不同飼料對雙叉犀金龜生長發育的影響

關鍵詞：食用菌菌糠；雙叉犀金龜；生長發育；營養指標

我國是世界上食用菌生產大國，2022年我國食用菌產量已經突破4000萬t，穩居世界第一［1，2］，隨之產生大量廢棄菌糠。菌糠是指食用菌收獲后留下的不具備或者極少具備營養的栽培基質［3］，主要含有木屑、棉籽殼、秸稈、糖類及多種礦物質。以前我國對菌糠的處理方式主要是露天堆砌和焚燒等不恰當的處理方式，對土地、空氣都造成了不可逆的影響。高效且環保地處理菌糠才是促進食用菌行業的可持續發展之路。菌糠的綠色再利用主要包括做栽培基質、培養菌種、做沼氣和燃料的投入料，以及被昆蟲轉化為有機蟲糞砂。例如，趙威通過對白星花金龜（Protaetiabrevitarsis）轉化蟹味菇菌糠的研究，結果表明白星花金龜不僅能正常取食生長，并且蟹味菇菌糠經幼蟲轉化后產生的蟲砂可作為潛在有機肥資源［4］。彥昭明［5］在飼糧中添加金針菇菌渣飼養黃羽肉雞，可大大改善黃羽肉雞肌肉營養成分和肉品質。王玥［6］將木耳菌糠和雞糞混合添加到鹽堿土壤中栽培大蒜，結果表明其能改善土地的孔隙度，可對鹽堿土地進行修復，有利于促進生態發展。探索食用菌菌糠高效綠色利用符合社會與生態需求，用其飼養腐食性資源昆蟲可產生優勢蛋白，具有優勢和應用前景。

雙叉犀金龜Trypoxylusdichotomus屬鞘翅目Coleoptera金龜科Scarabaeidae的昆蟲，俗名稱獨角仙，常作為寵物昆蟲進行養殖觀賞［7-10］，也是一種重要的中藥材。其幼蟲為腐食性，喜食腐爛鋸末，有研究結果表明，幼蟲體型在取食添加麥麩、糖類的腐爛鋸末后明顯增大［8］，劉瑋［11］利用含有營養成分的食用菌廢料飼養雙叉犀金龜后，發育效果顯著，并優于發酵木屑。但是目前缺乏關于雙叉犀金龜幼蟲對廢棄菌糠再利用效果的相關研究，因此本文利用發酵木耳菌糠、發酵香菇菌糠和發酵木屑飼養雙叉犀金龜幼蟲，研究取食不同發酵菌糠與發酵木屑對雙叉犀金龜幼蟲的生長發育和生長指標的影響，以期為利用雙叉犀金龜處理廢棄食用菌菌糠提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 供試蟲源與飼料

試驗用蟲雙叉犀金龜幼蟲購買于吉林省蠶業科學研究院，取3齡初孵幼蟲以3種飼料進行飼養，直至化蛹和成蟲產卵。飼養條件為：溫度（25±5）℃、濕度（70±5）%、光周期16L：8D。

發酵木屑購于杭州幾丁質生物科技有限公司。發酵木耳菌糠與發酵香菇菌糠制作方法：將廢棄的木耳菌包、香菇菌包用專用粉碎機粉碎，分別取粉碎過16目篩木耳菌糠和香菇菌糠各20kg，加水并調節至飼料成團但不滴水的狀態，堆成饅頭狀并覆蓋塑料薄膜，置于（25±5）℃室內進行好氧酵化，菌糠發酵溫度直至與室溫一致即可完成發酵，發酵完成后將菌糠置于50℃烘箱烘干備用［12］。

1.2 飼料營養成分測定

飼料中總蛋白含量采用紫外分光光度法測定［13］，紫外分光光度計（Alpha-1860）測定反應物的吸光值（opticaldensity，OD）。飼料中纖維素、半纖維素、木質素含量采用酶標法測定［14，15］，酶標儀（InfiniteF50）測定各反應物的吸光值。

