Application of Black Soldier Fly Frass, Hermetia illucens (Diptera: Stratiomyidae) as Sustainable Organic Fertilizer for Lettuce, Lactuca sativa Production

In recent years, black soldier fly (BSF) has been shown to efficiently convert organic waste into nutrient-rich larval biomass while generating frass as the main by-product. This work aims to investigate the potential of BSF frass (BSFF) as an organic fertilizer for agricultural production. BSFF was produced by recycling household waste using BSF larvae, and a portion was taken to the lab for physicochemical and microbial analyses before the field trial on lettuce growth and health. The field trial consisted of two doses of BSFF (15 t·ha-1 and 30 t·ha-1) and one dose of urea (0.214 t·ha-1). An unfertilized plot was prepared and used as a control, and the effects on lettuce growth were assessed using agronomic parameters while the health effects were assessed using parameters such as: the number of leaves affected per plant, the incidence of affection, the severity of the affection and the microbial analysis. BSFF exhibited acceptable physicochemical properties as an organic fertilizer. Its application improved the growth parameters of lettuce plants compared to urea and control. The application rates of 15 t·ha-1 and 30 t·ha-1 did not reveal any significant difference (p > 0.05). Further studies are therefore needed to determine the minimum applicable dose. The health parameters of the lettuce plants were slightly altered regardless of the treatment and the microbial analysis of the affected leaves revealed pathogenic microorganisms. We therefore recommend that decontamination methods be considered when producing BSFF as an organic fertilizer.

猪粪及其生物堆肥对小麦幼苗生长和土壤细菌群落结构的影响

生物堆肥是养殖废弃物资源化利用的有效途径,对畜禽粪肥无害化处理具有重要意义。本研究利用小麦盆栽试验,通过分析施用猪粪及其生物堆肥产物后小麦幼苗生理特性(栽培60 d),并结合16S rRNA高通量测序技术探究施用猪粪及其堆肥产物对土壤细菌群落结构的影响。试验按等氮量供肥方式设置3个处理:对照(CK,不添加氮肥)、虫粪(LF,200 mg·kg^(-1)施氮量,经白星花金龟幼虫生物堆肥后的虫粪)和猪粪(SM,200 mg·kg^(-1)施氮量)。结果表明:氮肥处理LF和SM的土壤总碳(TC)、总氮(TN)、可溶性碳氮(DOC和DON)、铵态氮(NH_(4)^(+)-N)、硝态氮(NO_(3)^(-)-N)和作物生理指标(苗干质量和叶绿素SPAD)均显著高于CK处理(P<0.05),而LF和SM两者之间无显著差异。LF和SM处理土壤细菌α多样性与CK处理无显著差异,但SM处理细菌群落结构与CK和LF处理差异显著。LF和SM处理中放线菌门相对丰度比对照分别提高了2.85、1.11个百分点,而两处理中绿弯菌门的相对丰度比CK处理分别降低了1.63、1.58个百分点。基于Bray-Curtis距离算法对细菌ZOTU进行PCoA主成分分析发现,第一和第二排序轴分别解释了总变异的12.2%和11.4%。冗余分析表明,NO_(3)^(-)-N、DOC、DON、TC、TN、NH_(4)^(+)-N是影响土壤细菌群落结构的主要环境因子。综上,生物堆肥处理可以通过改变土壤养分含量来促进作物生长,本研究为畜禽粪便资源化及其在农业生产中的应用提供重要参考。

我国固沙草方格机械装备的研究现状与展望

全球沙漠化给人类社会带来巨大的影响,人们在长期实践中发现铺设草方格沙障是比较高效的压沙治沙方法。草方格沙障目前靠人工铺设,效率低下、劳动强度大、用工成本高。我国相关科研院所现已研发出多种草方格铺设机械装备,有草方格铺设机器人、大型立体固沙车、小型草方格铺设机械装备等,但这些机器设备或生产成本高,或适应性能差,或作业效率低。针对现有草方格固沙机械装备进行对比分析,基于散长草铺设、治沙装备稳定性和适应性等关键问题,阐述各种草方格铺设机械装备的优缺点,提出草方格铺设装置优化设计方法和改进思路。随着科技发展,未来草方格铺设机械设备将逐步实现数字化、智能化,草方格铺设将更加高效便捷。

