应用生态学报摇 202 年 7 月摇第 23 卷摇第 7 期摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇 Chinese Journal of Applied Ecology, Jul. 202,23(7): 945-95 * 发酵牛粪对黄粉虫幼虫生长发育的影响 2 曾祥伟摇王摇霞摇 郭立月摇 战丽杰摇 3 博文静摇李摇占摇 吴光磊摇,3** 蒋高明 ( 山东农业大学作物生物学国家重点实验室, 山东泰安 2708; 2 泰安市科学技术情报研究所, 山东泰安 27000; 3 中国科学 院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室, 北京 00093) 摘摇要摇为寻找大型养殖场牛粪资源化与产业化利用途径, 本文探讨了杂食性黄粉虫转化与利用牛粪的可行性. 将牛粪和黄粉虫常规饲料 (65% 麦麸 30% 玉米面 5% 豆粕 ) 按梯度比例混合后, 用有益微生物菌群 (EM) 发酵, 筛选出 ( 牛粪含量分别为 60% 80% ) 两组发酵饲料作为, 以常规饲料为对照 (CK) 进行黄粉虫幼虫饲养试验, 研究不同发酵料对黄粉虫幼虫生长曲线 死亡率 化蛹率 抗氧化系统等的影响, 评价黄粉虫幼虫对发酵牛粪饲料的适应性. 结果表明 : 与 CK 相比, 虽然 黄粉虫幼虫生长周期延长了 20 d, 死亡率有所上升, 但黄粉虫幼虫单体取食总量增加 49% (P<0. 0), 末龄幼虫单体质量增加 28% (P<0. 0), 粗脂肪含量提高 26% (P<0. 05), 不饱和与饱和脂肪酸含量的比值比 CK 高 32% ( P<0. 05), 抗氧化酶活性显著增强, 对发酵饲料表现出良好的适应性 ; 而 FD 2 各项指标均比 CK 差, 表现出较低的适应性. 表明在 条件下, 可利用黄粉虫 3 龄幼虫对牛粪进行资源化利用, 具有较好的应用前景. 关键词摇牛粪摇有益微生物菌群摇黄粉虫摇生长发育摇抗氧化系统 文章编号摇 00-9332(202)07-945-07 摇中图分类号摇 X73 摇文献标识码摇 A Effects of fermented cattle dung on the growth and development of Tenebrio molitor larvae. ZENG Xiang 鄄 wei, WANG Xia 2, GUO Li 鄄 yue, ZHAN Li 鄄 jie, BO Wen 鄄 jing 3, LI Zhan, WU Guang 鄄 lei, JIANG Gao 鄄 ming,3 ( State Key Laboratory of Crop Biology, Shandong Agricultural University, Tai 爷 an 2708, Shandong, China; 2 Tai 爷 an Institute for Science and Technology Infor 鄄 mation, Tai 爷 an 27000, Shandong, China; 3 State Key Laboratory of Vegetation and Environmental Change, Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Beijing 00093, China). 鄄 Chin. J. Appl. Ecol.,202,23(7): 945-95. Abstract: In order to make use of and industrialize the animal dung from large cattle farms, this paper explored the feasibility of using Tenebrio molitor to digest and utilize cattle dung. Cattle dung was mixed with the conventional feed (65% wheat bran, 30% corn flour, and 5% bean pulp) of T. molitor in definite