Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên Công nghệ, Tập 32, Số (2016) 15-21 Nghiên cứu số đặc điểm sinh học, sinh thái mọt khuẩn đen Alphitobius diaperinus (Phanzer, 1797) tìm hiểu gia tăng quần thể nuôi thức ăn nhân tạo phịng thí nghiệm Bùi Minh Hồng*, Nguyễn Thị Huyền Khoa Sinh học, Đại học Sư phạm Hà Nội, 136 Xuân Thủy, Cầu Giấy, Hà Nội, Việt Nam Nhận ngày 22 tháng năm 2015 Chỉnh sửa ngày 05 tháng năm 2015; Chấp nhận đăng ngày 28 tháng năm 2016 Tóm tắt: Mọt khuẩn đen ni loại thức ăn: cám gà, bột ngô, hỗn hợp (76% bột ngô + 17% cám gà + 7% men bia), phân gà điều kiện nhiệt độ 250C độ ẩm 75% tủ nuôi côn trùng nghiên cứu Nghiên cứu xác định đặc điểm sinh học, sinh thái, tấc độ gia tăng quần thể, hàm lượng protein sâu non Mọt khuẩn đen có kích thước pha phát dục lớn ni thức ăn bột ngô nhỏ thức ăn phân gà Ni thức ăn hỗn hợp: Vịng đời mọt khuẩn đen dài 58,5 ngày, khả đẻ trứng cao 318,17 quả/cặp, tỷ lệ trứng nở lớn 89,41%, tốc độ gia tăng quần thể lớn r = 0,118 Nuôi thức ăn phân gà: Vòng đời mọt khuẩn đen ngắn 44 ngày, khả đẻ trứng thấp 201,03 quả/cặp, tỷ lệ trứng nở thấp 68,94%, tốc độ gia tăng quần thể thấp r = 0,09 Xác định hàm lượng protein sâu non mọt khuẩn đen dao động từ 38,66% - 45,99% Sâu non tuổi có hàm lượng protein cao 45,99% Từ khóa: Mọt khuẩn đen (Alphitobius diaperinus), đặc điểm sinh học, sinh thái, tốc độ gia tăng quần thể, hàm lượng protein động vật, chất hữu mục nát gây tác hại nghiêm trọng sản xuất nông nghiệp [1,2] Sâu non mọt khuẩn đen (gọi sâu quy) sử dụng loại thức ăn bổ dưỡng giàu protein cho chim cảnh cá cảnh Chính mà phong trào ni sâu quy phát triển nhiều vùng nước, đem lại nguồn lợi nhuận lớn cho nhà kinh doanh chim, cá cảnh Bài báo cung cấp dẫn liệu đặc điểm sinh học, sinh thái loài mọt khuẩn đen như: đặc điểm hình thái pha phát dục, ∗ Mở đầu Mọt khuẩn đen Alphitobius diaperinus (Panzer, 1797) thuộc họ (Tenebrionidae), cánh cứng (Coleoptera), lớp côn trùng (Insecta), ngành Chân Khớp (Arthropoda) phân bố rộng khắp nơi Mọt sống tập trung, sinh sản nơi ẩm thấp tối khe, kẻ, gầm sàn kho, lớp trấu lót kho Mọt khuẩn đen gây hại thóc, gạo, bột mì, ngơ, khơ, dược liệu, tiêu _ ∗ Tác giả liên hệ ĐT.: 84-904314869 Email: bui_minhhong@yahoo.com 15 16 B.M Hồng, N.T Huyền / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên Công nghệ, Tập 32, Số (2016) 15-21 vòng đời, khả đẻ trứng, tỷ lệ trứng nở, tấc độ gia tăng quần thể xác định hàm lượng protein sâu non mọt khuẩn đen làm sở khoa học để nhân nuôi sâu non lấy nguyên liệu thức ăn cho cá chim cảnh - Tiến hành nuôi 30 cặp mọt khuẩn đen loại thức ăn để xác