黑水虻虫沙在肥料应用中的研究进展

目前我国有机废弃物年产量约45亿~50亿t,若处理不当会对大气、水体、土壤等产生负面影响,从而对环境造成二次污染。黑水虻幼虫可有效分解有机固体废弃物,将其转化为符合循环经济概念的可销售产品,在此过程中产生的虫沙可作有机肥料,从而推进传统经济发展向生态循环经济模式过渡。然而,目前对于虫沙的营养成分、微生物和生物活性物质的组成,提高其生物稳定性的后处理要求,及其在土壤和植物代谢过程中的作用机制等尚未明确。为提高有机废弃物资源化利用程度、促进农业可持续发展,综述了黑水虻幼虫对有机废弃物的转化潜力,总结了虫沙特性及其对植物生长的影响,重点分析了虫沙作为植物肥料的应用现状,指出了该产品对现代生态农业发展的促进作用,并归纳和总结了尚待解决的问题。

白星花金龟幼虫虫粪可培养微生物的分离鉴定及特性研究

[目的]筛选可培养功能微生物,为农业废弃物的循环利用提供微生物资源。[方法]以喂食废菌渣的白星花金龟幼虫虫粪为研究对象,采用平板涂布法分离虫粪中的可培养微生物,并对其分解纤维素和蛋白质能力进行初步探究。[结果]共分离出细菌5株、真菌3株,经鉴定,分别为纤维化纤维微细菌、铅黄肠球菌、原玻璃蝇节杆菌、谷氨酸杆菌、灰色链霉菌、热带假丝酵母、长枝木霉和白地霉。其中纤维化纤维微细菌和灰色链霉菌具有降解蛋白质的能力,在酪蛋白培养基上透明圈直径与菌落直径的比值(HC)分别为7.259±0.417和1.971±0.584;原玻璃蝇节杆菌、灰色链霉菌、白地霉、长枝木霉具有降解纤维素的能力,在羧甲基纤维素钠上经刚果红染色后透明圈HC分别为1.166±0.028、2.044±0.245、1.075±0.029、1.288±0.048。[结论]纤维化纤维微细菌、原玻璃蝇节杆菌、灰色链霉菌、白地霉和长枝木霉可作为食用菌废菌渣等农业废弃物循环利用的菌种资源。

亮斑扁角水虻对有机废弃物的应用及其肠道微生物研究进展

有机废弃物的安全处理与二次利用是当今社会发展进程中的一大难题,亮斑扁角水虻Hermetia illucens强大的生物转化能力可有效解决此类问题:一方面,亮斑扁角水虻可大量消耗有机废弃物,有效治理环境污染;另一方面,转化后的虫体营养价值高,广泛应用于养殖领域。然而,亮斑扁角水虻的生物转化作用机制目前尚不明确,可转化的有机废弃物范围及其转化效率的影响因素仍有待探讨。本文结合近年来关于亮斑扁角水虻领域的研究,主要从亮斑扁角水虻对有机废弃物的生物转化作用、转化效率的影响因素、虫沙的应用和肠道微生物的功能4个方面进行综述,同时对未来需要解决的问题进行了展望,以期为亮斑扁角水虻的综合开发利用提供参考依据。

施用高原养殖黄粉虫废弃物对西藏大棚土壤理化特性的影响

[目的]完善以高原黄粉虫养殖为区域特色的种养循环体系,提升大棚土壤质量。[方法]在西藏洛扎县分别选取3个施用黄粉虫粪为主的养殖废弃物的大棚土壤,并以周边农田土壤作为对照,测定并比较土壤的基本农化特性、容重、孔隙度和土壤颗粒组成等理化性质的差异。[结果]3个采样点施用黄粉虫养殖废弃物的大棚土壤的有机质含量、有效磷含量、毛管孔隙度、田间持水量和小粒径土壤颗粒(<0.05 mm)占比显著高于周围农田土壤;而pH、土壤容重和大粒径土壤颗粒(>0.05 mm)占比显著低于周围农田土壤。[结论]在西藏高原地区,施用黄粉虫养殖废弃物具有通过提高土壤有机质含量提升土壤肥力,通过改变土壤颗粒组成改良土壤结构的潜力。

