推进循环经济：马铃薯(Solanum tuberosum L.)种植副产物在黑水虻(Hermetia illucens L.)养殖中的开发利用

《Industrial Crops and Products》：Advancing circular economy: Potato ( Solanum tuberosum L. ) cultivation byproducts exploitation in Black Soldier Fly ( Hermetia illucens L.) rearing

　　

本研究旨在评估马铃薯植株地上部分（Potato Plant Aerial Parts, PPAP）作为黑水虻（Hermetia illucens L.）养殖底物的可行性。研究人员以商品禽饲料为对照，分别用0%、10%、20%、40%、60%、80%和100%的PPAP替代禽饲料饲养黑水虻幼虫，测定幼虫生长性能、虫粉营养成分、酚类含量与抗氧化活性，并采用大型蚤（Daphnia magna）急性固定试验评估虫粉的毒性。结果表明，与对照相比，10%–80% PPAP日粮的幼虫体重与对照相当，80% PPAP日粮在生长效率和幼虫福利方面表现最优；虫粉蛋白质含量在60% PPAP时最高（37.40%），80% PPAP日粮所得虫粉的粗纤维含量低于对照（6.90%对7.34%）。日粮中PPAP比例越高，虫粉总脂肪含量越低（100%时降至7.83%）。毒理学结果显示，PPAP原料的急性毒性显著高于虫粉提取物；80% PPAP虫粉的48 h半数致死浓度（LC₅₀）为141 mg L^?1，对照（0%）为117 mg L^?1。综上，黑水虻生物转化可有效降低PPAP毒性，80% PPAP掺入比例可兼顾生长性能与产品质量，为马铃薯种植副产物的循环利用提供了一条安全高效的途径。

马铃薯（Solanum tuberosum L.）是全球广泛种植的重要作物，种植面积超过1700万公顷，块茎年产量超过3.5亿吨。然而，其植株地上部分（Potato Plant Aerial Parts, PPAP）因富含茄碱类甾体生物碱，对人和高等动物具有毒性，不能作为牲畜饲料，通常被填埋或露天废弃，造成严重的资源浪费和环境负担。以往研究曾尝试利用细菌或真菌转化马铃薯加工废弃物，但将PPAP直接作为昆虫养殖底物尚缺乏系统报道。黑水虻（Hermetia illucens L.）作为一种能够利用多种有机废弃物并将其转化为高价值昆虫蛋白的昆虫，为农业副产物的循环利用提供了潜在途径。本研究首次系统评估PPAP作为黑水虻养殖底物的可行性，并回答三个核心问题：PPAP是否适合黑水虻养殖？所得虫粉是否毒理学安全？最佳PPAP掺入比例为何？

在方法上，研究人员以雅典农业大学农业动物学与昆虫学实验室保存的黑水虻成虫群体产卵获得幼虫；PPAP取自马铃薯品种Spunta采收后的地上部分，风干至含水量7%后粉碎过1 mm筛。实验设置7种日粮，即以商品禽饲料为对照（0%），分别用10%、20%、40%、60%、80%和100%的PPAP替代禽饲料，每个处理3个重复，每重复200只幼虫，在27°C、70%湿度的生长箱内饲养至第14天。营养成分按AOAC官方方法测定，包括蛋白质、氮、灰分、粗纤维、纤维素、木质素、总脂肪和糖；总酚含量采用Folin-Ciocalteu法，抗氧化活性采用DPPH•和FRAP法；毒性评价采用大型蚤（Daphnia magna）急性固定试验（OECD Guideline 202），计算48 h半数致死浓度（LC₅₀）。

研究结果如下。

3.1 定量结果：PPAP掺入比例对幼虫生长参数的影响显示，10%–80% PPAP日粮的幼虫体重与对照相当，介于183.81–224.21 mg之间；100% PPAP日粮的幼虫