Ảnh hưởng của cơ chất đến thời gian phát triển và sinh khối của ruồi lính đen Hermetia illucens

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

14
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Ấu trùng ruồi lính đen Hermetia illucens (BSFL) được biết đến có thể chuyển đổi sinh học chất thải hữu cơ, phụ phế phẩm,… để sinh trưởng và phát triển, đồng thời giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Bài viết nghiên cứu sự ảnh hưởng của cơ chất đến thời gian phát triển và sinh khối của ruồi lính đen Hermetia illucens.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Ảnh hưởng của cơ chất đến thời gian phát triển và sinh khối của ruồi lính đen Hermetia illucens

ẢNH HƯỞNG CỦA CƠ CHẤT ĐẾN THỜI GIAN PHÁT TRIỂN VÀ SINH KHỐI CỦA RUỒI LÍNH ĐEN Hermetia illucens Nguyễn Văn Chung*, Huỳnh Thị Khuê* * Viện Khoa học Ứng dụng HUTECH, Trường Đại học Công nghệ TP. Hồ Chí Minh GVHD: TS. Nguyễn Thị Hai TÓM TẮT Ấu trùng ruồi lính đen Hermetia illucens (BSFL) được biết đến có thể chuyển đổi sinh học chất thải hữu cơ, phụ phế phẩm,… để sinh trưởng và phát triển, đồng thời giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Dựa trên kết quả nghiên cứu khảo sát trên một số cơ chất như ruột cá, thức ăn thừa, phân heo, bã đậu nành, thanh long,… cho thấy sự khác biệt về trọng lượng và thời gian hóa kén của ấu trùng khi tiêu thụ các cơ chất này so với đối chứng là thức ăn gà. Từ đó có thể nhận thấy thành phần dinh dưỡng trong các loại cơ chất hữu cơ có ảnh hưởng đến sự phát triển trực tiếp của ruồi lính đen. Đối với sự phát triển sinh khối của ấu trùng ruồi lính cơ chất thức ăn gà (đối chứng), thức ăn thừa, bã đậu nành, phân heo cho thấy sự gia tăng trọng lượng của ấu trùng cao nhất trong các loại cơ chất khảo sát. Thời gian ấu trùng vũ hóa cũng có liên quan đến loại thức ăn mà ấu trùng ruồi lính đen tiêu thụ thông qua quá trình khảo sát thử nghiệm kết quả thu được ở cơ chất thức ăn gà (đối chứng), thức ăn thừa và ruột cá ấu trùng ruồi hóa kén sớm nhất. Từ khóa: ấu trùng, cơ chất, ruồi lính đen Hermetia illucens, sinh khối, tiền nhộng. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ. Hiện nay nuôi ruồi lính đen nhằm xử lý rác thải hữu cơ đang được ứng dụng ngày càng rộng rãi qua đó giảm thiểu gánh nặng cho các bãi chôn lấp rác thải giảm đi lượng nước thải, khí thải sinh ra từ các bãi chôn lấp gây ô nhiễm môi trường và sinh ra các mầm bệnh. Lượng chất thải hữu cơ sau khi được ấu trùng ruồi lính đen chuyển hóa có thể làm phân bón cho ngành nông nghiệp tối ưu hóa các nguồn tài nguyên sẵn có tăng giá trị kinh tế. Ấu trùng ruồi còn là nguồn cung cấp protein cho vật nuôi, ấu trùng ruồi lính đen (BSFL ăn nhiều loại vật liệu hữu cơ và đã được sử dụng trong các mục đích quản lý chất thải như phân chuồng, rơm rạ, chất thải thực phẩm, bã ngũ cốc sau chưng cất, bùn phân, nội tạng động vật, chất thải nhà bếp, v.v. (Senlin Li, Hong Ji et al., 2016). Khả năng xử lý chất thải của ruồi lính đen cao nhất trong số các loài ruồi (Cummins et al., 2017) Ấu trùng ruồi lính