利用亮斑扁角水虻和微生物联合转化处理畜禽粪便的研究

论文摘要

亮斑扁角水虻幼虫是一种世界广泛分布的双翅目水虻科昆虫,其幼虫集中取食动物粪便等废弃物,能够集约化处理畜禽粪便,并取得良好的效果。同时处理粪便完后亮斑扁角水虻的幼虫含有大量的粗蛋白、粗脂肪,可以作为较高经济价值的动物饲料。因此亮斑扁角水虻被认为是一种极有应用前景的资源昆虫。本文主要通过研究不同鸡粪与人工饲料配比对亮斑扁角水虻生长发育的影响,筛选出一种能提高饲料利用效率以及缩短水虻生长周期,提高幼虫成活率、预蛹率、化蛹率及羽化率的饲料配方,从而降低饲养成本。研究结果表明：在现有的人工饲料中,替代1/4的人工饲料为1/4的鸡粪饲养亮斑扁角水虻的幼虫,对幼虫的增重、成活率、预蛹的重量以及羽化率没有显著影响,但是可以缩短亮斑扁角水虻幼虫90%完成预蛹,化蛹以及羽化的天数。相比单纯用人工饲料饲养亮斑扁角水虻幼虫而言,预蛹的天数缩短了1 d,化蛹的天数缩短了7 d,羽化的天数缩短了7 d。同时在亮斑扁角水虻幼虫发育的整齐度上也有显著的影响。本文还以野外猪粪产卵的亮斑扁角水虻幼虫为研究对象,在无菌环境下解剖取出肠道进行研磨,筛选出于同时产纤维素酶和蛋白酶的亮斑扁角水虻共生肠道微生物。研究结果表明：从亮斑扁角水虻幼虫肠道中筛选出8株具有蛋白酶和纤维素酶活性的菌株,其中筛选出一株产蛋白酶和纤维素酶活较高的菌株HNB-3,通过对其形态学、生理生化特征以及16S rRNA鉴定,初步鉴定HNB-3为枯草芽胞杆菌。同时对HNB-3产纤维素酶和蛋白酶活进行测定。HNB-3的纤维素酶活在36 h的时候达到最大,酶活达到6.3个国际单位。HNB-3的蛋白酶活在60 h,酶的比活最大,酶的比活达到12个国际单位。其次对肠道菌HNB-3抗菌谱测定,发现肠道菌HNB-3对水稻黄单胞菌,稻瘟病病原有一定的抑制效果。本研究通过已筛选的亮斑扁角水虻肠道微生物HNB-3与猪粪组成不同配比,以及在亮斑扁角水虻幼虫转化畜禽粪便的不同时间阶段添加HNB-3,选择出菌种与猪粪的最优配比和最佳接种转化时机,初步摸索出亮斑扁角水虻-微生物联合转化畜禽粪便的工艺。研究结果表明：加入接种量10%的菌液浓度,接种HNB-3菌株与亮斑扁角水虻幼虫同时转化猪粪,能够显著增加虫体的增重,提高幼虫转化猪粪便效率。同时将浓度为10%的菌液与亮斑扁角水虻的幼虫同时接种到猪粪中进行转化,粪便的减少量效果最好。从而确定肠道微生物HNB-3与亮斑扁角水虻之间是相互促生的生长关系,初步摸索出亮斑扁角水虻-微生物联合转化畜禽粪便的工艺,在生产应用上具有一定的实用性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 国内畜禽养殖业的污染现状和危害
• 1.2 海南省畜禽养殖业环境污染现状
• 1.3 畜禽粪便污染治理的技术现状
• 1.3.1 饲料化技术
• 1.3.1.1 青贮
• 1.3.1.2 干燥法
• 1.3.1.3 发酵法
• 1.3.1.4 生物处理法
• 1.3.2 肥料化技术
• 1.4 畜禽粪便处理国内外技术研究现状
• 1.4.1 畜禽粪便的微生物处理
• 1.4.2 亮斑扁角水虻饲养技术研究进展
• 1.4.3 亮斑扁角水虻应用价值研究进展
• 1.4.4 亮斑扁角水虻的饲料价值研究
• 1.4.4.1 亮斑扁角水虻的营养价值研究
• 1.4.4.2 亮斑扁角水虻用于动物饲料添加剂的研究
• 1.5 亮斑扁角水虻转化畜禽粪便的应用前景及存在的问题
• 1.6 本课题的研究内容及意义
• 第二章 不同鸡粪与人工饲料配比对亮斑扁角水虻生长发育的影响
• 2.1 前言
• 2.2 材料和方法
• 2.2.1 实验材料
