1、第44卷 第7期 家 畜 生 态 学 报Vo l.44No.72023年7月Ac t aEco l og i a eAn ima l i sDoma s t i c i Ju l.2023 生 态 养 殖不 同 初 始 碳 氮 比 对 黑 水 虻 生 物 转 化 鸡 粪 效 果 的 影 响 收 稿 日 期 2021-06-24 修 改 日 期:2022-01-12 基 金 项 目 海 南 省 自 然 科 学 基 金 青 年 基 金 项 目(419QN278);中 国 热 带 农 业 科 学 院 基 本 科 研 业 务 费 专 项 资 金(1630042021019)作 者 简 介 麦 力 文(
2、1990-),男,海 南 海 口 人,硕 士 研 究 生,主 要 从 事 废 弃 物 资 源 化 利 用 方 面 工 作。E-ma i l:ma i l iwen1990163.c om*通 讯 作 者 李 勤 奋(1974-),女,内 蒙 古 人,博 士,研 究 员,主 要 研 究 方 向 为 生 态 循 环 农 业。E-ma i l:q i n f en l i 2005163.c om麦 力 文1,2,杨 霞1,2,王 定 美1,2,李 勤 奋1,2*(1.中 国 热 带 农 业 科 学 院 环 境 与 植 物 保 护 研 究 所,海 南 海 口571101;2.海 南 省 热 带 生
3、态 循 环 农 业 重 点 实 验 室,海 南 海 口571101)摘 要 为 了 探 明 黑 水 虻 幼 虫 对 不 同 碳 氮 比 鸡 粪 的 生 物 转 化 效 果 开 展 模 拟 转 化 试 验。将 玉米 粉 按 照0%、5%、10%、15%的 比 例 添 加 至 鸡 粪 与 菌 渣 混 和(11,w/w)的 底 料 中 调 节 混 合物 的C/N为10.30、11.52、12.67、13.81(设 为CK、T05、T10、T15组),接 入4日 龄 黑 水 虻 幼 虫,14d后 测 定 黑 水 虻 生 物 转 化 效 率 及 虫 粪 腐 熟 情 况。结 果 表 明:T05处 理 组
4、黑 水 虻 对 鸡 粪 菌 渣混 合 物 的 降 解 速 率 最 快(P0.05),且 黑 水 虻 虫 体 粗 蛋 白 含 量 显 著 高 于 其 他 处 理 组(P0.05);T15处 理 组 黑 水 虻 幼 虫 产 量 最 大,平 均 日 增 长 速 率 和 虫 体 粗 脂 肪 含 量 显 著 高 于 其 他 处理(P0.05)。另 一 方 面,添 加 玉 米 粉 能 显 著 提 高 黑 水 虻 虫 粪 有 机 肥 的 腐 熟 程 度(P0.05),虫 粪 有 机 肥 的 类 腐 殖 质 荧 光 强 度(Fmax)随 着 碳 氮 比 的 升 高 而 增 大;T15处 理 组 黑 水 虻 虫
5、 粪 类腐 殖 质 荧 光 强 度(Fmax)显 著 高 于T05处 理 组(P0.05)。通 过 添 加 玉 米 粉 调 节 鸡 粪 混 合 底 料 初 始C/N,可 以 定 向 调 控 黑 水 虻 对 鸡 粪 的 转 化 效果,为 促 进 生 产 中 黑 水 虻-废 弃 物 转 化 系 统 高 效 运 转 提 供 数 据 支 撑。关 键 词 黑 水 虻;碳 氮 比;鸡 粪;三 维 荧 光 光 谱 中 图 分 类 号 X713;X174 文 献 标 识 码 A 文 章 编 号 1005-5228(2023)07-0078-08do i:10.3969/j.i s sn.1673-1182.2
6、023.07.012 鸡 粪 的 处 理 与 资 源 化 利 用 是 家 禽 清 洁 生 产 过 程中 的 关 键 环 节。通 过 黑 水 虻 将 鸡 粪 转 化 为 高 蛋 白 饲料 和 有 机 肥 料 是 近 年 来 备 受 关 注 的 畜 禽 粪 便 处 理 技术 1-2。新 鲜 鸡 粪 水 分 及 氮 含 量 高,且 氮 素 多 来 源 于尿 酸、氨、尿 素、肌 酸 酐 等,不 利 于 黑 水 虻 幼 虫 消 化 吸收 3;鸡 粪 中 的 高 氮 还 会 导 致 高 氨 环 境,影 响 黑 水 虻的 生 存;鸡 粪 粘 度 高、透 气 性 差,导 致 黑 水 虻 单 独 转化 新 鲜
7、鸡 粪 的 效 果 不 理 想。因 此,在 黑 水 虻 转 化 鸡粪 时,降 低 堆 体 中 氮 的 含 量 或 改 变 氮 的 形 态,同 时 增加 鸡 粪 中 的 孔 隙 度 是 提 高 黑 水 虻 转 化 效 率 的 重 要 因素。底 料 中 碳 氮 比 是 影 响 黑 水 虻 幼 虫 生 物 转 化 的 重要 因 素 4,合 适 的C/N可 以 减 少 转 化 过 程 中 氨 的 排放,高 碳 材 料 可 以 加 强 氨 的 固 定 与 酚 类 化 合 物 的 结合,更 好 地 被 虫 体 利 用。Ca i等 5研 究 了 污 泥、鸡 粪和 麦 麸 混 合 底 料 对 黑 水 虻 幼