proportions, and fermented with effective microorganisms (EM). The fermen 鄄 ted products containing 60% and 80% of cattle dung ( and FD 2, respectively) were selected to feed T. molitor larvae, and the effects of the fermented products on the growth curve, death rate, pupation rate, and antioxidant system of the larvae were compared. Compared with CK ( conven 鄄 tional deed), the made the developmental duration of the larvae prolonged by 0 days and the larvae 爷 s death rate upraised somewhat, but made the single larva 爷 s total food intake, average body mass, crude fat content, and ratio of unsaturated to saturated fat acids increased by 49%, 28%, 26%, and 32%, respectively (P<0. 05), and the activity of larvae 爷 s antioxidant system improved significantly, showing a remarkable adaptability of the larvae to. Unlike, FD 2 displayed definite disadvantages in most test growth indicators, as compared with CK, indicating that T. moli 鄄 tor larvae had weak adaptability to FD 2. Our findings suggested that using to feed the 3rd instar of T. molitor larvae would have good practical prospects in industrializing cattle dung. Key words: cattle dung; effective microorganism ( EM); Tenebrio molitor; growth and develop 鄄 ment; antioxidant system. * 山东省泰山学者项目 (00523902) 资助. ** 通讯作者. E 鄄 mail: jianggm@ 26. com 20 鄄 09 鄄 26 收稿,202 鄄 05 鄄 03 接受.
946 应摇用摇生摇态摇学摇报摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇 23 卷 摇摇随着农区畜牧业集约化 规模化快速发展, 我国 每年产生大量的畜禽粪便, 且随养殖规模扩大而逐 年增加. 据统计,200 年全国畜禽粪便总产量达 2 郾 5 伊 0 9 t []. 畜禽粪便大量堆积和不合理排放, 不 但制约畜牧养殖业的可持续发展, 还对周边地区造 成严重的环境污染 [2]. 因此, 畜禽粪便无害化 和资源化利用已成为社会普遍关注和亟待解决的焦 点问题. 传统堆肥方式占地多 耗时长 [3] 效率低, 不能快速有效地畜禽粪便, 大面积堆肥还造成 污水横流 蚊蝇滋生 矿物质淋溶等问题, 对地下水 也会造成一定污染. 畜禽粪便中含有部分未消化完 全的饲料及肠道分泌物等成分, 堆肥过程中微生物 可利用这些物质使堆温迅速升高到 60 ~ 70 益 [4], 使 部分能源物质在传统堆肥过程中主要以热量的形式 散失掉. 另外, 由于翻堆或通风透氧等操作, 畜禽粪 便氮素损失严重 [5-6], 接近 79% 的 NH 3 挥发到大气 中 [7], 既浪费资源又造成环境污染. 