家蠅幼蟲生態(tài)處理對豬糞和雞糞中微生物數(shù)量的影響

國 果，王建宇，蔣芷荷，李楊州，李 余，吳建偉

(1.貴陽醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，貴州貴陽 550004；2.貴陽醫(yī)學(xué)院2012級卓越醫(yī)師班，貴州貴陽 550004)

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家蠅幼蟲生態(tài)處理對豬糞和雞糞中微生物數(shù)量的影響

國 果1，王建宇2，蔣芷荷2，李楊州2，李 余2，吳建偉1

(1.貴陽醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，貴州貴陽 550004；2.貴陽醫(yī)學(xué)院2012級卓越醫(yī)師班，貴州貴陽 550004)

[目的]研究家蠅幼蟲生態(tài)處理后豬糞、雞糞中微生物(細(xì)菌、真菌、放線菌)數(shù)量的變化情況。[方法] 豬糞、雞糞經(jīng)家蠅幼蟲生態(tài)處理后，采用稀釋平板計數(shù)法對樣品中細(xì)菌、真菌及放線菌數(shù)量進(jìn)行分析，設(shè)立未經(jīng)幼蟲處理的豬糞、雞糞為對照。[結(jié)果] 正常對照組豬糞在恒溫、恒濕條件下放置3～5 d后，細(xì)菌、真菌及放線菌的數(shù)量達(dá)到最高峰，分別為1 378×109、3 352.0×106和3 48.81×107cfu/g。經(jīng)家蠅幼蟲處理后，豬糞中的各類菌數(shù)量增加幅度均較小，第5天相應(yīng)的各類菌落數(shù)為158.40×109、185.0 ×106和4.6×107cfu/g，總體上呈較為平穩(wěn)態(tài)勢。正常對照組的雞糞前5 d 3種微生物數(shù)量增加亦明顯，而家蠅幼蟲處理組變化均不大。[結(jié)論] 家蠅幼蟲處理豬糞、雞糞后，能顯著降低糞便中細(xì)菌、真菌、放線菌的數(shù)量。

家蠅幼蟲；豬糞；雞糞；微生物

近年來，我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅猛，規(guī)?；B(yǎng)殖技術(shù)日益更新，但在飼養(yǎng)過程中產(chǎn)生的大量畜禽糞便已經(jīng)成為很大的污染源[1]，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過我國工業(yè)廢水和生活污水排放量之和，對人類健康和周圍動植物的生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重危害。畜禽糞便中人畜共患病原菌傳播的公眾健康風(fēng)險也越來越受到人們的重視[2]。因此，如何利用好這些有機(jī)廢物，將農(nóng)業(yè)廢棄物化害為利、變廢為寶是關(guān)系到我國農(nóng)業(yè)能否實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展迫切需要解決的問題，也是減少蚊蠅孳生、減少疾病傳播和改善環(huán)境衛(wèi)生的關(guān)鍵問題。

豬糞和雞糞是優(yōu)良的蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)原料，但未經(jīng)處理的豬糞和雞糞中含有大量的有害微生物，只有經(jīng)過適當(dāng)?shù)奶幚聿趴梢杂米髦参锇踩l(wèi)生的有機(jī)肥料。目前利用畜禽糞便生產(chǎn)有機(jī)肥的方法主要有自然堆肥法和微生物發(fā)酵法等，但需要的周期較長。

家蠅(Muscadomestica)是一種分布廣、繁殖周期短、適應(yīng)性和繁殖力都很強(qiáng)的昆蟲，是自然生態(tài)系統(tǒng)腐食食物鏈中的重要分解者。蠅蛆生長快，嗜食畜糞，幼蟲含有豐富的營養(yǎng)成分，具有很高的飼用價值。目前研究表明，將家蠅集約化飼養(yǎng)，利用其生態(tài)功能集中轉(zhuǎn)化畜禽糞便等有機(jī)廢物，能夠?qū)⒂袡C(jī)廢物快速熟化，轉(zhuǎn)化為生物有機(jī)肥并獲得蠅蛆優(yōu)質(zhì)動物蛋白，有效地將環(huán)境治理和資源開發(fā)有機(jī)結(jié)合起來。筆者研究了經(jīng)家蠅幼蟲處理后豬糞、雞糞中細(xì)菌、真菌、放線菌數(shù)量的變化，擬進(jìn)一步揭示家蠅幼蟲的活動對動物糞便菌群的影響，更好地了解以蠅類為代表的腐食生物在生態(tài)系統(tǒng)中所起的作用，以期為探討生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)家蠅生物有機(jī)肥提供一定的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料的來源馴化家蠅(Muscadomestica)由貴陽醫(yī)學(xué)院寄生蟲學(xué)教研室于2000年定種建立種群，在筆者所在的實(shí)驗(yàn)室傳代繁殖。幼蟲飼養(yǎng)于麥麩中，成蠅以奶粉、白糖及清水為飼料，奶粉與白糖混合，清水另置，避免污染。飼養(yǎng)條件如下：溫度(25±1)℃，相對濕度(RH)為50% ～60%，光照黑暗各12 h交替。新鮮豬糞、雞糞均取自貴州大學(xué)養(yǎng)豬場。

