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

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.

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 Cơng nghệ TP Hồ Chí Minh GVHD: TS Nguyễn Thị Hai TÓM TẮT Ấu trùng ruồi lính đen Hermetia illucens (BSFL) biết đến chuyển đổi sinh học chất thải hữu cơ, phụ phế phẩm,… để sinh trưởng phát triển, đồng thời giảm thiểu ô nhiễm môi trường Dựa kết nghiên cứu khảo sát số chất ruột cá, thức ăn thừa, phân heo, bã đậu nành, long,… cho thấy khác biệt trọng lượng thời gian hóa kén ấu trùng tiêu thụ chất so với đối chứng thức ăn gà Từ nhận thấy thành phần dinh dưỡng loại chất hữu có ảnh hưởng đến phát triển trực tiếp ruồi lính đen Đối với phát triển sinh khối ấu trùng ruồi lính chất thức ăn gà (đối chứng), thức ăn thừa, bã đậu nành, phân heo cho thấy gia tăng trọng lượng ấu trùng cao loại chất khảo sát Thời gian ấu trùng vũ hóa có liên quan đến loại thức ăn mà ấu trùng ruồi lính đen tiêu thụ thơng qua q trình khảo sát thử nghiệm kết thu chất thức ăn gà (đối chứng), thức ăn thừa ruột cá ấu trùng ruồi hóa kén sớm Từ khóa: ấu trùng, chất, ruồi lính đen Hermetia illucens, sinh khối, tiền nhộng ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện ni ruồi lính đen nhằm xử lý rác thải hữu ứng dụng ngày rộng rãi qua giảm thiểu gánh nặng cho bãi chôn lấp rác thải giảm lượng nước thải, khí thải sinh từ bãi chơn lấp gây ô nhiễm môi trường sinh mầm bệnh Lượng chất thải hữu sau ấu trùng ruồi lính đen chuyển hóa làm phân bón cho ngành nơng nghiệp tối ưu hóa nguồn tài nguyên sẵn có tăng giá trị kinh tế Ấu trùng ruồi nguồn cung cấp protein cho vật ni, ấu trùng ruồi lính đen (BSFL ăn nhiều loại vật liệu hữu sử dụng mục đích quản lý chất thải 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 xử lý chất thải ruồi lính đen cao số loài ruồi (Cummins et al., 2017) Ấu trùng ruồi lính đen làm thứ ăn cho động vật nuôi (gia cầm, cá, ếch, ) Tỉ lệ chuyển đổi thức ăn ấu trùng ruồi lính đen biết vượt trội so với dế, giun không độc hại (Cummins et al., 2017) Thời gian phát triển ấu trùng đến vũ hóa thành ruồi ruồi lính đen 20 ngày dài so với ruồi ruồi nhà ruồi xanh, có nghĩa ấu trùng tiêu thụ lượng chất thải hữu lớn tạo lượng sinh khối lớn ruồi nhà ruồi xanh Vì vậy, việc để sử dụng nguồn rác thải hữu vừa giải vấn đề môi trường tạo nguồn sinh khối ấu trùng ruồi lính đen sử dụng việc làm thức ăn cho lồi động vật, người tương lai cần phải tìm nguồn chất rác thải hữu phù hợp phát triển sinh trưởng ruồi lính đen 435 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 2.1 Vật liệu Nguồn trứng ruồi lấy từ trại nuôi ruồi lính hộ nơng dân Lái Thiêu, Bình Dương Các loại chất khảo sát bao gồm: 1) Đối chứng: Thức ăn gà (lấy cửa hàng bán thức ăn gia súc đường Hoàng Hữu Nam quận 9) 2) Rau (gồm vỏ chuối rau cải tỉ lệ 1:1) 3) Ruột cá (lấy từ chợ phường Tân phú quận Tp Hồ Chí Minh) 4) Cành Thanh long (được cắt từ vườn tỉnh Trà Vinh) 5) Trái Thanh long ruột đỏ (được cắt từ vườn tỉnh Trà Vinh) 6) Thức ăn thừa (được lấy tin trường đại học Hutech) 7) Bã bia (được lấy từ cửa hàng bán bã bia Bến Tre) 8) Bã đậu nành (được lấy từ chợ phường Tân Phú quận 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 nguồn chất trước đưa vào thử nghiệm: Các mẫu chất phân tích theo thông số sau: độ ẩm (sấy nhiệt độ 105C 24 giờ); hàm lượng tro (tính theo phần trăm dư lượng sau đốt nhiệt