靈芝菌糠對白星花金龜幼蟲生長性能的影響

周婷趙威趙傳岳王麗

靈芝菌糠對白星花金龜幼蟲生長性能的影響

周婷2,趙威1,趙傳岳1,王麗1

1. 山東農業大學植物保護學院, 山東 泰安 271018 2. 招遠市農技推廣中心, 山東 招遠 265400

本試驗探究了不同配比的靈芝菌糠對白星花金龜幼蟲的飼喂效果。以蝗蟲蟲砂作為對照，測定了不同配比的靈芝菌糠（25%、50%、75%和100%）飼喂下白星花金龜幼蟲的食料日減重、蟲體日增重、蟲砂日產量等指標并計算取食率、消化率、利用率和死亡率。結果表明：25%靈芝菌糠添加組的食料日減重、蟲體日增重、蟲砂日產量和白星花金龜幼蟲取食率等指標顯著優于其它處理組；25%靈芝菌糠組和50%靈芝菌糠組與對照組的轉化率和利用率均無顯著差異。進一步對產生的蟲砂進行種子發芽指數測定得出：經白星花金龜幼蟲轉化后，添加靈芝菌糠組的白星花金龜幼蟲蟲砂的GI值均接近或大于80%，均高于對照組，達到了堆肥完全成熟的標準。

昆蟲養殖; 白星花金龜; 靈芝菌糠

靈芝（）是我國著名的藥用菌，隨著人們保健意識的增強，對靈芝產品的需求日益增加，極大地促進了靈芝產業的發展。據中國食用菌協會統計，2018年我國靈芝總產量已達16萬噸。伴隨著靈芝生產規模的日益擴大，靈芝菌糠的數量也急劇增加，但目前并未得到有效利用，造成嚴重資源浪費和環境污染，成為制約靈芝產業可持續發展的瓶頸因素。靈芝菌糠中殘留的菌絲體富含多糖、氨基酸及微量元素等多種營養物質，其經過微生物發酵后粗纖維含量大幅降低，同時由于菌體蛋白存在，粗蛋白質含量有所提高，是一類亟待開發的寶貴資源[1,2]。

白星花金龜（Lewis）為昆蟲綱、鞘翅目、金龜甲總科、花金龜科、星花金龜屬的昆蟲，其幼蟲為腐食性，在自然界中以取食腐爛的秸稈、雜草及畜禽糞便等為生[3,4]。白星花金龜幼蟲為高蛋白昆蟲，具有抗菌消炎等功效[5]，且該昆蟲可以將有機廢棄物轉化為有機質含量高的顆粒狀蟲砂，在飼料、醫藥和肥料領域都具有重要的應用和開發前景[6]。早期對白星花金龜的研究主要集中在生物學特性、發生規律及害蟲防治方面[7-11]。近年來隨著農業有機廢棄物資源數量的不斷增加和人們對生態環境保護的重視，白星花金龜作為一種寶貴的環保昆蟲資源也被用于各種有機廢棄物的生物轉化中。研究發現，白星花金龜對農作物秸稈、菌糠和畜禽糞便等有機廢棄物都有較強的轉化能力[12-16]，其中以蝗蟲蟲砂的飼喂效果較好[17]。因此，本文以蝗蟲蟲砂為對照，對不同配比的靈芝菌糠與蝗蟲蟲砂飼喂白星花金龜幼蟲進行研究，探究不同靈芝菌糠含量對其生長發育的影響并測定不同處理組白星花金龜幼蟲蟲砂的GI值，以期為菌糠的資源化利用提供一定的理論依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試蟲源：實驗用蟲為白星花金龜三齡幼蟲，由山東農業大學植物保護學院環境生物與昆蟲資源實驗室提供。

供試靈芝菌糠和蝗蟲蟲砂：靈芝菌糠取自聊城冠縣靈芝種植基地，主要栽培基質為木糖醇渣；蝗蟲蟲砂取自泰安市東亞飛蝗養殖戶（蝗蟲食料為鮮玉米秸稈），將靈芝菌糠和蝗蟲蟲砂粉碎后過10目篩網備用。

實驗材料：方形塑料養蟲盒（1000 mL，宿遷市百悅科技有限公司），仙桃多功能粉碎機（永康市紅太陽機電有限公司），GZX-9146 MBE數顯鼓風干燥箱（上海博迅實業有限公司醫療設備廠），深圳無限量電子天平（精確至0.1 g），10、20、40目篩網等。