định tốc độ gia tăng quần thể theo công thức Haines (2001) [ 3] - Định lượng protein (giai đoạn sâu non) mọt khuẩn đen phương pháp Bradford [4] 2.4 Phương pháp xử lý số liệu Thời gian, địa điểm phương pháp nghiên cứu Số liệu thu được xử lý theo chương trình Excel/Data Analysis/descriptive statistics 2.1 Thời gian nghiên cứu Kết nghiên cứu thảo luận Từ tháng 06 năm 2014 đến 04 năm 2015 2.2 Địa điểm nghiên cứu - Địa điểm thu mẫu: Mẫu thu cửa hàng kinh doanh chim, cá cảnh - Địa điểm tiến hành thí nghiệm: Tủ ni trùng phịng Sinh Thái Mơi trường, phịng thí nghiệm Bộ môn Động vật học, Khoa Sinh học, Đại học Sư phạm Hà Nội 2.3 Phương pháp nghiên cứu - Mọt khuẩn đen nuôi tủ nuôi côn trùng Insect Growth Chamber (IN024-Darwin Chambers) Mỹ có nhiệt độ 250C ẩm độ 75% theo phương pháp nhân nuôi cá thể để tìm hiểu đặc điểm sinh học, sinh thái [3] 3.1 Kích thước pha phát dục mọt khuẩn đen Trong điều kiện nhiệt độ độ ẩm phịng thí nghiệm, chúng tơi tiến hành ni mọt khuẩn đen loại thức ăn phân gà, cám gà, bột ngô thức ăn hỗn hợp (76% bột ngô + 17% cám gà + 7% men bia), xác định kích thước trung bình pha phát dục thể bảng Kích thước mọt khuẩn đen thay đổi theo pha phát dục, giai đoạn sâu non kích thước tăng dần qua lần lột xác giai đoạn nhộng kích thước giảm Bảng Kích thước pha phát dục mọt khuẩn đen nuôi với loại thức ăn Thức ăn Các pha Trứng Sâu non tuổi Sâu non tuổi Sâu non tuổi Sâu non tuổi Sâu non tuổi Sâu non tuổi Sâu non tuổi Sâu non tuổi Con nhộng Con nhộng đực Con Con đực Phân gà 0,55 x 0,29 1,18 x 0,27 2,96 x 0,47 4,61 x 0,54 6,59 x 0,69 7,99 x 0,82 9,89 x 0,99 11,88 x 1,18 12,20 x 1,44 7,32 x 2,72 6,64 x 2,39 6,17 x 2,84 5,56 x 2,64 Ghi chú: số lượng mẫu n=30 Kích thước chiều dài chiều rộng (mm) Cám gà Hỗn hợp 0,84 x 0,36 0,74 x 0,33 1,31 x 0,41 1,11 x 0,29 2,84 x 0,48 3,15 x 0,59 4,98 x 0,67 5,19 x 0,77 7,96 x 0,82 7,19 x 0,91 8,51 x 1,01 8,12 x 1,08 10,56 x 1,13 10,3 x 1,16 12,34 x 1,22 11,35 x 1,33 13,04 x 1,35 13,21 x 1,53 7,69 x 2,73 7,88 x 2,82 7,27 x 2,5 6,99 x 2,63 6,28 x 2,88 6,39 x 2,88 5,75 x 2,71 5,92 x 2,74 Bột ngô 0,85 x 0,42 1,74 x 0,36 3,22 x 0,56 4,97 x 0,88 8,04 x 1,04 9,15 x 1,18 11,77 x 1,29 12,44 x 1,55 14,83 x 1,66 8,00 x 3,00 7,24 x 2,87 6,96 x 3,08 6,16 x 2,96 B.M Hồng, N.T Huyền / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên Công nghệ, Tập 32, Số (2016) 15-21 Trong bốn loại thức ăn nhân ni mọt khuẩn đen với thức ăn bột ngơ cho kích thước pha phát dục lớn nhất: Trứng 0,85 × 0,42 mm, sâu non tuổi 1,74 × 0,36 mm, sâu non tuổi 3,22 × 0,56 mm, sâu non tuổi 3,22 × 0,56 mm, sâu non tuổi 8,04 × 1,04 mm, sâu non tuổi 