《Insects》:Sustainable Rearing of Tenebrio molitor Larvae Using Peatland Biomass
Asma Akaichi,
Nazanin Fazel Dehkordi,
Jan Berend Lingens,
Alexandra Rath,
Florian Lohkamp,
Amr Abd El-Wahab,
Marwa F. E. Ahmed,
Nils Th. Grabowski,
Kashif ur Rehman and
Cornelia Schwennen
+ 2 authors
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为解决传统饲料原料竞争及泥炭地生物质资源化问题,研究人员开展了利用再湿润泥炭地富含木质纤维素的有机产物(LPRP)部分替代小麦麸饲养黄粉虫(TM)的研究。结果显示,在日粮中添加10% LPRP可维持幼虫正常生长性能,并获得略高的粗蛋白含量,表明其可作为可持续的替代饲料原料,支持循环农业发展。
随着全球人口增长,对动物蛋白的需求预计将持续上升,这给传统的畜牧生产系统带来了巨大压力。与此同时,寻找环境友好、资源高效的替代蛋白质来源已成为当务之急。在众多选项中,昆虫养殖脱颖而出,尤其是黄粉虫(Tenebrio molitor, TM)幼虫,因其能将低价值的有机废弃物转化为营养丰富的生物质,而被视为一种极具潜力的可持续蛋白质来源。然而,大规模饲养黄粉虫通常依赖小麦麸等原料,而这些原料本身也是牲畜饲料的重要成分,存在资源竞争。另一方面,全球有大量泥炭地因农业排水而退化,其再湿润(rewetting)恢复过程虽能增强二氧化碳固定,但也会产生大量富含木质纤维素、经济价值低的植物生物质。如何高效、可持续地利用这类生物质,是实现泥炭地生态修复与循环农业共赢的关键挑战。在此背景下,一项发表于《Insects》的研究应运而生,探索将再湿润泥炭地的木质纤维素有机产物(Lignocellulose-rich organic products from rewetted peatlands, LPRP)作为黄粉虫饲料成分的可行性,旨在为废弃物资源化、可持续蛋白质生产及生态系统保护提供创新解决方案。
为了评估LPRP的饲用价值,研究人员主要运用了以下几个关键技术方法:首先,进行饲料配制与营养成分分析,将LPRP与酒精糟及可溶物(Distillers' dried grains with solubles, DDGS)、小麦麸(Wheat bran, WB)按不同比例混合,制备出粗蛋白水平一致(约21%)的五种日粮,并使用标准方法(如杜马斯定氮法、索氏提取法等)分析了其及幼虫的常规营养成分与氨基酸组成。其次,实施了受控环境下的昆虫饲养实验,将2500只约35日龄的黄粉虫幼虫在标准环境(温度25–27 °C,相对湿度50–60%)下分为五组,分别饲喂不同日粮,并每周记录其存活率、体重增长及饲料消耗。最后,基于记录数据计算了饲料转化率(Feed Conversion Ratio, FCR),并利用专业统计软件对生长性能数据进行了差异显著性分析。
3.1. 生长性能
研究发现,所有日粮组幼虫的存活率均超过90%,且无显著差异。在生长末期,饲喂对照日粮(CON,不含LPRP)的幼虫最终体重显著高于饲喂30%和40% LPRP日粮的幼虫。在饲料效率方面,基于鲜重的饲料转化率在对照组和10% LPRP组最低,表明其饲料转化效率最佳,而40% LPRP组的饲料转化率最高,表现最差。与 直观展示了不同日粮对幼虫个体增重、总增重、存活率及饲料转化率的综合影响。
3.2. 幼虫化学成分
营养组成分析显示,饲喂10% LPRP日粮的幼虫其粗蛋白含量略高于对照组和其他处理组。然而,饲喂30% LPRP日粮的幼虫其总氨基酸含量数值上最高。在所有组别中,丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸是含量最丰富的氨基酸,而蛋氨酸和半胱氨酸含量最低。精氨酸、亮氨酸、赖氨酸和缬氨酸则是含量最丰富的必需氨基酸。此外,饲喂40% LPRP日粮的幼虫粗脂肪含量数值上最高。
综合以上结果,研究得出结论:在黄粉虫日粮中掺入10%的再湿润泥炭地木质纤维素有机产物(LPRP),可以在维持幼虫良好生长性能(高存活率、可接受的增重和最佳的饲料转化率)与获得略高蛋白质含量之间取得最佳平衡。这表明,适度利用LPRP是可行且具有潜力的。然而,当LPRP添加比例升高至20%、30%和40%时,幼虫的生长性能和饲料效率会下降,这很可能与日粮中粗纤维含量增加、营养物质消化率降低有关。讨论部分进一步强调,昆虫饲料配制的重点不应仅仅局限于粗蛋白含量,还必须综合考虑氨基酸可利用性、营养素平衡及消化率。本研究首次将LPRP用于黄粉虫饲养,为这种低值生物质的资源化利用开辟了新途径,支持了循环农业和可持续蛋白质生产的目标。它表明,将农业工业副产品与修复生态系统中产生的特定生物质相结合,可以创造出环境与经济双赢的饲料配方。未来研究需进一步优化LPRP的添加比例,并评估其大规模应用的经济可行性,以最大化黄粉虫的生产效率及其作为饲料或食品原料的营养价值。