黑水虻幼虫协同处理鸡粪与湿市场废弃物以增强生物转化效率和减少气体排放

为解决鸡粪和湿市场废弃物处理中的环境问题，研究人员探讨了黑水虻幼虫（BSF）协同处理这些废弃物的效果。研究发现，混合废弃物显著提高了BSF的生长性能和营养积累，同时减少了氨气和温室气体的排放。这一研究为有机废弃物的可持续管理提供了新的思路。

　　

论文解读

随着全球人口的增长和经济的发展，家禽养殖业迅速扩张，带来了大量的鸡粪（CM）和其他农业废弃物。鸡粪中富含氮、磷、钾等营养物质，若不妥善处理，不仅会造成资源浪费，还会导致环境污染，如空气和水体污染。此外，湿市场废弃物，包括蔬菜残余、肉类废料等，也是常见的环境问题源。这些废弃物的大量产生导致了严重的环境问题，尤其是在亚洲地区。

为了解决这一问题，研究人员探索了利用黑水虻幼虫（BSF）进行生物转化的方法。BSF幼虫能够高效地将有机废弃物转化为高质量的蛋白质和脂肪，用于动物饲料的生产。然而，单一废弃物的生物转化效率较低，且可能产生较高的氨气（NH₃）和温室气体（GHG）排放。

在这项研究中，河北大学的研究人员探讨了将鸡粪与湿市场废弃物（如蔬菜废弃物、屠宰鸡废弃物和丢弃的鱼内脏）混合后，利用BSF幼虫进行协同处理的可行性。他们设置了六种不同的基质组合，分别是鸡粪（对照组）、蔬菜废弃物、屠宰鸡废弃物、丢弃的鱼内脏、鸡粪与蔬菜废弃物的混合物（Mix1）以及鸡粪与丢弃的鱼内脏的混合物（Mix2）。研究的主要目的是评估这些混合物对BSF生长性能、营养积累和环境排放的影响。

研究人员发现，与单独使用鸡粪相比，蔬菜废弃物的添加显著降低了NH₃的排放，但同时也减少了幼虫的产量和营养积累。而屠宰鸡废弃物和丢弃的鱼内脏的添加则显著提高了幼虫的最终重量和存活率，但也增加了NH₃和二氧化碳（CO₂）的排放。混合基质的处理显著提高了幼虫的转化效率和粪便的成熟度，同时减少了NH₃和GHG的排放。特别是，Mix1和Mix2在提高幼虫蛋白质含量和生物量产量方面表现优异。

在碳氮分布方面，研究发现Mix1在气体减排方面表现出色，而Mix2则在昆虫生物量积累方面表现更好。研究还指出，不同废弃物组合对BSF系统的协同效应和权衡效应显著，强调了在废弃物管理中采用多种废弃物混合处理的重要性。

研究结果表明，鸡粪与蔬菜废弃物和丢弃的鱼内脏的混合处理对于实现协同减排和营养积累至关重要。这种混合处理不仅提高了BSF幼虫的生长性能和营养积累，还有效减少了氨气和温室气体的排放，具有重要的环境和经济效益。

该研究的发表为有机废弃物的可持续管理提供了新的思路和方法，特别是在利用BSF幼虫进行生物转化方面。通过优化废弃物组合，可以实现资源的高效利用和环境友好型的废弃物处理，具有广阔的应用前景。

在研究方法上，研究人员采用了多种技术手段来评估BSF幼虫在不同基质下的生长性能和环境排放。首先，他们收集了不同类型的有机废弃物，并将其与鸡粪混合，形成不同的基质组合。然后，将这些基质用于BSF幼虫的培养，观察其对幼虫生长性能的影响。通过测量幼虫的体重、存活率和生物量产量，评估了不同基质对幼虫生长的影响。

其次，研究人员分析了幼虫粪便的化学成分，包括干物质（DM）、粗蛋白（CP）、粗脂肪（CF）、粗纤维（CFI）和灰分（Ash）的含量。这些分析帮助研究人员了解了不同基质对幼虫营养积累的影响。

此外，研究人员还测量了在BSF生物转化过程中产生的氨气（NH₃）、二氧化碳（CO₂）、甲烷（CH₄）和氧化亚氮（N₂O）的排放量。这些气体的排放量是通过气体色谱仪检测和分析得到的，用于评估不同基质对环境排放的影响。

通过这些技术手段，研究人员全面评估了BSF幼虫在不同基质下的生长性能和环境排放，揭示了不同废弃物组合对BSF系统的影响机制。研究结果为有机废弃物的可持续管理提供了科学依据，具有重要的理论和实践意义。