BSF處理農(nóng)業(yè)廢棄物提供理論參考。

1 不同農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物對(duì)BSFL轉(zhuǎn)化效力影響

畜禽養(yǎng)殖糞便是農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物的重要組成，飼養(yǎng)動(dòng)物因種類、消化特性、養(yǎng)殖環(huán)境等導(dǎo)致糞便產(chǎn)出理化性質(zhì)差異較大。以往規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖糞污主要以固液分離后固體堆肥或發(fā)酵進(jìn)行處理。近年來，隨著生物轉(zhuǎn)化糞污研究的發(fā)展，BSF已被證實(shí)可用于轉(zhuǎn)化消減多種畜禽糞污。

用于BSFL消減的目標(biāo)廢棄物理想水分含量在70%～80%，最低閾值為40%～55%[17-19]，理想溫度為27～30℃[20]。廢棄物消減比例和生物轉(zhuǎn)化率常被用來判斷轉(zhuǎn)化效力[21-22]。消減比例是一個(gè)干質(zhì)量值，根據(jù)提供的有機(jī)廢棄物（飼養(yǎng)物）和殘留之間的差異進(jìn)行計(jì)算；而生物轉(zhuǎn)化率是指干質(zhì)量除以幼蟲增質(zhì)量和總飼養(yǎng)物[22]，生物轉(zhuǎn)化率取決于很多因素，包括飼養(yǎng)物組成、飼料率、幼蟲的密度和采食方式[7]。其中，飼養(yǎng)物可消化碳和高蛋白質(zhì)含量是影響生物產(chǎn)量的重要因素[21-22],其次，其他營(yíng)養(yǎng)成分如非纖維碳水化合物（NFC）、纖維（纖維素、木質(zhì)素和半纖維素）、脂質(zhì)、NFC比值也影響廢物處理性能和幼蟲產(chǎn)量。表1列舉了BSFL消減不同畜禽所產(chǎn)糞便或糞便混合物的消減比例及轉(zhuǎn)化率，值得注意的是牛糞因營(yíng)養(yǎng)物殘留較低，常需配比其他廢棄物，進(jìn)一步提高脂質(zhì)含量、降低纖維素比例來提升消減比例及轉(zhuǎn)化率。同時(shí)表1顯示，蔬菜殘余加入糞便后也有助于提高BSFL對(duì)有機(jī)廢棄物的消減，表明BSFL也可用于植物類有機(jī)廢棄物處理。

表1 黑水虻幼蟲處理不同農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物消減比例及生物轉(zhuǎn)化率Tab.1 Reduction and biological transformation rates of different agricultural organic wastes treated by black soldier fly

續(xù)表1黑水虻幼蟲處理不同農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物消減比例及生物轉(zhuǎn)化率Tab.1（Continued）Reduction and biological transformation rates of different agricultural organic wastes treated by black soldier fly

SCALA等[25]利用蘋果、香蕉單獨(dú)作為飼料或按比例混合后飼養(yǎng)BSFL，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，消減比例達(dá)59%～64%，蟲體總增質(zhì)量達(dá)882～1 052 g。在此基礎(chǔ)上，有研究顯示，水果混合蔬菜可以進(jìn)一步提高蟲體蛋白含量，相較于水果培養(yǎng)蟲體蛋白含量（229.7 g/kg），混合培養(yǎng)蛋白質(zhì)含量可達(dá)312.9 g/kg[26]。GAO等[27]用1∶4 000米曲霉對(duì)玉米秸稈進(jìn)行24 h發(fā)酵，發(fā)酵產(chǎn)物用于飼喂BSFL，結(jié)果表明，其消減比例可達(dá)48.41%，BSFL蟲干粗蛋白可達(dá)41.76%，相比未轉(zhuǎn)化發(fā)酵物，消化的秸稈殘?jiān)咿r(nóng)業(yè)應(yīng)用潛力。