为使畜禽粪便资源得到合理应用, 许多学者对 畜禽粪便饲料化进行了一系列研究. 有人用鸡 粪含量为 50% 的混合饲料喂猪 [8], 明显提高了肉猪 日采食量 ; 牛粪 猪粪 鸡粪分别按 40% 的比例同肉 猪常规饲料混合, 经沸石生物剂后, 粗蛋白 含量分别提高 9% 2% 8% [9] ; 有人利用牛粪生物 饲料饲喂番鸭, 结果发现, 牛粪生物饲料可以代替部 分番鸭常规饲料, 实现了与饲喂常规饲料相同的饲 养效果, 降低了养殖成本 [0]. 新鲜牛粪直接经有益 微生物菌群 (effective microorganisms, EM) 发酵后可 养殖蚯蚓 []. 利用 EM 将鸡粪同秸秆按 颐 比例 发酵后饲喂奶牛, 明显提高了奶牛的日增体质量和 产奶量 [2]. 另外, 利用小白鼠进行的牛粪生物饲料 安全性评价, 进一步确定了畜禽粪便饲料化后饲喂 动物的可行性. 部分资源昆虫由于生物量大 食性杂 或腐食性等特点, 在转化白酒糟 发酵鹌鹑粪 [3] 净化养猪场环境等方面取得了良好效果. 又因为 昆虫的环境适应力强 饲养管理操作简单 可立体化 周年养殖等特性, 在农业废弃物以及有机生活垃圾 方面发挥着越来越大的作用. 黄粉虫 (Tenebrio molitor) 又名面包虫, 隶属鞘翅 目拟步甲科粉甲属, 是一种常见的仓储害虫. 幼虫食 性杂, 耐粗饲, 可取食麦麸 花生糠 树叶 树皮, 甚至 牛皮纸 滤纸等富含纤维素的材料, 对生长环境质量 要求低, 在我国不同地区被广泛养殖, 成为继家蚕和 蜜蜂之后的第三大资源昆虫. 黄粉虫曾被用于 农业废弃物以及有机生活垃圾, 并逐渐形成了对恶 劣生活环境的适应性 [4]. 有研究指出鹌鹑粪便经 EM 厌氧发酵后饲养黄粉虫的方法切实可行 [5], 这为黄粉虫进一步发挥生物转化器作用打下了基础. 但是, 能否利用黄粉虫耐粗饲特点对牛粪进行资源化利用? 以及如何提高黄粉虫对牛粪饲料的适应性? 关于这方面的研究鲜有报道. 本试验在前人研究的基础上将牛粪同黄粉虫常规饲料按一定比例混合, 通过 EM 采用先有氧发酵后厌氧发酵的方式将混合饲料进行初步降解, 缩短发酵时间, 提高混合饲料的营养价值, 探讨发酵饲料对黄粉虫幼虫生长发育及抗氧化系统的影响, 为利用黄粉虫转化牛粪技术提供科学依据. 摇材料与方法 郾 摇试验材料本试验在山东平邑县弘毅生态农场进行, 试验牛粪来自西门塔尔肉牛. 取新鲜牛粪于阳光下晒干, 粉碎并过 20 目筛后于 -20 益下冷藏备用. 黄粉虫由山东农业大学植物保护学院提供. 将黄粉虫在实验室条件下以常规饲料继代饲养, 期间选择化蛹时间较早 长势一致的个体, 直至 F3 代. 挑选生长状态相近的 3 龄幼虫作试验材料. 黄粉虫常规饲料 (65% 麦麸 30% 玉米面 5% 豆粕 ) 购于本地粮油市场. 郾 2 摇试验取 0 ml EM 原液, 加入 0 g 红糖, 用自来水 ( 阳光下暴晒 3 h) 稀释 500 倍, 分别加入 0 郾 0% 的 NaCl FeCl 2 配制 EM 发酵菌液. 饲料发酵试验设置牛粪含量分别为 0 20% 40% 60% 80% 00% 6 个, 每 3 个重复. 将牛粪和黄粉虫常规饲料按以上比例混合后加入配置好的 EM 菌液, 水分含量控制在 65%,25 益下有氧发酵 24 h, 然后将发酵料转入自封袋中, 厌氧发酵 96 h. 以发酵饲料松散度 2 mm 以下 (0 ~ 8 分 ),2 ~ 0 mm(7 ~ 6 分 ),0 mm 以上 (5 ~ 3 分 ); 棕黄色 (0 ~ 8 分 ), 土黄色 (7 ~ 6 分 ), 黑色 (5 ~ 3 分 ); 淡醇香味 (0 ~ 8 分 ), 无味 (7 ~ 6 分 ), 酸臭味 ( 5 ~ 3 分 ); ph 值 4 郾 5 ~ 5 郾 5 (0 ~ 8 分 ),5 郾 5 ~ 6 郾 5 (7 ~ 6 分 ),6 郾 5 ~ 7 郾 5 (5 ~ 3 分 ) 为评分标准. 根据发酵饲料评分标准从中选出发酵性状良好 牛粪含量较多的两组作为黄粉虫饲料, 并测定发酵饲料中粗蛋白 中性洗涤纤维 酸性洗涤纤维含量. 根据饲料发酵试验选出的两组发酵饲料, 设置 ( 牛粪添加量分别为 60% 80% )2 个, 每 3 个重复, 并以黄粉虫常规饲料为对照 (CK)