1.2 實驗方法

共設五組處理，每組處理設三個重復，其中Ⅰ組飼喂100%靈芝菌糠，Ⅱ組飼喂75%靈芝菌糠+25%蝗蟲蟲砂，Ⅲ組飼喂50%靈芝菌糠+50%蝗蟲蟲砂，Ⅳ組飼喂25%靈芝菌糠+75%蝗蟲蟲砂，對照組飼喂100%蝗蟲蟲砂。實驗前分別測定靈芝菌糠及蝗蟲蟲砂的含水量，按干重比混勻后，調節并控制含水量為60%。

每標準盒（1000 mL，17 cm×11.5 cm×6.5 cm）加入三齡幼蟲12頭，按蟲料比1:8加入配制好的食料，置于智能人工氣候箱(=25 ℃、RH=75%±5%)中培養，每天觀察記錄幼蟲死亡情況，并及時補充狀態一致的蟲體，每7 d測定并記錄白星花金龜幼蟲死亡數、蟲體重量、取食食料干重以及產生的糞砂干重，共飼喂42 d。

各實驗組蟲體日增重、食料日減重、蟲砂日產量的計算公式如下：

蟲體日增重（g/d）=（飼喂后蟲重-飼喂前蟲重）/飼喂天數

食料日減重（g/d）=（飼喂前食料干重-飼喂后食料干重）/飼喂天數

蟲砂日產量（g/d）=產生的蟲砂干重/飼喂天數

各實驗組白星花金龜幼蟲的取食率、消化率、利用率和死亡率計算方法[12,18]，如下：

取食率（%）=（添加食料干重－剩余食料干重）/添加食料干重×100

消化率（%）=（取食量－排糞量）/取食量×100

轉化率（%）=增加的體重/（取食量-排糞量）×100

利用率（%）=增加體重/取食量×100

死亡率（%）=死亡蟲數/供試蟲數×100

1.3 種子發芽指數（Germination index，GI）測定

GI被用于評估本研究的實驗組和對照組經白星花金龜幼蟲轉化后獲得的蟲砂對植物的毒性。參考Li Y等的方法并稍作改進[19]，具體為：將烘干的菌糠及蟲砂樣品粉碎并稱取5 g，與蒸餾水按1:10（m/v）的比例混合，160 r/min、30 ℃震蕩24 h，之后4℃、12000 rpm離心10 min，過濾收集上清液用于植物種子發芽。使用小油菜種子做發芽實驗的材料，采用培養皿內紙上發芽的方式，將兩層9 cm濾紙置于9×9 cm培養皿內，均勻點播20粒油菜種子，加10 mL浸提液置于25 ℃恒溫箱中暗光培養3 d，使用蒸餾水作為對照，每個處理重復3次。按下面公式計算各處理的GI值。

GI（%）=（處理的種子發芽的平均數量×種子平均根長）/（對照的種子發芽的平均數量×種子平均根長）×100

1.4 數據處理

調查數據采用SPSS 16.0進行分析，采用Duncan’s新復極差法進行方差分析。應用Microsoft Excel 2013記錄、整理數據和繪制表格。

2 結果與分析

2.1 不同食料對白星花金龜幼蟲飼養參數的影響

在不同配比靈芝菌糠飼喂下，白星花金龜幼蟲蟲體日增重、蟲砂日產量和食料日減重等指標如圖1、圖2和圖3所示。從圖中可以看出，白星花金龜幼蟲的蟲體日增重、蟲砂日產量和食料日減重均隨著靈芝菌糠含量增加呈遞減趨勢，蝗蟲蟲砂對照組的各項指標均顯著優于各實驗組；在添加靈芝菌糠的實驗組中，25%靈芝菌糠組的各項指標顯著優于其他實驗組。蟲體日增重指標測定發現，25%靈芝菌糠組和對照組的蟲體日增重均隨著飼喂時間增加而表現出先增高再降低的趨勢，且最高值均出現在飼喂第14 d時，分別為0.847 g/d和1.187 g/d；25%靈芝菌糠組在第28 d和第35 d的蟲體日增重與對照組無顯著差異；75%靈芝菌糠組和100%靈芝菌糠組日增重普遍較低，且在第21 d和42 d時出現負增長。食料日減重和蟲砂日產量指標測定發現，各實驗組和對照組均在第7 d時最低，隨著時間的增加，兩項指標均表現出顯著增加，對照組的食料日減重和蟲砂日產量分別在第21 d和第28 d達到最高，分別為7.331 g/d和4.976 g/d；25%靈芝菌糠組的食料日減重和蟲砂日產量均為第14 d達到最高，分別為0.776 g/d和0.727 g/d。

