白星花金龟幼虫对3种木腐菌糠的转化力研究

白星花金龟幼虫对3种木腐菌糠的转化力研究

 

（内蒙古农业大学，内蒙古呼和浩特010000）

 

摘要：为探讨白星花金龟幼虫对不同农业有机废弃物的转化力差异，从而实现其高值化再利用，选用了木耳、榆黄蘑、猴头菇3种堆积腐熟后的食用菌糠，开展了对3种农业废弃物的转化力研究，分别对取食3种不同菌糠的白星花金龟幼虫累计增长量、累计排粪量、累计取食量进行周期性测量，依次计算虫体生物量转化率、饲料利用率与近似消化率、虫粪转化率。

结果表明，白星花金龟幼虫对3种菌糠的转化力顺序为木耳菌糠＞猴头菇菌糠＞榆黄蘑菌糠；取食木耳菌糠的虫体转化率达33.33%；取食猴头菇菌糠、榆黄蘑菌糠的虫体转化率相对较低，但近似消化率则相对较高，分别为22.49%、16.78%；取食木耳菌糠、榆黄蘑菌糠猴头菇菌糠的虫粪转化率均较高，依次为89.01%、85.38%、79.66%。由此可见，白星花金龟幼虫应用于转化处理木腐菌糠是可行的，同时其对木耳菌糠、榆黄蘑菌糠、猴头菇菌糠有较好的转化力。

 

白星花金龟（PotosiabrevitarsisLewis）别名白星花潜、白纹铜花金龟，为鞘翅目（Coleoptera）花金龟科（Cetoniidae）星花金龟属（Protaetia），是一种常见的鞘翅目土栖昆虫，成虫寄主种类繁多，几乎遍布全国[1-2]。

幼虫适应力强，在自然界中多存在于腐烂的秸秆、草堆、菌糠和久放的畜禽粪便中。幼虫有较强的口器，能以各种有机质、腐烂的秸秆、菌糠、锯末等腐败物为食，通过分解转化物料中的营养物质以供生长[3-4]，为食腐性蛴螬[5]。近年来，大量学者对白星花金龟幼虫转化处理酵化秸秆、大球盖菇菌糠、香菇菌糠等有机废弃物进行了研究[6-9]；张广杰等[10]对白星花金龟幼虫转化花生壳、卫生纸等生产性、生活性废弃物料也进行了针对性研究，取得初步成效。

据统计，我国食用菌2018年产量已突破4000万t，所产生的菌糠近1亿t[11]。产出的菌糠大多经焚烧方式处理或随意堆弃[12]，没有得到充分的利用，对周遭生态环境造成负面影响。为进一步探究白星花金龟幼虫对多种有机废弃物转化能力，本试验利用白星花金龟幼虫食腐性特点，过腹转化处理木耳、猴头菇、榆黄蘑3种堆积腐熟菌糠，探讨其对不同物料的转化力，以期为实际生产应用提供理论依据。

 

1材料与方法

 

1.1试验材料

 

本研究于2021年10－12月进行，试验地位于内蒙古农业大学林学院。供试昆虫为白星花金龟幼虫，于河北沧州农业科学院人工繁殖，饲养培育直至蜕变为3龄幼虫。

 

供试材料：废弃榆黄蘑菌糠、猴头菇菌糠、木耳菌糠（内蒙古沙草生物科技有限公司）；方形塑料养虫盒（23.5cm×17.5cm×7cm）；自制草帘；YCCR饲育抗菌素（杭州养虫人生物科技有限公司）；分离筛（16目）。

 

仪器：恒温鼓风干燥箱（101-BS型，湖南长沙力辰科技有限公司）；电子分析天平（MHL520型，广东深圳美乐科技有限公司）；多功能粉碎机（两用组合型，湖南娄底双峰有限公司）；温湿度测量仪（JHT-2P型，佳锂科技有限公司）。

 

1.2菌糠制备及幼虫筛选

 