độ 600C giờ); Protein tổng số xác định thông qua việc xác định đạm tổng số nhân với hệ số chuyển đổi Nito sang Protein (đạm tổng số xác định theo phương pháp kjeldahl (Bremner, 1996)) Carbon tổng số (TC) tính từ hàm lượng tro theo cơng thức (Mercer & Rose, 1968): TC(%) = 100−𝑇𝑟𝑜 (%) 1,8 Thử nghiệm tiêu thụ chất ấu trùng ruồi lính đen: Tiến hành khảo sát loại chất gồm 100 ấu trùng ruồi lính đen ngày tuổi Cho ấu trùng vào hộp nhựa (3 x 20x 15cm, có nắp lưới đậy trên) cân trước khối lượng Sau thêm 50g chất Cứ ngày, thay thức ăn cân trọng lượng ruồi lính, thay thức ăn cho hộp ngày đầu Mỗi loại chất làm lần nhắc, cho ấu trùng ăn đến 40% ấu trùng hóa nhộng (mức tối ưu đặt chung cho tất nghiệm thức có thử nghiệm nhằm xác định thời gian vũ hóa xác tránh việc vũ hóa đồng loạt số lượng lớn để thể kết cho nghiệm thức đó), ghi nhận số ngày ấu trùng đạt đến giai đoạn hóa nhộng để kiểm tra mức độ ảnh hưởng chất đến độ tuổi hóa nhộng ấu trùng KẾT QUẢ 436 3.1 Hàm lượng carbohydrate protein có nguồn phế thải Bảng 1: Thành phần ẩm độ, carbohydrate, protein có nguồn phế thải hữu STT Nguồn vật liệu Độ ẩm (%) Carbohydrate (% chất khô) Protein (% chất khô) Rau (RQ) 71,75 65,38 10,91 Thức ăn thừa (TAT) 76,39 52,43 14,17 Bã bia (BB) 68,53 36,14 14,67 Bã đậu nành (BDN) 61,15 51,24 15,81 Cành long (CTL) 80,51 57,74 2,03 Quả long (QTL) 86,03 62,26 2,58 Ruột cá (RC) 56,34 1,22 58,07 Phân heo (PH) 68,79 57,81 21,44 Cám gà (CG) -đối chứng 66,5 54,34 17,45 Các thơng số góp phần không nhỏ việc tác động lên phát triển gia tăng sinh khối Số liệu bảng cho thấy, nguồn phế thải sử dụng có ẩm độ cao Trong đó, cành long có ẩm độ cao (tương ứng 86,03 80,51%) thứ đến thức ăn thừa (76,39%) thấp ruột cá (56,34%) Độ ẩm bã đậu nành, bã bia phân heo theo thứ tự 61,15; 68,53 68,79% Hàm lượng Carbohydrate cao rau củ (65,38%), long (62,26%) cành long (57,74%) phân heo (57,81%) Bã đậu nành, thức ăn thừa cám gà có hàm lượng carbonhydrate khơng khác nhiều với hàm lượng tương ứng 51, 52 54% rau (55,38%) không cao nhiều so với đối chứng cám gà (55,38%) Hàm lượng Carbohydrate bã bia khoảng 36,14% thấp ruột cá (chỉ đạt 1,22%) Trong đó, protein cao ruột cá (58,07%), thứ đến phân heo (21,44%) Thức ăn thừa, bã bia, bã đậu nành có lượng protein biến động từ 14,17 đến 15,81% thấp so với với cám gà (17,45%) thấp cành long (tương ứng 2,03 2,58%) 3.2 Thời gian phát triển ấu trùng chất 437 Ngày Thời gian ấu trùng hóa kén 40.00 B B C 30.00 25.00 A A 35.00 CD D B CD 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 ấu trùng chất khác Thời gian phát triển ấu trùng ruồi lính dài ni chất dinh dưỡng cành long, long ngắn ruột cá, thức ăn thừa bã đậu nành Trên rau quả, phân heo bã đậu nành thời gian phát triển ấu trùng ruồi lính kéo dài đối chứng khoảng ngày Số liệu thời gian sinh trưởng cho thấy, ruồi lính sinh trưởng kéo dài từ 24,33 đến 25,00 ngày nuôi ruột cá thức ăn thừa, khơng sai khác có ý nghĩa so với nuôi cám gà (23,67 ngày) Thời gian sinh trưởng ấu trùng ruồi lính kéo dài 27,67 ngày nuôi bã đậu nành, kéo dài hẳn so với cám gà không sai khác so với nuôi thức ăn thừa ruột cá Trên rau bã bia, thời gian sinh trưởng ấu trùng kéo dài 28- 29,67 ngày Trên cành long, long, ruồi phát triển kém, thời gian dinh trưởng kéo dài tương ứng 32,0;33,3 34,3 ngày Kết có số điểm tương đồng với tương tự với nghiên cứu Nguyen et al (2013) Theo nhóm tác