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水虻的资源化利用2013913

归档日期:07-14       文本归类:虻虫      文章编辑:爱尚语录

  水虻的资源化利用2013.9.13_农学_农林牧渔_专业资料。资料由北京七谷农业科技有限公司提供

  黑水虻的资源化利用 目 录 ? ? ? ? ? 资源昆虫的背景 水虻的背景 国内外相关研究成果及资源化利用具体方式 重要的蛋白质饲料源 出色的有机废弃物分解能力 资源昆虫的背景 ? 资源昆虫是指昆虫的产物、昆虫行为或昆虫体本身可作为资源加以利用,或具有重 大经济价值,并且其种群数量具有资源特征的一类昆虫。饲用资源昆虫,如家蝇、 黄粉虫、蝗虫、水虻等,基本都具有如下相同的特征:繁殖快(世代周期短)、生 物量大、吸收转化率高、虫体蛋白含量高、容易管理、饲养成本低等特点,适宜做 为动物蛋白饲料。 ? 药用昆虫:蝎子、蜈蚣等 ? 食用昆虫:蝗虫、黄粉虫、蝉等 ? ? ? ? 饲料用昆虫:家蝇、黄粉虫、蝗虫、蚯蚓、水虻等 天敌昆虫:赤眼蜂、瓢虫等 传粉昆虫:蜜蜂、蝴蝶等 观赏娱乐昆虫:蝴蝶、蟋蟀等 水虻的相关的背景 ? 黑水虻,学名亮斑扁角水虻(Hermetia illucens),双 翅目水虻科昆虫。在世界大部分地区都有分布,热带、 亚热带地区种类尤其丰富。尤其腐生性的水虻科昆虫能 够取食禽畜粪便和生活垃圾, 生产高价值的动物蛋白 饲料,从而进行资源化利用。 ? 幼虫幼虫以餐厨垃圾、动物粪便、动植物尸体等腐烂的 有机物为食,可以将食物高效地转化为自身营养物质, 是自然界碎屑食物链中的重要一环。 ? 黑水虻在华东地区,一年发生3~5代,世代重叠性明显 。在适宜的环境中,35天即可完成一个世代。一对黑 水虻可产卵近千粒,从卵到成熟幼虫,水虻个体增长近 4000倍。 ? 水虻具有繁殖快、生物量大、吸收转化率高、虫体资源 含量高、容易饲养等特点,是一种可以资源化生产的水 虻科昆虫,已经被证实在禽畜粪便的处理、动物蛋白饲 料的生产以及生物柴油的制取方面具有重要用途。 国内外相关研究成果 ? 饲料添加剂(蛋白质源) 水虻的繁殖周期 1 2 3 6 5 4 国内外相关研究成果 营养成分:水虻与豆粕 ? 饲料添加剂(蛋白质源) 经过大量的科研、实 践证明,水虻预蛹的蛋白 质含量与豆粕、鱼粉接近, 可做为养殖业良好的饲料 添加剂。用于鱼类、禽畜 类的工业化生产;同时因 为活体容易保存,使其同 蚯蚓、黄粉虫、大麦虫一 样成为优质的特种水产养 殖和宠物养殖的活体饵料。 国内外相关研究成果 必须氨基酸与豆粕比较 国内外相关研究成果 几种昆虫及鸡全蛋、鱼粉必须氨基酸指数和比例 必须氨基酸指数代表着水虻的整体营养水平,指数越高,营养越丰富, 水虻必须氨基酸指数大于鱼粉,必须氨基酸比例为51.7%,高于 WTO\FAO规定的40%。 由此可见,水虻幼虫的氨基酸含量、粗脂肪含量、钙含量都很高,是 动物饲料的合适添加成分。实际生产中,将禽畜粪便饲养的黑水虻幼 虫作为蛋白饲料饲喂动物,具体方法是用水虻虫活体或水虻干粉作为 饲料蛋白添加剂替代鱼粉、豆粕等物质饲养包括鸡、猪、鱼、林蛙等, 均取得了较好的效果。证实黑水虻幼虫产品可以替代或部分替代豆粕、 鱼粉用于鱼类、禽畜产品的商业化生产当中。 小结:水虻是一种良好的蛋白质饲料源 总起来看,国内目前每年需要约1.5亿吨饲料,其中约有3750万吨蛋白质原 料,而国内蛋白质原料70%依赖进口。