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为解决橙皮废弃物(OPW)处理成本高、残留待处理问题,研究人员开展黑水虻幼虫(BSFL)处理 OPW 的研究。发现 OPW 可促进 BSFL 生长,预处理能优化分解条件,处理效能达 82.1%,为废弃物处理和可持续农业提供新路径。
在水果加工产业蓬勃发展的当下,橙类产品的广泛消费带来了大量橙皮废弃物(OPW)的处理难题。越南作为全球第九大橙子生产国,仅橙汁和精油产业每年就产生千吨级 OPW。传统的填埋、堆肥等处理方式不仅易造成环境污染,且高价值利用技术如生物精炼等存在处理成本高、残留需二次处理的问题。与此同时,黑水虻幼虫(BSFL)作为新兴的有机废弃物处理生物,虽已在食物残渣处理中展现潜力,但针对单一 OPW 底物、不同预处理条件下的应用研究尚属空白。在此背景下,越南研究人员开展了 BSFL 处理 OPW 的专项研究,相关成果发表于《Cleaner and Circular Bioeconomy》,为破解 OPW 处理困局提供了新视角。
研究人员以越南本地常见的 “Cam sanh” 橙皮为底物,设置未预处理(OPW-NS-ND)、粉碎未脱水(OPW-WS-ND)、粉碎脱水(OPW-WS-WD)三组处理,并以豆粕(SBR)为对照,系统探究 BSFL 在不同条件下的生长特性与废弃物分解效能。研究中采用连续温度监测、湿度与 pH 值测定、幼虫体重体长追踪等技术手段,结合重复测量方差分析(RM ANOVA)评估各因素影响。样本来自胡志明市街头橙汁摊贩的橙皮废弃物及本地黑水虻养殖农场的虫卵,确保实验材料的真实性与代表性。
3.1 理化指标监测
实验结果显示,OPW 处理组的温度在分解中期稳定在 27.5-28.5°C,虽略低于豆粕组,但预处理显著影响湿度与 pH 值:粉碎脱水处理(OPW-WS-WD)将湿度维持在 79.23±1.07%,接近 BSFL 理想生长区间,而未预处理组湿度高达 83.60±1.15%,易导致幼虫逃逸。pH 值从初期酸性(pH 3.47-5.33)逐渐升至后期弱碱性(pH 6.69-7.39),反映出分解进程的阶段性特征。
3.2 BSFL 生长特性
OPW 组幼虫表现出显著生长优势:处理组幼虫最终体重达 140.17-168.40 mg,体长 18.87-20.72 mm,均优于豆粕组(107.03 mg,16.53 mm)。其中,粉碎脱水处理的幼虫体长最长(20.72±1.13 mm),暗示预处理通过优化底物结构加速营养吸收。值得注意的是,OPW 组幼虫蛹化率(58.7±2.8%)显著低于对照组(85.4±1.5%),延长的幼虫期有利于持续分解底物。
3.3 废弃物处理效能
研究表明,BSFL 对 OPW 的处理效能达 82.1±1.5%,显示出高效分解能力。橙皮中的高糖成分(14.1 g/100g)和微量元素(如磷 8849.8 μg/g、钾 8128.9 μg/g)为 BSFL 提供了能量与营养,而挥发物如柠檬烯在合理投喂策略下未抑制幼虫生长。预处理通过粉碎增大接触面积、脱水控制湿度,进一步提升分解效率,验证了物理处理对生物转化过程的促进作用。
研究证实,黑水虻幼虫可高效分解橙皮废弃物,其幼虫期延长特性与 OPW 的营养组成(高糖、低蛋白)密切相关。预处理技术通过调控湿度、温度和底物结构,创造了适宜 BSFL 生长的微环境,突破了传统认为精油类物质抑制昆虫生长的认知。该研究不仅为橙皮废弃物的资源化利用提供了低成本、低残留的解决方案,也为单一有机废弃物的生物处理开辟了新路径,对推动农业废弃物循环经济、减少环境污染具有重要实践意义。未来研究可进一步拓展至复合底物配比与工业化养殖参数优化,加速该技术的产业化应用。