CN111406714B - 一种新鲜鸡粪的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于生物技术领域，公开一种新鲜鸡粪的处理方法。该处理方法是先将花生麸和新鲜鸡粪制成混合物料，然后将1～2日龄的黑水虻幼虫投加到27～33℃的混合物料中，在空气湿度为70～80％RH，气温为25～27℃进行处理完成；所述花生麸和新鲜鸡粪的质量比为(3～5)：(5～7)。本发明可直接处理新鲜鸡粪，不需要对新鲜鸡粪进行发酵处理，该方法可减少黑水虻幼虫开口料制备、储备等过程，起到简化处理工艺流程的效果，黑水虻幼虫处理新鲜鸡粪的处理效率达30～40％，为利用黑水虻幼虫产业化处理新鲜鸡粪，提高农业废弃物资源化利用的效率提供参考。
Description
技术领域
本发明属于生物技术领域，更具体地，涉及一种新鲜鸡粪的处理方法。
背景技术
黑水虻(Hermetia illucens L.)是一种分布于全世界且在处理农业废弃物和餐厨垃圾等领域被广泛应用的资源昆虫。黑水虻的生长周期历经卵期、幼虫期、蛹期和成虫期，整个生长周期约35天。目前，黑水虻幼虫在处理农业废弃物和餐厨垃圾等进行资源化利用方面均有较广泛的应用研究。利用畜禽粪便饲养的黑水虻幼虫和预蛹含有丰富的必需氨基酸和矿物质，可作为良好的饲料原料应用于畜禽和鱼类养殖,同时还能起到减少畜禽粪便对环境的污染、抑制家蝇、抑制畜禽粪便中有害微生物活动等作用。然而，黑水虻幼虫在用于处理畜禽粪便之前，通常需要预先使用麦麸等进行培育，而且畜禽粪便也需要经发酵处理后方可使用。关于使用1～2日龄黑水虻幼虫直接处理新鲜鸡粪的方法仍未见报道。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的不足和缺点，本发明提供一种新鲜鸡粪的处理方法。该方法用新鲜鸡粪和花生麸不同配比混合后加入黑水虻幼虫，研究新鲜鸡粪对黑水虻幼虫生长发育、营养价值的影响，为利用黑水虻幼虫产业化处理新鲜鸡粪，提高农业废弃物资源化利用的效率提供参考。
本发明的目的通过下述技术方案来实现：
一种新鲜鸡粪的处理方法，所述处理方法是先将花生麸和新鲜鸡粪制成混合物料，然后将1～2日龄的黑水虻幼虫投加到27～33℃的混合物料中，在空气湿度为70～80％RH，气温为25～27℃进行处理完成；所述花生麸和新鲜鸡粪的质量比为(3～5)：(5～7)。
优选地，所述花生麸和新鲜鸡粪的质量比为2：3。
优选地，所述处理的周期为1～18天。
优选地，所述混合物料的含水量为70～80％。
优选地，当所述处理的时间为18天时，所述混合物料的处理效率为30～40％。
一种虫沙，所述虫沙是由所述的新鲜鸡粪的处理方法制得，所述虫沙包括黑水虻幼虫未完全消化的鸡粪、花生麸和黑水虻幼虫的排泄物。
所述的虫沙在制备蔬菜种植的肥料或畜禽/水产饲料领域中的应用。
本发明通过不同配比的花生麸和新鲜鸡粪为混合物料，在相同环境条件下饲养黑水虻幼虫并在第5、8、11、14、17天，对其进行体长、体宽、体重的测量，第18天进行统计终末产量和幼虫采集并进行营养成分测定。实验表明，处理含有60％新鲜鸡粪混合物料的黑水虻幼虫体长、体宽、体重、终末产量获得最大的增加，处理含有50％和70％新鲜鸡粪混合物料的黑水虻幼虫次之。处理100％花生麸与处理含有80％新鲜鸡粪混合物料的黑水虻幼虫生长发育情况没有显著的差异；处理含有60～100％的新鲜鸡粪混合物料的黑水虻幼虫，其体长、体宽、体重、终末产量等均呈现递减的趋势，处理100％新鲜鸡粪的黑水虻幼虫生长发育情况最差。对处理含有50～70％新鲜鸡粪混合物料的黑水虻幼虫的营养测定结果显示，处理含有50％或60％新鲜鸡粪混合物料的黑水虻幼虫粗蛋白含量分别与大豆粕、棉籽粕相当。