8、虫 生 长 繁 殖 的 影 响,发现 原 料 碳、氮 含 量 是 黑 水 虻 幼 虫 增 重 及 虫 体 营 养 组成 的 关 键。La l and等 6认 为 底 料 高C/N(2530)下,不 利 于 黑 水 虻 幼 虫 的 生 长,但 适 于 生 产 高 质 量 的有 机 肥。常 见 的 富 碳 材 料 如 木 屑、秸 秆 等 虽 然 可 以调 节C/N,改 善 黑 水 虻 的 生 存 环 境,但 其 中 高 含 量的 木 质 素 无 法 被 黑 水 虻 利 用,降 低 转 化 效 果。研 究表 明,在 黑 水 虻 幼 虫 的 转 化 过 程 中,氮 的 转 化 必 须 要有 充 足 的
9、 能 量 供 应 7-8。玉 米 粉 中 碳 含 量 高,且 碳 源极 易 被 机 体 利 用,同 时 含 有 多 种 维 生 素、矿 物 质 及 氨基 酸,可 为 黑 水 虻 幼 虫 的 生 长 代 谢 提 供 能 量。基 于此,本 研 究 将 鸡 粪 与 菌 渣 等 比 例 混 合 以 降 低 含 水 率并 增 大 透 气 性,经 玉 米 粉 添 加 调 节 混 料C/N,通 过分 析 黑 水 虻 幼 虫 的 生 长 及 转 化 效 率,再 结 合 光 谱 技术 评 价 虫 粪 的 腐 熟 情 况,确 定 黑 水 虻 幼 虫 对 鸡 粪 的转 化 效 果,为 生 产 中 黑 水 虻 生 物
10、 转 化 原 料 调 配 提 供数 据 支 撑。1 材 料 与 方 法1.1 供 试 材 料试 验 用 虫 为4日 龄 黑 水 虻 幼 虫,由 海 南 省 北 科生 态 农 业 开 发 有 限 责 任 公 司 提 供;供 试 的 秀 珍 菇 菌渣 均 为 海 南 定 安 龙 湖 南 科 食 用 菌 有 限 公 司 提 供;新鲜 鸡 粪 取 自 海 南 定 安 龙 湖 养 殖 农 户;玉 米 粉 购 自 海南 省 海 口 市 椰 海 粮 油 交 易 市 场。1.2 试 验 设 计 与 饲 养 管 理由 于 鸡 粪 含 水 率 高,将 鲜 鸡 粪 与 食 用 菌 渣 按11的(干 重)比 例 混
11、合 作 为 基 础 底 料,含 水 率 为70%。通 过 添 加 不 同 比 例 的 玉 米 粉,来 调 节 不 同 处理 底 料 初 始 碳 氮 比,并 加 水 保 持 各 处 理 相 同 含 水 率。原 料 及 各 处 理 组 底 料 总 碳、氮 含 量 见 表1。表1 原 料 及 各 处 理 总 碳、氮 含 量(干 物 质 基 础)Tab l e1 To t a lc a r bonandn i t r ogenc on t en ti nr awma t e r i a l sandt r e a tmen t s(DMba s i s)项 目I t ems玉 米 粉添 加 量/%Vo
12、 l umeo fc o r nme a la d d i t i o n总 碳/%TC总 氮/%TN碳 氮 比C/N鸡 粪Ma n u r e 2 6.0 3 3.5 3 7.3 7菌 渣Mu s h r o omwa s t e 1 8.0 4 0.7 4 2 4.3 8玉 米 粉Co r nme a l 6 3.9 3 1.0 1 6 3.3 0CK 0 4 4.0 8 4.2 8 1 0.3 0T0 5 5 5 0.4 8 4.3 8 1 1.5 2T1 0 1 0 5 6.7 8 4.4 8 1 2.6 7T1 5 1 5 6 3.2 6 4.5 8 1 3.8 1 每 个 处 理
13、各 取1kg底 料 放 入 饲 养 盒 中,接 入 大小 基 本 一 致 且 健 康 的4日 龄 黑 水 虻 幼 虫1000头,每 个 处 理3个 重 复,共12个 饲 养 盒。在 每 个 饲 养 盒顶 部 盖 上100目 滤 布 封 口,保 证 透 气 的 同 时,防 止 家蝇 在 其 中 产 卵 以 及 幼 虫 逃 走,置 于 饲 养 室 培 养,饲 养室 温 度 保 持 在273、环 境 相 对 湿 度70%5%。每 天 观 察 生 长 情 况,当 第1只 黑 水 虻 出 现 预 蛹 时 停止 试 验,将 黑 水 虻 幼 虫 与 虫 粪 分 离。试 验 结 束 时 将幼 虫 洗 净 称