1.3 試蟲飼養

雙叉犀金龜成蟲產卵后，待幼蟲孵化，隨機選取活躍1齡初孵幼蟲60頭，用3種發酵菌糠進行飼喂，每個飼養箱內投置20頭幼蟲，每種飼料3個重復。將發酵后的干菌糠與水按照體積比6∶4混勻后放入飼養箱（長×寬×高=33cm×23cm×20cm）內作為飼料。飼養條件設置為溫度（25±5）℃、濕度（70±5）%、光周期16L∶8D。靜置飼養一個月后，飼料表面被80%蟲糞所覆蓋時，及時更換飼料，保證雙叉犀金龜幼蟲正常進食。靜置飼養期間，保證濕度即可，避免翻找影響生長發育速率。

雙叉犀金龜蛹羽化后，將3種飼料作為產卵基質進行產卵試驗，產卵基質濕度為60%，將基質放入飼養箱并壓緊實，將完成交配后的雌蟲放入進行產卵，每個產卵房內放5頭雌蟲產卵，每隔一周統計產卵量，每種基質重復3次，直至雌蟲死亡。分析產卵量與產卵基質的關系。

雙叉犀金龜雌蟲產卵后，分別將卵放入不同基料的飼養箱內，卵的底層與頂層分別鋪撒1cm厚的基料，在溫度（25±5）℃、濕度（60±5）%條件下孵化，15d左右時，所有卵完成胚胎發育，幼蟲孵化而出，統計3種飼料對應的幼蟲孵化率。

1.4 取食不同發酵飼料雙叉犀金龜3齡幼蟲生長指標測定

幼蟲生長至3齡后，測定體重、體長與存活率，測定蟲體內營養物質含量。體內脂肪含量采用索氏提取法測定（GB/T6433-2006）；蛋白質含量采用考馬斯亮藍法測定（SN/T3926-2014）；含水量采用烘干法測定。

1.5 取食不同發酵飼料雙叉犀金龜3齡幼蟲營養指標的測定

營養指標測定方法主要參照王琛柱的方法［16］。分別稱取3種干燥的發酵飼料2000g，加水攪拌均勻至飼料成團但不滴水的狀態，取剛蛻皮的雙叉犀金龜3齡幼蟲進行飼養，直至飼料基本取食完，并有大量蟲糞出現時進行剩余飼料與蟲糞的過篩，將剩余飼料與蟲糞在85℃下烘干至恒重。取3種飼料飼養條件下和飼養之前的雙叉犀金龜幼蟲各5頭進行烘干至恒重，稱重。計算各食料的干濕比，飼后幼蟲干鮮比，以推算飼前食物和幼蟲干重。試驗環境條件同上。采用以下公式計算各營養指標：

相對生長率（RGR）=G/（B×T）

相對取食量（RCR）=I/（B×T）

近似消化率（AD）=（I－F）/I×100%

食物轉化率（ECD）=G/（I－F）×100%

食物利用率（ECI）=G/I×100%。

式中，G為蟲體增重（G=飼養后幼蟲干重－飼養前幼蟲干重），I為幼蟲取食量（I=飼前食物干重－飼后食物干重），F為排泄物干重，B為試驗期間幼蟲的平均體重［B=（飼養前幼蟲干重+飼養后幼蟲干重）/2］，T為試驗天數。

1.6 數據處理

利用Excel記錄和整理數據，采用Origin2022軟件繪圖。運用SPSS26進行單因素試驗統計分析、線性回歸分析，采用LSD法檢驗各處理間的差異顯著性。圖表中數據均以平均值±標準差形式表示。

2 結果與分析

2.1 3種飼料中營養成分分析

由表1可知，3種飼料中總蛋白、纖維素、半纖維素、木質素含量差異顯著。其中發酵木屑總蛋白含量比發酵香菇菌糠高1.7倍；發酵木屑的纖維素含量比發酵木耳菌糠、發酵香菇菌糠高1.8倍、4.2倍；半纖維素含量比發酵木耳菌糠、發酵香菇菌糠高1.1倍、4倍；木質素含量比木耳菌糠、發酵香菇菌糠高1.4倍、2.8倍。