7 期摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇曾祥伟等 : 发酵牛粪对黄粉虫幼虫生长发育的影响摇摇摇摇摇摇 947 进行黄粉虫幼虫饲养试验. 饲养器皿为长 6 cm 宽 2 cm 高 6 cm 的塑料盒, 每盒为 个重复. 试验初 期每盒试虫 500 头, 随着黄粉虫幼虫的生长, 将每盒 试虫平均分配到 2 个饲虫盒中以降低虫口密度. 根 据黄粉虫取食习性, 各每天 8:00 投放 5 g 湿 发酵饲料,CK 组投放含水量相同的常规饲料, 每星 期各等量投放一次白菜叶, 每次 5 g, 并于次日 拣出剩余叶片. 试验过程中适量增加饲料添加量, 保 证充足的饲料供应, 并做好投料记录. 郾 3 摇生物量与化蛹率的测定 试验期间每 0 d 测量黄粉虫幼虫平均单体质 量 平均单体取食量. 每 5 d 检测黄粉虫幼虫死亡虫 数, 并将死亡虫体拣出, 补充生长状态一致的虫体, 所补充的虫体与对应的饲养方式完全相同. 进 入蛹期后, 每 3 d 检测黄粉虫幼虫化蛹数目, 各时期 平均单体质量 = 该时期 00 头活体幼虫总体质量 / 00; 平均单体取食量 = ( 该时期饲料投喂总量 - 剩余 饲料量 ) / 500; 日平均死亡率 = 该时期死亡虫数 / (500 伊 5); 化蛹率 = 已化蛹总数 / (500 + 补充虫体 数 ). 郾 4 摇生化分析 黄粉虫幼虫粗蛋白 粗脂肪以及发酵饲料中粗 蛋白 中性洗涤纤维 ( NDF) 酸性洗涤纤维 ( ADF) 含量的测量参照 饲料分析与检测技术 [6] ; 采用 GC 鄄 MS 测定粗脂肪中的饱和 不饱和脂肪酸含量 ; 超氧化物歧化酶 (SOD) 活性参照 Beauchamp 和 Fri 鄄 dovich [7] 的方法测定 ; 过氧化物酶 (POD) 活性的测 [8] 定参照 Simon 等的愈创木酚法 ; 过氧化氢酶 (CAT) 活性测定参照 Chance 和 Machly [9] 的方法 ; 可溶性蛋白参照 Bradford [20] 的方法 ; 丙二醛 (MDA) 含量采用硫代巴比妥酸 (TBA) 法 [2]. 郾 5 摇数据 采用 Microsoft Excel 2003 软件数据. 采用 SPSS 5 郾 0 软件进行显著性分析 ( 琢 = 0 郾 05) 极显著分析 ( 琢 = 0 郾 0); 用 SigmaPlot 0 郾 0 软件制图. 2 摇结果与分析 2 郾 摇发酵饲料质量随着牛粪含量的增加, 不同之间牛粪发酵饲料逐渐由亮黄色变为黑褐色, 由酸香味变成浓重的霉变味,pH 值不断上升, 发酵效果逐渐变差. 由表 可以看出, 各评价总分呈逐渐降低趋势. 0 组同 20% 组差异不显著,40% 组同 60% 组差异不显著, 发酵效果均较好. 综合考虑各项指标, 选择牛粪含量较高发酵效果较好的 60% 组 ( ) 和发酵效果一般的 80% 组 (FD 2 ) 发酵饲料进行下一步试验. 同发酵前相比, 组发酵饲料粗蛋白含量提高 5 郾 3%, 中性洗涤纤维 酸性洗涤纤维含量分别降低 7% 27% ; FD 2 组发酵饲料粗蛋白含量提高 4 郾 7%, 中性洗涤纤维 酸性洗涤纤维含量分别降低 5% 20%. 说明经 EM 发酵后, 饲料中粗蛋白含量升高幅度较小, 但纤维素得到初步降解, 且发酵饲料中牛粪含量越低, 纤维素降解效果越明显. 2 郾 2 摇黄粉虫幼虫生长特性由图 可以看出, 黄粉虫幼虫生长曲线呈现标准的 S 冶型. 幼龄时期黄粉虫生长发育缓慢, 随后进入快速生长期, 蛹期以后曲线又趋于平缓. FD 2 在第 40 天进入快速生长期, 比 CK 组晚 20 d, 差异显著 (P<0 郾 05). 快速生长期历时 30 d, 比 CK 长 0 d(p<0 郾 05), 生长周期比 CK 组长 20 d(p< 0 郾 05). 在生长发育的大部分时间里,CK 组黄粉虫幼虫单体质量均比 高, 在第 40 天时, CK 组黄粉虫幼虫单体质量分别比 高 97% 和 252% ( P <0 郾 0). 第 50 天时,CK 组虫单体质量分别比 高 58% 和 223% (P<0 郾 0). 