CN105693296A - 一种利用水虻幼虫转化食用菌菇根废料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用水虻幼虫转化食用菌菇根废料的方法，将食用菌的菇根、菌糠，或与畜禽粪便、餐厨剩余物、麸皮等有机废弃物按不同比例混合的复配料，加入自来水配制成水虻饲料，接入5-8日龄的水虻幼虫，在摄氏25-30度条件下转化20-25天，将分离的活幼虫直接饲养动物，或制备成水虻干虫体作为虫体蛋白，剩余虫粪和残渣经常规堆置后可制成有机肥料。既解决了食用菌菇根等有机废弃物对环境的污染，又能满足畜禽和水产养殖业对饲料蛋白以及种植业对有机肥料的需求，还能保障食品安全，在废弃物循环利用中变废为宝，获得可观的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及环境保护及饲料领域，具体涉及一种利用水虻幼虫转化食用菌菇根废料的方法。
背景技术
食用菌已成为人们的主要食物之一，各地均有大量种植，生产结束时，残余了大量菇根和菌糠，容易腐败、滋生害虫，不便于直接利用。目前常用的处理技术包括堆肥发酵以及自然干燥，但堆肥技术周期长，需2-3个月，且在堆肥过程中易产生大量的臭气及滋生蚊蝇，造成二次污染；自然干燥所需场地大、效果随气候变化明显、燃烧利用价值低，因此造成了菇根和菌糠处理困难、企业对其资源化利用的积极性不高等处理现状。
我国还存在大量其他有机废弃物，我国农业生产过程中每年产生畜禽粪便超过40亿吨，是我国农业面源污染的一个重要问题，随着农业生产的不断发展和人口的增加，农业废弃物还在以每年5-10％的速度递增；城市每年产生餐厨剩余物不低于6000万吨；造成了日益严重的资源与环境问题，更由于其处理处置不当，对食品安全构成了威胁，畜禽粪便污染将直接导致畜禽粪便中的病原菌、抗生素等通过畜禽产品、污染的地下水、受影响的农田产品等进入人们的食品之中，进而引起一系列的食品安全问题。同时，餐厨剩余物的“地沟油”、泔水养殖等，对食品安全存在着直接的威胁。
同时，世界蛋白饲料资源日趋紧张，我国大豆产量供应紧张、国际鱼粉价格日趋上升、鱼类资源过度捕捞，直接导致了今后饲料蛋白缺口的日益扩大。
联合国粮农组织(FAO)2013年发布文件，指出昆虫能够循环利用自然界及人类产生的废弃物为己所用，转化为自身生物质，如蛋白和脂肪等，号召全世界大力发展食用昆虫产业开发，在解决环境污染同时，可开发为食品和饲料。其中，水虻是一种优良的环境资源昆虫，它比蝇蛆等拥有更大的个体、合适的生长周期、更高效的转化效率，其老熟幼虫虫体含有40％以上的粗蛋白，脂肪含量根据不同的废弃物条件可以达到30％以上，脂肪含有50％不饱和脂肪酸，可提高饲喂动物自身的免疫力，适用于饲料。
目前，已有水虻转化猪粪、牛粪、鸡粪和餐厨剩余物的相关研究和报道，但利用水虻转化处理食用菌菇根废料尚无研究，食用菌的菇根废料是不同于畜禽粪便和餐厨剩余物的一类有机废弃物，它包括了食用菌生产剩余的菇根以及菌糠，比其他废弃物更难以利用。
本发明提出了一种利用武汉亮斑水虻幼虫处理食用菌菇根废料的新技术，该方法利用武汉亮斑水虻幼虫取食转化食用菌菇根废料，生产富含高蛋白和高脂肪的幼虫虫体，用于制作饲料蛋白和活体饲料，其转化后的残渣用于生产有机肥；为了缩短转化周期、提高幼虫产量，可以利用麸皮、鸡粪、餐厨剩余物等其他有机废弃物进行复配生产。
发明内容
本发明为了解决食用菌菇根废料的资源化问题，实现废物利用，生产高附加值产品及形成循环经济的目的，提供一种利用水虻幼虫转化食用菌菇根废料的方法。
为了达到上述目的，本发明采取以下技术措施：
一种利用水虻幼虫转化食用菌菇根废料的方法，包括下述步骤：
1)调节物料的含水率65％～80％，并将物料平铺，铺设高度为10-15cm；
所述的物料为食用菌菇根、或菌糠、或食用菌菇根与辅料的复配物、或菌糠与辅料的复配物；