综合分析得出黑水虻幼虫孵化后直接处理100％新鲜鸡粪，因缺乏合适的开口饲料，故不利于黑水虻幼虫的生长发育，而添加花生麸可以作为幼虫开口料，即处理花生麸与新鲜鸡粪混合物料的黑水虻幼虫，其在生长、产量、处理效率和粗蛋白含量等方面表现较好。在产业化处理新鲜鸡粪的过程中，可减少黑水虻幼虫开口料制备、储备等过程，提高了黑水虻处理农业废弃物的效率，在处理鸡粪等农业废弃物并资源化利用、保护环境等方面具有较高的应用价值。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1.本发明可直接处理新鲜鸡粪，不需要对新鲜鸡粪进行发酵处理，该方法可减少黑水虻幼虫开口料制备、储备等过程，起到简化处理工艺流程的效果，为利用黑水虻幼虫产业化处理新鲜鸡粪，提高农业废弃物资源化利用的效率提供参考。
2.本发明的方法可减少畜禽粪便等农业废弃物的发酵、储备等过程，简化了处理工艺流程，节约存储空间，降低鸡粪臭味及氨气等有害气体的排放，提高了黑水虻幼虫处理农业废弃物的效率同时，起到保护环境等方面的作用；
3.本发明黑水虻幼虫处理新鲜鸡粪其处理效率达30～40％，可将畜禽粪便的农业废弃转化为具有较高的营养价值和应用价值的黑水虻幼虫，处理后产生的未完全消化的鸡粪和花生麸及黑水虻幼虫产生的粪便等残渣(虫沙)可应用于蔬菜种植等种植业，充分利用了农业废弃物和保护环境。
4.本发明处理新鲜鸡粪的黑水虻幼虫在生长、产量、处理效率和粗蛋白含量等方面表现较好，可用于制备畜禽或水产饲料时替代鱼粉、豆粕等高蛋白质饲料原料，节约鱼粉和豆粕的用量，对环境及设备的要求较低，易实现，具有良好的推广价值。
附图说明
图1为实施例1-5中新鲜鸡粪对黑水虻幼虫日增重的影响。
图2为实施例1-5中新鲜鸡粪对黑水虻幼虫终末产量的影响。
图3为实施例1-5中新鲜鸡粪对黑水虻幼虫常规成分含量的影响。
图4为实施例1-5中新鲜鸡粪对黑水虻幼虫氨基酸含量的影响。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
本发明实施例所用材料包括黑水虻虫卵、新鲜鸡粪(粗蛋白45.6％、粗脂肪5.8％、粗灰分3.9％)、花生麸(粗蛋白23.2％、粗脂肪3.5％、粗灰分24.3％)。
实施例1
将质量比为9：1的新鲜鸡粪和花生麸制成混合物料，然后将1日龄的黑水虻幼虫投加到27～33℃混合物料中，在空气湿度为70～80％RH，气温为25～27℃处理18天完成，标记为C组。
实施例2
与实施例1不同的在于：将质量比为8：2的新鲜鸡粪和花生麸制成混合物料，标记为D组。
实施例3
与实施例1不同的在于：将质量比为7：3的新鲜鸡粪和花生麸制成混合物料，标记为E组。
实施例4
与实施例1不同的在于：将质量比为6：4的新鲜鸡粪和花生麸制成混合物料，标记为F组。
实施例5
与实施例1不同的在于：将质量比为5：5的新鲜鸡粪和花生麸制成混合物料，标记为G组。
对比例1
将1日龄的黑水虻幼虫投加到新鲜鸡粪中，在空气湿度为70～80％RH，气温为25～27℃处理18天完成，标记为A组。
对比例2
将1日龄的黑水虻幼虫投加到花生麸中，在空气湿度为70～80％RH，气温为25～27℃处理18天完成，标记为B组。
实施例1-5和对比例1的黑水虻幼虫孵化与处理过程
(1)黑水虻虫卵孵化：每个处理盒内先放置1kg的花生麸和新鲜鸡粪混合物料，并称量黑水虻虫受精卵0.3±0.01g放入各处理盒(40cm×30cm×15cm)中的孵化垫上进行孵化，处理盒放置在保温棚内，250W钨丝保温灯2个、保温棚的温度保持在27±2℃，环境相对湿度保持在70％RH左右。2天后可见大部分黑水虻幼虫已孵出并自行爬入混合物料中进行摄食，对仍在孵化垫上的少量幼虫用软毛刷把黑水虻幼虫扫入混合物料中，各组孵化率达95％以上，且各组无显著差异(P<0.05)。
(2)处理过程管理：保温棚的温度保持在27±2℃，环境相对湿度保持在70％RH左右。在整个处理周期共添加花生麸和新鲜鸡粪混合物料2次，每次添加1kg，分别在第8天、第13天时添加，混合物料的温度保持在30±3℃，混合物料的含水量保持在70～80％RH，第5天后可以明显听到黑水虻幼虫处理混合物料和挪动时发出的声响。
(3)测量和分析方法：黑水虻幼虫数据从第5天开始测量，随后每3天测量一次，即分别在第5、8、11、14、17天进行体长、体宽、体重的测量。第18天进行幼虫终末产量统计和幼虫样品采集。
