李雙喜，周文宗，呂衛(wèi)光*

1. 上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境保護(hù)研究所，上海 201403；2. 農(nóng)業(yè)部上海農(nóng)業(yè)環(huán)境與耕地保育科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站，上海 201403；3. 上海市設(shè)施園藝技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 201403；4. 上海市農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站，上海 201403

黃粉蟲幼蟲降解城市污泥環(huán)境影響因子研究

李雙喜1,2,3,4，周文宗1,2,3,4，呂衛(wèi)光1,2,3,4*

1. 上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境保護(hù)研究所，上海 201403；2. 農(nóng)業(yè)部上海農(nóng)業(yè)環(huán)境與耕地保育科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站，上海 201403；3. 上海市設(shè)施園藝技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 201403；4. 上海市農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站，上海 201403

黃粉蟲（Tenebrio molitor L.）含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和多種氨基酸，常被作為特種畜禽養(yǎng)殖的鮮活餌料或蛋白質(zhì)飼料添加劑，但是其飼喂原料要么成本較高，要么為了降低成本而導(dǎo)致其死亡率上升。利用城市污泥飼喂黃粉蟲幼蟲，以期達(dá)到既降低黃粉蟲飼喂成本，又為城市污泥的資源化利用提供一個(gè)新的解決途徑的目的。采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行了四因素多水平試驗(yàn)，研究不同環(huán)境影響因子（溫度條件、污泥和麥麩配比比例、黃粉蟲幼蟲飼養(yǎng)密度及蟲體規(guī)格大小）對(duì)黃粉蟲幼蟲生長(zhǎng)速率、死亡率的影響，通過分析比較試驗(yàn)飼養(yǎng)前后黃粉蟲及蟲糞和飼料剩余物混合物中營(yíng)養(yǎng)成分、金屬元素含量變化，探討黃粉蟲幼蟲在城市污泥中生長(zhǎng)的適宜條件，以及黃粉蟲處理城市污泥的效果。利用城市污泥飼喂黃粉蟲幼蟲時(shí)，飼養(yǎng)溫度在20～25 ℃，飼養(yǎng)密度為0.2 g?cm-2，污泥和麥麩配比為1∶1時(shí)黃粉蟲幼蟲生長(zhǎng)快，死亡率低。利用城市污泥喂養(yǎng)后黃粉蟲幼蟲氮含量顯著降低（P＜0.05），磷、鉀、鈣、鎂含量提高；提高；與城市污泥相比，黃粉蟲幼蟲蟲糞的磷含量顯著提高（P＜0.05），氮、鉀、鈣、鎂含量則降低。

黃粉蟲；城市污泥；生長(zhǎng)狀況；環(huán)境因子

黃粉蟲（Tenebrio molitor L.）又名面包蟲，屬于昆蟲綱、鞘翅目、擬步甲科節(jié)肢動(dòng)物。黃粉蟲營(yíng)養(yǎng)豐富，粗蛋白干物質(zhì)在成蟲、幼蟲和蛹中含量分別達(dá)63.19%、47.70%和55.23%以上（張?zhí)柦艿龋?015）。由于其具有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和多種氨基酸，人們將它作為特種畜禽養(yǎng)殖的鮮活餌料或蛋白質(zhì)飼料添加劑（王應(yīng)昌等，1996），同時(shí)將其作為營(yíng)養(yǎng)液、保健食品以及烘焙食品的開發(fā)研制也是研究的熱點(diǎn)（張?zhí)柦艿龋?015；崔蕊靜等，1999）。黃粉蟲幼蟲食性雜，目前報(bào)道麩皮、廚房廢棄物、作物秸稈、菇渣（于輝等，2011；閏景彩等，2010；朱冠元等，2016；何勇等，2016）、禽畜糞（曾祥偉，2012），甚至泡沫塑料等都可以作為其飼料來源（Yang et al.，2014；Yang et al.，2015a；Yang et al.，2015b；Yang et al.，2016）。曾祥偉等（2012）利用發(fā)酵牛糞作為黃粉蟲幼蟲混合飼料，認(rèn)為60%的牛糞與常規(guī)飼料配比可以使黃粉蟲幼蟲生長(zhǎng)周期延長(zhǎng) 20 d，單體取食總量增加 49%；何勇等（2016）研究不同平菇菌渣培養(yǎng)黃粉蟲幼蟲的影響，發(fā)現(xiàn)麩皮中添加 10%平菇菌渣可提高黃粉蟲幼蟲生長(zhǎng)速度，且增重較為明顯；高紅莉等（2006）研究了不同飼料種類對(duì)黃粉蟲生長(zhǎng)發(fā)育的影響，認(rèn)為精飼料和青飼料搭配處理黃粉蟲幼蟲、增重率、死亡率等方面均優(yōu)于其他處理。Yang et al.（2014；2015a；2015b；2016）從生物處理的角度，利用聚苯乙烯泡沫塑料飼喂黃粉蟲幼蟲，發(fā)現(xiàn)黃粉蟲幼蟲可存活1個(gè)月以上，其所嚙食的聚苯乙烯被完全降解礦化為 CO2或同化為蟲體脂肪。國內(nèi)外對(duì)黃粉蟲幼蟲的不同飼料來源（于輝等，2011；閏景彩等，2010；朱冠元等，2016）、生存環(huán)境溫濕度（何勇等，2016；曾祥偉，2012 ；Yang et al.，2014；Yang et al.，2015a；Yang et al.，2015b；Yang et al.，2016；張仕等，2010；張丹等，2008；楊文樂等，2013）及飼養(yǎng)條件（高紅莉等，2006；）對(duì)黃粉蟲幼蟲生長(zhǎng)的影響已經(jīng)有不少報(bào)道。