đen có thể làm thứ ăn cho động vật nuôi (gia cầm, cá, ếch,...). Tỉ lệ chuyển đổi thức ăn của ấu trùng ruồi lính đen được biết là vượt trội so với cả dế, giun và không độc hại (Cummins et al., 2017). Thời gian phát triển ấu trùng đến khi vũ hóa thành ruồi của ruồi lính đen trên 20 ngày dài hơn so với ruồi như ruồi nhà và ruồi xanh, có nghĩa là một ấu trùng sẽ tiêu thụ được một lượng chất thải hữu cơ lớn hơn và tạo ra lượng sinh khối lớn hơn ruồi nhà và ruồi xanh. Vì vậy, việc làm sao để sử dụng nguồn rác thải hữu cơ vừa giải quyết vấn đề môi trường và tạo ra nguồn sinh khối ấu trùng ruồi lính đen sử dụng trong việc làm thức ăn cho các loài động vật, có thể đối với con người trong tương lai cần phải tìm ra nguồn cơ chất bằng rác thải hữu cơ phù hợp nhất đối với sự phát triển và sinh trưởng của ruồi lính đen. 435
2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP. 2.1. Vật liệu. Nguồn trứng ruồi được lấy từ trại nuôi ruồi lính của hộ nông dân ở Lái Thiêu, Bình Dương. Các loại cơ chất được khảo sát bao gồm: 1) Đối chứng: Thức ăn gà (lấy tại cửa hàng bán thức ăn gia súc đường Hoàng Hữu Nam quận 9). 2) Rau quả (gồm vỏ chuối và rau cải tỉ lệ 1:1). 3) Ruột cá (lấy từ chợ phường Tân phú quận 9 Tp Hồ Chí Minh). 4) Cành Thanh long (được cắt từ vườn tại tỉnh Trà Vinh). 5) Trái Thanh long ruột đỏ (được cắt từ vườn tại tỉnh Trà Vinh). 6) Thức ăn thừa (được lấy tại căn tin trường đại học Hutech). 7) Bã bia (được lấy từ cửa hàng bán bã bia tại Bến Tre). 8) Bã đậu nành (được lấy từ chợ phường Tân Phú quận 9 Tp Hồ Chí Minh). 9) Phân heo (được lấy từ hộ chăn nuôi heo tỉnh Trà Vinh). 2.2. Phương pháp Xác định thành phần Carbohydrate, protein tổng số, độ ẩm của nguồn cơ chất trước khi đưa vào thử nghiệm: Các mẫu cơ chất được phân tích theo các thông số sau: độ ẩm (sấy ở nhiệt độ 105C trong 24 giờ); hàm lượng tro (tính theo phần trăm dư lượng sau đốt ở nhiệt độ 600C trong 5 giờ); Protein tổng số được xác định thông qua việc xác định đạm tổng số nhân với hệ số chuyển đổi Nito sang Protein (đạm tổng số được xác định theo phương pháp kjeldahl (Bremner, 1996)). Carbon tổng số (TC) được tính từ hàm lượng tro theo công thức (Mercer & Rose, 1968): 100−𝑇𝑟𝑜 (%) TC(%) = 1,8 Thử nghiệm tiêu thụ cơ chất của ấu trùng ruồi lính đen: Tiến hành khảo sát trên mỗi loại cơ chất gồm 100 ấu trùng ruồi lính đen ở 6 ngày tuổi. Cho ấu trùng vào từng hộp nhựa (3 x 20x 15cm, có nắp lưới đậy ở trên) đã cân trước khối lượng. Sau đó thêm 50g cơ chất. Cứ 3 ngày, thay thức ăn và cân trọng lượng ruồi lính, thay thức ăn cho từng hộp như ngày đầu. Mỗi loại cơ chất làm 3 lần nhắc, cho ấu trùng ăn đến khi 40% ấu trùng hóa nhộng (mức tối ưu đặt ra chung cho tất cả các nghiệm thức có trong thử nghiệm nhằm xác định thời gian vũ hóa chính xác tránh việc vũ hóa đồng loạt số lượng lớn hoặc quá ít để thể hiện kết quả cho nghiệm thức đó), ghi nhận số ngày ấu trùng đạt đến giai đoạn hóa nhộng để kiểm tra mức độ ảnh hưởng của cơ chất đến độ tuổi hóa nhộng của ấu trùng. 3. KẾT QUẢ. 436
