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禽畜糞便處理

黑水虻是糞便處理高手-將成環保衛士

黑水虻是糞便處理高手-將成環保衛士

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詳情介紹:

  目前全球每年會產生7萬噸廢物,因此提出各種處理動物糞便的方法。在過去通常將這些糞便作為土地肥料處理,卻導致了這些土地成為可溶性的磷的污染源。因此更多的針對動物糞便的可行性的方法值得研究。黑水虻特殊的口器結構和敏捷的幼蟲允許它們在潮濕泥土生長,這就要求它們盡可能地利用大面積的土壤資源,蛆將喂養的糞肥轉化成食物來增重蟲體,這成為我們喂養家畜較為有效的途徑。喂養的研究發布時間表明干幼蟲飼料是一個很好的替代品。可以取代豬,家禽和魚類食用的大豆或肉骨粉的飼料。其他利用這一幼蟲產品可能用來生產油酸和亞油酸的必需脂肪酸,構成了前蛹中超過20%的脂肪和甲殼素及其許多醫療和工業應用。近期喂養研究表明,前蛹可以有效地取代高品質鯡魚粉,價值500美元/噸。這動物飼養行動將有助于減少糞肥在污染方面的影響。

  目前全球每年會產生7萬噸廢物(Turnell et al, 2007),因此提出各種處理動物糞便的方法。在過去通常將這些糞便作為土地肥料處理(Bekele et al, 2006),卻導致了這些土地成為可溶性的磷的污染源(Turner et al, 2005)。因此更多的針對動物糞便的可行性的方法值得研究。堆肥是一種很常見的處理動物糞便的方法。糞便中的碳源能夠提高氧化。這一過程減少了大量的材料,剩余的堆肥作為植物的肥料如小麥。堆肥方法通常有三種。一種按是否需要氧氣劃分,有好氧堆肥(有氧狀態)和厭氧堆肥(無氧狀態);另一種是按堆肥溫度分,有高溫堆肥和中溫堆肥;一種是按機械化水平分,有露天自然堆肥和機械化堆肥。習慣上人們都按好氧堆肥和厭氧堆肥區分。現代化堆肥工藝基本都是好氧堆肥,這是因為好氧堆肥具有溫度高、基質分解比較多、堆制周期短、異味小、可以大規模采用機械處理等優點。雖然這種方法有這些好處,但其弊端卻更為明顯。動物肥料一般會包含有病原體如大腸桿菌O157(Fremaux et al, 2006;Williams et al, 2006),堆肥雖然能在高溫情況下會抑制大腸桿菌的生長,但不能一直保持。從而可能會導致其依然存活。因此潛在的微生物污染,土壤和植物的相關應用不足導致堆肥仍然值得關注。然而這過程中難免會帶來空氣和水污染。

  許多科學家知道許多昆蟲能分解肥料并制造高質量的動物飼料。其中大多數研究家蠅,因為生物學里它可大量繁殖并生產高蛋白質飼料。由于要花相對較高成本管理來家蠅,這些還沒有被廣泛使用。這就需要投入單獨的設施和勞動力,這樣就增加了生產成本。

  黑水虻,雙翅目(Diptera)水虻科(Stratiomyidae)昆蟲的統稱(James,1935),根據其翅脈可辨認。由Linnaeus于1738年較早記錄,幼蟲體長可達到20mm,起源于美洲,現在已成為世界性分布的昆蟲,在北緯450和南緯400間均有分布,在美洲、歐洲、亞洲、非洲、澳洲、新西蘭和多個太平洋島嶼上都有記錄(Callan,1974)。水虻屬(Stratiomys)的腹部寬扁,但長腹水虻屬(Ptecticus)的腹部長而基部窄。具鮮明的黃、綠或黑色條紋,外形似蜜蜂或黃蜂,亦常出現于花的附近。幼蟲蠕蟲狀,肉食性或草食性,其生境多樣,如水中、腐敗有機質和蔬菜中。在蛻的皮內化蛹。虻特殊的口器結構和敏捷的幼蟲允許它們在潮濕泥土生長,這就要求它們盡可能地利用大面積的土壤資源,蛆將喂養的糞肥轉化成食物來增重蟲體,這成為我們喂養家畜較為有效的途徑。黑水虻幼蟲需要新鮮的糞肥,過期和堆肥都只能支持基礎生長,因為對糞肥的極度需求,昆蟲的消化更好是個持續的,直接在新鮮家禽糞便和畜類糞便中進行的過程(Sheppard et al. 2002)。這要求在細菌和其他操作消耗殘留之前進行直接的分解消耗。糞肥適當的減少和較小的改變是應該的,黑水虻很適合在動物排泄時候立即進行分解消化(Sheppard et al.1994)。黑水虻的生活習慣和其非害蟲地位允許低成本生產開發。

  黑水虻(Hale,1973)幼蟲消耗各種各樣的有機物質就包括動物糞肥和食物渣滓,在這個消化分解中他們吸收營養物質,從而大大減少糞肥量和污染可能性。他們還通過競爭控制家蠅(Teotia,1974),并生產出高質量的飼料和其他產品,這種生物和蒼蠅非常適合大規模廢物增值管理。成蟲生活環境和交配就在幼蟲棲息地附近,而不是像家蠅(Sheppard, 1983)一樣進入住宅房屋進行繁殖。(Calvert,1969)成蟲不需要喂養,可以由一只幼蟲通過體內大量的脂肪發育為成蟲,這種益蟲在熱帶氣候和溫暖地區大范圍出現。幼蟲生長很密集,通常把食物源覆蓋為一層固體層在蟲體上面,可以在喂食幼蟲的地點找到安全的化蛹地點,有大量成熟幼蟲準備化蛹。能量的轉移和蛹豐富的蛋白質是豐收變得可能,前蛹期不進行喂養,使幼蟲有個空的腸道,而成為一個收集飼料的理想發展容器。

  昆蟲,尤其是各種蠅幼蟲(蛆)和甲蟲容易利用新鮮糞便飼養,以生物量轉換剩余的蛋白質和其他營養物質,便成為一種高質量的動物飼料。已在此基礎進行了相當多的研究了解并利用這個活動糞肥管理,科學家在越南,泰國,中國,蘇聯,美國,墨西哥,東歐,歐洲,以色列,澳大利亞,中美洲和南美洲已研究出昆蟲消化糞肥生產高品質的飼料。近期,重點已從用昆蟲飼料生產來解決大量糞肥相關問題的生產轉變為動物飼養業務,同時將昆蟲幼蟲減少營養物質的濃度混合濃縮和從大部分殘留肥料肥料養分提取到更有價值的生物量(動物飼料),從而減少50-60%或更多潛在的污染。適口性實驗的結果表示,用幼蟲配置的飼料與添加脂肪的豆粕粉配置飼料無差。同時結合魚類加工的廢棄物與糞便飼養黑水虻,能夠顯著提高黑水虻預蛹的飼料價值,主要是提高預蛹脂肪替代魚油的價值(St-Hilaire S. et al,2007)。因為其價值高得多(500美元/噸),這飼料可改變經濟上重大的差距,減輕當地施肥過度。此外,蛆改變微生物肥料,可能減少有害細菌。高價值的昆蟲飼料,既降低肥料質量、水分含量,也減少惡臭和污染。
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