随着畜牧业的发展,预计2020年, 国内蛋白质原料的缺口约为0.5亿吨,而昆虫蛋白源或许会成为解决问题的 金钥匙。 农用废弃物的无害化处理 处理速度快。每只幼虫,每天能吃掉大 约为自身相同体重的废弃物。 2011年,由西班牙阿利坎特大学所设 计的水虻垃圾处理系统,每2000万只幼虫 一天可处理一吨废弃物,这说明这个技术比 传统堆肥和蚯蚓堆肥等常规技术的效率和速 度要高得多。 Newton(2005)设计了黑水虻的粪便处 理系统,460只鸡的粪便,5个月,产出黑 水虻242.8kg,减少了50%的粪便堆积;18 头猪的养殖系统中,每天产出黑水虻 0.124kg,减少了56%的粪便堆积。 取食广泛,各种有机物,厨余垃圾,动 物粪便。 农用废弃物的无害化处理 黑水虻处理有机物速度展示,5000头黑水虻 幼虫,2条烹制过的鱼,24小时完全分解。 农用废弃物的无害化处理 黑水虻分解黄瓜,用时36小时 农用废弃物的无害化处理 黑水虻分解餐厨垃圾和尾菜 农用废弃物的无害化处理 黑水虻分解餐厨垃圾和尾菜 6小时后 农用废弃物的无害化处理 黑水虻分解餐厨垃圾和尾菜 18小时后 农用废弃物的无害化处理 黑水虻分解餐厨垃圾和尾菜 48小时后 农用废弃物的无害化处理 黑水虻分解餐厨垃圾和尾菜 预蛹的自收集 分解彻底 农用废弃物的无害化处理 繁殖能力强:黑水虻代际增长200到600倍,1g黑水虻卵在432小时 内产出2.5kg的优质蛋白。 抗逆性:黑水虻幼虫对餐厨垃圾、尾菜等农业废弃物堆积后产生的 厌氧、高PH值、高盐、高油 、辛辣、重金属、一般抗生素集聚类环 境不敏感。现今唯一发现幼虫较敏感物质为灭蝇氨(环丙氨嗪)。 将黑水虻幼虫放入95%的酒精溶液1小时后依旧存活 农用废弃物的无害化处理 自行设计的小型黑水虻的处理系统 高效率的种虫繁殖 快速的尾菜及厨余垃圾生物消解 高蛋白质含量的虫体与粪沙的分离 深加工的水虻生物油与提取的抗菌肽 农用废弃物的无害化处理 利用黑水虻进行的农业废弃物处理系统 1 2 3 4 5 6 农用废弃物的无害化处理 水虻的池养示意图与自收集系统 尾菜与厨余垃圾 水虻处理后粪便残渣的应用 水虻分解完动物粪便后,会剩余部分残渣,此残渣无臭无味,虽然其中的养分已经 被减少了50%左右,但经过检测,它依然可以被视作一种优良的有机肥。 建立以黑水虻为媒介的固体有机废弃物生物转化系统 概述: ? 黑水虻处理系统包含种虫养殖、规模化生产、产品加工三大部分。其中,种虫养殖为 获得稳定及高质量的繁殖用虫;规模化生产,对餐厨垃圾、禽畜粪便、农场尾菜处理 ,并获得大量水虻幼虫。黑水虻的生产规模应根据所处理废弃物的数量来确定。 ? 一、种虫养殖 由于黑水虻的繁殖量巨大,产卵量近1000粒,代际之间的扩繁倍数接近1:500。 考虑到受产卵率、孵化率等影响,每代选择2%的虫留作种虫,其余作为生产用虫进入 规模化生产环节。 ? 黑水虻种虫养殖主要包括成虫养殖与幼虫养殖。成虫笼室为长宽高均在1m以上的笼室 ,要求温和的阳光,可外置防晒网及温度调节设备等。幼虫养殖讲究精养,遵循科学 的养殖方法,合理生产并提高种群质量。 ? 二、规模化生产 规模化生产需要建立专门的生产车间,将需要处理的有机废弃物经过预处理后, 与按一定比例添加水虻。大约经过72小时后,这些高腐性的有机废弃物即可得到充分 处理。分离筛选后即可收获高质量的水虻产品。