测量方法：从每个处理盒中随机取20只幼虫，擦去虫体表面混合物料碎屑并将碎屑放回处理盒中，用电子天平对幼虫进行体重测量，用游标卡尺对体长、体宽进行测量。
分析方法：黑水虻幼虫样品中水分含量采用103±2℃常压干燥法(GB/T6435-2014)、粗蛋白质采用凯氏定氮法(GB/T6432-1994)、粗脂肪含量采用石油醚抽提法(GB/T6433-2006)、粗灰分采用550℃灼烧法(GB/T6438-2007)、粗纤维采用过滤法(GB/T6434-2006)、氨基酸采用酸水解法(GB/T18246-2000)、脂肪酸采用内标法(GB5009.168-2016)进行测定。
数据采用平均值±标准误(mean±SE)表示，运用Excel2013、SPSS19.0软件进行生物学统计和单因素方差分析(one-wayANOVA)，若组间显著差异，再做Duncan’s多重比较，P<0.05表示差异显著，P<0.01表示差异极显著。
表1为实施例1-5中的新鲜鸡粪对黑水虻幼虫体长的影响。根据表1数据显示，在整个幼虫期内，各组黑水虻幼虫均表现为先快后慢的生长趋势，在第11天前体长增长率较快，第11天后体长的增长率下降。B组的体长最小，且在第8天后与其它组之间的比较表现为差异极显著(P<0.01)。在第11天，E、F、G组的体长优于A、C、D组，且表现为差异显著(P<0.05)，在第14天，除B组和C组外，其它各组黑水虻幼虫的体长差异不显著，在第17天，黑水虻幼虫体长表现为F>E>G>D>C>A>B。分析可得出结论：随着处理天数的增加，处理含有50-90％新鲜鸡粪混合物料的黑水虻幼虫体长差异逐渐缩小，在第17天体长的差异不显著，但处理含有60％新鲜鸡粪混合物料的黑水虻幼虫体长最长。
表1实施例1-5中的新鲜鸡粪对黑水虻幼虫体长的影响(mm)
注：同列数据肩标不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，不同大写字母表示差异极显著(P<0.01)。
表2为实施例1-5中新鲜鸡粪对黑水虻幼虫体宽的影响。根据表2数据显示，各组黑水虻幼虫的体宽增长均呈先增加后下降的趋势。第5天B组与A、C组体宽比较表现为差异显著(P<0.05)，与D、E、F、G组比较表现为差异极显著(P<0.01)。第11-14天，F组的体宽最大，E、F、G三组的体宽差异不明显(P>0.05)，C、D两组的体宽比A组略小，B组的体宽最小。第17天，除B组外，其它各组黑水虻幼虫体宽差异不明显(P>0.05)，黑水虻幼虫体宽表现为F>E>G>A>D>C>B。分析可得出结论：随着处理天数的增加，处理含有50-90％新鲜鸡粪混合物料的黑水虻幼虫体宽增长差异逐渐缩小，在第17天体宽的差异不显著，但处理含有60％新鲜鸡粪混合物料的黑水虻幼虫体宽最长。
表2实施例1-5中新鲜鸡粪对黑水虻幼虫体宽的影响(mm)
注：同列数据肩标不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，不同大写字母表示差异极显著(P<0.01)。
表3为实施例1-5中新鲜鸡粪对黑水虻幼虫体重的影响。从表3中可知，在第8天以后，B组的黑水虻幼虫体重最小且与其它组之间的比较表现为差异显著(P<0.05)。各组黑水虻幼虫的体重表现为第11天前增重率较快，第11天后增重率下降。第5天时B、C组体重与A、D组比较表现为差异显著(P<0.05)，与E、F、G组比较表现为差异极显著(P<0.01)。第17天，各组黑水虻幼虫体重表现为F>G>E>A>D>C>B，且F组与E、G组差异显著(P<0.05)，与A、B、C、D组比较差异极显著(P<0.01)，E组和G组体重差异不显著(P>0.05)。分析可得出结论：整个处理周期内，处理含有60-100％新鲜鸡粪混合物料的黑水虻幼虫体重随新鲜鸡粪含量的增加呈递减趋势，处理含有60％新鲜鸡粪的混合物理的黑水虻幼虫体重最大，处理含有50％或70％新鲜鸡粪的混合物料的黑水虻幼虫次之。