黄粉虫成虫繁殖力及影响幼虫发育的因素

对单配或一雄多雌或经历不同交配历期的雌黄粉虫 Ｔｅｎｅｂｒｉｏ ｍｏｌｉｔｏｒ Ｌ．产卵量进行了研究，以期了解两性的繁殖力，为雌虫多产高质量卵提供科学依据。在幼虫期添加少量鲜马铃薯可极大地促进其生长。适当的高密度和不筛粪有利于低龄幼虫生长，４０日龄以后应定期筛粪并添加新饲料。幼虫的最适密度取决于其拥有的饲料量。幼虫生态生长效率高达３１．８％。

石斛篓象成虫对不同来源气味的行为反应

【目的】研究不同来源气味对石斛篓象Nassophasis sp.成虫嗅觉选择行为的影响,对于发展新型石斛篓象成虫防治技术具有重要意义。【方法】应用陷阱式嗅觉测定仪测试了石斛篓象成虫对同种个体气味、蛹壳气味、成虫粪便、球花石斛Dendrobium thyrsiflorum受害植株气味的嗅觉反应。【结果】雌成虫气味对雄成虫有引诱作用,对雌成虫没有引诱作用;雄虫气味对雌、雄成虫均无引诱效果。雌、雄蛹壳气味对雌、雄成虫均有显著引诱效果。两性成虫聚集时产生的粪便对雌、雄成虫均有显著引诱作用,雌虫或者雄虫单独放置时产生的粪便对雌、雄成虫均无引诱效果。被雌虫为害的球花石斛植株茎干释放的气味仅对雌虫有引诱作用,而受雄虫为害后的茎干产生的气味仅对雄成虫有引诱作用。【结论】本研究为进一步分离、鉴定对该虫有引诱作用的活性物质奠定了基础。

玉米抗螟性室内鉴定新技术──虫粪圈法

室内抗螟性离体鉴定，采用虫粪圈法测定根据粪圈系数大小确定玉米抗螟性的强弱，凡系数大，幼虫发育良好，虫体重，且田间心叶期鉴定验证，食叶级别亦高，抗螟性差．系数与幼虫体重、与田间食叶级别均是显著正相关。比室内离体鉴定幼虫秤体重法，简便易行．不需要电子天平，更具有广泛的实用性．

光肩星天牛幼虫虫粪挥发物成分分析

天牛幼虫排出的虫粪所释放的挥发性物质成为天敌搜寻天牛所在微栖境的重要化学信息物质。本试验采用固相微萃取技术,提取光肩星天牛Anoplophora glabripennis(Motschulsky)取食垂柳和金丝柳后产生虫粪的挥发性物质,利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)进行鉴定。结果表明,虫粪挥发性物质主要为萜烯类物质。两种虫粪挥发物中含共有物质19种,其中劋-蒎烯的含量最高,该物质在垂柳虫粪挥发物中相对含量为51.60%,在金丝柳虫粪中的相对含量为28.84%。在金丝柳虫粪中检测到的挥发物种类稍多于垂柳虫粪中检测到的种类。