3種飼料總蛋白含量差異最小，纖維素含量差異最大。在3種飼料中發酵木屑所含營養成分均最高，發酵香菇菌糠營養成分最低。

2.2 取食不同飼料對雙叉犀金龜3齡幼蟲生長發育的影響

取食3種不同飼料對雙叉犀金龜幼蟲體重、體長與存活率的影響結果見圖1。取食發酵木耳菌糠與發酵木屑的體重、體長顯著高于發酵香菇菌糠組（Plt;0.05）。取食發酵木耳菌糠的體重最大，為31.2g，取食發酵木屑的體長最大，為72.62mm。發酵木耳菌糠與發酵木屑飼養的雙叉犀金龜幼蟲從1齡生長至3齡時，存活率達90%以上。取食3種飼料幼蟲體內脂肪含量均達到90%以上，但無顯著差異（Pgt;0.05）。雙叉犀金龜幼蟲取食3種飼料體內蛋白質含量差異不顯著（Pgt;0.05）。雙叉犀金龜幼蟲取食3種飼料體內水分含量存在顯著差異（Plt;0.05），發酵木屑組水分含量顯著高于發酵木耳菌糠組和發酵香菇菌糠組。

2.3 3種飼料作為產卵基質對雙叉犀金龜成蟲產卵與幼蟲孵化的影響

3種飼料對雙叉犀金龜成蟲產卵量與幼蟲孵化具有一定影響（圖2）。分別用3種飼料作為雙叉犀金龜雌成蟲產卵基質時，發酵香菇菌糠組平均單雌產卵量比其它兩組低11粒。

在溫度與濕度條件相同情況下，3種飼料對雙叉犀金龜的卵孵化率存在顯著差異，產生的差異主要表現為發酵木耳菌糠（78.26%）gt;發酵木屑（71.49%）gt;發酵香菇菌糠（64.02%）。

由此可知，發酵木耳菌糠作為產卵基質或孵化幼蟲時，都可達到最佳效果。

2.4 取食不同發酵飼料對雙叉犀金龜3齡幼蟲食物利用及營養指標的影響

由表2可知，取食3種飼料的雙叉犀金龜3齡幼蟲營養指標有顯著差異。從整體看，取食發酵香菇菌糠的3齡幼蟲相對取食量較發酵木耳菌糠和發酵木屑分別低52.79%和60.00%；相對生長率較其它兩組低16.46%、22.78%。3齡幼蟲對發酵香菇菌糠的轉化率與利用率分別比發酵木屑高592.68%、36.84%。取食3種飼料時，近似消化率分別為發酵木屑gt;發酵木耳菌糠gt;發酵香菇菌糠。

由此可知，取食發酵香菇菌糠的幼蟲相對取食量較低，但食物轉化率高于其它兩組，被消化的食物能夠轉化為成蟲體的組織。

2.5 3種飼料中營養成分對雙叉犀金龜幼蟲取食量的影響

雙叉犀金龜3齡幼蟲相對取食量與飼料中營養成分含量相關性見表3。飼料中營養成分與相對取食量均呈極顯著正相關（Plt;0.01）。飼料中總蛋白含量與相對取食量相關系數最小，為0.71。其它3種營養成分含量與相對取食量相關性從大到小依次為半纖維素、木質素、纖維素。由此可知，影響雙叉犀金龜幼蟲取食的不僅僅只有蛋白質這類基本營養物質，纖維素、半纖維素、木質素也是影響取食量的重要營養成分。

3 討論

有研究表明，昆蟲攝取飼料中的營養物質會對幼蟲的存活率、體重、化蛹率與成蟲產卵率有顯著影響［17，18］。王聰［19］等研究發現不同蛋能比不但可以提高黑水虻（Hermetiaillucens）體內蛋白質和脂肪含量，還可以改善幼蟲體內氨基酸組成，有利于繁殖。蔡守平［20］也有類似的結論，人工飼料對星天牛（A.chinensis）幼蟲飼養效果穩定，化蛹率和羽化率高。本試驗表明，不同飼料對雙叉犀金龜幼蟲體重、體長與存活率具有顯著影響，但幼蟲體內養分含量差異并不顯著，說明發酵香菇菌糠只能為雙叉犀金龜幼蟲生長發育提供最基本的營養，這一結果的出現可能是由于木耳和香菇在生長過程中對菌包的利用率不同，導致廢棄的香菇菌糠中所含有的纖維素、半纖維素和木質素含量極低。