表3实施例1-5中新鲜鸡粪对黑水虻幼虫体重的影响(单位：g/20头)
注：同列数据肩标不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，不同大写字母表示差异极显著(P<0.01)。
图1为实施例1-5中的新鲜鸡粪对黑水虻幼虫日增重的影响。图1中不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，不同小写字母表示差异极显著(P<0.01)。从图1可知，各组黑水虻幼虫日增重均基本呈现先增加后下降的趋势，A、G组呈现正态分布的趋势，日增重最大值在11天，且在第8天和第11天均无显著差异(P>0.05)。B、C、D、E、F组呈现正偏态分布趋势，日增重最大值在第8天，其中B组黑水虻幼虫日增重远低其他组。E、F组的日增重与A组相比，在第8天差异显著(P<0.05)，在第11天差异不显著(P>0.05)。分析可得出结论：分别处理100％花生麸和处理含有50％新鲜鸡粪的混合物料的黑水虻幼虫，其快速生长期均第11天。而黑水虻幼虫处理含有60～90％新鲜鸡粪的混合物料，其快速生长期与对比例1和实施例5相比均提前了3天，处理含有60～70％新鲜鸡粪的混合物料，其获得最大日增重的同时快速生长期更长、更早。
图2为实施例1-5中新鲜鸡粪对黑水虻幼虫产量的影响。图2中不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，不同小写字母表示差异极显著(P<0.01)。从图2可知，各组黑水虻幼虫终末产量表现为F>G>E>A>D>C>B且各组间差异显著(P<0.05)，F组的产量和处理效率均最大，处理效率＝产量/混合物重量，产量的均值为816.67±2.89g，且与其它组比较表现为差异极显著(P<0.01)，B组黑水虻幼虫的生长情况最差，产量远低于C组的黑水虻幼虫产量，且个体间大小不均。分析可得出结论：黑水虻幼虫不适宜处理100％新鲜鸡粪，但处理含有60％新鲜鸡粪的混合物料，最有利于提高其产量，处理含有50％或70％新鲜鸡粪的混合物料次之。
图3为实施例1-5中新鲜鸡粪对黑水虻幼虫常规成分含量的影响。图3中不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，不同小写字母表示差异极显著(P<0.01)。由图3可知，黑水虻幼虫粗灰分含量F组最高，为11.00％且与E组无显著差异(P>0.05)，与G组和A组相比差异显著(P<0.05)；粗蛋白含量F组最高，为47.33％，与E、G、A组相比差异显著(P<0.05)，G组次之，为44.11％，G组和A组相比差异不显著(P>0.05)；E、F、G组的粗脂肪含量随新鲜鸡粪含量的增加而降低，各组间相比差异显著(P<0.05)，G组含量为17.92％，F组为13.23％，均小于A组；粗纤维含量E、F、G组之间无显著差异(P>0.05)，且含量均比A组高。图4为实施例1-5中新鲜鸡粪对黑水虻幼虫氨基酸含量的影响。图4中不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，不同小写字母表示差异极显著(P<0.01)。从图4可知，随新鲜鸡粪含量增加氨基酸和必须氨基酸含量呈递减趋势，各组间差异显著(P<0.05)，G组氨基酸总量和必须氨基酸含量均最高，分别为24.76％和13.33％，且高于A组，E、F、G组必须氨基酸与氨基酸总量的比值分别为53.84％、53.55％、53.85％，略低于A组的54.34％。分析可得出结论：用黑水虻幼虫处理不同配比的花生麸和新鲜鸡粪，其营养价值表现显著差异。处理含有60％新鲜鸡粪混合物料的黑水虻幼虫粗蛋白含量与棉籽粕(粗蛋白含量为47.0％，中国饲料号5-10-0119)相当，但必须氨基酸仅为棉籽粕的57.5％。处理含有50％新鲜鸡粪混合物料的黑水虻幼虫粗蛋白含量与大豆粕(粗蛋白含量为44.2％，中国饲料号为5-10-0102)相当，但必须氨基酸仅为大豆粕的63.9％。