14、重 测 定 幼 虫 质 量 后,在105下 灭 活 后60烘 干2d,在 烘 干 过 程 中 多 次 翻 动,以 保 证 受 热均 匀,干 燥 处 理 后 虫 体 粉 碎 备 用。底 料 及 虫 粪 经 自然 风 干 后,测 定 可 溶 性 有 机 碳(d i s s o l vedo r gan i cc a rbon,DOC)及 可 溶 性 有 机 物(d i s s o l vedo r gan i cma t t e r,DOM)。1.3 测 试 指 标 与 方 法1.3.1 黑 水 虻 幼 虫 生 物 量 指 标 测 定 干 虫 转 化 率=(幼 虫 末 干 重-幼 虫 初 干 重)
15、/底 料 初 干 重100%;幼 虫 日 增 重 倍 数=(幼 虫 末 干 重-幼 虫 初 干重)/(试 验 时 间幼 虫 初 干 重)100%。1.3.2 黑 水 虻 幼 虫 虫 体 营 养 成 分 及 对 底 料 养 分 转化 率 的 测 定 烘 干 粉 碎 的 虫 体 样 品 检 测 虫 体 常 规 营养 成 分。参 考 标 准 主 要 有:凯 氏 定 氮 法 测 虫 体 粗 蛋白(GB/T6432-2018)9,石 油 醚 抽 提 法 测 虫 体 粗脂 肪(GB/T6433-2006)10,虫 体 粗 纤 维(GB/T6434-2006)11,550灼 烧 测 定 虫 体 粗 灰 分(
16、GB/T6438-1992)12;黑 水 虻 幼 虫 对 底 料 养 分 转 化 效率(g/kg)=(试 验 末 幼 虫 体 营 养 成 分 含 量-试 验 初幼 虫 体 营 养 成 分 含 量)/初 始 底 料 干 重1000。1.3.3 底 料 减 量 效 果 指 标 测 定 试 验 开 始 和 结 束时,记 录 底 料 及 虫 粪 质 量,并 取 样 风 干 测 定 测 定 干 物质(DM),底 料 转 化 效 率 按 下 述 公 式 计 算:底 料 减 量率=(试 验 开 始 时 底 料 干 重-试 验 结 束 时 虫 粪 干重)/试 验 开 始 时 底 料 干 重100%;底 料 降
17、 解 速 率(mg/g/d)=(试 验 开 始 时 底 料 干 重-试 验 结 束 时 虫粪 干 重)/(平 均 幼 虫 干 重培 养 时 间),其 中 平 均 幼虫 干 重=(幼 虫 始 干 重+幼 虫 末 干 重)/2 13。1.3.4 DOM提 取 及 浓 度 测 定 虫 粪 及 底 料 样 品DOM的 提 取。将 样 品 按 干 重10倍 加 水 混 匀 室 温 下200r/mi n振 荡4h。4、20000r/mi n离 心,上 清 液过0.45m滤 膜,滤 液 即 为DOM提 取 液。为 消 除 荧光 内 滤 作 用,所 有 样 品 均 通 过TOC仪 测 定 提 取DOM样 品
18、的 水 溶 性 有 机 碳 浓 度(DOC),根 据 测 定值 将 所 有 样 品DOM提 取 液 的DOC浓 度 稀 释 至10mg/L,稀 释 液 即 为DOM待 测 液,用 于 后 续 分 析。1.3.5 DOM的3D-EEM光 谱 测 定 DOM的3D-EEM光 谱 测 定 采 用 日 立F-7000荧 光 光 谱 仪。扫 描增 益900V,激 发 波 长(Ex)200500nm,发 射 波 长(Em)250550nm,激 发 及 发 射 波 长 间 隙1nm,扫描 速 度3000nm/mi n。将 扫 描 获 得 的DOM-EEM值 通 过MATLAB2016a计 算 扣 除 超 纯
19、 水 值,以 去 除拉 曼 和 瑞 利 散 射。1.4 数 据 分 析试 验 数 据 以 x s表 示,采 用Exc e l2010软 件进 行 数 据 整 理 和 计 算。采 用Gr aphPadPr i sm7软件 进 行 组 间 差 异 显 著 性 检 验,P0.05表 示 差 异 显著。采 用MATLAB2016a软 件 对3D-EEM图 进 行分 析;采 用Or i g i n9.0进 行 图 形 分 析。2 结 果 与 分 析2.1 不 同C/N底 料 对 黑 水 虻 生 长 性 能 的 影 响由 图1可 知,添 加 玉 米 粉 处 理 组 黑 水 虻 幼 虫 的干 虫 转 化 率
20、 及 日 增 重 倍 数 均 显 著 高 于CK组(P0.05)。底 料C/N显 著 影 响 黑 水 虻 幼 虫 的 生 长 性能,幼 虫 转 化 率 及 日 增 重 倍 数 随 着C/N的 升 高 而 显著 上 升(P0.05)。当 底 料C/N从11.52增 加 到13.81时,黑 水 虻 干 虫 转 化 率 增 加 了2倍,黑 水 虻 幼虫 日 增 重 倍 数 增 加 了1.4倍。T15处 理 组 黑 水 虻 幼9 7第7期 麦 力 文,等:不 同 初 始 碳 氮 比 对 黑 水 虻 生 物 转 化 鸡 粪 效 果 的 影 响图1 原 料 碳 氮 比 对 黑 水 虻 幼 虫 生 长 性