植物壓榨后產(chǎn)生的籽渣類廢棄物也可用于飼養(yǎng)BSFL，有研究使用棉籽餅飼養(yǎng)BSFL，結(jié)果顯示，雖然幼蟲總質(zhì)量不及雞飼料飼喂幼蟲，但粗蛋白占干質(zhì)量比例可達(dá)47.43%，高于雞飼料的38.6%[28]。LI等[29]將豆渣和廚余垃圾按不同比例進(jìn)行組合飼喂BSFL，不同飼喂組消減比例為32.71%～58.36%，轉(zhuǎn)化率為13.04%～18.54%，豆渣和廚余垃圾最佳比例為3∶7。

BSFL也可用于發(fā)酵糟類處理，其消減啤酒糟比例可達(dá)68.5%，結(jié)果表明，啤酒糟按比例混合其他廢棄物可有效提高廢棄物利用比例[25]。山西省高等學(xué)校固態(tài)釀造工程技術(shù)研究中心研究BSFL處理醋糟以及醋糟復(fù)合廢棄物的消減及轉(zhuǎn)化，發(fā)現(xiàn)添加醋糟有助于BSFL標(biāo)準(zhǔn)飼料（Gainesville diet）及畜禽糞便轉(zhuǎn)化利用，試驗(yàn)表明，20%醋糟添加BSFL產(chǎn)量最大（表2）。

表2 黑水虻幼蟲轉(zhuǎn)化醋糟或醋糟復(fù)合混合物增質(zhì)量對(duì)比結(jié)果Tab.2 Comparison of weight gain of black soldier fly larvae in transformation of vinegar dregs or vinegar dregs composite mixture

2 BSFL對(duì)廢棄物中有害物質(zhì)降解研究進(jìn)展

農(nóng)業(yè)廢棄物常自帶或易污染各類病原體，畜禽糞便處理的難點(diǎn)之一就是處置不當(dāng)繼而污染環(huán)境與地下水，引起疾病傳播。畜禽大腸桿菌、沙門氏菌等疫病感染常為糞口傳播，表明實(shí)際生產(chǎn)中糞便污染病原體概率較大。有趣的是，BSFL在降解廢棄物所含病原體方面具有較好的效力，研究顯示，BSFL轉(zhuǎn)化末端殘?jiān)虏∥⑸锖砍曙@著降低，可達(dá)到肥料或土壤改良劑的要求[30]。糞便處理試驗(yàn)表明，在27～32℃條件下，大腸桿菌和沙門氏菌污染的雞糞經(jīng)BSFL處理8 d后，病原含量顯著降低[31]。LALANDER等[19]也研究報(bào)道了類似的結(jié)果，豬糞及餐余垃圾經(jīng)BSFL處理14 d后，沙門氏菌數(shù)量呈顯著降低，處理35 d后甚至低于檢測(cè)限。近期的一項(xiàng)研究證實(shí)，雞糞和牛糞經(jīng)BSFL處理后，糞便所含變形菌門細(xì)菌含量可減少90%～93%，而在豬糞和污水污泥中，變形菌門也降低了86%～88%[30]。綜合當(dāng)前文獻(xiàn)顯示，糞污種類、溫度、糞便量以及pH是影響B(tài)SF清除病原體能力的主要因素。LIU等[32]研究發(fā)現(xiàn)，牛糞溫度在27℃時(shí)，顯著影響B(tài)SFL對(duì)大腸桿菌的清除能力。

家蠅作為農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物的主要害蟲，與BSF之間存在種間競(jìng)爭(zhēng)，BSFL采食活動(dòng)可以影響家蠅的發(fā)育，因此，BSFL定殖的糞便中少見家蠅[23,33]。有研究顯示，在家禽糞便定殖試驗(yàn)中，BSFL定殖能力強(qiáng)于普通家蠅和廁蠅[34]。BSFL定殖后產(chǎn)生的異源激素也會(huì)抑制家蠅產(chǎn)卵。上述2個(gè)方面常聯(lián)合發(fā)揮抑制作用，表明BSF是家蠅的天然競(jìng)爭(zhēng)者，可用來降低家蠅繁殖，繼而減少疫病傳播。