昆蟲對特定環境的產卵選擇行為是其繁殖后代、維持種群數量的重要環節［21，22］。鄭凱文［23］等研究發現，不同種群云斑天牛（Batocerahorsfieldi）取食偏好寄主不同，在產卵時也會出現相應的偏好性。本研究中雙叉犀金龜取食不同發酵飼料，其幼蟲生長指標、存活率、產卵量均有顯著差異，但是雙叉犀金龜均能夠完成整個生活周期，這是昆蟲為應對不理想食物條件，身體內部進行生理生化調節的結果［24，25］。室內飼養發現，雙叉犀金龜幼蟲對發酵木耳菌糠出現取食偏好性，雌成蟲產卵時也出現相應行為。這種現象也可能是發酵木耳菌糠顆粒相對于發酵木屑較小，更有助于雌蟲產卵。對于飼料自身顆粒及密度大小有待進一步試驗。

寄主植物的營養效應指標可以直觀地反映出植食性昆蟲對食物的利用情況［25，26］。取食3種不同發酵飼料的雙叉犀金龜3齡幼蟲相對取食率、近似消化率、食物利用率、相對生長率之間都存在顯著差異，對食物利用率的大小分別為發酵香菇菌糠gt;發酵木耳菌糠與發酵木屑，而近似消化率的大小與食物利用率呈相反結果。朱俊洪［27］通過對斜紋夜蛾（Spodopteralitura）生長發育及營養效應的研究，也有類似結果，這種食物的低利用率和轉化率可能是對較高相對取食量的一種生理平衡。許綱［29］、董鈞鋒［30］的研究結果表明，昆蟲取食出現這種高的食物轉化率和低的消化率，可能是體內的自我生理補償，為了抵御不適物質條件帶來的影響而做出的生理調節。這種昆蟲對食物的取食反應所產生的差異性，可能是由于食物中水分、營養物質的差異以及各種次生代謝物質的存在［28，31］。徐暢［32］等研究發現氨基酸是影響暗黑鰓金龜（Holotrichiaparallela）取食量的最主要因素，二者呈現正相關關系。3種飼料中蛋白質含量差異不顯著，但發酵木耳菌糠與發酵木屑中的纖維素、半纖維素和木質素含量遠遠高于發酵香菇菌糠，取食3種飼料的雙叉犀金龜幼蟲相對取食量及生長發育指標也出現顯著差異，由此可得，纖維素、半纖維素及木質素也是影響其生長發育的重要營養成分。

近年來多位研究者利用食用菌菌糠代替發酵木屑飼養雙叉犀金龜幼蟲，劉瑋［11］等用食用菌廢料飼養雙叉犀金龜，各項數據指標都與發酵木屑飼養的雙叉犀金龜無顯著差異。本試驗也得到相同結果，發酵木耳菌糠中所含有的纖維素、半纖維素和木質素能更好地為雙叉犀金龜幼蟲生長發育提供營養，其3齡幼蟲體內養分含量與發酵木屑基本達到一致，可達到代替發酵木屑飼養并有效緩解環境壓力的目的。

4 結論

雙叉犀金龜幼蟲取食3種發酵飼料均能完成其世代周期。3種飼料中營養成分含量存在顯著差異，纖維素、半纖維素及木質素會影響雙叉犀金龜幼蟲對食物的利用與轉化，進而對生長發育產生一定影響。雙叉犀金龜取食發酵木耳菌糠與發酵木屑的生長指標、食物利用率與營養指標差異不顯著，因此發酵木耳菌糠完全可代替發酵木屑飼養雙叉犀金龜，不僅節省成本，還有效解決廢棄食用菌菌糠處理。