3.1 Hàm lượng carbohydrate và protein có trong các nguồn phế thải. Bảng 1: Thành phần ẩm độ, carbohydrate, protein có trong các nguồn phế thải hữu cơ. Protein Carbohydrate STT Nguồn vật liệu Độ ẩm (%) (% chất (% chất khô) khô) 1 Rau quả (RQ) 71,75 65,38 10,91 2 Thức ăn thừa (TAT) 76,39 52,43 14,17 3 Bã bia (BB) 68,53 36,14 14,67 4 Bã đậu nành (BDN) 61,15 51,24 15,81 5 Cành thanh long (CTL) 80,51 57,74 2,03 6 Quả thanh long (QTL) 86,03 62,26 2,58 7 Ruột cá (RC) 56,34 1,22 58,07 8 Phân heo (PH) 68,79 57,81 21,44 9 Cám gà (CG) -đối chứng 66,5 54,34 17,45 Các thông số cơ bản trên góp phần không nhỏ trong việc tác động lên sự phát triển và gia tăng sinh khối. Số liệu ở bảng 1 cho thấy, các nguồn phế thải sử dụng đều có ẩm độ cao. Trong đó, quả và cành thanh long có ẩm độ cao nhất (tương ứng là 86,03 và 80,51%) thứ đến là thức ăn thừa (76,39%) và thấp nhất là ruột cá (56,34%). Độ ẩm của bã đậu nành, bã bia và phân heo theo thứ tự là 61,15; 68,53 và 68,79%. Hàm lượng Carbohydrate cao nhất trong rau củ (65,38%), quả thanh long (62,26%) cành thanh long (57,74%) và trong phân heo (57,81%). Bã đậu nành, thức ăn thừa và cám gà có hàm lượng carbonhydrate không khác nhau nhiều với hàm lượng tương ứng là 51, 52 và 54%. kế đến là rau quả (55,38%) không cao hơn nhiều so với đối chứng là cám gà (55,38%). Hàm lượng Carbohydrate trong bã bia chỉ khoảng 36,14% và thấp nhất là ruột cá (chỉ đạt 1,22%). Trong khi đó, protein cao nhất là ruột cá (58,07%), thứ đến là phân heo (21,44%). Thức ăn thừa, bã bia, bã đậu nành có lượng protein biến động từ 14,17 đến 15,81% thấp hơn so với với cám gà (17,45%) và thấp nhất là cành và quả thanh long (tương ứng là 2,03 và 2,58%). 3.2 Thời gian phát triển của ấu trùng trên từng cơ chất 437
Ngày Thời gian ấu trùng hóa kén. 40.00 A A 35.00 B 30.00 C B CD B CD 25.00 D 20.00 15.00 10.00 5.00 0.00 TAG BDN CTL BB QTL RC TAT RQ PH Hình 1: Thời gian phát triển của ấu trùng trên từng cơ chất khác nhau Thời gian phát triển của ấu trùng ruồi lính dài nhất khi nuôi trên cơ chất ít dinh dưỡng như cành thanh long, quả thanh long và ngắn nhất trên ruột cá, thức ăn thừa và kế đến là bã đậu nành. Trên rau quả, phân heo và bã đậu nành thời gian phát triển của ấu trùng ruồi lính kéo dài hơn đối chứng khoảng 3 ngày. Số liệu về thời gian sinh trưởng cho thấy, ruồi lính sinh trưởng kéo dài từ 24,33 đến 25,00 ngày khi nuôi trên ruột cá và thức ăn thừa, không sai khác có ý nghĩa so với khi nuôi trên cám gà (23,67 ngày). Thời gian sinh trưởng của ấu trùng ruồi lính kéo dài 27,67 ngày khi nuôi trên bã đậu nành, kéo dài hơn hẳn so với trên cám gà nhưng không sai khác so với nuôi trên thức ăn thừa và ruột cá. Trên rau quả và bã bia, thời gian sinh trưởng của ấu trùng kéo dài 28- 29,67 ngày. Trên cành thanh long, quả thanh long, ruồi phát triển kém, thời gian dinh trưởng kéo dài tương ứng 32,0;33,3 và 34,3 ngày. Kết quả này có một số điểm tương đồng với tương tự với nghiên cứu của Nguyen et al. (2013). Theo nhóm tác giả, thời gian phát triển của ấu trùng nuôi trên thức ăn gà là 23 ngày nhưng không sai khác rõ so với nuôi trên thức ăn thừa (23,83 ngày) và trên cá (26,50 ngày). Tuy nhiên, thời gian sinh trưởng của ấu trùng nuôi trên phân heo trong nghiên cứu này thấp hơn so với kết quả Nguyen et al. (2013) vì theo nhóm tác giả, thời gian phát triển ấu trùng của ruồi lính trên phân heo kéo dài đến 34 ngày so với 23 ngày trên thức ăn gà. Còn theo Lalander et al. (2019), thời gian phát triển của ấu trùng nuôi trên thức ăn thừa kéo dài hơn so với nuôi trên thức ăn gà (19 ngày so với 16 ngày). 438
3.3 Ảnh hưởng của thức ăn đến sinh khối của tiền nhộng ruồi lính Gam (g) Sinh khối của tiền nhộng ruồi lính 250 200 150 100 50 0 TAG BDN CTL BB QTL RQ TAT RC PH Hình 2: Sinh khối của tiền nhộng ruồi lính trên các loại cơ chất khác nhau Hình 2 cho thấy, sinh khối tiền nhộng đạt cao nhất ở công thức đối chứng nuôi bằng thức ăn gà, cao hơn so với các công thức thí nghiệm. Tuy nhiên, khi nuôi trên các cơ chất thải bỏ như thức ăn thừa và bã đậu nành ruồi lính vẫn đạt sinh khối lượng cao (tương ứng là 169, 150 và 145 g), giảm tương ứng 19, 24 và 30% so với đối chứng là thức ăn gà. Sinh khối tiền nhộng nuôi bằng phân heo đạt thấp hơn hẳn so với thức ăn gà (đối chứng) nhưng không sai khác có ý nghĩa so với nuôi bằng bã đậu nành và thức ăn thừa. Rác thải nhà bếp chứa lượng Carbohydrate cao nhưng lượng protein thấp hơn thức ăn thừa, bã đậu nành và phân heo nên sinh khối tiền nhộng đạt được thấp thấp hơn hẳn Bã bia có ẩm độ tương đương đối chứng nhưng lượng carbohydrate và protein thấp hơn so với thức ăn thừa, bã đậu nành, phân heo nên không phù hợp để nhân nuôi ruồi lính. Sinh khối lượng tiền nhộng nuôi bằng bã bia chỉ đạt tương đương so với nuôi bằng quả thanh long và ruột cá. Ruột cá, tuy có lượng protein cao nhất trong các loại có chất khảo sát nhưng cũng không phù hợp để nhân nuôi ruồi lính vì hàm lượng carbohydrate rất ít. Thấp nhất trong các cơ chất khảo sát là cành thanh long. Điều này cũng dề hiểu vì cành và quả thanh long có hàm lượng nước cao nhưng lượng carbohydrate và đặc biệt là protein thấp nên cũng không phù hợp để nhân nuôi ruồi. Vì vậy, để sử dụng các cơ chất này, cần phải nghiên cứu phối hợp các cơ chất với nhau để có ẩm đố, lượng carbohydrate và protein phù hợp. Từ kết quả này, có thể thể nhận thấy rằng thức ăn thừa, bã đậu nành và ngay cả phân heo đều là nhưng cơ chất thải bỏ có triển vọng để nhân nuôi ruồi lính. 4. KẾT LUẬN Thức ăn thừa, phân heo, bã đậu nành là những chất thải phù hợp nhất để nuôi ruồi lính vì thời gian phát triển chỉ kéo dài hơn từ 1- 4 ngày và sinh khối chỉ giảm từ 19-30% so với nuôi trên thức ăn gà. Ấu trùng ruồi lính không phát triển tốt trên các cơ chất bã bia, ruột cá, cành thanh long và quả thanh long. Kiến nghị cần được nghiên cứu và xác định cơ chất hữu cơ thích hợp nhất cho quy trình nhân nuôi ruồi lính đạt khối 439