1.2 家蠅幼蟲對豬糞的處理稱取新鮮豬糞500 g，含水量為(70.25±2.38)%，放入塑料盆內(nèi)，取當(dāng)天收集的家蠅卵集中放置于豬糞表面，孵出的幼蟲在豬糞中生長發(fā)育，48 h后每日定時上下翻動豬糞1次，保證幼蟲能均勻利用各層豬糞，5 d后分離幼蟲，豬糞殘渣仍置于原環(huán)境中待用。設(shè)置未經(jīng)蠅蛆處理的豬糞為對照組，同上置于相同環(huán)境中定時翻動。

1.3 豬糞微生物數(shù)量的檢測加入蠅卵后的第3、5、7、14、21、28天，分別取1 g豬糞按照1∶100的比例加入無菌水，重復(fù)搗碎混勻，自然沉淀后取上清液，采用稀釋平板法統(tǒng)計微生物的數(shù)量。

細(xì)菌培養(yǎng)采用營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基；真菌培養(yǎng)采用孟加拉紅瓊脂培養(yǎng)基；放線菌培養(yǎng)采用高氏一號培養(yǎng)基。

1.4 家蠅幼蟲對雞糞的處理取新鮮雞糞，其含水量為(72.25±3.67)%，按照“1.2”和“1.3”中方法進(jìn)行處理，設(shè)置未經(jīng)任何處理的雞糞作為對照。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析采用SPSS11.5統(tǒng)計軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 豬糞和雞糞經(jīng)蠅蛆處理后理化性質(zhì)的變化蠅卵接種在豬糞中24 h內(nèi)孵出幼蟲。隨著幼蟲的生長發(fā)育，豬糞雞糞開始變得松散，色澤變深，到幼蟲生長至3齡成熟時，糞便呈顆粒狀，基本沒有臭味。對照組糞便結(jié)成團(tuán)塊狀，有糞臭味。

2.2 家蠅幼蟲處理對豬糞中微生物數(shù)量的影響由表1可知，經(jīng)家蠅幼蟲處理的豬糞，其中的細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量前7 d有小幅度增加，細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量最高分別達(dá)到158.4×109、185.1×106和6.8×107cfu/g，而未經(jīng)家蠅幼蟲處理的對照組細(xì)菌，真菌和放線菌數(shù)量為1 378.3×109、3 352.4×106和348.8×107cfu/g，對照組各菌群的數(shù)量是試驗(yàn)組的10倍以上。

表1 家蠅幼蟲處理后豬糞中主要微生物數(shù)量的變化

2.3 家蠅幼蟲處理對雞糞中微生物數(shù)量的影響由表2可知，對照組雞糞放置5～7 d后細(xì)菌、真菌及放線菌的數(shù)量均達(dá)到頂峰，分別為318.0×109、6 720.1×105和1 960.0×106cfu/g。試驗(yàn)組從處理當(dāng)天起，各種微生物的數(shù)量增加幅度明顯小于對照組，最高峰值分別為34.4×109、560.0×105和21.6×106cfu/g。

3 討論

生態(tài)農(nóng)業(yè)是保障我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要生產(chǎn)模式，用家蠅幼蟲處理豬糞和雞糞，能將畜禽糞便進(jìn)行再生循環(huán)利用，在保護(hù)和改善人類的生產(chǎn)環(huán)境的同時獲得高營養(yǎng)價值的蠅蛆蛋白。1983年，我國著名經(jīng)濟(jì)學(xué)家于光遠(yuǎn)教授就曾提出“豬糞養(yǎng)蛆、蛆養(yǎng)雞、雞糞養(yǎng)豬”的生態(tài)養(yǎng)殖系統(tǒng)[3]。