但是，現(xiàn)有的報(bào)道仍無法有效解決黃粉蟲飼喂成本高這一瓶頸，亦或降低飼料成本后出現(xiàn)黃粉蟲死亡率升高等問題，有關(guān)黃粉蟲生長(zhǎng)的最佳生態(tài)條件，尤其是大量飼養(yǎng)黃粉蟲時(shí)的溫度、蟲口飼喂密度、蟲體大小等環(huán)境條件與黃粉蟲生長(zhǎng)及死亡率（包括自相殘殺死亡率和因病引起的自然死亡率）、老熟幼蟲化蛹率與蟲體營(yíng)養(yǎng)成分的關(guān)系的影響，在國內(nèi)外的研究中還不夠深入。城市污泥含有大量的N、P、K及有機(jī)質(zhì)，還有大量的鐵、鋁、鈣、鎂、硫、鈉等元素，污泥中營(yíng)養(yǎng)元素還有緩釋性和長(zhǎng)效性的特點(diǎn)，污泥總體上是一種富含有機(jī)質(zhì)（但C/N較低，一般低于 10）、高氮、高磷而低鉀的有機(jī)混合物（郭廣慧等，2009）。能否利用黃粉蟲耐粗飼料特點(diǎn)利用城市污泥進(jìn)行配比飼喂，同時(shí)對(duì)城市污泥進(jìn)行資源化利用？如何提升黃粉蟲幼蟲對(duì)城市污泥的適應(yīng)性？這方面的研究嘗試還鮮有報(bào)道?；谝陨蟽蓚€(gè)問題，本文采用正交設(shè)計(jì)進(jìn)行了四因素多水平試驗(yàn)，研究不同生態(tài)影響因子（溫度條件、污泥和麥麩配比比例、黃粉蟲幼蟲飼養(yǎng)密度及蟲體規(guī)格大?。?duì)黃粉蟲幼蟲生長(zhǎng)速率、死亡率的影響，通過分析比較試驗(yàn)飼養(yǎng)前后黃粉蟲及其蟲糞中營(yíng)養(yǎng)成分、金屬元素含量變化，探討利用城市污泥養(yǎng)殖黃粉蟲幼蟲的最適宜條件，以期為黃粉蟲養(yǎng)殖以及城市污泥生物處理提供可以借鑒的方法和思路。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料和條件

黃粉蟲：黃粉蟲幼蟲購自上海市奉賢區(qū)某花鳥市場(chǎng)，在室內(nèi)飼養(yǎng)5 d后，試驗(yàn)容器為一次性塑料杯，上口徑為6.5 cm，下口徑為5.2 cm，底面積為21.2 cm2。用10～20目篩子篩選個(gè)體大小一致的蟲體進(jìn)行試驗(yàn)，黃粉蟲幼蟲規(guī)格體重分別為(85.6±5.79) mg和(35.1±4.8) mg，試驗(yàn)周期的前后一天均不飼喂。