21、能 的 影 响相 同 字 母 或 无 字 母 表 示 差 异 不 显 著(P0.05),不 同 小 写 字 母 表 示 差 异 显 著(P0.05),d i f f e r en tl owe r c a s el e t t e r si nd i c a t es i gn i f i c an td i f f e r enc e(P0.05).Thes amebe l ow虫 的 干 虫 转 化 率 和 日 增 重 倍 数 显 著 高 于 其 它 处 理 组(P0.05)。2.2 不 同C/N底 料 对 黑 水 虻 幼 虫 虫 体 营 养 物 质 组成 的 影 响 通 过 添 加 玉
22、米 粉 调 节 底 料 初 始C/N显 著 影 响黑 水 虻 幼 虫 粗 蛋 白 质、粗 脂 肪、粗 纤 维、粗 灰 分 等 含量(P0.05),见 图2。T05处 理 组 虫 体 粗 蛋 白 质 含量 显 著 高 于 其 他 处 理 组(P0.05),T10和T15处理 组 虫 体 粗 蛋 白 质 含 量 较CK组 显 著 降 低(P0.05)。虫 体 粗 脂 肪 含 量 随 着 玉 米 粉 添 加 及C/N的 升高 而 显 著 增 加(P0.05),其 中T15处 理 组 较CK组和T05处 理 组 增 加26.36%和23.34%(P0.05)。此外,各 试 验 组 虫 体 粗 纤 维
23、和 粗 灰 分 含 量 随 玉 米 粉 的 添加 和C/N的 升 高 而 显 著 降 低(P0.05)。图2 不 同C/N下 黑 水 虻 幼 虫 虫 体 概 略 养 分 含 量F i g.2 Nu t r i en tc on t en to fb l a cks o l d i e rf l yl a r va eunde rd i f f e r en tC/N2.3 不 同C/N对 黑 水 虻 转 化 底 料 中 养 分 转 化 率 的 影 响黑 水 虻 幼 虫 对 不 同C/N底 物 养 分 的 转 化 率 见图3。由 图3可 知,随 着 玉 米 粉 添 加 和C/N的 提 高,黑 水
24、 虻 幼 虫 对 底 料 粗 蛋 白 质 和 粗 脂 肪 转 化 率 显 著 增加(P0.05),T15处 理 组 黑 水 虻 幼 虫 对 粗 蛋 白 和粗 脂 肪 转 化 率 分 别 达 到29g/kg和339.7g/kg,显著 高 于 其 它 处 理 组(P0.05)。粗 纤 维 转 化 效 率T15处 理 组 黑 水 虻 幼 虫 显 著高 于CK处 理 组(P0.05)。对 粗 灰 分 转 化 率 随C/N提高 而 显 著 降 低(P0.05),CK处 理 组 最 高 达 到95.31g/kg,显 著 高 于 其 他 组(P0.05)。0 8家 畜 生 态 学 报 第44卷图3 黑 水
25、虻 幼 虫 对 底 物 养 分 的 转 化 率F i g.3 Nu t r i en tc onve r s i onr a t eo fb l a cks o l d i e rf l yl a r va e图4 黑 水 虻 幼 虫 对 底 料 的 降 解 情 况F i g.4 Deg r ada t i ono fsubs t r a t ebyb l a cks o l d i e rf l yl a r va e2.4 不 同C/N对 黑 水 虻 降 解 底 料 情 况 的 影 响底 料 的 减 量 率 及 降 解 速 率 可 以 反 映 黑 水 虻 幼 虫对 底 料 的 转 化 降
26、解 效 率。从 图4可 以 看 出,底 料 添加 玉 米 粉 更 有 利 于 底 料 的 降 解,各 处 理 组 底 料 减 量率 均 显 著 高 于CK(P0.05),在 底 料C/N为11.52时 减 料 量 达 最 高 为39.82%,降 解 速 率 达 最 高913.03mg/(gd),(P0.05)。底 料C/N超 过11.52,则底 料 的 减 量 率 降 低,原 料 降 解 效 率 显 著 低 于CK组(P0.05)。2.5 不 同C/N对 黑 水 虻 虫 粪 的 可 溶 性 有 机 物(DOM)组 分 的 影 响 提 取 各 处 理 组 转 化 前 底 料 及 转 化 后 虫