所述的辅料为鸡粪、餐厨剩余物或麸皮中的一种或二种或三种的混合物。
优选的，当物料为食用菌菇根或菌糠时，物料的含水率为70～80％；
优选的，当物料为复配物时，辅料(干重计)占物料重量(干重计)的40％及以上。
优选的，所述的食用菌菇根为杏鲍菇菇根、金针菇菇根或香菇菇根。
2)向物料中接种5-8日龄的水虻幼虫，每百条虫接种30-80g物料(干重计)，将水虻幼虫均匀的撒在物料表面。
3)保持室温20-35℃之间，物料内部温度≤45℃，喷水保持物料含水量在65-80％。
4)水虻重量不再增加且每个鲜虫体重≥0.1g时，停止转化；转化结束前的3-5天，停止向物料喷水；
优选的，若在转化过程中出现水虻外逃现象，可以在物料边缘覆盖一层谷糠吸水，或在物料上方设置强光源。
停止转化后，将水虻和转化残渣分离，水虻幼虫虫体可以直接作为活体饲料，或经过烘干成为饲料原料，其中，单独采用食用菌菇根饲养的水虻幼虫还可用于食用蛋白质和油脂的开发；转化残渣按常规方式集中堆置1-2周后，含水率≤30％，即可成为有机肥。
本发明具有以下优点：
1.利用水虻幼虫转化食用菌菇根废料，实现对食用菌菇根废料的二次利用，生产具有较高附加值的水虻虫体及有机肥料，在处理废弃物的同时，可以实现较好的经济效益。
2.生产过程简单，管理便捷，且由于水虻自身拥有较强的免疫功能，基本不受病虫害影响，同时还可以在转化过程中抑制病原菌的生长，实现转化过程的无害化。
3.经过水虻转化后的剩余残渣可以进一步用于功能微生物肥料的研发。
4.保持转化过程的洁净，单独采用食用菌菇根饲养的水虻幼虫可用于食用蛋白质和油脂的开发。
5.将鸡粪、餐厨剩余物、麸皮分别和食用菌菇根进行有效搭配，可以促进转化并缩短转化时间。
附图说明
图1为武汉亮斑水虻幼虫转化菇根废料的过程图片。
其中：1.转化初期(幼虫5-8日龄)；2.转化中期(幼虫15-16日龄)；3.转化后期(幼虫20-24日龄，老熟幼虫)；4.分离的老熟幼虫；5.虫粪和残渣。
图2为武汉亮斑水虻转化菇根(金针菇)和人工饲料的幼虫产量时间曲线。
图3为武汉亮斑水虻与干菇根(杏鲍菇)添加比例对转化率、物料减少率及虫体增重影响的柱状图。
具体实施方式
本发明实施例中所用水虻为亮斑扁角水虻武汉品系(HermitiaillucensstrainWuhan)，本发明所述技术方案，如未特备说明，均为本领域的常规技术。
实施例1：
一种利用水虻幼虫转化食用菌菇根废料的方法，包括下述步骤：
1)干重1.0kg的金针菇菇根，喷水，使其充分浸湿，含水率75％；将菇根平铺，平铺高度是12cm。
2)将水虻卵0.80克(约3000—4000粒卵，孵化率大于50％)在湿润条件下孵化，空气湿度应大于70％，收集孵化的1日龄幼虫2000头(约0.42g)，在人工饲料中饲养7日，均匀撒在步骤1)的菇根表面，开始转化；设置相同条件的人工饲料作为对照组；
3)保持室温20-30℃之间，菇根内部温度≤45℃，转化过程中用喷水控制菇根含水量70-80％，水虻生长情况如图1所示。
结果显示，水虻幼虫在菇根中的生长比在人工饲料中的生长个体略小，水虻在菇根中的生长周期(至半预蛹)需30天，第18-25天时，水虻重量基本不再增加，保持稳定，第25天后由于大批预蛹开始，其个体重量开始下降，因此，选择18-25天为菇根的转化周期(图2)。
4)本实施例选择菇根的转化周期为22天，转化结束前的4天，停止向物料喷水，转化结束后，物料含水率≤40％且虫体≥0.1g。
剩余残渣经常规方式堆置一周，得到有机肥料，其相关参数如下：
有机质含量：77.72±1.49％
总氮：2.8±0.2％
总磷(以五氧化二磷计)：4.8±0.1％
总钾：1.34±0.02％
均符合国家有机肥标准。
发芽指数：64.3±3.4％(白菜)，54.3±3.3％(油菜)，发芽指数测试方法说明：称取物料10g，加入蒸馏水100ml，振荡摇匀30分钟，再3000rpm离心20分钟，取上清液5mL，加入放置好两张滤纸的9cm培养皿中，再接入20粒种子，将培养皿放入避光培养箱，25℃培养48小时，测定各培养皿中种子的发芽率和平均根长，并以蒸馏水作为对照组。发芽指数计算公式：