的末龄幼虫体质量 ( 第 80 天时 ) 比 CK 组高 表 摇发酵饲料评分结果 Table 摇 Results of evaluation of fermented feedstuff (mean 依 SE) Treatment 松散度 Shatter value 评价指标得分 Score of indicators 颜色 Color 气味 Smell ph 总分 Total score 0 9 郾 67 依 0 郾 7a 9 郾 33 依 0 郾 7a 9 郾 50 依 0 郾 29a 8 郾 63 依 0 郾 32a 37 郾 3 依 0 郾 3a 20% 9 郾 50 依 0 郾 29a 9 郾 7 依 0 郾 7ab 8 郾 97 依 0 郾 48ab 8 郾 67 依 0 郾 7a 36 郾 30 依 0 郾 44ab 40% 9 郾 50 依 0 郾 29a 8 郾 80 依 0 郾 30ab 8 郾 33 依 0 郾 7b 8 郾 33 依 0 郾 7a 34 郾 97 依 0 郾 73bc 60% 9 郾 50 依 0 郾 00a 8 郾 33 依 0 郾 7b 8 郾 33 依 0 郾 8b 7 郾 33 依 0 郾 7b 33 郾 50 依 0 郾 50c 80% 8 郾 7 依 0 郾 7b 3 郾 83 依 0 郾 44c 8 郾 23 依 0 郾 37b 5 郾 43 依 0 郾 30c 25 郾 67 依 0 郾 38d 00% 7 郾 50 依 0 郾 50b 2 郾 97 依 0 郾 26d 3 郾 50 依 0 郾 29c 3 郾 43 依 0 郾 30d 7 郾 40 依 0 郾 80e 0 20% 40% 60% 80% 00% 代表发酵饲料中牛粪的百分含量, 不同小写字母表示间差异显著 ( P < 0 郾 05) 0,20%,40%,60%,80%, 00% represented the contents of cattle dung in fermented feedstuffs, small letters showed significant difference among treatments at 0 郾 05 level 郾下同 The same below 郾
948 应摇用摇生摇态摇学摇报摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇 23 卷 图 摇 发酵饲料对黄粉虫幼虫生长性状的影响 Fig. 摇 Effects of fermented feedstuff on the growth characters of Tenebrio molitor larva (mean 依 SE). CK 代表发酵饲料中牛粪含量分别为 60% 80% 0, 时间为饲喂发酵饲料后黄粉虫生长天数, FD 2, CK represented the con 鄄 tents of cattle dung in fermented feedstuff 60%, 80%, 0, respectively, and the treatment time meant the days after Tenebrio molitor was fed with fermen 鄄 ted feedstuff 郾下同 The same below 郾 28%,FD 2 末龄幼虫体质量比 CK 组低 60%, 均达显著差异水平 (P<0 郾 0). 各平均单体取食量呈先增后降的趋势. CK 平均单体取食量分别从第 20 30 40 天开始迅速升高, 这与黄粉虫幼虫进入快速生长期的时间一致. FD 2 在第 50 天以后进入暴食期 ( 平均单体取食量 >200 mg ind - d - ), 比 CK 组延迟 2 d. 生育期内 总取食量达 5 g ind -, 比 CK 组高 49% (P<0 郾 0), 表现出较好的转化潜力. 黄粉虫幼虫生长发育状况直接影响到末龄幼虫的化蛹整齐度. 由图 可以看出, 发酵饲料对黄粉虫幼虫的化蛹率产生了明显影响. CK 组化蛹时间主要集中在第 53 ~ 62 天之间, 化蛹历期短, 整齐度较高. 均在第 80 天时结束化蛹, 比 CK 组晚 8 d(p<0 郾 0), 化蛹历期分别比 CK 组延长 6 和 9 d(p<0 郾 05), 但 最终化蛹率的差异不显著, 分别比 CK 组低 9% 和 42%. 