取食不同寄主植物桑天牛的虫粪挥发物对桑天牛卵啮小蜂的引诱活性及其组分分析

为了深入理解桑天牛Apriona germari虫粪挥发物在桑天牛卵啮小蜂Aprostocetus prolixus寄主定位中的作用,本研究通过嗅觉生测比较分析了取食不同寄主植物(桑树Morus alba、柘树Cudrania tricuspidata和构树Broussonetia papyrifera)的雌雄两性桑天牛成虫的虫粪挥发物对桑天牛卵啮小蜂的引诱活性,并利用热脱附-气相色谱-质谱联用仪(TCT-GC-MS)对不同桑天牛虫粪挥发物的组分进行了分析鉴定。结果表明:取食不同寄主植物的雌性或雄性桑天牛虫粪挥发物对该寄生蜂均具有显著的引诱作用,而不同处理间的桑天牛虫粪挥发物对该寄生蜂的引诱活性无显著差异,这说明寄主植物的种类和桑天牛性别对于桑天牛虫粪引诱该寄生蜂的活性并无显著影响。桑天牛虫粪挥发物主要包括炔类、酮类、醛类、酯类和萜类等化合物;取食柘树和构树的桑天牛虫粪挥发物组分相同,但取食桑树桑天牛的虫粪挥发物组分明显多于取食柘树和构树桑天牛的虫粪。取食同一寄主植物的两性桑天牛的虫粪挥发物的组分及其含量大致相同,表明寄主植物对桑天牛虫粪挥发物的组分有重要影响,而桑天牛性别对其虫粪挥发物组分无显著影响。

桃红颈天牛蛀道及排粪特性的研究

研究了桃红颈天牛幼虫的蛀道特性及排粪习性。①该虫蛀过曲折复杂，蛀害韧皮部的蛀道洞口朝上，蛀害木质部的洞口朝下。达木质部的蛀道长度178～22．1cm，洞底距洞口的垂直距离约为12cm。②幼虫的粪周不直接排到洞口外，而留是在蛀道内，当粪屑堵塞蛀道时，才将其推到洞外。幼虫推粪时可达距洞口3．3～4．0cm处。当粪屑被推紧济实、不能掉出洞外时，幼虫则另辟新洞口。③幼虫推粪高峰在晚19：30至早7：00，1d推1次粪的情况居多，占总观察频数的477％；1d椎2次及3次粪的分别占28．4％及7．6％；2d推1次粪的占6．6％；也见3d，4d以至9d推1次粪的现象。④概率分析的结果表明每4d推1次粪至每1d推4次粪的概率为0．7365，从而表明桃红颈天牛幼虫推粪的时间间隔主要（73．65％）出现在每4d推1次至每1d推4次之间，其概率函数为：

松墨天牛成虫对幼虫虫粪挥发性物质的触角电位反应及林间驱避试验

为了研制松墨天牛Monochamus alternatus Hope驱避剂,本文利用触角电位技术和田间试验的方法研究了松墨天牛雌雄成虫对幼虫虫粪挥发性物质的触角电位反应及幼虫虫粪己烷提取物、合成化合物混合物的林间驱避作用。结果表明:α-蒎烯、β-蒎烯、3-蒈烯、柠檬烯和长叶烯均能引起松墨天牛雌雄成虫一定的触角电生理反应,而4-甲基-2,6-二叔丁基苯酚不能引起松墨天牛雌雄成虫的触角电生理反应。林间驱避试验结果说明,幼虫虫粪的己烷提取物处理过的树干上的刻槽数明显少于对照树干上的刻槽数,二者具有极显著差异;有合成化合物的混合物存在的诱捕器诱捕到的雌虫数(平均值3.80±1.02)与对照诱捕到的雌虫数(平均值16.80±1.16)差异极显著。结果显示α-蒎烯、β-蒎烯、3-蒈烯、柠檬烯、长叶烯和4-甲基-2,6-二叔丁基苯酚的混合物对松墨天牛雌虫具有驱避作用,有望开发出一类新的驱避剂。

华山松大小蠹成虫粪便挥发性物质分析

采用固相微萃取(SPME)和气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术,对华山松大小蠹(Dendroc-tonus armandi Tsai et Li)成虫新鲜粪便和华山松韧皮部中的挥发性物质进行了分析。结果表明,华山松大小蠹雌雄成虫新鲜粪便和华山松韧皮部中挥发性物质以倍半萜类物质最多,其次是单萜类物质,而未见有二萜类物质,华山松大小蠹雌雄成虫粪便和华山松韧皮部中挥发性物质在成分和含量上都有较大差别,粪便中单萜类物质含量明显高于韧皮部,而倍半萜含量则低于韧皮部。此外,6,6-二甲基-2-甲醛基-双环[3.1.1]庚-2-烯、1,3,3-三甲基-2-羟基-双环[2.2.1]庚烷、2,3-二甲基-3-甲氧基-三环[2.2.1.0(2,6)]庚烷等15种挥发性物质仅存在于华山松大小蠹成虫粪便中;4,6,6-三甲基-(1s)-双环[3.1.1]庚-3-烯-2-酮、1,3,3-三甲基-2-酮-双环[2.2.1]庚烷、对位烯丙基-苯甲醚等8种挥发性物质只存在于雌性成虫粪便中;3,7-二甲基-1,6-辛二烯-3-醇、2,2,3-三甲基-1-乙醛基-3-环戊烯和二叔丁基对甲酚仅存在于雄性成虫粪便中。为下一步研究华山松大小蠹成虫对寄主华山松的选择性和华山松大小蠹信息素提供一定的理论基础。