污泥和麥麩：污泥樣品采自浦東某污水處理廠，為經(jīng)干濕分離后晾曬15 d的固體污泥；麥麩購自上海市奉賢區(qū)某農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)，為鄭州當(dāng)年小麥的新鮮麥麩。

試驗(yàn)室內(nèi)光溫條件：溫度23～28 ℃，濕度60%～70%，光照條件為自然光照（光照度小于300 lx），試驗(yàn)時(shí)間15 d。

試驗(yàn)用黃粉蟲幼蟲、城市污泥、麥麩成分見表1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)按照四因素多水平進(jìn)行正交設(shè)計(jì)，選擇環(huán)境溫度條件（X1）、飼養(yǎng)密度條件（X2）、飼料配比比例（X3）、幼蟲個(gè)體規(guī)格大?。╔4）作為試驗(yàn)因素，各試驗(yàn)因素變量設(shè)計(jì)水平編碼見表2。

試驗(yàn)前測(cè)定污泥、麥麩、黃粉蟲幼蟲干物質(zhì)含量、有機(jī)質(zhì)、金屬元素、N和P（P2O5）含量以及黃粉蟲幼蟲體重。原料經(jīng) 60目篩子過篩，將未通過篩子的污泥與麥麩按比例配好（干重），一層污泥一層麥麩，每天按照幼蟲體重的 15%投喂飼料（通過添加蒸餾水控制飼料含水率為15%），試驗(yàn)持續(xù)15 d，及時(shí)撿出死亡的蟲體，并統(tǒng)計(jì)其數(shù)量（為幼蟲死亡數(shù)）。試驗(yàn)結(jié)束后，將黃粉蟲幼蟲挑出并統(tǒng)計(jì)幼蟲數(shù)，測(cè)定黃粉蟲幼蟲和蟲糞與飼料剩余物混合物的重量，干物質(zhì)含量，有機(jī)質(zhì)含量，氮，磷，鉀、鈣、鎂等金屬元素含量。

1.3 檢測(cè)方法

1.3.1 干物質(zhì)含量測(cè)定

檢測(cè)黃粉蟲幼蟲、麥麩、污泥、蟲糞和飼料剩余物混合物的干物質(zhì)含量，需先對(duì)相關(guān)樣品進(jìn)行稱重（W1），然后放入恒溫箱中，在 70 ℃下烘 24 h后再次稱重（W2），計(jì)算干物質(zhì)含量。

表1 試驗(yàn)用黃粉蟲幼蟲、城市污泥、麥麩成分Table 1 The contents of Tenebrio molitor L., sweage sludge, wheat bran

表2 黃粉蟲飼養(yǎng)條件試驗(yàn)因素水平編碼Table 2 Factors of the rearing condition of Tenebrio molitor L. and level

1.3.2 有機(jī)質(zhì)測(cè)定

重鉻酸鉀容量法：參照有機(jī)肥料標(biāo)準(zhǔn)（NY525—2012）有機(jī)質(zhì)含量測(cè)定方法（中華人民共和國農(nóng)業(yè)部，2012）。

1.3.3 蟲糞的分離

將烘干后的蟲糞與飼料剩余物混合過 60目篩子，蟲糞可通過篩子，而飼料剩余物（包括污泥和麥麩）不會(huì)通過。

1.3.4 氮磷測(cè)定

參照有機(jī)肥料標(biāo)準(zhǔn)（NY525—2012）中全氮含量的測(cè)定方法，將經(jīng) 70 ℃烘干的黃粉蟲幼蟲、麥麩、污泥、蟲糞和飼料剩余物混合物等樣品經(jīng)過硫酸-雙氧水消化后，用凱氏定氮儀測(cè)定樣品含氮量，用鉬銻抗比色法測(cè)定樣品含磷量（中華人民共和國農(nóng)業(yè)部，2012）。

1.3.5 增重率、死亡率

增重率=(試驗(yàn)后幼蟲體重-試驗(yàn)前幼蟲體重) /試驗(yàn)前幼蟲體重×100%

死亡率=總死亡數(shù)/試驗(yàn)開始時(shí)的幼蟲數(shù)×100%

1.3.6 金屬元素含量的測(cè)定

參照有機(jī)肥料標(biāo)準(zhǔn)（NY525—2012）中全氮含量的測(cè)定方法將烘干的樣品經(jīng)過硫酸-雙氧水消化，稀釋后用ICP測(cè)定鈣、鎂、鉀等金屬元素含量（中華人民共和國農(nóng)業(yè)部，2012）。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