9,15 × 1,18 mm, sâu non tuổi 11,77 × 1,29 mm, sâu non tuổi 12,44 × 1,55,mm, sâu non tuổi 14,83 × 1,66 mm, nhộng 8,00 × 3,00 mm, nhộng đực 7,24 × 2,87 mm, 6,96 × 3,08 mm, đực 6,16 × 2,96 mm Với thức ăn phân gà kích thước trung bình pha mọt khuẩn đen nhỏ Thức ăn cám gà thức ăn hỗn hợp pha phát dục đạt kích thước trung bình 17 Với thức ăn hỗn hợp, kết nghiên cứu kích thước trung bình pha phát dục mọt khuẩn đen có kích thước lớn kích thước pha phát dục so với nghiên cứu Hoàng Thị Kim Dung, Francisco, et al., Mozaffar et al., [1, 5, 6] 3.2 Thời gian phát dục vòng đời mọt khuẩn đen Mọt khuẩn đen trùng ăn tạp sinh sản phát triển khắp nơi Chính vậy, tơi tiến hành theo dõi thời gian phát dục vòng đời mọt khuẩn đen loại thức ăn Kết thể bảng Bảng Thời gian phát dục vòng đời mọt khuẩn đen nuôi loại thức ăn (ngày) Thức ăn Pha phát dục Trứng Sâu non tuổi Sâu non tuổi Sâu non tuổi Sâu non tuổi Sâu non tuổi Sâu non tuổi Phân gà Hỗn hợp Cám gà Bột ngô 6,03 ± 0,45 7,12± 0,59 7,2 ± 0,67 4,00± 0,42 3,33 ± 0,41 6,50 ± 0,52 3,43 ± 0,46 4,41 ± 0,51 5,17± 0,39 4,55 ± 0,46 4,45 ± 0,4 3,79 ± 0,37 2,97 ± 0,34 2,79 ± 0,29 5,17 ± 0,53 4,38 ± 0,45 4,45 ± 0,40 4, 97 ±0,53 3,24 ± 0,35 3,48 ± 0,64 4,45 ± 0,52 5,41 ± 0,49 4,24± 0,43 4,00 ± 0,42 4,79 ± 0,42 3,24 ± 0,35 4,28 ± 0,42 4,14 ± 0,43 Sâu non tuổi 4,07 ± 0,51 4,48 ± 0,39 3,83 ± 0,46 4,21± 0,55 Sâu non tuổi Nhộng 6,63 ± 0,55 4,83 ± 0,49 4,00 ± 0,40 4,38 ± 0,44 3,28 ± 0,37 4,21 ± 0,37 2,93 ± 0,39 4,17 ± 0,53 Trưởng thành 21,50 ±1,92 24,86 ±1,94 23,03± 2,64 26,48 ± 1,10 Vòng đời 53,14 ± 0,75 40,99 ± 0,68 41,46 ± 0,78 41,41 ± 0,82 Ghi chú: số lượng mẫu n=30 Thời gian hoàn thành pha phát dục mọt khuẩn đen nuôi loại thức ăn có sai khác Vịng đời mọt khuẩn đen ngắn (40,99 ± 0,68 ngày) với thức ăn hỗn hợp dài (53,14 ± 0,75 ngày) với thức ăn phân gà Kết nghiên cứu chúng tơi phù hợp với nghiên cứu Hồng Thị Kim Dung [1], nuôi mọt khuẩn đen thức ăn hỗn hợp, thức ăn bột ngô có thời gian vịng đời ngắn 2,13 ngày 3.3 Khả đẻ trứng tỷ lệ trứng nở mọt khuẩn đen 3.3.1 Khả đẻ trứng Khả đẻ trứng mọt khuẩn đen phụ thuộc vào loại thức ăn (bảng 3) Với thức ăn phân gà số lượng trứng đẻ thấp 201,03 ± 5,83 quả/cặp trung bình số trứng đẻ cặp ngày 6,67 ± 0,36 quả/ngày Với thức ăn cám gà số lượng trứng đẻ 270,83 ± 7,96 quả/cặp trung bình số trứng đẻ 18 B.M Hồng, N.T Huyền / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên Công nghệ, Tập 32, Số (2016) 15-21 cặp ngày 8,42 ± 0,47 quả/ngày Với thức ăn bột ngô số lượng trứng đẻ 291,20 ± 20,15 quả/cặp trung bình số trứng đẻ cặp ngày 9,20 ± 0,75 quả/ngày Với thức ăn hỗn hợp số lượng trứng