lượng sinh khối và hàm lượng dinh dưỡng cao nhất. Ứng dụng trong ngành chăn nuôi, nuôi trồng thủy hải sản với công dụng làm thức ăn giàu protein và mang lại giá trị kinh tế thông qua việc nhân nuôi ruồi lính đen làm thức ăn cho động vật bằng nguồn chất thải hữu cơ vừa giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường còn mang lại sinh khối ruồi lính đen ổn định. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Bava L. , Jucker C., Gislon G., Lupi D., Savoldelli S., Zucali M. and Colombini S. (2019) Rearing of Hermetia Illucens on Di↵erent Organic By-Products: Influence on Growth, Waste Reduction, and Environmental Impact. Animals 2019, 9, 289; doi:10.3390/ani9060289. [2]. Bremner J.M. (1996). Nitrogen-total. In: Sparks, D.L. (Ed.), Methods of Soil Analysis. Part 3 - Chemical Methods. SSSA Inc., ASA Inc., Madison, WI, USA. pp. 1085-1122 [3]. Ciˇckov ˇ á, H.; Newton, G.L.; Lacy, R.C.; Kozánek, M. The use of fly larvae for organic waste treatment. Waste Manag.2015, 35, 68–80. [4]. Cummins, V.C.; Rawles, S.D.; Thompson, K.R.; Velasquez, A.; Kobayashi, Y.; Hager, J.; Webster, C.D. Evaluation of black soldier fly (Hermetia illucens) larvae meal as partial or total replacement of marine fish meal in practical diets for pacific white shrimp (Litopenaeus vannamei). Aquaculture 2017, 473, 337–344. [5]. Erickson, C. M., M. Islam, C. Sheppard, J. Liao, and P. Doyle. 2004. Reduction of Escherichia coli O157:H7 and Salmonella enterica serovar enteritidis in chicken manure by larvae of the black soldier fly. J. Food Prot. 67: 685–690 [6]. Lalander C., Diener S., Zurbrügg C., Vinnerås B. (2019). Effects of feedstock on larval development and process efficiency in waste treatment with black soldier fly (Hermetia illucens). Journal of Cleaner Production 208 . [7]. Li, S.L.; Ji, H.; Zhang, B.X.; Tian, J.J.; Zhou, J.S.; Yu, H.B. Influence of black soldier fly (Hermetia illucens)larvae oil on growth performance, body composition, tissue fatty acid composition and lipid deposition in juvenile jian carp (Cyprinus carpio var. Jian). Aquaculture 2016, 465, 43–52. [8]. Luciana Bava 1 , Costanza Jucker 2, Giulia Gislon 1, Daniela Lupi 2, Sara Savoldelli 2, Maddalena Zucali 1,* and Stefania Colombini (2019) Rearing of Hermetia Illucens on Dierent OrganicBBy-Products: Influence on Growth, Waste Reduction, and Environmental Impact [9]. Mercer W.A. & Rose W.W. (1968). Investigation of Windrow Compostingas a Means for Disposal of Fruit Waste Solid. National CannersAssociation Research Foundation, Washington, DC. p. 20036. [10]. Nguyen, T.T.X., Tomberlin, J.K., Vanlaerhoven, S., 2013. Influence of resources on Hermetia illucens. (diptera: Stratiomyidae) larval development. J. Med. Entomol.50 (4). 440
[11]. Nguyen, T.T.X., Tomberlin, J.K., Vanlaerhoven, S., 2015. Ability of black soldier fly (Diptera: Stratiomyidae) larvae to recycle food waste. Environ. Entomol. 44 (2). [12]. Trinh t.x. nguyen, jeffery k. Tomberlin, and sherah vanlaerhoven (2015). Ability of Black Soldier Fly (Diptera: Stratiomyidae) Larvae to Recycle Food Waste.environmental entomology [13]. Wang Yu-Shiang and Shelomi Matan (2017). Review of Black Soldier Fly (Hermetia illucens) as Animal Feed and Human Food. Foods 2017, 6, 91 441