有機(jī)廢棄物利用另一難點(diǎn)為重金屬處理，已有不同學(xué)者就重金屬元素在BSFL飼養(yǎng)過程中轉(zhuǎn)化、積累及對(duì)BSFL生長(zhǎng)影響進(jìn)行研究。WU等[35]研究了不同質(zhì)量濃度Cu（100、200、400、800 mg/kg）、Cd（10、20、40、80 mg/kg）飼喂BSFL后重金屬元素轉(zhuǎn)化，結(jié)果顯示，與空白對(duì)照相比，飼喂組幼蟲體內(nèi)Cu含量呈顯著增長(zhǎng)，增長(zhǎng)7.6～25.5倍，Cd含量增長(zhǎng)3.6～15.3倍，利用生物積累因子BAF（bioaccumulation factor，BAF=蟲體內(nèi)重金屬濃度/飼料中重金屬濃度）判斷重金屬積累，則Cu離子BAF值 為0.69～1.65，Cd離 子BAF值 為0.10～0.32。值得注意的是，當(dāng)Cu離子濃度大于400 mg/kg時(shí)BAF值小于1，這與昆蟲重金屬暴露自我保護(hù)機(jī)制有關(guān)，而Cd研究顯示，蟲體濃度高于蟲糞濃度，表明Cd更易在BSFL積累。高劑量Cd暴露會(huì)影響B(tài)SFL預(yù)蛹，延長(zhǎng)其預(yù)蛹期。該研究同時(shí)表明，蟲糞中重金屬殘留主要以殘?jiān)鼞B(tài)為主，其中Cu比例為54.2%～71.7%，Cd低劑量（10、20 mg/kg）條件下蟲糞中Cd呈水溶態(tài)，高劑量（40～80 mg/kg）呈殘?jiān)鼞B(tài)，比例為39.8%～67.6%[35]。近期有研究探討用不同加工方式處理多種食品分組飼喂BSFL，其后測(cè)定各類重金屬的BAFs，結(jié)果顯示，Zn（1.1～1.9）、Mn（2.7～5.0）、Cd（4.6～12.2）呈高水平生物積累效應(yīng)，Al（0.2～0.8）、Co（0.3～0.5）無生物積累效應(yīng)，F(xiàn)e、Sn、Cr、As則呈現(xiàn)低水平生物積累效應(yīng)（僅在特定食物或特定加工方式中顯示積累活性）[36]。綜合當(dāng)前文獻(xiàn)，不同團(tuán)隊(duì)均認(rèn)為BSFL可對(duì)Cd進(jìn)行富集，其機(jī)制為BSFL腸道具大量鈣離子通道，這一生理有助于Cd的吸收[37]。但需要注意的是，重金屬元素BAF數(shù)值會(huì)伴隨BSF生長(zhǎng)發(fā)育變化而變化，例如，BSFL生長(zhǎng)至成蟲階段，則蟲體Pb和Cd濃度下降，BAF降至0.12～0.21[38]，其具體機(jī)制仍未明確，可以肯定的是BSF存在某種機(jī)制將體內(nèi)特定重金屬元素代謝至外骨骼，其后通過蛻皮進(jìn)行外排，這方面的研究需結(jié)合細(xì)菌對(duì)重金屬吸附研究以及蟲體腸道菌群差異2個(gè)方面進(jìn)行，該方面機(jī)制的闡明有助于提高BSF對(duì)重金屬的富集與吸收[39]。

利用BSFL處理有機(jī)垃圾可以有效降低溫室氣體排放，有研究比較了堆肥處理和BSF處理有機(jī)廢物有害氣體排放差異，結(jié)果顯示，相比于對(duì)照組（111 kg/t），BSF處理（35 kg/t）可有效降低CO2排放，同時(shí)可減少其他有害氣體擴(kuò)散[40]。ERMOLAEV等[18]的研究結(jié)果與此相似，結(jié)果顯示，與對(duì)照組相比，BSFL處理組溫室氣體（CH4、N2O）排放降低，處理過程中未檢測(cè)到NH3。因此，以BSFL處理有機(jī)廢棄物可為節(jié)排減碳提供新的思路。