所得數(shù)據(jù)運(yùn)用Excel和SPSS 17.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以環(huán)境溫度條件、飼養(yǎng)密度條件、飼料配比比例、幼蟲個(gè)體規(guī)格大小為自變量，分別以試驗(yàn)結(jié)束時(shí)幼蟲增重率、死亡率、幼蟲干物質(zhì)含量、幼蟲氮含量、幼蟲磷含量、金屬元素含量等指標(biāo)為因變量，采用Duncan多因素方差分析進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 城市污泥對(duì)黃粉蟲幼蟲生長(zhǎng)狀況的影響

黃粉蟲幼蟲按照正交設(shè)計(jì)分組進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)周期結(jié)束后幼蟲的增重率、死亡率、N含量、P含量、有機(jī)質(zhì)含量測(cè)定結(jié)果如表3所示。Duncan多因素方差分析結(jié)果列于表 4。隨著飼養(yǎng)溫度的提高，黃粉蟲幼蟲增重率和死亡率都顯著增加，這與其他飼料喂養(yǎng)黃粉蟲的情況類似，除了 20 ℃和 25 ℃之間差異不顯著外，其他溫度之間的差異都達(dá)到顯著水平（P＜0.05）；幼蟲干物質(zhì)含量和有機(jī)質(zhì)含量則隨著溫度的提高而降低，干物質(zhì)含量在除了 20 ℃和 25 ℃之間差異不顯著外，其他溫度之間的差異都達(dá)到顯著水平（P＜0.05）；有機(jī)質(zhì)含量除了15 ℃和 20 ℃之間差異不顯著外，其他溫度之間的差異都達(dá)到顯著水平（P＜0.05）。黃粉蟲幼蟲密度、污泥與麥麩配比比例對(duì)幼蟲的增重率和死亡率的影響都不顯著，但是對(duì)幼蟲干物質(zhì)含量和有機(jī)質(zhì)的影響顯著（P＜0.05），密度為 0.1 g?cm-2的試驗(yàn)組干物質(zhì)含量顯著高于其他試驗(yàn)組，密度為0.1 g?cm-2和0.2 g?cm-2試驗(yàn)組的幼蟲有機(jī)質(zhì)含量著顯高于其他密度試驗(yàn)組（P＜0.05）。污泥和麥麩配比為2∶1和1∶1的試驗(yàn)組幼蟲的干物質(zhì)含量和有機(jī)質(zhì)含量差異不顯著，但與其他試驗(yàn)組相比，差異顯著（P＜0.05）；隨著污泥用量的增加，黃粉蟲幼蟲干物質(zhì)含量減少，有機(jī)質(zhì)含量增加。黃粉蟲幼蟲體重的差異對(duì)其增重率、死亡率、干物質(zhì)含量和有機(jī)質(zhì)含量的影響不大，兩種體重幼蟲的上述指標(biāo)差異都不顯著。因此，利用城市污泥喂養(yǎng)黃粉蟲時(shí)，對(duì)飼養(yǎng)溫度、密度、污泥和麥麩配比應(yīng)該分別選擇 20～25 ℃、0.2 g?cm-2、1∶1 較為合適。

表3 黃粉蟲幼蟲飼養(yǎng)條件試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 3 Experimental design and result of the rearing factors of Tenebrio molitor L.

表4 城市污泥對(duì)黃粉蟲幼蟲生長(zhǎng)狀況影響方差分析Table 4 Duncan comparisons: the effect of sewage sludge on the grow of Tenebrio molitor L.