圖 1 不同食料對白星花金龜幼蟲蟲體日增重的影響

圖 2 不同食料對食料日減重的影響

圖 3 不同食料對蟲砂日產量的影響

2.2 不同食料對白星花金龜幼蟲取食效果的影響

不同食料飼喂下白星花金龜幼蟲的取食率、消化率、轉化率和利用率見表1。由表中得出，各飼喂處理間的取食率有顯著性差異（=788.614，＜0.05），隨著食料中靈芝菌糠的增多，取食率呈降低趨勢；對照組消化率顯著高于添加靈芝菌糠的各組（=17.515，＜0.05）；添加25%靈芝菌糠的處理轉化率顯著高于對照組（=20.659，＜0.05）；各處理間利用率無顯著差異（=3.06，=0.092）。

表 1 不同食料對白星花金龜幼蟲取食率、消化率、轉化率、利用率的影響

注: “—”表示負值；數據為平均值 ± 標準誤，同列數據后附不同小寫字母者表示差異顯著 (＜0.05)。

Note: Mean ± SE in the same row followed by different letters indicate significant differences (＜0.05).

2.3 不同食料對白星花金龜幼蟲死亡率的影響

不同食料飼喂下白星花金龜幼蟲的死亡率見表2，由表中得出，Ⅰ組的蟲體死亡率最高，為14.5%，顯著高于其他組；Ⅱ組、Ⅲ組和Ⅳ組的蟲體死亡率與對照組無顯著差異，其中Ⅲ組的蟲體死亡率為零（=5.58，＜0.05）。

表 2 不同食料對白星花金龜死亡率的影響

注: 數據為平均值±標準誤，同列數據后附不同小寫字母者表示差異顯著 (＜0.05)。

Note: Mean ± SE in the same row followed by different letters indicate significant differences (＜0.05).

2.4 不同食料飼喂白星花金龜幼蟲產生的蟲砂及種子發芽指數（GI）測定

不同食料飼喂白星花金龜幼蟲轉化產生的蟲砂色澤和質地存在明顯差異（圖4），隨著靈芝菌糠含量的增加，蟲砂色澤逐漸加深，質地也越來越緊實。

圖 4 不同食料飼喂白星花金龜產生的蟲砂（a、b、c、d和e依次為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和CK組的蟲砂）

通過測定GI值對靈芝菌糠、蝗蟲蟲砂和不同食料組產生的白星花金龜幼蟲蟲砂分別進行了植物毒性評價，結果見圖5。經白星花金龜幼蟲轉化后的蟲砂的GI值均比轉化前的靈芝菌糠和蝗蟲蟲砂有所提高，且隨著靈芝菌糠添加量的增加，GI值呈現逐漸增加趨勢，添加靈芝菌糠組的蟲砂的GI值均接近或高于80%，均高于對照組，其中25%和50%靈芝菌糠組蟲砂的GI值均接近80%，分別為79.71%和79.89%；50%和100%靈芝菌糠組蟲砂的GI值均高于80%，分別為85.21%和99.13%，飼喂100%靈芝菌糠產生的蟲糞砂GI值顯著高于其他處理（=21.706，＜0.05）。

圖 5 種子發芽指數測定

3 討論

本研究以不同配比靈芝菌糠飼喂白星花金龜幼蟲并評價了其飼喂效果，進一步通過GI實驗評價了白星花金龜幼蟲蟲砂的植物毒性，為菌糠的資源化高效利用提供一定的理論依據。

本實驗結果表明，蟲體增重、取食食料干重以及產生的蟲砂干重等指標均以對照組為最優，且隨著靈芝菌糠添加量的增加呈現下降趨勢，推測是由于靈芝菌糠中含有三萜等苦味物質或基質降解程度不夠，導致白星花金龜幼蟲適口性較差，進而影響了其取食。從蟲體死亡率數據得出，25%及50%靈芝菌糠組的白星花金龜幼蟲死亡率與對照無顯著差異，且50%靈芝菌糠組的蟲體死亡率為零，在實驗過程中發現對照組和25%靈芝菌糠組的蟲體死亡原因主要為綠僵菌、白僵菌等病原菌感染，而75%和100%靈芝菌糠組的蟲體死亡原因多為蟲體取食量少而饑餓致死或被其他幼蟲分食，病原菌感染情況較少，推測是因為靈芝菌糠中含有多種活性成分，適量添加可增強昆蟲的免疫力進而提高其抗病能力。這與研究報道的靈芝菌糠提取物可提高肉雞、奶牛等動物的抗氧化性和免疫功能的研究結果較一致[20-22]。