发芽指数GI＝(测试组的种子发芽率*测试组的平均根长)/(对照组的种子发芽率*对照组的平均根长)*100％，当GI<50％时，说明物料未腐熟。
实施例2：
考察不同虫体接种比例对菇根转化的转化率、物料减少率及虫体增重的影响
为了考察菇根转化的接种比例，优化接种参数，选择杏鲍菇菇根为转化对象，设置不同的接种参数(60/80/100/120/140/160g干菇根)：(200条6日龄水虻幼虫)，调节杏鲍菇含水率，进行转化，包括下述步骤：
1)在小塑料桶中，分别加入60、80、100、120、140和160g的干杏鲍菇菇根，加入蒸馏水，使菇根充分浸湿，调节各组菇根含水率达75％，混匀1小时。菇根平铺于桶底，平铺的平均高度为12cm。
2)每组中加入200条人工饲料饲养的6日龄水虻幼虫进行转化，将水虻幼虫均匀的撒在物料表面，用一层纱布将小桶罩紧，以防止幼虫爬出。
3)将各组置于温室中，控制室温25-35℃，并每天观察补水，使菇根含水率在70-80％。
4)转化至18天，停止补水，至22天时，停止转化。
5)分离物料和幼虫，烘干称重计算转化参数，其结果如图3所示，具体如下：
实施例3：
利用鸡粪、餐厨剩余物、麸皮分别与食用菌菇根复配，以促进水虻的转化并缩短转化时间，包括下述步骤：
1)测定辅料(新鲜鸡粪、餐厨剩余物、麸皮)及食用菌菇根的含水率，根据含水率计算各自的固含量，再按照干重比例：a)菇根100％、b)菇根80％+辅料20％、c)菇根60％+辅料40％、d)菇根40％+辅料60％、e)辅料100％五个级别，分别将鸡粪、餐厨剩余物、麸皮与食用菌菇根进行复配，形成复配物料，并对复配物料喷水使物料保持湿润，分别测定含水率，其范围在65％至75％之间；为了考察含水率的影响，设置f)100％菇根-含水率75％为高含水率的对照组。
所述的菇根为金针菇菇根。
2)将以上各组物料按干重100g平铺于小桶底部，平铺的平均高度为12cm，每桶中加入200条6日龄水虻幼虫进行转化，将水虻幼虫均匀的撒在物料表面，用一层纱布将小桶罩紧，以防止幼虫爬出。
3)将各组置于温室中，控制室温25-35℃，并每天观察补水，使物料含水率保持初始值。
4)转化至出现预蛹时，停止补水，至预蛹达到50％时，停止转化。
5)分离物料和幼虫，烘干称重计算转化参数，其结果如表1-表3所示。
表1菇根与鸡粪复配的水虻转化效果
表2菇根与餐厨剩余物复配的水虻转化效果
| 物料 | 含水率 | 200条虫干重/g | 物料减少率/％ | 转化周期/d |
| a)100％菇根 | 70.0％ | 4.00±0.26 | 32.4±7.0 | 22 |
| b)80％菇根+20％餐厨 | 71.4％ | 7.40±0.42 | 40.1±5.4 | 22 |
| c)60％菇根+40％餐厨 | 72.7％ | 10.05±1.00 | 46.8±1.4 | 15 |
| d)40％菇根+60％餐厨 | 74.1％ | 9.98±0.93 | 47.9±4.2 | 15 |
| e)100％餐厨 | 76.8％ | 11.62±0.12 | 56.0±1.4 | 15 |
| f)100％菇根 | 75％ | 5.48±0.27 | 54.5±1.2 | 22 |
表3菇根与麸皮复配的水虻转化效果
| 物料 | 含水率 | 200条虫干重/g | 物料减少率/％ | 转化周期/d |
| a)100％菇根 | 70.0％ | 4.00±0.26 | 32.4±7.0 | 22 |
| b)80％菇根+20％麸皮 | 69.0％ | 6.44±0.45 | 46.3±0.4 | 22 |
| c)60％菇根+40％麸皮 | 68.0％ | 7.05±0.13 | 50.6±1.4 | 16 |