黄粉虫幼虫日平均死亡率均呈先升高后降低的趋势, 且在整个生育期中, 幼虫日平均死亡率 FD 2 > >CK( 图 ). 在第 55 天时,FD 2 日平均死亡率达到峰值, 比 CK 组延迟 5 d( P<0 郾 05). 黄粉虫幼虫 快速生长期发酵饲料中能源物质相对缺乏, 出现幼 虫之间自相残杀现象,FD 2 峰值比 CK 组峰值 高 360%, 峰值比 CK 组高 60% ( P < 0 郾 0). 第 25 ~ 70 天,FD 2 和 的幼虫死亡率分别 为 46% 和 24%, 分别比 CK 组高 667% 和 300% (P< 0 郾 0), 对发酵饲料表现出较好的相对适 应性. 2 郾 3 摇黄粉虫幼虫营养成分 发酵饲料对黄粉虫幼虫粗蛋白含量影响不大, 但能提高黄粉虫幼虫粗脂肪含量, 牛粪添加过量则 使幼虫粗脂肪含量降低 ( 表 2). 黄粉虫幼 虫粉粗脂肪含量达 43%, 比 CK 组高 26% ( P < 0 郾 05),FD 2 幼虫粉粗脂肪含量达 32%, 比 CK 组降低 4 郾 5% ( P<0 郾 05). 发酵牛粪对黄粉虫幼虫 表 2 摇发酵饲料对黄粉虫幼虫营养成分的影响 Table 2 摇 Effects of fermented feedstuff on nutritional com 鄄 ponents of Tenebrio molitor larva (mean 依 SE) Treatment 粗蛋白 Crude protein (% ) 粗脂肪 Crude fat (% ) 不饱和 / 饱和脂肪酸 P / S 42 郾 0 依 0 郾 2a 43 郾 4 依 0 郾 2a 3 郾 78 依 0 郾 03a FD 2 4 郾 9 依 0 郾 0a 32 郾 9 依 0 郾 4c 2 郾 34 依 0 郾 c CK 4 郾 7 依 0 郾 a 34 郾 4 依 0 郾 2b 2 郾 86 依 0 郾 09b
7 期摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇曾祥伟等 : 发酵牛粪对黄粉虫幼虫生长发育的影响摇摇摇摇摇摇 949 P / S 值的影响具有同粗脂肪含量变化相似的规律, 添加适量牛粪的发酵饲料能提高黄粉虫幼虫 P / S 值, 牛粪添加过量则使幼虫 P / S 值降低, 其中 P / S 值 (3 郾 8) 比 CK 组高 32%,FD 2 P / S 值 (2 郾 3) 比 CK 组低 8% (P<0 郾 05). 2 郾 4 摇黄粉虫幼虫抗氧化酶活性 随着时间延长, 黄粉虫幼虫 SOD 活性呈先 升高后降低的趋势 ( 图 2). 第 40 ~ 45 天, 的 SOD 活性均高于 CK 组, 并在第 45 天达到峰值, 分别比 CK 组高 47% 和 52% (P<0 郾 0), 说明发酵饲 料能显著提高黄粉虫幼虫体内 SOD 活性. 第 45 天 开始,FD 2 SOD 活性迅速下降并逐渐低于 CK 组, 在第 60 天时比 CK 组降低 35% (P<0 郾 0), 说明 发酵饲料中牛粪含量过高, 最终会导致黄粉虫幼虫 群体 SOD 活性降低到常规水平以下. 第 45 ~ 60 天, 与 CK 组 SOD 活性之差逐渐缩小, 饲喂 发酵饲料后黄粉虫幼虫体内 SOD 活性逐渐接 近 CK 水平. 整个期间, 各 POD 活性呈先升高后降 低的趋势, 且 POD 活性均高于 CK 组. 第 50 天时, POD 活性均达到峰值, 分别比 CK 组高 52% 和 83% (P<0 郾 0). 说明发酵牛粪饲料能提高黄粉虫幼虫体内 POD 活性, 并且在黄粉虫幼虫快速生长期发酵饲料中牛粪含量越高,POD 活性越强. 各黄粉虫幼虫体内 CAT 活性与 SOD 活性变化趋势相似. 整个期间, 黄粉虫幼虫 CAT 活性均高于 CK 组, 第 50 天时比 CK 高 69% (P<0 郾 0), 说明发酵饲料能显著提高黄粉虫幼虫体内 CAT 活性. FD 2 前期 CAT 活性逐渐升高, 后迅速降低, 第 60 天时,CAT 活性比 CK 组降低 44% (P<0 郾 0), 说明牛粪含量过高的发酵饲料使黄粉虫幼虫体内 CAT 活性降低, 减弱了黄粉虫幼虫的抗氧化功能. 