• 2.2.1.1 供试昆虫
• 2.2.1.2 供试人工饲料
• 2.2.1.3 供试鸡粪
• 2.2.2 实验方法
• 2.2.2.1 不同鸡粪和人工饲料配比
• 2.2.2.2 不同处理饲养亮斑扁角水虻幼虫
• 2.2.2.3 不同处理对幼虫存活率和预蛹的影响
• 2.2.2.4 不同处理对化蛹的影响
• 2.2.2.5 不同处理对成虫羽化的影响
• 2.2.2.6 数据统计
• 2.3 实验设备与器材
• 2.4 实验结果及分析
• 2.4.1 不同处理对预蛹重量、幼虫存活率的影响
• 2.4.2 不同处理对亮斑扁角水虻蛹壳重、化蛹率的影响
• 2.4.3 不同处理对亮斑扁角水虻成虫、羽化成虫重量的影响
• 2.4.4 不同处理对亮斑扁角水虻各发育阶段历期的影响
• 2.5 讨论
• 第三章 亮斑扁角水虻幼虫肠道产酶微生物的筛选与鉴定
• 3.1 前言
• 3.2 实验材料、试剂及仪器
• 3.2.1 材料
• 3.2.2 要试剂
• 3.2.3 主要仪器设备
• 3.2.4 培养基
• 3.2.4.1 分离筛选用的培养基
• 3.2.4.2 菌株分类鉴定培养基
• 3.3 实验方法
• 3.3.1 亮斑扁角水虻肠道产纤维素、蛋白酶菌株的筛选
• 3.3.1.1 样品的采集
• 3.3.1.2 亮斑扁角水虻肠道产纤维素酶、蛋白酶菌株的筛选
• 3.3.1.3 纤维素、蛋白酶产生菌的保藏方法
• 3.3.2 细菌的分类鉴定
• 3.3.2.1 革兰氏染色
• 3.3.2.2 芽胞染色
• 3.3.3 细菌的生理生化特征试验
• 3.3.4 16S rRNA序列分析
• 3.3.4.1 HNB-3总DNA的提取
• 3.3.4.2 16S rRNA基因的扩增及分析
• 3.3.5 纤维素酶活性的测定
• 3.3.5.1 葡萄糖标准曲线测定
• 3.3.5.2 DNS法测酶活力
• 3.3.6 酪氨酸标准曲线的绘制及蛋白酶的比活力的测定
• 3.3.6.1 酪氨酸标准曲线的绘制
• 3.3.6.2 福林（Folin）法测定蛋白酶的比活力
• 3.3.7 HNB-3抗菌谱的测定
• 3.4 结果与分析
• 3.4.1 菌株的筛选
• 3.4.2 菌株的鉴定
• 3.4.2.1 菌株HNB-3形态学、生理生化特征
• 3.4.2.2 分子生物学鉴定
• 3.4.3 HNB-3纤维素酶活的测定
• 3.4.3.1 葡萄糖标准曲线的测定
• 3.4.3.2 DNS法酶活性测定结果
• 3.4.4 HNB-3蛋白酶活的测定
• 3.4.4.1 酪氨酸标准曲线的测定
• 3.4.4.2 福林（Folin）法测定酶的比活力测定结果
• 3.4.5 肠道菌HNB-3抗菌谱测定
• 3.5 讨论
• 第四章 枯草芽胞杆菌HNB-3对亮斑扁角水虻幼虫处理猪粪便 #33的影响
• 4.1 前言
• 4.2 实验材料
• 4.2.1 供试昆虫
• 4.2.2 供试猪粪
• 4.2.3 供试菌株和培养基
• 4.3 实验器材
• 4.4 实验方法
• 4.4.1 接种量小样实验
• 4.4.2 接种时间小样实验
• 4.4.3 枯草芽胞杆菌HNB-3与亮斑扁角水虻幼虫转化猪粪便后转化指标
• 4.5 实验结果与分析
• 4.5.1 不同菌液浓度HNB-3对亮斑扁角水虻幼虫处理猪粪便后虫体的影响
• 4.5.2 不同菌液浓度HNB-3对亮斑扁角水虻幼虫处理猪粪便后残料的影响
• 4.5.3 不同接种时间HNB-3对亮斑扁角水虻幼虫处理猪粪便后虫体的影响
• 4.5.4 不同接种时间HNB-3对亮斑扁角水虻幼虫处理猪粪便后残料的影响
• 4.6 讨论
• 参考文献
• 致谢