27、粪 的DOM进 行3D-EEM扫 描,利 用 平 行 因 子 分 析,确 定样 品DOM主 要 有3种 荧 光 组 分 组 成,图5是3个荧 光 组 分 的 等 高 线 图 和 相 对 分 布。平 行 因 子 分 析 结果 见 表2,组 分1(C1)存 在2个 荧 光 峰,位 于Ex/Em为270,350/430,组 分2(C2)由Ex/Em为280,390/500的1个 主 峰 和1个 次 级 峰 组 成,C1和C2与 类腐 殖 质 物 质 和 类 富 里 酸 物 质 有 关 的 成 分 相 似,经 常在 各 种 堆 肥 腐 熟 中 常 见 14-15;组 分3(C3)在Ex/Em为280,
28、370/340处 有2个 主 峰,与 类 蛋 白 物 质 成 分相 似,这 种 类 型 的 荧 光 信 号 通 常 在 堆 肥 未 腐 熟 的 物质 中 常 见 14。2.6 不 同C/N下 黑 水 虻 幼 虫 转 化 前 后3种 荧 光 组分 的 荧 光 强 度Fmax变 化 不 同C/N底 料 经 黑 水 虻 幼 虫 转 化 前 后3种 荧光 组 分 的 荧 光 强 度 见 表3。各 组 分 的Fmax值 可 反 映其 在 原 料 中 相 对 含 量,可 用 来 表 征 堆 肥 的 腐 熟 状 况。添 加 玉 米 粉 处 理 组 转 化 后 类 腐 殖 质 物 质(C1)荧 光 强 度Fm
29、ax均 增 加,而 未 添 加 玉 米 的CK组 转 化后 类 腐 殖 质 物 质(C1)Fmax下 降 了2.8%。其 中T10和T15处 理 组 虫 粪 的 类 腐 殖 质 物 质(C1)荧 光 强 度Fmax分 别 增 加 了42.28%和60.35%,Fmax均 显 著 高 于CK组 与T05处 理 组。另 一 方 面,虫 粪 中CK组 类富 里 酸 物 质(C2)Fmax增 加 了59.53%,显 著 高 于 其 它处 理 组(P0.05)。1 8第7期 麦 力 文,等:不 同 初 始 碳 氮 比 对 黑 水 虻 生 物 转 化 鸡 粪 效 果 的 影 响图5 通 过 平 行 因 子
30、 分 子 确 定3种 荧 光 组 分F i g.5 I den t i f i c a t i onf o r3f l uo r e s c en tc omponen t sbypa r a l l e lf a c t o rmo l e cu l e s表2 3个 荧 光 组 分 最 大 值 位 置Tab l e2 Max imumpo s i t i onso f3f l uo r e s c en tc omponen t s本 研 究Th i ss t udy前 人 研 究P r e v i ou ss t ud i e s荧 光 组 分F l u o r e s c e n tc
31、 omp on e n t E x/Em,nm/nm E x/Em,nm/nm 荧 光 峰 描 述 参 考 文 献组 分1Comp on e n t1 2 7 0,3 5 0/4 3 0 2 7 0,3 5 0/4 5 8类 腐 殖 质 物 质 1 4组 分2Comp on e n t2 2 8 0,3 9 0/5 0 0 3 9 0/5 0 9富 里 酸 1 5组 分3Comp on e n t3 2 8 0,3 7 0/3 4 0 2 3 0,2 8 0/3 3 0类 蛋 白 物 质 1 4表3 虻 蛆 转 化 前 后 各 处 理 组3种 荧 光 组 分 荧 光 强 度(Fmax)变 化T
32、ab l e3 Change so ff l uo r e s c enc ei n t ens i t y(Fmax)o f3f l uo r e s c en tc omponen t sbe f o r eanda f t e rt het r ans f o rma t i ono fb l a cks o l d i e rf l yi ne a chg r oup样 品Samp l e组 分1Componen t1底 料Subs t r a t e虫 粪Fr a s s组 分2Componen t2底 料Subs t r a t e虫 粪Fr a s s组 分3Componen t
33、3底 料Subs t r a t e虫 粪Fr a s sCK 1611.30a39.70 1566.00b43.62 658.86a30.07 1015.11a33.30 420.79c1.69 208.25c11.77T5 1186.80b20.65 1411.83b127.08 593.49ab74.57 827.99b84.63 429.08c10.24 261.89b34.78T10 1236.10b43.61 1763.03a34.96 536.10b49.53 803.56b23.47 490.45b8.63 347.11a12.54T15 1121.35c16.32 1798.