2 郾 5 摇黄粉虫幼虫体内 MDA 和可溶性蛋白含量发酵料中牛粪含量的增加对黄粉虫幼虫体内 MDA 含量有显著影响 ( 图 3). 各中 MDA 含量呈逐渐升高趋势, 第 60 天同第 40 天相比, FD 2 CK 组 MDA 含量分别升高 53% 55% 66%, 差异均极显著 (P<0 郾 0). 第 60 天时, MDA 含量分别比 CK 组高 53 郾 5% 和 2 郾 5% ( P < 0 郾 0). 表明发酵饲料加剧了黄粉虫幼虫脂质过氧化过程, 且发酵饲料中牛粪添加量越多脂质过氧化程度越高. CK 组黄粉虫幼虫可溶性蛋白呈缓慢增长趋势, 图 2 摇 发酵饲料对黄粉虫幼虫抗氧化酶系统的影响 Fig. 2 摇 Effects of fermented feedstuff on the antioxidant system of Tenebrio molitor larva (mean 依 SE). 图 3 摇发酵牛粪对黄粉虫幼虫丙二醛 ( MDA) 和可溶性蛋白含量的影响 Fig. 3 摇 Effects of fermented feedstuff on the contents of MDA and soluble protein of Tenebrio molitor larva (mean 依 SE).
950 应摇用摇生摇态摇学摇报摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇 23 卷 在第 40 ~ 50 天, 饲喂发酵饲料后黄 粉虫幼虫可溶性蛋白含量迅速增加, 第 50 天时分别 比 CK 组高 50% 和 83% ( P<0 郾 0). 试验后期, 可溶性蛋白含量持续增加, 到第 60 天时, 比 CK 组高 56% ( P <0 郾 0),FD 2 从第 50 天开始可溶性蛋白含量迅速降低. 3 摇讨摇摇论 根据协同作用原理, 纤维素的降解需要内切 茁鄄,4 鄄葡聚糖酶 ( C X 酶 ) 外切茁鄄,4 鄄葡聚糖酶 ( C 酶 ) 茁鄄葡萄糖苷酶 ( BG) 的联合作用 [22]. 黄粉虫幼 虫体内仅有 C X 酶和 BG, 缺少针对小分子纤维素非 还原性末端的 C 酶, 属于不完整的纤维素酶系, 纤 维素消化能力没有得到全面发挥. 本试验中牛粪经 EM 发酵后, 纤维素得到初步降解, 适口性得以改 善, 从而促进了黄粉虫取食量的增加 ; 同时,EM 菌 及其分泌的各种消化酶连同发酵饲料一同进入黄粉 虫肠道, 有助于黄粉虫对发酵饲料中各种营养物质 的转化吸收. EM 发酵饲料对维持黄粉虫肠道微生态平衡也 具有一定的促进作用 [23-25]. 但在本试验中,FD 2 发 酵饲料牛粪添加量达到 80%, 牛粪中大量的杂菌影 响了 EM 菌对混合饲料的发酵, 致使发酵饲料颜色 较深, 酸香味不明显,pH 值较高, 经黄粉虫幼虫取食 后出现较高的死亡率. 整个生长期黄粉虫幼虫死亡 率 FD 2 > ( 图 ), 可能是 FD 2 发酵饲料残留的杂 菌影响了黄粉虫幼虫肠道微生态平衡, 部分黄粉虫 幼虫感染致病菌而死亡. 发酵饲料性状和黄粉 虫幼虫死亡状况均优于 FD 2, 因此, 应采用 方法对牛粪进行资源化利用. 抗氧化酶系中 SOD 能够将 O 2 - 转化成 H 2 O 2 [26], 再由 POD CAT 继续分解为 H 2 O 和 O 2, 减 少了活性氧 (reactive oxygen species, ROS) 对机体的 伤害 [27-28]. 本试验中发酵饲料对黄粉虫幼虫产生了 类似环境胁迫的影响. 前期, 黄粉 虫幼虫体内 SOD 活性持续升高 ( 图 2). 但昆虫具有 一定的生态可塑性 [29], 随着生长发育的进行对环境 的适应能力逐渐增强 [30]. 生长发育后期, 黄粉虫幼虫逐渐适应发酵饲料配方, 体内 SOD POD CAT 活性呈降低趋势并接近 CK 组, 说明体内 产生的 ROS 逐渐减少到常规水平. 同 FD 2 相比, 黄粉虫幼虫对发酵饲料具有更强的适应性. MDA 是脂质过氧化的终产物, 其含量高低反映 了细胞受脂质过氧化损伤的大小. 有研究发现, 低温 胁迫可以增加生物体内 MDA 含量 [3], 脂质过氧化 伤害严重时易造成细胞通透性发生改变, 胞内可溶 性蛋白容易流失 [32]. 