3 BSFL可作為原料或添加劑應(yīng)用于飼料組方

作為資源性昆蟲BSF的核心優(yōu)勢(shì)是其幼蟲及預(yù)蛹具有極高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，盡管BSFL營(yíng)養(yǎng)組分因飼料和時(shí)間差異而有所不同，但BSFL較高的粗蛋白和粗脂肪使得其非常適合作為動(dòng)物飼料添加劑[41]。BSFL既可以鮮蟲或蟲干用于動(dòng)物飼料，又可以進(jìn)行加工提取蟲蛋白或蟲油用于動(dòng)物飼料添加劑。BSFL蛋白含動(dòng)物飼料所必需的10種氨基酸[15]。有研究證實(shí)，BSFL或預(yù)蛹提取的蛋白品質(zhì)與用于飼料添加的大豆或肉粉相同[42]。對(duì)比BSFL、魚粉、豆粕、大豆?jié)饪s粉以及乳清蛋白氨基酸組成，發(fā)現(xiàn)BSFL蛋白必需氨基酸含量高于上述動(dòng)物用蛋白，整體氨基酸含量高于豆粕及大豆?jié)饪s粉，符合聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織（FAO）2013年發(fā)布的推薦標(biāo)準(zhǔn)[43]。

BSFL可代替玉米或豆粕用于養(yǎng)禽飼料添加，在一項(xiàng)肉用鵪鶉飼養(yǎng)試驗(yàn)中，將BSFL按2種比例加入飼料，對(duì)比不同分組飼養(yǎng)效果后發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比，BSFL試驗(yàn)組在生產(chǎn)效率、胸肌質(zhì)量及胴體凈質(zhì)量上無差異[44]。NEUMANN等[45]將仔豬飼料及育肥豬飼料中豆粕完全替換為BSFL或螺旋藻粉，2種飼料飼喂豬只生產(chǎn)參數(shù)與豆粕組并無差異，同時(shí)BSFL組氮消化率明顯優(yōu)于其他2組。有研究將育肥豬飼料豆粕組分替換為BSFL（不同分組替換比例為50%、75%、100%），育肥豬出欄未見感官差異，而且肉質(zhì)更為鮮嫩，其背膘多不飽和脂肪酸含量較常規(guī)飼喂更高[45-46]。BSFL富含的油脂比植物油更適合魚類養(yǎng)殖，利用BSFL飼喂虹鱒魚，BSFL飼喂組與魚粉組感官并無差異[47]。有學(xué)者研究利用去脂BSFL飼喂虹鱒，發(fā)現(xiàn)去脂BSFL添加比例可達(dá)40%，這一組方對(duì)虹鱒生理及魚片物理性狀無影響，但營(yíng)養(yǎng)組成上其多不飽和脂肪酸含量有所降低[48]。通常反芻動(dòng)物飼養(yǎng)主要依賴牧草、秸稈等作物副產(chǎn)物，但在母畜產(chǎn)仔等特殊時(shí)期，飼料中需添加代乳料用于提高仔畜出生率，幫助母畜盡快恢復(fù)。BSFL富含必需氨基酸及月桂酸,可作為功能組分用于反芻動(dòng)物飼料添加[49]。一項(xiàng)研究比較了羊奶、商業(yè)代乳品以及含BSFL組分代乳品對(duì)早期斷奶仔山羊的影響，其中BSFL代乳品中含30%BSFL蟲粉，上述各組代乳品飼喂方案相同：每日飼喂6～8次，仔山羊飼喂至5周齡，其后用代乳品混合幼畜補(bǔ)料飼喂至8周，結(jié)果顯示，BSFL飼喂組干物質(zhì)、蛋白吸收結(jié)果與羊奶組一致，同時(shí)BSFL組脂肪吸收率高于山羊奶組。仔羊斷奶質(zhì)量分別為BSFL組12.5 kg；商品代乳品組11.1 kg；山羊奶組14.0 kg[50]。BSFL還可應(yīng)用于反芻動(dòng)物幼畜教槽，試驗(yàn)以15%、30%BSFL替換教槽料豆粕組分后分組飼喂幼畜，結(jié)果顯示，不同組生理及生化檢測(cè)數(shù)據(jù)并無差異[50]。生長(zhǎng)增質(zhì)量及料肉比（FCR）通常用來判斷飼料報(bào)酬及經(jīng)濟(jì)價(jià)值，表3列舉BSFL蟲粉及組分應(yīng)用于不同畜禽飼養(yǎng)飼料組方畜禽料肉比情況，表明BSFL具有較大潛力，可作為畜禽飼料原料補(bǔ)充。

