李 涛, 熊晓莉, 李 宁*, 邵承斌, 杨永升, 何沁祝, 徐延谛
(1.重庆工商大学环境与生物工程学院资源化学实验室,重庆南岸400067;2.重庆市第十一中学校,重庆南岸400061)
黄粉虫蛋白质含量高达56%,生命力强,具有较强的病害抵抗能力,并且其生性食杂,含有营养的物质都可作为黄粉虫的饲料 (刘玉升等,2010)。若能将有机废弃物作为黄粉虫的饲料,既可减少对环境的污染,又可降低黄粉虫的饲料成本,提高收益,从而开辟黄粉虫饲料的新来源,提供一条有机废弃物转化为优质蛋白的新途径。本文综述了有机废弃物养殖黄粉虫的情况,提出了进一步开展研究和应用的方向,为黄粉虫的养殖及有机废弃物的资源化利用提供有益参考。
我国每年产生大量的农业废弃物,如玉米秸秆、玉米芯、红薯藤、鸡鸭粪便等,主要来源于种植业和养殖业,将这些废弃物用于养殖黄粉虫,会给黄粉虫提供丰富的饲料来源。
1.1 农作物秸秆 2010年我国农作物秸秆理论总产量达到8.4亿t,可收集资源量约为7亿t(国家发展改革委,2011)。但是,秸秆的利用率在我国还比较低,目前主要用于制作粗饲料和农业还田;而大部分被直接焚烧,不仅加重了雾霾,增加空气中的氮氧化物和碳氧化物,杀灭土壤微生物,还造成了能源的浪费(冯伟等,2011;徐玉宏,2007)。如果将秸秆资源化合理利用,既有利于环境保护,又有利于农业的发展和农村经济的增长。
1.1.1 玉米秸秆 2010年我国玉米秸秆产量约为2.73亿t,占秸秆总产量的39%(国家发展改革委,2011)。玉米秸秆是一种天然的有机物,约含粗蛋白质6.3%、粗脂肪1.5%、粗纤维23.8%以及各种微量元素。这些物质经适当处理后,能被黄粉虫利用。在黄粉虫的精饲料中添加70%未发酵或发酵的玉米秸秆,发现对黄粉虫的粗蛋白质、Ca、P的积累有利,但对其生长和粗脂肪的积累不利(吉志新等,2011)。而麦麸中加入40%或60%的用酵母发酵的玉米秸秆可使黄粉虫的日增重以及粗蛋白质、粗灰分含量等与全麦麸组相接近,但饲料成本相对较低,经济效益可提高12%以上,且死亡率低于全麦麸组,原因可能是发酵玉米秸秆增加了饲料的透气性并使得饲料营养变得更加均衡(吕树臣等,2013;王春清等,2013)。 此外,徐世才等(2013a)发现,碱处理的发酵玉米秸秆饲喂黄粉虫也是可行的。李宁等(2014)发现将玉米秸秆发酵后单独饲喂黄粉虫是可行的。但黄粉虫因食用过多秸秆会出现虫体增长缓慢的情况,尚不能满足黄粉虫养殖的需要,故需对现有技术继续改进。
1.1.2 其他农作物秸秆 除玉米秸秆外,麦秸、葵花秸秆、红薯藤、棉花秸秆、稻草、废烟梗、大豆落叶与油菜秸秆等都可用来养殖黄粉虫。陈健(2003)利用麦秸、葵花秸秆等养殖黄粉虫,3年出售了300余千克种虫。黄粉虫食用紫红薯藤后,可增加虫体粗灰分、粗脂肪、钙含量,但不利于其体重增长(温晓蕾等,2012)。虽然黄粉虫对环境有较强的适应性,并具有耐粗饲性,但幼虫增重、蛹体重等指标不如食用麦麸,且转化效率较低,所以棉花秸秆不能直接作为其饲料(谢剑,2011)。在麦麸中添加稻壳饲养黄粉虫可显著改善幼虫生长、蛹体重和幼虫发育历期,但不利于化蛹 (张丹等,2008)。上述废弃物中稻壳与木屑饲喂黄粉虫有待商榷,因为其蛋白质等营养物质含量极低,而富含的纤维素、木质素、二氧化硅等,如不加处理则难以被黄粉虫利用。
1.2 杂草 杂草富含黄粉虫生长所需的微量元素、氨基酸以及维生素。在饲料中添加25%的怀牛膝能显著增加黄粉虫蜕皮次数和化蛹率 (吴福中等,2006)。利用水花生饲养黄粉虫可延长黄粉虫蛹的发育历期、提高成虫羽化率 (周文宗等,2006)。另外,也有利用黄顶菊、藻粉、灰绿藜等杂草养殖黄粉虫的报道(刘宁等,2012;谢剑,2011)。笔者认为在后续研究中可以考虑利用凤眼莲等外来入侵物种养殖黄粉虫,这既可解决黄粉虫饲料的问题,又可改善生态环境,降低外来物种对环境的影响。