本试验中, 黄粉虫幼 虫取食发酵饲料后 MDA 含量呈上升趋势 ( 图 3), 说 明虽然黄粉虫幼虫抗氧化酶活性有不同程度的提 高, 但体内产生的 ROS 仍然对黄粉虫幼虫造成了伤 害 ; 可溶性蛋白含量呈缓慢增长趋势 ( 图 3), 说明发 酵饲料对黄粉虫幼虫造成的伤害较小, 也可能与发 酵饲料产生的类似于环境胁迫的作用使黄粉虫幼虫 产生一定量的抗性蛋白 [33], 使可溶性蛋白的生成量 高于流失量有关. 综上所述, 采用 方法将牛粪按 60% 的 比例同常规饲料混合并经 EM 发酵后, 发酵饲料营 养价值得到提升, 适口性有所改善, 适合作为黄粉虫 幼虫饲料. 饲喂发酵饲料后, 黄粉虫末龄幼虫单体质 量明显高于饲喂常规饲料的幼虫, 虫体中脂肪含量 和不饱和脂肪酸含量明显升高, 通过继代饲养, 有利 于富油型或畜禽粪便转化专用型黄粉虫品种的筛 选. 黄粉虫群体能够完成幼虫生长过程并顺利化蛹, 虫体抗氧化酶活性出现不同程度的提高, 对发酵牛 粪饲料适应能力逐渐增强, 可以进行牛粪资源化利 用. 参考文献 [] 摇 Chen P 鄄 J ( 陈鹏举 ), Xiang Z 鄄 J ( 向忠菊 ). The com 鄄 prehensive utilization technology of livestock and poultry feces resource in the prevention of the agricultural envi 鄄 ronment pollution. Acta Ecologae Animalis Domastici ( 家畜生态学报 ), 200, 3(2): 06-08 ( in Chi 鄄 nese) [2] 摇 Jia Y 鄄 Q ( 贾永全 ), Wei C 鄄 B ( 韦春波 ), Chen X 鄄 O ( 陈晓鸥 ). Analysis on animal waste treatment and uti 鄄 lization in Daqing City. Chinese Journal of Applied Ecol 鄄 ogy ( 应用生态学报 ), 2009, 30 (4): 06-09 ( in [3] 摇 Zhang C 鄄 L ( 张翠丽 ), Li Y 鄄 B ( 李轶冰 ), Bu D 鄄 S ( 卜东升 ), et al. Biogas yield and its relations with the du 鄄 ration and temperature of mixed anaerobic fermentation of livestock dung and wheat straw. Chinese Journal of Applied Ecology ( 应用生态学报 ), 2008, 9 ( 8 ): 87-822 ( in [4] 摇 Eklind Y, Kirchmann H. Composting and storage of organic household waste with different litter amend 鄄 ments. 域. Nitrogen turnover and losses. Bioresource Technology, 2000, 74: 25-33 [5] 摇 Huang X 鄄 D ( 黄向东 ), Han Z 鄄 Y ( 韩志英 ), Shi D 鄄 Z ( 石徳智 ), et al. Nitrogen loss and its control during livestock manure composting. Chinese Journal of Applied Ecology ( 应用生态学报 ), 200, 2 (): 247-254 ( in [6] 摇 Bao Y 鄄 Y ( 鲍艳宇 ), Zhou Q 鄄 X ( 周启星 ), Yan L ( 颜丽 ), et al. Dynamic changes of nitrogen forms in live 鄄 stock manure during composting and relevant evaluation
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