白星花金龟对有机废弃物的转化技术研究

摘要

本文开展了东亚飞蝗粪砂饲料基白星花金龟生物学研究；调查了山东农业大学南校区科技园农业有机废弃物和校园生活湿垃圾数据，并选取东亚飞蝗粪砂、玉米秸秆、小麦秸秆、花生壳、卫生纸为试验物料，开展了白星花金龟幼虫对不同酵化周期的5种物料的转化力和肠道细菌研究，探究了白星花金龟虫体和虫粪砂的资源利用价值。以期为白星花金龟的周年繁育和应用提供技术方案和理论依据，也为其应用到更多种类的有机废弃物的转化处理上提供借鉴。主要研究结果如下： 1、科技园农业有机废弃物集中在5~11月份产生，年产量在80t以上，以玉米秸秆、动物粪便和农田杂草为主。校园生活垃圾日产生量在5t以上，湿垃圾占比63.91%、干垃圾占比35.58%、特种垃圾占比0.51%。湿垃圾“二级分类”占总比数据为：剩饭剩菜32.65%、果皮果核15.67%、过期食品1.95%、卫生纸类8.46%和干果壳类0.96%。干垃圾“二级分类”占总比数据为：快餐盒12.00%、塑料袋7.75%、饮料杯7.23%、资源回收物（可回收垃圾）4.01%和快递包装3.82%。 2、白星花金龟适宜的繁育温度为22℃~28℃，以25℃~28℃为宜，25℃下全世代发育历期为126.62（±1.05）d。条件适宜，可周年繁育。成虫饲喂11种水果的单雌产卵量顺序为：芒果＞菠萝＞葡萄＞苹果＞桃＞梨＞西瓜＞甜瓜＞李子＞杏＞西红柿，最高207粒，最低68粒。初步得出，东亚飞蝗粪砂是白星花金龟幼虫生长繁育的优良饲料，加之优选烂水果种类作为成虫食物，可为白星花金龟高效应用奠定基础。 3、白星花金龟3龄幼虫对应的东亚飞蝗粪砂、玉米秸秆、小麦秸秆、花生壳、卫生纸最佳酵化周期分别是25d、25d、30d、35d、35d，2龄幼虫对应的东亚飞蝗最佳酵化周期为30d。最佳酵化周期下，每取食100g酵化东亚飞蝗粪砂可转化2龄虫体3.04g、虫粪81.90g或3龄虫体4.37g、虫粪74.48g，3龄幼虫较2龄在取食力、转化力、抵抗力上均强。每取食100g酵化玉米秸秆、小麦秸秆、花生壳，可分别转化3龄虫体4.63g和虫粪77.32g、虫体3.11g和虫粪73.57g、虫体2.39g，虫粪83.89g，而取食酵化卫生纸的转化效果较差。 4、白星花金龟3龄幼虫含蛋白质53.8%、脂肪6.6%和18种氨基酸44.68%，是质量较好的高蛋白昆虫原料。5种饲料基白星花金龟幼虫粪砂有机质均低于45%，氮磷钾含量分别为玉米秸秆基6.10%、东亚飞蝗粪砂基5.95%、小麦秸秆基4.33%、花生壳基3.67%和卫生纸基1.94%，幼虫粪砂可以作为特色生物肥施用。盆栽小白菜还田试验表明，1cm2施用0.13g，效果最佳。 5、5种饲料基白星花金龟3龄幼虫肠道细菌共注释到27个门、59个纲、112个目、210个科、360个属。梭菌目未定属为A（东亚飞蝗粪砂）、B（小麦秸秆）、C（玉米秸秆）、D（花生壳）组共同的优势属，解木聚糖微菌属为A、B、D组优势属，E（卫生纸）组优势属为芽孢杆菌属和纤维菌属。α多样性分析表明，5组间差异不显著，C组群落多样性更丰富，B组优势细菌较集中。β多样性分析表明，组间细菌群落具有显著差异。细菌群落功能结果显示，E组果糖和甘露糖代谢、半乳糖代谢、苯丙烷合成通路丰富，其他4组脂质合成蛋白通路丰富。

目录

声明

1引言

1.1白星花金龟研究进展

1.1.1白星花金龟生物学特性

1.1.2白星花金龟的危害性

1.1.3白星花金龟转化有机废弃物研究

1.1.4白星花金龟虫体资源价值

1.1.5白星花金龟幼虫粪砂资源价值

1.1.6白星花金龟肠道微生物研究

1.2农业有机废弃物转化处理现状

1.2.1农业有机废弃物的产生与存量

1.2.2农业有机废弃物转化处理技术

1.3生活垃圾分类和湿垃圾处理技术

1.3.1生活垃圾分类研究进展

1.3.2湿垃圾的定义和处理技术

1.4研究的目的和意义

2材料与方法

2.1供试材料

2.1.1供试虫源

2.1.2供试原料

2.2研究方法

2.1.3供试仪器和器具

2.2.2白星花金龟繁育生物学研究

2.2.3白星花金龟幼虫对不同酵化周期五种物料的转化力研究

2.2.4白星花金龟幼虫虫体和虫粪砂营养成分测定及还田试验

2.2.5五种饲料基白星花金龟幼虫肠道微生物研究

2.3数据处理

3结果与分析

3.1校区有机废弃物数据

3.1.1科技园生产性有机废弃物数据

3.1.2校园生活垃圾“三元二级分类”数据

3.2白星花金龟繁育生物学研究

3.2.1温度对白星花金龟发育历期的影响

3.2.2食物对白星花金龟单雌产卵量的影响

3.3白星花金龟幼虫对不同酵化周期五种物料的转化力研究

3.4白星花金龟幼虫虫体和虫粪砂营养成分测定及还田试验

3.4.1白星花金龟幼虫虫体营养成分测定

3.4.2五种饲料基白星花金龟幼虫粪砂营养成分测定

3.4.3白星花金龟幼虫粪砂还田试验

3.5五种饲料基白星花金龟幼虫肠道微生物研究

3.5.1五种饲料基白星花金龟幼虫肠道细菌16S rDNA序列分析

3.5.2五种饲料基白星花金龟幼虫肠道微生物种类及其丰度比较

3.5.3五种饲料基白星花金龟幼虫肠道细菌α多样性分析

3.5.4五种饲料基白星花金龟幼虫肠道细菌β多样性分析

3.5.5五种饲料基白星花金龟幼虫肠道微生物群落功能分析

4讨论

4.1校区有机废弃物数据调查

4.1.1科技园生产性有机废弃物数据调查

4.1.2校园生活垃圾“三元二级分类”数据调查

4.2白星花金龟繁育生物学研究

4.3白星花金龟幼虫对不同酵化周期五种物料的转化力研究

4.4白星花金龟幼虫虫体和虫粪砂营养成分测定及还田试验

4.4.1白星花金龟3龄幼虫虫体营养成分测定

4.4.2五种饲料基白星花金龟幼虫粪砂营养成分测定

4.4.3白星花金龟幼虫粪砂还田试验

4.5五种饲料基白星花金龟肠道微生物研究

4.5.1白星花金龟幼虫肠道细菌16S rDNA分析的优势

4.5.2五种饲料基白星花金龟幼虫肠道微生物种类及其丰度比较

4.5.3五种饲料基白星花金龟幼虫肠道微生物群落功能分析

5结论

创新点

参考文献

致谢

攻读学位期间发表论文