giả, thời gian phát triển ấu trùng nuôi thức ăn gà 23 ngày không sai khác rõ so với nuôi thức ăn thừa (23,83 ngày) cá (26,50 ngày) Tuy nhiên, thời gian sinh trưởng ấu trùng nuôi phân heo nghiên cứu thấp so với kết Nguyen et al (2013) theo nhóm tác giả, thời gian phát triển ấu trùng ruồi lính phân heo kéo dài đến 34 ngày so với 23 ngày thức ăn gà Còn theo Lalander et al (2019), thời gian phát triển ấu trùng nuôi thức ăn thừa kéo dài so với nuôi thức ăn gà (19 ngày so với 16 ngày) 438 3.3 Ảnh hưởng thức ăn đến sinh khối tiền nhộng ruồi lính Gam (g) Sinh khối tiền nhộng ruồi lính 250 200 150 100 50 TAG BDN CTL BB QTL RQ TAT RC PH Hình 2: Sinh khối tiền nhộng ruồi lính loại chất khác Hình cho thấy, sinh khối tiền nhộng đạt cao công thức đối chứng nuôi thức ăn gà, cao so với cơng thức thí nghiệm Tuy nhiên, ni chất thải bỏ thức ăn thừa bã đậu nành ruồi lính đạt sinh khối lượng cao (tương ứng 169, 150 145 g), giảm tương ứng 19, 24 30% so với đối chứng thức ăn gà Sinh khối tiền nhộng nuôi phân heo đạt thấp hẳn so với thức ăn gà (đối chứng) khơng sai khác có ý nghĩa so với nuôi bã đậu nành thức ăn thừa Rác thải nhà bếp chứa lượng Carbohydrate cao lượng protein thấp thức ăn thừa, bã đậu nành phân heo nên sinh khối tiền nhộng đạt thấp thấp hẳn Bã bia có ẩm độ tương đương đối chứng lượng carbohydrate protein thấp so với thức ăn thừa, bã đậu nành, phân heo nên khơng phù hợp để nhân ni ruồi lính Sinh khối lượng tiền nhộng nuôi bã bia đạt tương đương so với nuôi long ruột cá Ruột cá, có lượng protein cao loại có chất khảo sát khơng phù hợp để nhân ni ruồi lính hàm lượng carbohydrate Thấp chất khảo sát cành long Điều dề hiểu cành long có hàm lượng nước cao lượng carbohydrate đặc biệt protein thấp nên không phù hợp để nhân nuôi ruồi Vì vậy, để sử dụng chất này, cần phải nghiên cứu phối hợp chất với để có ẩm đố, lượng carbohydrate protein phù hợp Từ kết này, thể nhận thấy thức ăn thừa, bã đậu nành phân heo chất thải bỏ có triển vọng để nhân ni ruồi lính KẾT LUẬN Thức ăn thừa, phân heo, bã đậu nành chất thải phù hợp để ni ruồi lính thời gian phát triển kéo dài từ 1- ngày sinh khối giảm từ 19-30% so với ni thức ăn gà Ấu trùng ruồi lính khơng phát triển tốt chất bã bia, ruột cá, cành long long Kiến nghị cần nghiên cứu xác định chất hữu thích hợp cho quy trình nhân ni ruồi lính đạt khối 439 lượng sinh khối hàm lượng dinh dưỡng cao Ứng dụng ngành chăn nuôi, nuôi trồng thủy hải sản với công dụng làm thức ăn giàu protein mang lại giá trị kinh tế thơng qua việc nhân ni ruồi lính đen làm thức ăn cho động vật nguồn chất thải hữu vừa giải vấn đề nhiễm mơi trường cịn 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 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 , 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 ... heo, bã đậu nành chất thải phù hợp để ni ruồi lính thời gian phát triển kéo dài từ 1- ngày sinh khối giảm từ 19-30% so với nuôi thức ăn gà Ấu trùng ruồi lính khơng phát triển tốt chất bã bia, ruột... (2019), thời gian phát triển ấu trùng nuôi thức ăn thừa kéo dài so với nuôi thức ăn gà (19 ngày so với 16 ngày) 438 3.3 Ảnh hưởng thức ăn đến sinh khối tiền nhộng ruồi lính Gam (g) Sinh khối tiền... trùng chất khác Thời gian phát triển ấu trùng ruồi lính dài ni chất dinh dưỡng cành long, long ngắn ruột cá, thức ăn thừa bã đậu nành Trên rau quả, phân heo bã đậu nành thời gian phát triển ấu