2.2 試驗(yàn)條件對(duì)蟲糞和飼料剩余物混合物干物質(zhì)含量和有機(jī)質(zhì)的影響

經(jīng)城市污泥喂養(yǎng)15 d的黃粉蟲幼蟲，其蟲糞和飼料剩余物混合物干物質(zhì)含量、有機(jī)質(zhì)含量及方差分析結(jié)果分別列于表3和表5。溫度和幼蟲規(guī)格的改變對(duì)該混合物的干物質(zhì)含量和有機(jī)質(zhì)含量的影響沒有達(dá)到顯著性水平，因此不在表5中列出。剩余混合物的干物質(zhì)含量在密度為0.2 g?cm-2時(shí)最高，0.1 g?cm-2時(shí)最低，0.4 g?cm-2和 0.6 g?cm-2時(shí)差異不顯著；有機(jī)質(zhì)含量在0.1 g?cm-2時(shí)最高，0.2 g?cm-2和 0.4 g?cm-2時(shí)最低，0.6 g?cm-2時(shí)介于兩者之間。隨著污泥用量的減少和麥麩用量的增加，剩余混合物的干物質(zhì)含量和有機(jī)質(zhì)含量明顯增加，差異顯著（P＜0.05）。

因?yàn)辂滬煹母晌镔|(zhì)含量、有機(jī)質(zhì)含量都大大高于污泥，所以隨著麥麩在飼料配方中用量的增加，黃粉蟲幼蟲、蟲糞和飼料剩余物混合物的干物質(zhì)含量均顯著增加；蟲糞和飼料剩余物混合物的有機(jī)質(zhì)含量也隨著飼料中麥麩用量的增加而增加。密度為0.2 g?cm-2和 0.6 g?cm-2時(shí)黃粉蟲幼蟲干物質(zhì)含量顯著低于其他密度水平，但是蟲糞和飼料剩余物混合物的干物質(zhì)含量在 0.2 g?cm-2時(shí)顯著高于其他密度水平。

表5 試驗(yàn)條件對(duì)蟲糞和飼料剩余物混合物性狀影響方差分析Table 5 Duncan comparisons: the effect of rearing factors on characters of mixtures of Tenebrio molitor L. feces and fodder remainder

2.3 城市污泥對(duì)黃粉蟲幼蟲及蟲糞中 N、P、K、Ca、Mg等物質(zhì)含量的影響

經(jīng)城市污泥喂養(yǎng) 15 d的黃粉蟲幼蟲及蟲糞中N、P、K、Ca、Mg等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量列于表6，Duncan多因素方差分析顯示結(jié)果列于表7和表8。溫度、密度、污泥麥麩配比和幼蟲規(guī)格對(duì)幼蟲鈣和鉀元素含量影響均不顯著；隨著溫度的升高，幼蟲氮、磷、鎂元素含量都顯著增加（P＜0.05）；飼養(yǎng)密度對(duì)幼蟲氮、磷含量有影響，差異達(dá)到顯著水平（P＜0.05），氮含量隨著密度的增加而增加，磷含量則在 0.2 g?cm-2時(shí)最高；污泥麥麩配比只對(duì)幼蟲氮元素含量有影響，差異達(dá)到顯著水平（P＜0.05），而對(duì)其他幾種元素的影響不明顯，沒有達(dá)到顯著水平；幼蟲規(guī)格只對(duì)其氮和磷元素含量有影響，體重較小的幼蟲氮、磷含量明顯高于體重大的幼蟲，差異達(dá)到顯著水平（P＜0.05），試驗(yàn)用幼蟲規(guī)格對(duì)幼蟲鉀、鈣、鎂元素含量沒有顯著影響。

表6 城市污泥對(duì)黃粉蟲幼蟲及其蟲糞營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量的影響Table 6 Effect of sweage sludge on the nutrition elements content of Tenebrio molitor L. and its Feces

表7 城市污泥對(duì)黃粉蟲幼蟲營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量影響方差分析Table 7 Duncan comparisons: the effect of sewage sludge on the nutrition elements content of Tenebrio molitor L.

表8 城市污泥對(duì)黃粉蟲蟲糞營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量影響方差分析Table 8 Duncan comparisons: the effect of sewage sludge on the nutrition elements contents of Tenebrio molitor L. feces

試驗(yàn)溫度、密度、污泥麥麩配比、幼蟲規(guī)格的改變對(duì)黃粉蟲蟲糞中氮、鉀、鈣元素含量的影響沒有達(dá)到顯著性水平；溫度、幼蟲規(guī)格的變化對(duì)黃粉蟲蟲糞中磷、鎂元素含量的影響也沒有顯著性水平，在此不單獨(dú)列表說明。黃粉蟲密度的改變對(duì)黃粉蟲蟲糞鎂元素含量有顯著影響，密度為0.1 g?cm-2時(shí)蟲糞鎂含量最高，密度為 0.4 g?cm-2時(shí)蟲糞鎂含量最低，密度為 0.2 g?cm-2和 0.6 g?cm-2時(shí)鎂元素含量介于二者之間，差異顯著（P＜0.05）；污泥麥麩配比的改變對(duì)幼蟲蟲糞磷元素含量的變化有明顯影響，減少污泥用量、增加麥麩用量可以顯著增加磷元素含量，差異達(dá)到顯著水平（P＜0.05）。