| d)40％菇根+60％麸皮 | 67.0％ | 6.76±0.52 | 53.1±1.0 | 15 |
| e)100％麸皮 | 65.0％ | 6.22±0.79 | 65.5±0.9 | 15 |
| f)100％菇根 | 75.0％ | 5.48±0.27 | 54.5±1.2 | 22 |
表1-表3中，所述的菇根和其他物质的所占比例均以干重计。
结果显示，在相同复配比例条件下，辅料为餐厨剩余物的转化效果要优于麸皮，辅料为麸皮的转化效果要优于鸡粪，但三者均能缩短转化周期，且辅料添加比例越大其转化周期越短；另一方面，随着辅料的添加量升高时，其转化效果呈较优趋势，当添加鸡粪、餐厨剩余物及麸皮的比例(以干重计)为40％时，其虫体增重量、物料减少率及转化周期均能达到较佳水平。同时，当利用100％菇根进行转化时，在物料70％和75％的含水率条件下，两者转化效果出现显著差异，菇根在75％含水率的条件下转化效果更好。
实施例4：
为扩展水虻转化菇根方法的适用范围，将菌糠(食用菌生产的基质废料)替换菇根，进行水虻转化。
食用菌生产残余基质由于含有较高的纤维素等不易被水虻幼虫所消化的物质，其单独转化时的水虻生长增重量要略低于菇根，因此，将其与营养较好的餐厨剩余物进行复配转化，复配比例(干重比例)设置为0％、20％、40％、60％、100％，转化过程参照实施例3实施，结果如表4所示。
表4不同复配比例下水虻转化残余基质的效率参数
| 物料 | 含水率 | 200条虫干重/g | 物料减少率/％ | 转化周期/d |
| a)100％基质 | 65.0％ | 3.25±0.21 | 24.7±4.4 | 23 |
| b)80％基质+20％餐厨 | 67.4％ | 6.51±0.53 | 33.7±0.2 | 22 |
| c)60％基质+40％餐厨 | 69.7％ | 11.08±1.15 | 41.5±2.0 | 16 |
| d)40％基质+20％餐厨 | 72.8％ | 10.78±0.37 | 45.2±3.5 | 15 |
| e)100％餐厨 | 76.8％ | 11.62±0.12 | 56.0±1.4 | 15 |
结果与实施例3保持一致，当添加餐厨剩余物的比例(占总干重)为40％时，其虫体增重量、物料减少率及转化周期均能达到较佳水平。
Claims (4)
1.一种利用水虻幼虫转化食用菌菇根废料的方法，包括下述步骤：
1）调节物料的含水率65%~80%，并将物料平铺，铺设高度为10-15cm；
所述的物料为食用菌菇根、或菌糠、或食用菌菇根与辅料的复配物、或菌糠与辅料的复配物；
所述的辅料为鸡粪、餐厨剩余物或麸皮中的一种或二种或三种的混合物；
当物料为食用菌菇根或菌糠时，物料的含水率为70~80%；
当物料为复配物时，辅料占物料重量的40%及以上；
2）向物料中接种5-8日龄的水虻幼虫，将水虻幼虫均匀的撒在物料表面，每百条虫接种30-80g物料；
3）保持室温20-35°C之间，物料内部温度≤45℃，喷水保持物料含水量在65-80%；
4）水虻重量不再增加且每个鲜虫体重≥0.1g时，停止转化；转化结束前的3-5天，停止向物料喷水。
2.根据权利要求1所述的方法，在转化过程中，若出现水虻外逃现象，在物料边缘覆盖一层谷糠吸水，或在物料上方设置强光源。
3.根据权利要求1所述的方法，停止转化后，将水虻和转化残渣分离，水虻幼虫虫体直接作为活体饲料，或经过烘干成为饲料原料；单独采用食用菌菇根饲养的水虻幼虫用于食用蛋白质和油脂的开发；转化残渣按常规方式集中堆置1-2周后，含水率≤30%，即可成为有机肥。
4.根据权利要求1所述的方法，所述的水虻为亮斑扁角水虻武汉品系（HermitiaillucensstrainWuhan）。
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