花绒寄甲防治旱柳光肩星天牛研究

以天敌昆虫花绒寄甲为研究对象,在北京市内房山区和大兴区道路两旁受危害的旱柳释放花绒寄甲卵,40多天后对防治效果进行调查。结果表明:当年释放卵卡对天牛幼虫致死率最高达到79.17%;取回受害枝做树木解析,调查受害木虫口减少量最高为100%。当年释放花绒寄甲卵对光肩星天牛幼虫控制效果明显,且逐年累计释放花绒寄甲能够有效地控制天牛幼虫的发生。

利用幼虫粪粒数制定防治指标的研究

１９９２～１９９５年经过对枣步曲排粪规律、食叶量、枣树蓄叶量以及不同失叶水平对枣果产量影响的系统研究，建立了排粪量与平均气温的数量模型：Ｆ∧＝０．５６２９＋０．０１６２Ｔ，枣树蓄叶量估测模型：株蓄叶总面积＝株总枣股数×每股平均枣吊数×每吊平均枣叶数×平均枣叶面积，单位树冠面积下单位时间落粪粒数动态防治指标模型：Ｙ＝（２２６．１９４Ｘ３－３７３．７５４６）Ｘ－２３（０．５６５９＋０．０１６２Ｔ），经林间验证，准确度在９０％以上。

三种玉米抗螟性检测方法效果比较研究

对玉米螟食叶级别法、显色反应法、虫粪圈法3种主要玉米抗螟性快速检测方法的效果进行了比较。结果显示,3种方法的检测结果基本一致,可用于检测实践,但少数玉米品种的检测结果有一定的出入。

虫粪提取物对甜菜夜蛾成虫产卵和幼虫取食的影响

为了明确甜菜夜蛾(Spodoptera exigua Hübner)幼虫虫粪对其成虫产卵及幼虫取食的影响,采用非选择实验的方法,选用丙酮、甲醇和正己烷3种溶剂对甜菜夜蛾幼虫虫粪中的物质进行提取,然后分别测定3种溶剂幼虫粪便提取物对成虫产卵及幼虫取食的影响。结果表明:丙酮和甲醇幼虫粪便提取物对甜菜夜蛾成虫产卵量有显著的抑制作用,产卵忌避率分别为45.68%和33.21%;而正己烷提取物对成虫产卵的抑制作用不显著。3种溶剂粪便提取物对1龄和4龄幼虫的取食量(面积)均没有显著影响,但显著影响2龄和3龄幼虫的取食行为,其对幼虫的取食抑制率依次为丙酮>甲醇>正己烷;另外,3种溶剂粪便提取物对甜菜夜蛾幼虫的存活率无显著影响。可见,甜菜夜蛾幼虫粪便中存在对成虫产卵和幼虫取食具有抑制作用的活性物质。

饲喂幼虫粪便提取物对马铃薯块茎蛾生殖的影响

将高密度(45头/130 g块茎)饲养幼虫的粪便用清水提取后获得粗提物,在粗提物中添加适量蜂蜜后供马铃薯块茎蛾成虫(正常密度15头/130 g)取食,观察成虫生殖情况。结果表明:喂食幼虫粪便提取物后,能够引发雌虫孤雌现象产生。未交配雌虫取食幼虫粪便提取物后,所产卵粒中正常卵粒的比例显著增加,但单雌产卵量无显著变化。成虫取食幼虫粪便提取物后再进行交配,则可引起卵孵化率的显著下降。