1.3 畜禽粪便 据估算,2011年我国畜禽养殖业粪便排放总量约为25.45亿t(朱建春等,2014)。畜禽粪便中残留有未消化完全的饲料,主要以热量形式被微生物所消耗,既浪费资源又污染环境。畜禽粪便用于养殖动物的研究已有大量报道,比如鸡粪经加工处理后用于饲喂猪、牛、羊等(高庆军和陈革,2000)。将畜禽粪便用于养殖黄粉虫的研究刚刚起步。曾祥伟等(2012)利用常规饲料与牛粪共发酵后饲养黄粉虫,其增长明显优于常规饲料饲喂的幼虫,脂肪和不饱和脂肪酸的含量以及抗氧化酶活性明显升高。宋志刚等(2008)也发现以处理后的牛粪喂黄粉虫,3 d的转化率达到100%,虫体增长率为10%。鸡粪中含粗蛋白质22.34%、粗脂肪2.44%、粗纤维10.72%、钙10%、磷2.36%,营养物质丰富(王晓明,2013)。熊晓莉等(2013)在麦麸中添加 55%左右经EM菌发酵的鸡粪饲喂黄粉虫,发现累积死亡率低于未添加组。说明利用鸡粪养殖黄粉虫也是可行的。但是,粪便中含有的有害成分如吲哚、寄生虫等易造成传染性疾病,需要深度处理后才能将其作为黄粉虫饲料。畜禽粪便养殖,不仅拓展了畜禽粪便的资源化利用途径,也能在减少环境污染的同时获得高蛋白的昆虫蛋白,使整个食物链得以延伸。
生活垃圾是指日常生活或者为日常生活提供服务的活动所产生的固体废弃物。2012年我国城市生活垃圾产量已经达到1.71亿t,并以10%的速度增长 (中华人民共和国建房和城乡建设部,2013)。将这些生活垃圾用来养殖黄粉虫,既是生活垃圾减量化、无害化的一个新思路,又是解决黄粉虫饲料问题的一个新方法。
利用经过生物制剂(如EM菌)发酵的生活垃圾养殖黄粉虫,效果良好(巴兆功,2013)。麦麸中添加50%的西瓜皮、香蕉皮等果皮可饲喂黄粉虫(卓少明和刘聪,2009)。在黄粉虫饲料中添加15%~30%的豆渣喂黄粉虫,其生长速度和产量都得到了提高(杨文乐和徐敬明,2013)。但只饲喂豆渣不利于幼虫的生长发育,若豆渣中加入鸡肝,其效果与麦麸相当,且优于单一麦麸 (夏淑春等,2013)。 此外,沈叶红(2011)、徐世才等(2013b)用塑料养殖黄粉虫,发现黄粉虫能正常生长,塑料对虫体本身无生理毒性。但用塑料养殖黄粉虫,塑料的成分是否能长期满足黄粉虫生长所需的营养仍需进一步研究。另外,日常生活所产生的木屑、餐厨垃圾、废弃蔬菜、平菇菌糠都可用来养殖黄粉虫(王世准,2014;徐晓燕等,2014;周本留等,2013)。综上所述,利用生活垃圾(主要是含有有机物的生活垃圾)养殖黄粉虫有一定的可行性,但在实际操作中,生活垃圾需经分拣、去杂、防腐等过程才能用于黄粉虫的养殖。
工业固体废弃物是指工矿企业在生产活动过程中排放出来的各种废渣、粉尘及其他废物等。随着工业生产的发展,工业废物数量日益增加。若消极堆放,占用土地,污染环境,危害人畜健康。如经适当的处理,可实现资源化利用。相关研究报道,将酒糟、果渣、药渣等处理后可用于养殖黄粉虫。
酒糟中含有45%的粗蛋白质、4%的粗脂肪和12%粗纤维以及各种氨基酸,这些营养物质能够被黄粉虫所利用。有研究报道,1 t酒糟可养殖40 kg鲜黄粉虫(张仕和钟辉,2010)。鲜黄酒糟养殖黄粉虫,虫产量和酒糟转化率均好于干黄酒糟,其幼虫产量比食用常规饲料增加25%;而在常规饲料中添加50%的中草药渣饲养9 d后,黄粉虫产量比对照组提高了28.7%,成本降低了29%以上,但不宜采用单一的中草药渣饲喂黄粉虫(杨金禄等,2010)。麦麸中加入15%的苹果渣可明显促进虫体增重,原因是果渣中含有的果胶、果糖、不饱和脂肪酸等物质增强了黄粉虫的消化机能,提高了饲料转化率(张丽,2007)。此外,也有报道利用马铃薯渣、血粉、皮革粉等工业废弃物来养殖黄粉虫的(马彦彪等,2012)。其中皮革粉虽然含有54%~62%的蛋白质,但是皮革粉在生产中极易残留重金属铬,所以在实际选用皮革粉时需注意选用不含铬的或者选用脱毒的皮革粉。
综上所述,利用有机废弃物养殖黄粉虫既可降低养殖成本,又可将有机废弃物转化为人类可利用的物质,解决了资源浪费和环境污染的问题,建立起一个不同于传统生态食物链的“腐屑生态系统”(刘玉升,2000)。但是,用有机废弃物养殖黄粉虫尚处于初步探索阶段,未来对有机废弃物养殖黄粉虫的研究可集中在以下几方面:(1)继续探索其他有机废弃物是否可用于黄粉虫的养殖;(2)根据黄粉虫的生长阶段,需进一步从配方上进行优化;(3)黄粉虫食用有机废弃物后,自身的安全性以及对黄粉虫下游产业的影响。
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