34、22a28.29 499.00b98.43 799.16b12.00 537.05a14.28 363.10a8.612 8家 畜 生 态 学 报 第44卷3 讨 论3.1 C/N对 黑 水 虻 幼 虫 生 物 转 化 效 率 的 影 响本 研 究 通 过 添 加 玉 米 粉 调 节 鸡 粪 及 菌 渣 混 合 底料 的C/N,随 着 玉 米 粉 的 添 加 及C/N的 升 高,黑 水虻 幼 虫 的 干 虫 转 化 率 和 日 增 重 倍 数 显 著 增 大,黑 水虻 幼 虫 生 物 量 提 高。这 是 由 于 原 料 中 鸡 粪 含 氮 量高,而 菌 渣 中 碳 素 主 要 源 于 半 纤
35、维 素,纤 维 素、木 质素 等 难 降 解 有 机 物,黑 水 虻 的 转 化 过 程 缺 少 能 量 供应,一 定 程 度 上 阻 碍 了 黑 水 虻 幼 虫 的 生 长。玉 米 粉可 以 有 效 平 衡 原 料 营 养 组 成,提 高 黑 水 虻 转 化 底 料养 分,从 而 提 高 黑 水 虻 幼 虫 产 量 16。Pang等 17在黑 水 虻 转 化 不 同C/N猪 粪 与 玉 米 芯 混 料 研 究 中,同样 通 过 提 高 底 料C/N保 证 黑 水 虻 转 化 过 程 中 碳 源供 应,提 高 黑 水 虻 幼 虫 产 量。此 外,通 过 添 加 玉 米 粉 调 节 底 料C/N
36、,对 黑 水虻 虫 体 营 养 组 成 有 显 著 影 响。黑 水 虻 虫 体 营 养 组 成与 底 料 的 营 养 成 分 构 成 存 在 必 然 联 系 18。转 化 后虫 体 粗 蛋 白 质 含 量 为28.77%39.61%,黑 水 虻 虫体 粗 蛋 白 质 含 量 随 着 玉 米 粉 的 添 加 和 底 料C/N的升 高 呈 先 上 升 后 下 降 的 趋 势,这 是 因 为C/N的 升 高使 黑 水 虻 幼 虫 个 体 重 量 大 幅 增 加 导 致 虫 体 粗 蛋 白 质相 对 含 量 下 降,但 黑 水 虻 虫 体 对 粗 蛋 白 质 的 转 化 率是 随 着C/N的 升 高
37、而 逐 渐 增 加 的。此 外,黑 水 虻 虫体 粗 脂 肪 含 量 随 着 底 料C/N的 升 高 而 增 加,虫 体 粗纤 维 及 粗 灰 分 含 量 及 随 着C/N的 升 高 而 降 低。结果 表 明,底 料C/N的 升 高 有 利 于 虫 体 对 粗 蛋 白 质 转化 及 粗 脂 肪 的 积 累,不 利 于 虫 体 对 粗 纤 维 及 粗 灰 分的 积 累。窦 永 芳 等 19认 为,底 料C/N不 同 和 营 养组 成 不 同 从 而 使 黑 水 虻 生 长 性 能 不 同,进 一 步 改 变了 营 养 物 质 在 虫 体 内 的 积 累 过 程。Sp r anghe r s等 2
38、0研 究 结 果 表 明,黑 水 虻 虫 体 的 粗 脂 肪 含 量 升 高与 底 料 碳 源 能 量 物 质 含 量 升 高 有 关,同 时 高 能 量 的底 料 更 利 于 降 低 虫 体 中 粗 灰 分 含 量,提 高 黑 水 虻 饲料 化 价 值,这 与 本 试 验 研 究 结 果 一 致;Ba r r agn-Fons e c a等 21研 究,认 为 食 料 中 的 蛋 白 含 量 提 高C/N降 低,有 利 于 虻 蛆 虫 体 对 蛋 白 质 的 转 化。该 研 究结 果 与 本 试 验 结 果 相 反,这 可 能 是 由 于 本 试 验 中 随着 玉 米 粉 的 添 加,底 料
39、 氮 素 的 相 对 含 量 降 低 与 失 衡,反 而 促 进 和 提 高 了 虫 体 对 氮 素 需 求 量 和 吸 收,提 升了 虫 体 对 粗 蛋 白 质 的 转 化 效 率 8。黑 水 虻 虫 体 中 含有 丰 富 的 蛋 白 质 和 脂 肪 资 源,通 常 根 据 虫 体 蛋 白 质含 量 和 脂 肪 含 量,判 断 黑 水 虻 幼 虫 作 为 动 物 蛋 白 饲料 及 生 物 油 的 开 发 价 值;但Ga l a s s i等 22指 出 黑 水虻 虫 体 的 饲 料 化 价 值 同 时 也 与 虫 体 粗 灰 分 含 量 有关,碳 酸 钙 可 以 保 护 几 丁 质 结 合
