大麦虫Zophobas morio的生物学特性及其对塑料降解作用的研究

论文摘要

大麦虫属鞘翅目(Coleoptera)拟步甲科(Tenebrionidae)昆虫,幼虫体内含有较高的蛋白成分,营养价值相对较高,主要作为宠物饲料。本文通过对大麦虫的生物学特性以及人工饲养条件的研究,为大麦虫的养殖提供技术支持。在养殖的过程中发现大麦虫有取食塑料的能力,试验研究了大麦虫幼虫对不同塑料制品的喜食情况,并对幼虫取食塑料后的排泄物进行热重分析同步差热分析和傅里叶转换红外光谱分析,以期探明大麦虫对塑料的取食降解作用。主要结果如下:1、大麦虫为群居性昆虫,分成虫、卵、幼虫、蛹四种虫态,在北方一年发生一代。成虫和幼虫均具有负趋光性、趋湿性、自相残杀等的习性,同时还会咬伤卵和蛹,故应将各个虫态分开饲养。在温度为27±1℃,相对湿度70±5%,光周期为14L:10D的条件下,成虫期100～160天,卵期7天左右,幼虫期150～200天,蛹期10天左右。2、大麦虫卵的发育起点温度为14.6℃,卵期的有效积温为92.3日度。预蛹的发育起点为10.7℃,有效积温为102.4日度,蛹的发育起点温度为4.8℃,有效积温为257.6日度。3、大麦虫卵的发育速率与温度呈正相关关系,27℃时卵的孵化率最高。大麦虫幼虫在第一个月内最适温度为30℃～33℃,一个月以后27℃左右最利于其生长发育。预蛹期、蛹期的发育速率与温度呈正相关。温度越高化蛹率越低,高温下用于化蛹的幼虫大多缩小变黑死亡,蛹容易被细菌感染,羽化出的成虫大多为无繁殖能力的畸形成虫。4、大麦虫幼虫在第一个月宜采用配方4(麦麸重量:甘蓝重量=1:3)饲养,一个月以后宜采用配方3(麦麸重量:甘蓝重量=1:2)进行饲养。5、幼虫的饲养密度设置为第一个月12～15头/cm2,第二个月3～9头/cm2,第三和第四个月3～6头/cm2,第五个月3头/cm2时更利于幼虫的生长发育。幼虫平均体重呈逻辑斯蒂曲线增长,在第三个月时体重增长最快。6、大麦虫幼虫对不同种塑料的取食有选择性,对薄、软、泡沫化程度较高的塑料较为喜食。取食塑料和麦麸混合饲料的大麦虫可以正常发育。7、幼虫取食低密度聚乙烯(LDPE)后的排泄物中LDPE基本特征与性状未变,但有新物质组分出现,可能是大麦虫幼虫肠道分泌物。8、幼虫取食乙烯–醋酸乙烯共聚物(EVA)的排泄物中EVA的基本特征未变,且无新物质出现,但性状有所改变。9、幼虫取食线性低密度聚乙烯(LLDPE)、珍珠棉(EPE)的排泄物中LLDPE、EPE基本特征未变,但性状变化较大,排泄物中物质组分也产生较大变异。10、幼虫取食聚氯乙烯(PVC)和可发性聚苯乙烯(EPS)泡沫塑料后排泄物中原料基本特征变化较大,物质组分也产生较大变异。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 大麦虫的研究现状
• 1.1.1 大麦虫生物学研究
• 1.1.2 大麦虫营养价值研究
• 1.1.3 大麦虫生理生化等研究
• 1.2 白色污染现状
• 1.2.1 塑料的种类
• 1.2.2 废旧塑料的危害
• 1.3 塑料分析的主要方法
• 1.3.1 光谱分析技术
• 1.3.2 热分析技术
• 1.3.3 色谱分析技术
• 1.3.4 核磁共振技术
• 1.3.5 X 射线衍射技术
• 1.3.6 电子显微镜技术
• 1.3.7 联用技术
• 1.4 昆虫在环境保护中的应用
• 1.5 研究的目的和意义
• 1.5.1 大麦虫生物学特性及其饲养条件的研究
• 1.5.2 大麦虫取食塑料的研究
• 第二章 大麦虫生物学特性及其饲养条件
• 2.1 引言
• 2.2 材料与设备
• 2.2.1 主要材料
• 2.2.2 仪器设备
• 2.3 方法
• 2.3.1 大麦虫生物学特性的观察与描述
• 2.3.1.1 形态特征
• 2.3.1.2 生物学习性
• 2.3.2 温度对大麦虫生长发育的影响
• 2.3.2.1 卵历期和孵化率
• 2.3.2.2 幼虫生长发育
• 2.3.2.3 化蛹和羽化
• 2.3.3 甘蓝与麦麸的混合比例对大麦虫幼虫生长发育的影响
• 2.3.4 饲养密度对大麦虫幼虫生长发育的影响
• 2.4 数据处理
• 2.5 结果与分析
• 2.5.1 大麦虫的形态学特征
• 2.5.2 大麦虫的生活习性
• 2.5.3 温度对大麦虫生长发育的影响
• 2.5.3.1 卵的发育历期和孵化率
• 2.5.3.2 幼虫生长发育
• 2.5.3.3 化蛹和羽化
• 2.5.4 甘蓝与麦麸混合的比例对大麦虫幼虫生长发育的影响
• 2.5.5 饲养密度对大麦虫幼虫生长发育的影响
• 2.6 结论与讨论
• 2.6.1 大麦虫的生物学特性
• 2.6.2 饲养条件
• 2.6.2.1 温度对大麦虫生长发育的影响
• 2.6.2.2 青饲料比例对大麦虫幼虫生长发育的影响
• 2.6.2.3 密度对大麦虫幼虫生长发育的影响
• 第三章 大麦虫对塑料的取食和降解作用研究
• 3.1 引言
• 3.2 材料与设备
• 3.3 实验方法
• 3.3.1 大麦虫对不同塑料制品的喜食性研究
• 3.3.2 大麦虫取食塑料原料与制品后的排泄物分析
• 3.4 结果与分析
• 3.4.1 大麦虫对不同塑料制品的喜食性研究
• 3.4.2 红外光谱分析
• 3.4.2.1 大麦虫蜕皮的红外光谱分析
• 3.4.2.2 取食LDPE 后排泄物的红外光谱分析
• 3.4.2.3 取食LLDPE 后排泄物红外光谱分析
• 3.4.2.4 取食PVC 后排泄物红外光谱分析
• 3.4.2.5 取食EVA 后排泄物红外光谱分析
• 3.4.3 热分析研究
• 3.4.3.1 大麦虫蜕皮的热分析
• 3.4.3.2 取食LDPE 后排泄物的热分析
• 3.4.3.3 取食LLDPE 后排泄物的热分析
• 3.4.3.4 取食PVC 后排泄物的热分析
• 3.4.3.5 取食EVA 后排泄物的热分析
• 3.4.3.6 取食珍珠棉后排泄物的热分析
• 3.4.3.7 取食EPS 泡沫塑料后排泄物的热分析
• 3.5 结论与讨论
• 参考文献
• 附录 图版
• 致谢
• 作者简介