đẻ lớn 318,17 ± 12,60 quả/cặp trung bình số trứng đẻ cặp ngày lớn 9,95 ± 0,65 quả/ngày Bảng Khả đẻ trứng mọt khuẩn đen nuôi loại thức ăn Tổng số trứng cặp (quả) 201,03 ± 5,83 270,83 ± 7,96 318,17 ± 12,60 291,20 ± 20,15 Loại thức ăn Phân gà Cám gà Hỗn hợp Bột ngô Số trứng đẻ trung bình cặp (quả/ngày) 6,67 ± 0,36 8,42 ± 0,47 9,95 ± 0,65 9,20 ± 0,75 Ghi chú: số lượng mẫu n=60 3.1.2 Tỷ lệ trứng nở Tỷ lệ trứng nở tiêu quan trọng nghiên cứu đặc điểm sinh học mọt khuẩn đen Để tìm hiểu vấn đề này, với loại thức ăn tiến hành nuôi 60 cá thể hộp nuôi (mỗi hộp nuôi cặp) Kết thể bảng Thức ăn phân gà, tổng số trứng theo dõi 6031 quả, số trứng nở 4158 chiếm 68,94%, cịn 1873 trứng khơng nở chiếm 31,06% Thức ăn cám gà, tổng số trứng theo dõi 8125 quả, số trứng nở 5782 chiếm 71,16%, cịn 2343 trứng khơng nở chiếm 28,84% Thức ăn bột ngô, tổng số trứng theo dõi 9545 quả, số trứng nở 8181 chiếm 85,71%, cịn 1364 trứng khơng nở chiếm 14,29% Thức ăn hỗn hợp, tổng số trứng theo dõi 8736quả, số trứng nở 7811 chiếm 89,41%, cịn 925 trứng khơng nở chiếm 10,59% Bảng Tỷ lệ trứng nở mọt khuẩn đen loại thức ăn Hộp nuôi Phân gà Cám gà Bột ngô Hỗn hợp Tổng Số trứng đẻ Số trứng nở 945 658 1028 743 1132 807 964 609 956 613 1006 728 6031 4158 Số trứng đẻ Số trứng nở Số trứng đẻ 1143 834 1589 1256 858 1556 1455 993 1741 1375 887 1428 1437 1045 1573 1459 1165 1658 8125 5782 9545 Số trứng nở Số trứng đẻ Số trứng nở 1167 1435 1287 1328 1521 1376 1462 1634 1438 1327 1129 939 1401 1430 1302 1496 1587 1472 8181 8736 7811 Tỷ lệ (%) 68,94 71,16 85,71 89,41 Ghi chú: số lượng mẫu n=60 Như tỷ lệ trứng nở mọt khuẩn đen từ 68,94% đến 89,41%, Tỷ lệ trứng nở cao nuôi với thức ăn hỗn hợp ( 89,41%), thấp nuôi với thức ăn bột ngô (85,71%), cám gà (68,94%) thấp nuôi với thức ăn phân gà ( 69,94%) Thức ăn ảnh hưởng đến tỷ lệ trứng nở mọt khuẩn đen 3.4 Sự gia tăng quần thể mọt khuẩn đen với loại thức ăn khác Muốn có số lượng sâu non nhiều phải biết tốc độ gia tăng quần thể chúng Tìm hiểu vấn đề này, chúng tơi tiến hành ni 60 cá thể mọt khuẩn đen loại thức ăn Sau B.M Hồng, N.T Huyền / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên Công nghệ, Tập 32, Số (2016) 15-21 50 ngày đếm số lượng cá thể loại thức ăn tính tốn theo công thức Haines C.P Thức ăn ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ gia tăng 19 quần thể có khác ni mọt khuẩn đen loại thức ăn thể hình 1: Hình Tốc độ gia tăng quần thể mọt khuẩn đen với loại thức ăn Với số lượng cá thể ban đầu 60 con, sau khoảng thời gian 50 ngày, số lượng cá thể tăng lên 2038 với thức ăn phân gà, 3126 thức ăn cám gà, bột ngô 6572 thức ăn