40、虫 体 蛋 白,降 低 动 物对 黑 水 虻 虫 体 蛋 白 质 消 化 率 从 而 降 低 黑 水 虻 虫 体 饲料 价 值。目 前,关 于 黑 水 虻 转 化 底 料 与 黑 水 虻 虫 体及 虫 粪 中 营 养 成 分 含 量 间 的 相 互 作 用 关 系 仍 未 能 明确。综 上 所 述,今 后 应 进 一 步 开 展 底 料C/N对 黑 水虻 虫 体 营 养 组 成 影 响 规 律 的 研 究,建 立 基 于 底 料 营养 特 征 的 黑 水 虻 养 殖 技 术。3.2 C/N对 黑 水 虻 幼 虫 底 料 转 化 效 率 的 影 响在CK组 的 基 础 上 添 加 玉 米 粉 调
41、 节 底 料C/N均 能 显 著 提 高 原 料 的 减 料 量(P0.05),但C/N持续 增 加 同 时 也 会 降 低 黑 水 虻 幼 虫 对 混 合 原 料 的 降 解速 率。本 试 验 中,T05处 理 组(C/N为11.52)食 料的 减 量 效 果 最 好(39.82%),降 解 速 率 最 快(913.03mg/g/d)。结 果 表 明 过 量 添 加 玉 米 粉 提 高 底 料C/N并 不 利 于 黑 水 虻 幼 虫 对 原 料 的 降 解。前 人 研 究 认为,黑 水 虻 幼 虫 生 物 转 化 的 本 质 是 黑 水 虻 幼 虫 与 微生 物 协 同 作 用 的 过 程。
42、由 于 在 含 有 足 够 碳 源 原 料 提供 能 量 的 前 提 下,原 料 较 低 的 碳 氮 比,更 容 易 被 微 生物 浸 染 和 繁 殖 1,而 黑 水 虻 转 化 过 程 中 微 生 物 扮 演重 要 角 色,微 生 物 分 解 产 物 易 被 黑 水 虻 幼 虫 转 化 吸收,从 而 使 水 虻 幼 虫 对 原 料 的 转 化 速 率 提 高 23。因此,就 底 料 降 解 方 面 考 虑,C/N为11.52是 黑 水 虻 降解 鸡 粪 菌 渣 混 合 物 最 佳 的 底 料 调 配 碳 氮 比。3.3 不 同 初 始C/N对 虫 粪 腐 熟 情 况 的 影 响黑 水 虻 幼
43、 虫 转 化 有 机 废 弃 物 与 堆 肥 过 程 类似 1,均 是 有 机 质 矿 化 和 腐 殖 化 的 过 程,绝 大 部 分 有机 物 质 在 水 溶 相 中 被 微 生 物 转 化 24。同 样,底 料 有机 物 也 是 通 过 固 体 到 液 体 才 能 经 由 黑 水 虻 幼 虫 采 食转 化 25。因 此,DOM的 结 构 变 化 能 够 灵 敏 反 映 黑水 虻 转 化 过 程 中 的 物 质 转 化 特 性 及 腐 熟 状 况 26。总 体 来 看,各 处 理 黑 水 虻 转 化 前 后,类 蛋 白 质 物 质(C3)荧 光 强 度 降 低,而 类 富 里 酸(C2)及
44、类 腐 殖 质 物质(C1)荧 光 强 度 增 强,说 明 黑 水 虻 转 化 过 程 中 不 稳定 的 有 机 类 蛋 白 物 质 转 化 为 更 稳 定 的 富 里 酸 和 类 腐殖 质 物 质,是 底 料 腐 熟 稳 定 的 过 程 27。这 与L i u等 28和Lv等 14所 研 究 的 污 泥 超 高 温 堆 肥 过 程 和蚯 蚓 堆 肥 过 程 类 似。此 外,荧 光 强 度Fmax则 反 映 样 品 中 该 组 分 的 相对 含 量,为 转 化 后 虫 粪 的 腐 殖 化 情 况 提 供 定 量 的 信息。玉 米 粉 调 节C/N对 底 料 及 虫 粪 的 各 荧 光 组 分F