不同試驗(yàn)環(huán)境溫度條件（X1）、飼養(yǎng)密度條件（X2）、飼料配比比例（X3）、幼蟲個(gè)體規(guī)格大小（X4）試驗(yàn)結(jié)果顯示：喂養(yǎng)城市污泥的黃粉蟲幼蟲氮元素含量顯著低于沒有喂養(yǎng)污泥的幼蟲；喂養(yǎng)城市污泥的黃粉蟲幼蟲磷、鉀、鈣、鎂元素含量均高于沒有喂養(yǎng)污泥的幼蟲；黃粉蟲幼蟲蟲糞和城市污泥相比除了磷元素含量顯著提高外，鉀、氮、鈣、鎂元素含量均降低。

3 討論

本試驗(yàn)認(rèn)為，影響黃粉蟲幼蟲生長(zhǎng)后期增重及死亡的主要因素為溫度，隨著溫度升高，增重率增加，死亡率也大幅增加，30 ℃下，幼蟲增重率和死亡率分別達(dá)到73.91%和32.29%，與其他處理相比，差異顯著（P＜0.05）這與肖銀波等（2003）研究結(jié)果相似。利用城市污泥飼喂黃粉蟲幼蟲，幼蟲體內(nèi)的氮素顯著低于對(duì)照幼蟲樣品，磷、鉀、鈣、鎂含量則提高；蟲糞的磷含量明顯提高，氮、鉀、鈣、鎂含量則降低。有研究顯示，利用黃粉蟲幼蟲處理發(fā)酵牛糞（配以EM菌），黃粉蟲幼蟲生長(zhǎng)周期延長(zhǎng)，取食量增加，但是死亡率有所上升（曾祥偉等，2012）；在本研究中，當(dāng)污泥和麥麩配比為1∶1時(shí)，黃粉蟲幼蟲生長(zhǎng)快，死亡率低，這說明雖然黃粉蟲幼蟲取食廣，但與發(fā)酵牛糞相比，城市污泥配以適當(dāng)比例的麥麩更有利于幼蟲的生長(zhǎng)。有研究認(rèn)為，黃粉蟲后期飼養(yǎng)以較低密度（0.42～0.49 g?cm-2）為宜（肖銀波等，2003），本試驗(yàn)飼喂密度分別為 0.2 g?cm-2和 0.6 g?cm-2時(shí)，黃粉蟲幼蟲干物質(zhì)含量明顯低于其他處密度理水平，但是蟲糞和飼料剩余物混合物的干物質(zhì)含量在0.2 g?cm-2時(shí)顯著高于其他密度水平。

本研究分析了黃粉蟲幼蟲分解處理城市污泥的環(huán)境影響因子，但城市污泥與麥麩配比喂食黃粉蟲幼蟲后，N、P、K等養(yǎng)分的形態(tài)類型以及污泥中重金屬含量的高低仍需進(jìn)一步的研究。黃粉蟲幼蟲具有極強(qiáng)的生命活性，在適當(dāng)?shù)娘曫B(yǎng)密度下幼蟲能以許多飼料為食(廚房剩余物、城市垃圾、泡沫塑料等)，利用黃粉蟲幼蟲吞食污泥，創(chuàng)造其最適宜的生態(tài)環(huán)境，可以充分發(fā)揮其生物作用以改善與轉(zhuǎn)移污泥養(yǎng)分的存在方式，富集污泥重金屬（楊軍等，2009；高紅莉等，2011）以及減少病原菌數(shù)量。利用城市污泥飼喂黃粉蟲幼蟲后，黃粉蟲幼蟲可以作為養(yǎng)殖魚類飼料，依據(jù)農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)（GB4284-84），經(jīng)黃粉蟲幼蟲處理后的剩余污泥中上述元素含量均符合標(biāo)準(zhǔn)、可以作為有機(jī)肥料施用還田，實(shí)現(xiàn)資源的重復(fù)循環(huán)利用。在實(shí)際應(yīng)用中，由于不同城市污泥的養(yǎng)分含量各不相同，可以通過控制溫度、幼蟲飼養(yǎng)密度、幼蟲規(guī)格和調(diào)節(jié)污泥與常規(guī)飼料配比，利用黃粉蟲幼蟲以最適宜的方式處理和利用城市污泥。黃粉蟲幼蟲在城市污泥中可以正常生長(zhǎng)，利用城市污泥作為降低黃粉蟲飼喂成本的原料途徑，黃粉蟲幼蟲又可以處理城市污泥，相關(guān)環(huán)境因子參數(shù)的確定有很大的研究和實(shí)用價(jià)值。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，利用城市污泥飼養(yǎng)黃粉蟲幼蟲，飼養(yǎng)溫度在 20～25 ℃（其他與常規(guī)飼養(yǎng)相同），飼養(yǎng)密度為0.2 g?cm-2，污泥和麥麩配比為1∶1，可以保證幼蟲生長(zhǎng)良好，死亡率較低，是較為可行的利用污泥飼喂黃粉蟲的環(huán)境因子參數(shù)。