处理含有50％新鲜鸡粪混合物料的黑水虻幼虫粗脂肪接近全脂大豆(粗脂肪含量为18.7％，中国饲料号为5-09-0128)，处理含有60％新鲜鸡粪混合物的黑水虻幼虫粗脂肪接近肉粉(粗脂肪含量为12％，中国饲料号为5-13-0048)。处理含有60％新鲜鸡粪混合物料的黑水虻幼虫粗灰分与豆粕的粗灰分相当，是处理含有50％新鲜鸡粪混合物料的黑水虻幼虫粗灰分的69.8％。而处理含有50％或60％新鲜鸡粪混合物料的黑水虻幼虫两者粗纤维无显著差异，分别比豆粕的粗纤维含量高69.0％和88.3％。
综上所述，由于黑水虻幼虫1～2日龄各器官发育不完善，消化能力弱，通常将黑水虻幼虫加入鸡粪前需要先用适当的开口饲料如采用人工饲料、麦麸等松软的材料饲养黑水虻幼虫。处理100％新鲜鸡粪的黑水虻幼虫生长发育较差，且处理盒中发现少量的蝇蛆，而用黑水虻幼虫处理含有50～90％新鲜鸡粪的混合物料和处理100％花生麸均无蝇蛆。说明新鲜鸡粪灰分含量过多，不适宜开口时摄食密切相关，且黑水虻幼虫的生长对蝇蛆有抑制作用。
黑水虻幼虫处理含有60～100％的新鲜鸡粪混合物料，黑水虻幼虫随新鲜鸡粪含量的增加，其体长、体宽、体重、终末产量等均呈现递减的趋势，而50％和70％新鲜鸡粪饲养的黑水虻幼虫各生长指标差异不显著，且黑水虻幼虫处理新鲜鸡粪混合物料，黑水虻幼虫获得更长的快速生长，对鸡粪的处理效率比花生麸的处理效率更高。研究表明，鸡粪中营养成分富含矿物质，Ca、Mg、P和K含量是大豆、豆饼、玉米、高粱、麦麸等常规饲料含量的1.36～2.13倍，而花生麸中对应的矿物质含量小于大豆和豆粕，这可能与黑水虻幼虫在快速生长期对鸡粪具有更高食物转化率的原因。黑水虻幼虫处理含50～70％新鲜鸡粪的混合物料时，黑水虻幼虫生长和产量是最优的三组，表现为个体大小均匀、活力强，生长速度快且在17天即出现少量深褐色个体，即将进入预蛹阶段，对此三组进行营养测定并分析得知，处理含有50％或60％新鲜鸡粪的混合物料，黑水虻幼虫粗蛋白含量分别与大豆粕、棉籽粕相当。本发明黑水虻幼虫处理新鲜鸡粪其处理效率达30～40％，处理后产生的未完全消化的鸡粪和花生麸及黑水虻幼虫产生的粪便等残渣(虫沙)可应用于蔬菜种植等种植业，充分利用了农业废弃物和保护环境。也可用于制备畜禽或水产饲料时替代鱼粉、豆粕等高蛋白质饲料原料，节约鱼粉和豆粕的用量。
综合以上讨论可得出，黑水虻幼虫孵化后直接处理100％新鲜鸡粪，因缺乏合适的开口饲料，故不利于黑水虻幼虫的生长发育，而添加花生麸可以作为幼虫开口料，即黑水虻幼虫对新鲜鸡粪和花生麸混合物料的产量、处理效率和粗蛋白质含量等方面表现较好。在产业化处理新鲜鸡粪的过程中，可减少黑水虻幼虫开口料制备、储备等过程，提高了黑水虻处理农业废弃物的效率，在处理鸡粪等农业废弃物并资源化利用、环境保护等方面具有较高的应用价值。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合和简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种新鲜鸡粪的处理方法，其特征在于，所述处理方法是先将花生麸和新鲜鸡粪制成混合物料，然后将1日龄的黑水虻幼虫投加到27～33℃的含水量为70～80％的混合物料中，在空气湿度为70～80％RH，气温为25～27℃进行处理完成；所述花生麸和新鲜鸡粪的质量比为(3～5)：(5～7)；所述处理的周期为1～18天；当所述处理的时间为18天时，所述混合物料的处理效率为30～40％。
2.根据权利要求1所述的新鲜鸡粪的处理方法，其特征在于，所述花生麸和新鲜鸡粪的质量比为2：3。
3.一种虫沙，其特征在于，所述虫沙是由权利要求1或2所述的新鲜鸡粪的处理方法制得，所述虫沙包括黑水虻幼虫未完全消化的鸡粪、花生麸和黑水虻幼虫的排泄物。
4.权利要求3所述的虫沙在制备蔬菜种植的肥料或畜禽/水产饲料领域中的应用。
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