hỗn hợp 6724 Khi nuôi mọt khuẩn đen với thức ăn hỗn hợp tốc độ gia tăng quần thể lớn (r = 0,118) Tốc độ gia tăng quần thể thấp nuôi với thức ăn phân gà (r = 0,083) 3.5 Xác định hàm lượng Protein sâu non mọt khuẩn đen Sâu non mọt khuẩn đen sử dụng nuôi chim cảnh cá cảnh, loại thức ăn giàu dinh dưỡng có hàm lượng protein cao Để xác định điều tiến hành phân tích hàm lượng protein theo phương pháp Bradford [4] Ở tuổi sâu non, lấy 30 cá thể phân tích, thí nghiệm lặp lại lần Bảng Hàm lượng protein tuổi sâu non mọt khuẩn đen Tuổi phân tích Các số phân tích Khối lượng Thể tích dung sâu non (mg) dịch mẫu (ml) Sâu non tuổi Sâu non tuổi Sâu non tuổi Sâu non tuổi Sâu non tuổi Sâu non tuổi Sâu non tuổi Sâu non tuổi 0,302 0,3477 0,3683 0,3690 0,3867 0,4320 0,4327 0,3917 Ghi chú: số lượng mẫu n=30 5,00 5,02 5,06 5,08 5,25 7,5 7,8 5,45 Protein / Khối lượng thể tươi (%) Protein / Khối lượng thể khô (%) 4,67 5,49 5,81 5,83 6,42 7,93 7,96 6,59 38,66 39,47 39,44 39,49 41,51 45,89 45,99 42,07 20 B.M Hồng, N.T Huyền / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên Công nghệ, Tập 32, Số (2016) 15-21 Kết phân tích (bảng 5) cho thấy, hàm lượng protein sâu non thay đổi theo tuổi Sâu non tuổi có hàm lượng protein thấp 38,66%, tuổi 39,47%, tuổi 39,44%, tuổi 39,49%, tuổi 41,51%, tuổi 45,89%, tuổi có hàm lượng protein cao 45,99%, tuổi hàm lượng protein giảm 42,07% Như vậy, sâu non tuổi có hàm lượng protein cao 45,99% tính theo khối lượng khơ Do nên sử dụng sâu non tuổi – tuổi làm thức ăn cho chim, cá cảnh Kết luận Đã mô tả số đặc điểm hình thái mọt khuẩn đen xác định loại thức ăn thức ăn bột ngơ cho kích thước lớn thức ăn phân gà có kích thước nhỏ 2.Vòng đời mọt khuẩn đen dài 58,5 ngày nuôi thức ăn phân gà ngắn 44 ngày nuôi thức ăn hỗn hợp Khả đẻ trứng mọt khuẩn đen lớn 318,17 quả/cặp nuôi với thức ăn hỗn hợp nhỏ 201,03 quả/cặp nuôi với thức ăn phân gà Tỷ lệ trứng nở mọt khuẩn đen cao nuôi thức ăn hỗn hợp (89,41%), thấp nuôi với thức ăn phân gà (68,94%) Tốc độ gia tăng quần thể lớn (r = 0,118) nuôi với thức ăn hỗn hợp, thấp nuôi với thức ăn phân gà (r = 0,09) Hàm lượng protein sâu non mọt khuẩn đen giao động từ 38,66% - 45,99% Sâu non tuổi có hàm lượng protein cao 45,99% Tài liệu tham khảo [1] Hoàng Thị Kim Dung (2009), Đặc điểm sinh học, sinh thái mọt khuẩn đen Alphitobius diaperinus Panzer đánh giá hiệu lực phòng trừ mọt số chế phẩm thảo mộc, Luận văn thạc sỹ Sinh học, Trường Đại học Vinh [2] Bùi Minh Hồng, Hà Quang Hùng (2004), Thành phần loài sâu mọt thiên địch thóc bảo quản đổ rời kho Cục trữ Quốc gia vùng Hà Nội phụ cận, Tạp chí Bảo vệ thực vật, số 