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Environmental Influence Factors of Municipal Sewage Sludge Disposed with Mealworm Larvae (Tenebrio molitor L.)

LI Shuangxi1,2,3,4, ZHOU Wenzong1,2,3,4, LV Weiguang1,2,3,4*
1. Institute of Eco-Environment and Plant Protection, Shanghai Academy of Agricultural Sciences, Shanghai 201403, China;
2. Shanghai Scientific Observation and Experimental Station for Agricultural Environment and Land Conservation, Ministry of Agriculture,Shanghai 201403, China;
3. Shanghai Key Laboratory of Protected Horticultural Technology, Shanghai 201403, China;
4. Shanghai Environmental Protection Monitoring Station of Agriculture, Shanghai 201403, China

Tenebrio molitor L. is rich in nutrients and a variety of amino acids and is often used as a fresh bait or protein feed additive for special livestock and poultry. However, its feeds are either costly or increasing mortality in order to reduce costs. This study used urban sludge to feed the larvae of Tenebrio molitor to achieve not only reducing the cost of feeding Tenebrio, but also providing a new way for the use of urban sludge. Four factors multi-level test was carried out with orthogonal test design in this paper. The effect of different environmental factors including temperature，ratio of sewage sludge and wheat bran, stocking density and Tenebrio molitor L. scale on the growth rate and mortality of yellow powder larvae were studied. The suitable conditions for the growth of Tenebrio molitor larvae in urban sludge and the effects of Tenebrio molitor on municipal sludge were discussed by analyzing the changes of nutrient and metal elements in the mixture of Tenebrio molitor and insect fecal and feed residues before and after feeding. The results showed that a stocking temperature of 20～25 ℃, a stocking density of 0.2 g?cm-2, a feeding ratio of sewage sludge and wheat bran 1:1 resulted in higher growth rate and lower mortality rate. The content of nitrogen of Tenebrio molitor L decreased obviously but the contents of phosphorus, potassium, calcium and magnesium increased after feeding with sewage sludge.Comparing with sewage sludge, the phosphorus content in feces increased obviously but the contents of other four elements decreased.

Tenebrio molitor; sewage sludge; growth status; environmental factors

10.16258/j.cnki.1674-5906.2017.10.016

X174; X703

A

1674-5906（2017）10-1761-07

李雙喜, 周文宗, 呂衛(wèi)光. 2017. 黃粉蟲幼蟲降解城市污泥環(huán)境影響因子研究[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào), 26(10): 1761-1767.

LI Shuangxi, ZHOU Wenzong, LV Weiguang. 2017. Environmental influence factors of municipal sewage sludge disposed with mealworm larvae (Tenebrio molitor L.) [J]. Ecology and Environmental Sciences, 26(10): 1761-1767.

國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2010BAK69B18）；上海市科委重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目（16391901500；15391912200；15391901300）；上海市科技興農(nóng)推廣項(xiàng)目（滬農(nóng)科推字（2015）第2-2號(hào)）；崇明縣科委項(xiàng)目（CKS2016-02）

李雙喜（1986年生），男，助理研究員，碩士，主要從事生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)、設(shè)施農(nóng)田土壤障礙研究與防治工作。E-mail: lsx1986@126.com

*通信作者

2017-08-28