分别将自然堆积发酵腐熟（≥60d）的木耳、猴头菇和榆黄蘑菌包用粉碎机粉碎，粉碎粒度0.5~1cm，将粉碎好的物料经过自然晾晒后过粗筛去除较大的颗粒及所含杂质，放入上直径52cm、高90cm的实验桶中备用。挑选大小一致的白星花金龟3龄幼虫300余头，于空养虫盒中恒温放置3d排空粪便备用。排空粪便后，拣选活力良好幼虫投入试验，剩余幼虫平均投入试验条件相同的3种物料中备用。饲养条件为温度28℃±2℃、湿度70%（质量百分比）、光照周期L∶D=15∶9。

 

1.3幼虫转化率测定

 

将过16目筛后的木耳、猴头菇、榆黄蘑菌糠分别加水搅拌均匀，使每种物料湿度保持在60%~70%之间(质量百分比)，分别称取试验所需菌糠，并添加YCCR饲育抑菌素。记录初始虫重后，每养虫盒放入300g菌糠并投入20头3龄初期白星花金龟幼虫，共设榆黄蘑菌糠、猴头菇菌糠、木耳菌糠3个处理，重复5次，随机排列，在恒温养虫室（28℃±2℃、L∶D=15∶9）进行饲养，每天观察幼虫取食情况，记录死亡虫数，并于备用幼虫中拣选、补齐死亡幼虫；使用温湿度测量仪监控物料湿度、人工喷洒调节使物料湿度保持在60%~70%之间。

试验以每3d生物量增长作为评价标准，比对数据得出取食不同菌糠对幼虫生物量增长影响；每9d使用16目筛无损伤分离虫体、虫粪、剩余饲料，记录虫体鲜重、排粪量、取食量。直至幼虫间出现互相蚕食行为或幼虫生物量增长停滞视为菌糠被完全取食，将剩余饲料、虫粪、虫体分离后烘干，称量累计增重量，累计排粪量，累计取食量。参考文献[9]使用公式计算虫体生物量转化率、饲料利用率、近似消化率、粪便转化率、死亡率。

 

虫体转化率（%）=虫体增重量/（取食量-排粪量）×100；饲料利用率（%）=（总饲料重-剩余饲料重）/总饲料重×100；近似消化率（%）=（取食量-排粪量）/取食量×100；粪便转化率（%）=虫粪量/（取食量-虫体增重量）×100；死亡率（%）=死亡虫数/供试虫数×100。

 

1.4数据处理

 

试验数据使用IBMSPSSStatistics22进行分析，采用Duncan's新复极差法进行方差分析。应用MicrosoftExcel2019记录、整理数据和绘制表格。

 

2结果与分析

 

2.1取食不同菌糠后白星花金龟幼虫生物量增长状况

 

由图1可知，随着饲养时间的增加，其生物量增长呈先增后降的趋势，在6d后取食猴头菇、榆黄蘑菌糠的白星花金龟幼虫生物量增长趋于缓慢；21d后取食榆黄蘑菌糠的白星花金龟幼虫生物量呈停滞状态，视为完全取食菌糠；取食木耳菌糠的白星花金龟幼虫生物量在6d后出现短暂的加速增长状态，9d后趋于平稳增长，总体生物量增长速度与时间呈负相关。

 

2.2白星花金龟幼虫对不同农业有机废弃物的转化力与转化率差异

 

由表1可知，取食木耳菌糠的白星花金龟幼虫虫体累计增重量、累计取食量、累计排粪量均为最高，分别为14.121g、275.037g、231.193g；取食猴头菇、榆黄蘑菌糠的虫体累计增重量、累计取食量均低于取食木耳菌糠，但无显著差异（P＞0.05）；幼虫取食猴头菇、榆黄蘑、木耳菌糠后，累计排粪量木耳＞榆黄蘑＞猴头菇，差异显著（P＜0.05）；幼虫取食猴头菇、木耳菌糠累计死亡率无显著差异（P＞0.05），低于取食榆黄蘑菌糠。

 
 