2, 2004: 3-6 [3] Bùi Công Hiển, 1995 Côn trùng gây hại Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật [4] Tài liệu tập huấn “ Một số kĩ thuật hóa sinh – sinh học phân tử” Hội Hóa Sinh Việt Nam- khoa Sinh Học – Đại học Sư Phạm Hà Nội; viện VSV CNSH Đại học Quốc Gia Hà Nội Trang 1516, 20 – 24/7/2011 [5] Francisco, O.and Prado A.P., (2001), Characterization of the larval stages of Alphitobius diaperinus (Panzer, 1797) (Coleoptera:Tenebrionidae) using head capsule width Rev Bras Biol, 61: 125 -131,2001 [6] Mozaffar Hosen, Autaur Rahman khan and Mosharrof (2004) Growth and Development of the Lesser Mealworm, Alphitobius diaperinus, Panzer (Coleoptera: Tenebrionidae) on Cereal Flours Pakistan Journal of Biological Sciences 7(9) 1505 – 1508, 2004, ISSN 1028- 8880 B.M Hồng, N.T Huyền / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên Công nghệ, Tập 32, Số (2016) 15-21 21 Study on Some Biological, Ecological Characteristics of the Darkling Beetle, Alphitobius diaperinus (Panzer, 1797) and the Increase in Population Fed Artificially in the Laboratory Bui Minh Hong, Nguyen Thi Huyen Faculty of Biology, Hanoi National University of Education, 136 Xuan Thuy, Hanoi, Vietnam Abstract: Alphitobius diaperinus were fed on kinds of foods: chicken rice flours, corn flours, and (76 corn flours (%) + 17 chicken rice flours (%) + 7% yeast), chicken manure at the 250C temperature and 75% humidity in the researched Insect Growth Chamber Research has identified the biological, ecological characteristics, the rate of increase in population, and the protein content of the larvae The size of the beetle at the egg, larvae, pupa and adult stages fed with corn flours is the highest, and fed with chicken manure is the smallest The beetle size of the largest reproductive phase feed and food is the smallest cornmeal food chicken manure Fed with (76 corn flours (%) + 17 chicken rice flours (%) + 7% yeast), the longest life cycle is 58.5 days, The highest number of eggs is 318.17 eggs/pair and the highest ratio of hatched eggs is 89.41%, the highest rate of increase in population is r = 0.118 Fed with chicken manure, the shortest life cycle of darkling beetle is 44 days; the lowest number of of eggs is 201.03 eggs/pair; the lowest ratio of hatched eggs is 68.94% and lowest rate of increase in population is r = 0.09 The protein content of beetle larvae is determined to range from 38.66% - 45.99% Larvae th instar has the highest protein of 45.99% Keywords: Alphitobius diaperinus, biology, ecological characteristics, the rate of increase population, protein