45、max有 显 著 影 响。本 研 究 中,转 化 后T15处 理 组 虫粪 类 腐 殖 酸 物 质(C3)荧 光 强 度(Fmax=1798.2228.29)达 到 最 高,但 与T10处 理 组 差 异 不 显 著。就3 8第7期 麦 力 文,等:不 同 初 始 碳 氮 比 对 黑 水 虻 生 物 转 化 鸡 粪 效 果 的 影 响虫 粪 而 言,未 添 加 玉 米 粉 的CK组 经 黑 水 虻 幼 虫 转化 后,虫 粪 中 类 富 里 酸 物 质(C2)显 著 增 加;添 加 玉米 粉 调 节C/N后,虫 粪 中 的 类 腐 殖 质 物 质(C1)增加 明 显,荧 光 强 度Fmax显 著
46、 高 于CK组。研 究 结 果表 明,在 黑 水 虻 转 化 阶 段,玉 米 粉 添 加 有 益 于 黑 水 虻幼 虫 转 化 分 解 蛋 白 质,同 时 促 进 类 富 里 酸 物 质(C2)进 一 步 向 更 稳 定 的 类 腐 殖 酸 物 质(C3)的 转 化,提 高堆 肥 的 品 质。但 当 玉 米 粉 添 加 量 达10%时,黑 水 虻生 物 转 化 后 虫 粪 腐 殖 化 程 度 趋 于 稳 定,继 续 添 加 玉米 粉 提 高 底 料C/N不 能 显 著 提 升 虫 粪 腐 殖 化 程 度。4 结 论适 宜 的 玉 米 粉 添 加 比 例 提 高 鸡 粪 菌 渣 混 合 底 料C
47、/N可 以 提 供 均 衡 的 营 养 组 成,从 而 促 进 黑 水 虻 的生 长 发 育、优 化 虫 体 营 养 组 成 及 提 升 虫 粪 腐 殖 化 程度。当 玉 米 粉 添 加 量 达15%、C/N为13.81时,黑水 虻 幼 虫 产 量 最 大、虫 体 粗 脂 肪 含 量 最 高、虫 体 对 促蛋 白 质 转 化 率 最 高,虫 体 粗 纤 维 及 粗 灰 分 含 量 最 低,虫 粪 类 腐 殖 质 物 质 相 对 含 量 更 高,腐 熟 效 果 更 好;当玉 米 粉 添 加 量 为5%、C/N为11.52时,黑 水 虻 幼 虫虫 体 粗 蛋 白 质 含 量 最 高,黑 水 虻 对
48、 鸡 粪 污 的 处 理 效果 最 好,黑 水 虻 对 底 料 的 减 料 量 和 降 解 速 率 达 到 最高。本 研 究 的 结 果 为 提 高 黑 水 虻 生 物 转 化 系 统 的 环境 效 益 和 经 济 效 益 提 供 了 数 据 支 撑。参 考 文 献:1 NEWTONGL,SHEPPARDDC,WASTONDW,e ta l.Theb l a cks o l d i e rf l y,H e r m e t i a i l l u c e n s,a samanur eman-agemen t/r e s our c er e c ove r yt oo lC/Sympo s
49、i umont heS t a t eo ft heSc i enc eo fAn ima lManur eandWa s t eManage-men t,2005:5-7.2 肖 小 朋,靳 鹏,蔡 珉 敏,等.非 水 虻 源 微 生 物 与 武 汉 亮 斑 水 虻 幼虫 联 合 转 化 鸡 粪 的 研 究J.微 生 物 学 报,2018,58(6):1116-1125.3 喻 国 辉,杨 紫 红,夏 嫱,等.肠 道 共 生 细 菌 预 发 酵 鸡 粪 对 黑 水 虻生 长 发 育 的 影 响J.应 用 昆 虫 学 报,2010,47(6):1123-1127.4 OONINCXDGAB,V
50、AN-BROEKHOVENS,VAN-HUI SA,e ta l.Fe edc onve r s i on,sur v i va landdeve l opmen t,andc ompo s i t i ono ff ouri ns e c tspe c i e sond i e t sc ompo s edo ff oodby-p r oduc t sJ.PLoSOne,2015,10(12):e 0144601.5 CAIMM,HURQ,ZHANGK,e ta l.Re s i s t anc eo fb l a cks o l d i e rf l y(Di p t e r a:S t