由表2可知，取食木耳菌糠的白星花金龟3龄幼虫饲料利用率、虫体转化率均为最高，分别为91.68%、33.33%、89.01%，而近似消化率最低，仅为15.58%；取食榆黄蘑菌糠饲料利用率最低，为88.33%；取食猴头菇、榆黄蘑菌糠的虫体转化率均低于取食木耳菌糠，且差异显著（P＜0.05）；取食木耳、榆黄蘑菌糠的虫粪转化率均高于取食猴头菇菌糠，且差异显著（P＜0.05）；取食榆黄蘑、木耳菌糠的近似消化率均低于取食猴头菇，且差异显著（P＞0.05）。取食榆黄蘑菌糠的虫体转化率、虫粪转化率分别为15.63%和85.38%，均高于取食猴头菇菌糠。3讨论本研究表明，

 

3讨论

 

本研究表明，利用白星花金龟幼虫转化处理堆积发酵腐熟木耳、榆黄蘑、猴头菇菌糠具有可行性，且效果较好。取食木耳菌糠的3龄幼虫累计增重量、累计排粪量均为最佳，而取食榆黄蘑菌糠相对较低。同时，取食木耳菌糠的幼虫生物量增速在饲养中期与取食猴头菇、榆黄蘑相比波动较为明显，但总体增速与时间呈负相关，这说明菌糠的基质、种类决定了幼虫对其分解转化速率。

木耳、榆黄蘑、猴头菇均为木腐食用菌，其中含有大量的纤维素[13]。赵灿[14]研究发现，东亚飞蝗对禾本科作物的纤维素的分解率达15.10%；史雅静等[15]研究表明，蚯蚓对香菇菌糠中的纤维素降解率更是高达50.06%；杨柳等[16]研究得出，白星花金龟3龄幼虫取食平菇菌糠的虫体转化率与虫粪转化率分别达9.35%、86.99%，白星花金龟幼虫对木腐菌菌糠中的纤维素有着较好的分解转化作用，与黄婉秋等[17]的研究结果一致。

此外，取食自然堆积腐熟菌糠的幼虫累计死亡率波动较大，这可能是物料中的真菌种类较为繁杂，下一步可分析后针对性选用抑菌制剂用于食料预处理，以降低死亡率。白星花金龟幼虫除转化单一物料外，有研究表明，在酵化秸秆中添加一定比例的牛粪可以提高其取食率与虫粪转化率，但虫体转化率较低[18]。因此，可以结合实际，选择性混合物料，如厨余垃圾、腐烂果蔬、禽畜粪便等，使C/N比达到所需数值，以期实现白星花金龟幼虫更好的转化力。

 

白星花金龟幼虫通过肠道纤维素降解菌转化处理菌糠中的纤维素等基质，转化出的虫粪干物质中有机质比例达34.1%[19]，是一种具有开发前景的有机肥，对于改良土壤、调节土壤中的生物结构也有着重要意义，刘福顺等[20]将白星花金龟幼虫虫粪作为有机肥培育农作物，探究了与普通市售有机肥差异，研究表明，虫粪显著提高了作物产量。此外，白星花金龟幼虫虫体是一种优良蛋白资源、传统中药，在现代医学研究中应用广泛[21-22]。由此可见，利用白星花金龟幼虫转化处理菌糠等有机废弃物前景良好，不仅可以提高其利用率，获得虫体、虫粪等高值资源，还可以改善环境污染问题。

 

4结论

 

白星花金龟3龄幼虫对自然堆积腐熟猴头菇、榆黄蘑，木耳3种菌糠可以实现较好的转化力，其中取食木耳菌糠累计增重量、累计取食量、累计排粪量均为最高，分别为14.121g、275.037g、231.193g，同时饲料利用率、虫粪转化率分别高达91.68%和89.01%，虫体转化率为33.33%，均优于取食榆黄蘑菌糠与猴头菇菌糠的幼虫；取食榆黄蘑菌糠累计增重量、累计取食量均为最低，依次为6.665g、264.984g；取食猴头菇菌糠累计排粪量最低，为209.737g。白星花金龟3龄幼虫每取食100g猴头菇、榆黄蘑、木耳菌糠，可分别转化3龄虫体2.7g、2.52g、5.13g；可分别转化虫粪77.44g、83.17g、84.05g。白星花金龟3龄幼虫对3种自然腐熟物料的转化力顺序为木耳＞猴头菇＞榆黄蘑。为白星花金龟幼虫进一步转化处理不同农业有机废弃物提供借鉴。