表3 黑水虻幼蟲或組分作為飼料原料或添加劑對(duì)畜禽料肉比的影響Tab.3 Effects of black soldier fly larvae or components as feed materials or additives on feed to meat ratio of the livestock and poultry

BSFL及其組分也可用于寵物飼料，TARRA等[58]利用比格犬探索將犬糧中的禽肉或禽油按比例替換為BSFL蟲粉或蟲油，其后分組飼喂分析寵物生理及血液生化變化，結(jié)果顯示，不同組增質(zhì)量、消化無顯著差異，血液生化指標(biāo)均在閾值范圍。進(jìn)一步研究顯示，BSFL分離蛋白可以預(yù)防以及治愈寵物關(guān)節(jié)炎[59]。

由于BSFL蛋白具有較高價(jià)值，近年來，歐洲對(duì)BSF蛋白在寵物飼料上應(yīng)用表現(xiàn)得越來越積極，抗微生物、抗氧化等研究也逐漸增多。有研究顯示，BSFL相較禽肉和魚粉具備更強(qiáng)的抗氧化性能[60]。事實(shí)上BSFL蛋白對(duì)機(jī)體有益性不僅表現(xiàn)在上述方面，其豐富的抗菌肽、幾丁質(zhì)在抵抗微生物感染、提升機(jī)體免疫力、降低抗生素使用量等方面均具有非常積極的作用[39]。

黑水虻幼蟲應(yīng)用于飼料原料方面同時(shí)也存在以下問題：（1）產(chǎn)量有限，尚未形成規(guī)模性生產(chǎn)，飼料組方波動(dòng)大不便于配方飼料生產(chǎn)；（2）幼蟲蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)成分受飼喂物影響呈現(xiàn)波動(dòng)[41]，因此，工業(yè)化、規(guī)模化飼料調(diào)配帶來困難。

4 黑水虻消減殘?jiān)鼞?yīng)用于土壤及農(nóng)作物生長(zhǎng)

BSFL生物消減有機(jī)廢棄物后，殘?jiān)a(chǎn)生量常與廢棄物物化性質(zhì)有關(guān)，相關(guān)研究對(duì)殘?jiān)脑斒鲚^少，通常會(huì)注意有機(jī)廢棄物消減比例而忽視消減殘?jiān)в肹61]。已有研究表明，殘?jiān)鼱I(yíng)養(yǎng)組成會(huì)依據(jù)處理廢棄物不同而有所差異，但殘?jiān)?、氮含量較穩(wěn)定，通常其比例分別為37%和3%，殘?jiān)黳H也較為穩(wěn)定，常為7.5左右，廢棄物差異引起殘?jiān)町惖闹饕煞钟锌偭祝?%～5%）、總鉀（0.5%～4.1%）、微量元素[62]。SARPONG等[63]研究顯示，廢棄物含糖類/淀粉和蛋白越高、含纖維素越低則越有利于殘?jiān)鼱I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)積累。

自2009年起，陸續(xù)有研究探索BSFL消減殘?jiān)欠窨捎米龇柿?。CHOI等[64]對(duì)比商業(yè)肥料和BSFL殘?jiān)鼘?duì)大白菜生長(zhǎng)的差異，在2組肥料氮、磷、鉀及有機(jī)質(zhì)含量相似的條件下，試驗(yàn)對(duì)比葉數(shù)、葉長(zhǎng)、葉寬和營(yíng)養(yǎng)成分，結(jié)果表明，2組數(shù)據(jù)相似，但殘?jiān)M植物吸收磷低于商業(yè)肥料組。另一方面，不同作物生長(zhǎng)所需殘?jiān)壤煌?，有研究利用油菜評(píng)估BSFL殘?jiān)柿ΓY(jié)果當(dāng)殘?jiān)c土壤混合比例在1∶20～1∶30時(shí)有利于生長(zhǎng)，混合比例過高（如1∶10）時(shí)則油菜葉變黃影響生長(zhǎng)[2]。CHIAM等[65]用BSFL處理豆渣，產(chǎn)生的殘?jiān)c土壤按10%、20%和30%混合后種萵苣，結(jié)果表明，只有10%試驗(yàn)組有助于萵苣生長(zhǎng)，推斷殘?jiān)吲浔冉MC/N值較低，引起土壤礦化。也有研究表明，BSFL轉(zhuǎn)化后的殘?jiān)鼘?duì)作物生長(zhǎng)有負(fù)面影響，2020年的一項(xiàng)試驗(yàn)使用殘?jiān)┯谟衩?，其營(yíng)養(yǎng)水平為N 180 kg/hm2、P2O575 kg/hm2,殘?jiān)┓式M玉米生長(zhǎng)不良，產(chǎn)量、干物質(zhì)、葉面積以及營(yíng)養(yǎng)利用率均不及商業(yè)肥料，推測(cè)殘?jiān)鼘儆诹字鲗?dǎo)肥料而不是氮主導(dǎo)肥料，這一試驗(yàn)也提醒研究者殘?jiān)鼘?duì)某些特定植物來說并不適合做肥料[66]。