平均每只水虻可取食2~3g左右的湿重 70%的有机废弃物,不同营养成分的食物,处理量稍有不同。 ? 三、产品预处理 收获得水虻除了一部分作为活体饲料饲养禽鱼等动物,大部分需要就地进行烘干 或者其它处理方法,减少幼虫在活体贮存过程中的损失。 建立以黑水虻为媒介的固体有机废弃物生物转化系统 概述: ? 水虻产品及加工 ? 一、作为宠物饲料 黑水虻营养丰富,含有丰富的蛋白质、脂质、维生素以及各种动物所需微量元素,十分宜于 饲养动物。黑水虻在欧美国家俗称凤凰虫,用来饲喂观赏鸟、龟类、爬虫类、蛙类、鱼类等宠物 且价格不菲。 ? 二、作为规模化养殖中的禽鱼饲料 对于天性食虫的禽类、鱼类来讲,黑水虻幼虫是它们的绝佳饲料来源,能够提高动物活力,促 进动物健康,增加肉蛋品质。规模化的禽类养殖与鱼类养殖,使用黑水虻可以得到高质量的肉蛋 鱼产品。 ? 三、水虻干粉替代鱼粉 将黑水虻干体榨油后,得到水虻虫粉,水虻干粉的蛋白含量在60~70%之间,与鱼粉营养成分 接近。。 ? 四、水虻油脂 水虻提油后得到油脂,可以作为高档食用油。另外昆虫油脂与人体亲和力高,水虻油脂可用于 生产高档保健品,比如护肤品等。 ? 五、深加工 ? 黑水虻体内富含多种生物活性酶、几丁质、抗菌肽、维生素等物质,目前还没有较深入的研 究。未来对黑水虻的进行进一步的研究、开发和深加工,应用领域将非常广阔。 ? 六、水虻处理后残渣的应用 水虻处理后得至的残渣富含N、P、K及各种微量元素,经测定,可以直接施到农田中作为有 机肥应用,或者也可以经过堆肥处理,生产出高质量的花肥出售,深加工后便可制成生物菌肥。 建立以黑水虻为媒介的固体有机废弃物生物转化系统 生物转换系统流程图: 餐厨垃圾 禽畜粪便 农田尾菜 其它 成虫养殖 收集 幼虫养殖 预处理 规模化处理 (72 小时) 水虻幼虫 虫料分离 活体饵料 堆肥,种植 饲料与深加工 水虻粪沙 初步加工 水虻虫干 深加工 水虻油 水虻粉 几丁质 抗菌肽 其它 将以黑水虻为媒介的有机废弃物生物转化系统嵌入到养殖系统中 处理标的:猪粪便+养殖废水 处理方式:黑水虻生物转换+发酵床 利用特殊设计将猪粪与尿等养殖废水进行分离。分离后,猪粪进入黑水虻生物 转换系统,经72小时处理后被转换为虫体蛋白+ 虫粪(有机肥)。猪尿做为氮源,进 入发酵床系统,完成无害化处理及提供热量。 具体方式为:利用猪定点排粪的习性,训练其在猪场特定的地区排粪。该区域地板为镂空 形式,方便猪粪尿的掉落。掉落至中层层的透水砖上,通过透水砖,猪尿及上层冲下 的废水可渗入底层的发酵床,进入发酵环节。而中层可以通过刮粪板完成对猪粪的收 集,进入黑水虻的生物转换环节。 将以黑水虻为媒介的有机废弃物生物转化系统嵌入到养殖系统中 特定排便区域:漏粪板 隔粪板:透水砖制成 发酵床垫料 效益概算 经济效益:参照Newton(2005)年的数据,一头猪每日产粪量约为1.5kg, 以20%的 转化率计算每日可产鲜虫0.3kg。一个5000头存栏量的猪场,每日猪粪可转化水 虻鲜虫1.5吨,虫粪3吨,同时减少接近60%的粪便堆积。以市场可比(豆粕、鱼 粉、黄粉虫)参考价每日可实现产值鲜虫价值至少为1万元或烘干后依照比例制 成蛋白粉添加入饲料中,降低饲养成本,虫粪(有机肥)2400元。同时减少了大 气、土壤、水资源污染,实现了巨大的社会及环境效益。

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