家蠅幼蟲體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)含量十分豐富。研究表明，用蠅蛆作為飼料添加劑，能夠降低飼料成本，提高飼料質(zhì)量，其蛋白質(zhì)消化率與物質(zhì)消化率比其他動物性飼料高，分別達(dá)到98.94%和95.94%[4]，同時還能增強(qiáng)魚、雞等家畜的抗病能力[5]。此外，經(jīng)家蠅幼蟲生態(tài)處理后的豬糞中的糞臭素明顯減少，除糞臭效果顯著[6]；豬糞中的化學(xué)需氧量、生化需氧量和氨氮含量也明顯降低，減少了豬糞對土壤和水源的污染，起到生物凈化環(huán)境的作用[7]。田間試驗(yàn)表明，施用蠅蛆處理后的豬糞生物肥可以提高土壤中全磷和全鉀的含量，提高土壤供肥能力，其肥效明顯優(yōu)于自然熟化的豬糞[8]，施用蠅蛆糞生物肥可提高果實(shí)水果中Vc及糖的含量[9]。在前期的研究中也發(fā)現(xiàn)，體外收集的3齡家蠅幼蟲分泌排泄物經(jīng)分離純化后具有殺滅病原微生物和抑制寄生蟲卵發(fā)育的功效[10]。

在該試驗(yàn)中無論是豬糞飼養(yǎng)還是雞糞飼養(yǎng)的對照組各類菌群數(shù)量的變化都呈現(xiàn)“低-高-低”的變化趨勢，以真菌的變化幅度最大。試驗(yàn)組(家蠅幼蟲生態(tài)處理組)豬糞、雞糞中的微生物數(shù)量總體上，也呈小幅度“低-高-低”變化趨勢，但與對照組相比差異很大，說明經(jīng)家蠅幼蟲處理后糞便不太適宜細(xì)菌和真菌生長。這表明家蠅幼蟲在生長發(fā)育的過程中分泌有抗菌功能的物質(zhì)(如抗菌肽或溶菌酶等抗菌活性分子)，這些活性分子排出體外后在糞渣中可以保持較長時間的抗菌活性。利用家蠅幼蟲的生物降解功能，生態(tài)再利用豬糞資源，生產(chǎn)快速熟化有機(jī)肥和優(yōu)質(zhì)動物蛋白，可以減少和防止豬糞對環(huán)境的病原菌污染和有機(jī)污染，保護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，走可持續(xù)發(fā)展農(nóng)業(yè)的道路。但是，蠅蛆生物肥中發(fā)揮抗菌活性功能的具體分子及其抗菌機(jī)制，還需要進(jìn)一步研究。

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[2] 祁詩月，任四偉，李雪玲，等.禽畜養(yǎng)殖糞便中多重抗生素抗性細(xì)菌研究[J].生態(tài)學(xué)報，2013,33(13)：3970-3977.

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[5] 吳青華，田河，蘇立申，等．家蠅幼蟲及其產(chǎn)品開發(fā)利用研究進(jìn)展[J].飼料工業(yè)，2006，27(16)：63-64．

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The Effects of Housefly Larvae Ecological Treatment on Microorganisms Number in Pig Manure and Chicken Manure

GUO Guo1, WU Jian-yu2, JIANG Zhi-he2et al (1. School of Basic Medical Sciences, Guiyang Medical College, Guiyang, Guizhou 550004; 2. 2012 Excellent Doctors Class, Guiyang Medical College, Guiyang, Guizhou 550004)

[Objective][ To study the number change of microorganisms such as bacterial, fungi, and actinomycete in pig manure, chicken manure after ecological treatment by housefly larvae. [Method][ The number of bacteria, fungi and actinomycetes in pig manure and chicken manure were counted with dilution plate count after treatment by housefly larvae, the non-treated pig manures and chicken manures as control. [Result][ After 3-5 days, the number of bacteria, fungi and actinomycetes of control group, reached its peak at 1 378×109, 3 352.0×106, 348.81×107cfu/g, while the experimental group, only reached 158.40× 109, 185.0×106and 4.6×107cfu/g, the general was relatively stable. The number change trend of microorganism of chicken manure group was as same as pig manure group. [Conclusion][ The housefly larvae can significantly reduce the number of bacterial, fungi, and actinomycetes in pig manure, chicken manure.

Housefly larvae; Pig manure; Chicken manure; Microorganism

國家自然科學(xué)基金(81160204)； 高校博士點(diǎn)學(xué)科專項(xiàng)科研基金(20105215120001);國家級大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目(201310660016)。

國果(1975-)，女，貴州六枝人，副教授，博士，從事醫(yī)學(xué)昆蟲方面的研究。

2015-04-15

S 141.2

A

0517-6611(2015)16-128-02