通過計算取食率、消化率、轉化率、利用率等指標得出，各處理間取食率均存在顯著性差異，對照組消化率顯著高于其他添加靈芝菌糠的處理，添加25%靈芝菌糠的轉化率顯著高于對照組，各處理間利用率無顯著性差異。經計算白星花金龜幼蟲每取食1 kg 25%靈芝菌糠的食料可產生683.4 g蟲砂，蟲體增重64.7 g，通過與楊誠等[13]研究比較得出，白星花金龜幼蟲對50%和25%靈芝菌糠組的取食率均優于玉米秸稈。菌糠中富含纖維素、半纖維素以及相應的活性酶等物質，吳和龍[23]在研究菌草靈芝菌糠多糖對瘤胃微生物發酵及菌群影響時發現，用靈芝菌糠代替20%粗飼料喂山羊，可以提高瘤胃微生物發酵水平，提高纖維素降解率，提高飼料利用率，表明添加一定比例的靈芝菌糠對動物生長有促進作用，與本研究的結果較為一致。

植物毒性是有機質對種子萌發、植物生長和土壤環境均存在不利影響。GI是評價植物毒性最敏感的參數之一。通常50%的GI表示堆肥基本上不含植物毒素，大于80%的GI表示堆肥完全成熟且不含植物毒素。本研究中，我們分別測定了不同處理組產生的白星花金龜幼蟲蟲砂的GI值。結果如圖5所示，從圖中可以得出，靈芝菌糠和蝗蟲蟲砂原料的GI均大于50%，分別為72.35%和64.51%。不同處理組獲得的白星花金龜蟲砂的GI均大于50%，其中100%靈芝菌糠組和75%靈芝菌糠組的飼料產生的蟲砂GI均大于80%，分別達到99.13%和85.21%，較原料有了大幅提高，而50%和25%菌糠處理產生的蟲砂GI分別為79.89%和79.71%，接近80%，基本達到完全腐熟不含植物毒素的標準。蝗蟲蟲砂對照組蟲砂GI為69.53%，達到了基本腐熟的標準。這些數據表明，經白星花金龜轉化靈芝菌糠可增加其腐熟程度，降低植物毒性。

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Effects of the Spent Substrate ofon the Growth Performance ofLewis Larvae

ZHOU Ting2, ZHAO Wei1, ZHAO Chuan-yue1, WANG Li1

1.271018,2.265400,

In this study, the feeding effects of different proportions of the spent substrate of(SSGL) onLewis Larvae (PBLL) were studied. Usingdung-sand as control, the daily feed weight loss, daily weight gain, daily yield of frass and the mortality of PBLL feeding on different proportions of SSGL (25%, 50%, 75% and 100%) were determined, and the feeding rate, digestive rate, utilization rate were calculated. The results showed that the daily feed weight loss, daily weight gain, daily yield of insect were all obviously better in 25% SSGL added group than other groups, although lower than the control group. There was no significant difference in conversion rate and utilization rate among the 25% SSGL added group, the 50% SSGL added group and the control group. Germination index (GI) of the frass was determined and the results showed that the GI value of the frass generated in SSGL added groups were close or higher than 80%, indicating the frass were basically well-rotted.

Insect feeding;Lewis; spent substrate of

S433.5

A

1000-2324(2022)06-0868-06

2022-01-12

2022-03-07

冠縣鄉村振興科技合作基金(GXJJ2020-04);山東省現代農業產業技術體系食用菌創新團隊建設項目(SDAIT-07-06)

周婷(1997-),女,碩士,主要研究方向:菌糠資源利用. E-mail:1764474915@qq.com

Author for correspondence. E-mail:haoyou0102@163.com

10.3969/j.issn.1000-2324.2022.06.009