另一方面，也有研究通過過量添加BSFL殘?jiān)?，來探索殘?jiān)鼘?duì)土壤的修復(fù)作用。有研究給黑麥草施加過量殘?jiān)蟀l(fā)現(xiàn)植物生長(zhǎng)穩(wěn)定，同時(shí)土壤可檢測(cè)到P2O5和K2O，表明其有機(jī)質(zhì)含量提高，肥力提升[67]。BEESIGAMUKAMA等[68]在一塊強(qiáng)淋溶鐵鋁土進(jìn)行了為期5周的BSFL殘?jiān)逊试囼?yàn)，其后在長(zhǎng)達(dá)125 d時(shí)間內(nèi)連續(xù)觀測(cè)該地養(yǎng)分礦化，監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，土壤磷和鎂含量顯著高于對(duì)照，表明殘?jiān)鼱I(yíng)養(yǎng)已被礦化。不同殘?jiān)鼞?yīng)用于土壤的結(jié)論存在矛盾，具體機(jī)制尚待進(jìn)一步開展，推測(cè)其主要原因可能為殘?jiān)褂脿顟B(tài)不一致所致，部分研究采用堆肥熟化殘?jiān)硪恍﹦t使用新鮮殘?jiān)?，事?shí)上，有機(jī)肥使用的重要基礎(chǔ)是其熟化和穩(wěn)定，因此，缺乏熟化和穩(wěn)定的殘?jiān)┯糜谧魑锟赡軐?dǎo)致作物生長(zhǎng)不良[69]?？傊珺SFL殘?jiān)难芯繗v史較短，但作為一種極具潛力產(chǎn)品，需要多學(xué)科共同探索。

5 結(jié)語

到2050年，全球垃圾數(shù)量將達(dá)3.4億t，其中高達(dá)44%為生物可降解廢棄物。時(shí)至今日填埋和露天傾倒仍然是這些有機(jī)廢棄物的主要處理方式，當(dāng)前模式不利于資源的回收利用且對(duì)環(huán)境形成巨大壓力。利用BSFL轉(zhuǎn)化有機(jī)廢棄物具有較高資源回收潛力，但該系統(tǒng)研究時(shí)間較短，未來需進(jìn)一步完善以下方面研究：（1）廢棄物組成差異是影響轉(zhuǎn)化效率的關(guān)鍵因素，其中抗BSFL轉(zhuǎn)化的營(yíng)養(yǎng)因子如纖維素等則起著重要作用。通過專性微生物發(fā)酵、酶降解等方法對(duì)廢棄物進(jìn)行預(yù)處理，研究多級(jí)處理對(duì)BSFL轉(zhuǎn)化的作用具有較高價(jià)值；（2）建立BSFL高轉(zhuǎn)化率飼喂?fàn)I養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，利用不同廢棄物進(jìn)行幼蟲飼料配比研究；（3）BSFL消減病原種類及機(jī)制研究，研究BSFL阻斷疫病傳播的潛在價(jià)值；（4）完善BSFL抗微生物活性物質(zhì)的提取與活性檢測(cè)研究，探索抗菌肽在動(dòng)物飼料替抗產(chǎn)品中的開發(fā)。