陳建興，郭 成，李 靜，薩如拉，李 皓，石 萱，任 斌

（赤峰學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院，內(nèi)蒙古 赤峰 024000）

黃粉蟲(chóng)(Tenebrio molitor L.)是昆蟲(chóng)綱、鞘翅目、擬步甲科、粉甲屬的一個(gè)物種，原為一種廣布于世界各地的倉(cāng)庫(kù)和貯藏害蟲(chóng)，現(xiàn)已被人工馴化并可進(jìn)行高度集約化、大規(guī)模工廠化養(yǎng)殖[1,2].但由于黃粉蟲(chóng)營(yíng)養(yǎng)成分高，因此，早期用其作為蛋白質(zhì)飼料應(yīng)用于養(yǎng)殖業(yè)，這一作用持續(xù)至今已經(jīng)歷了相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期.現(xiàn)如今，黃粉蟲(chóng)利用價(jià)值極其廣泛，已在飼料、食品、化工、保健品、醫(yī)藥和化妝品等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用[3-6].

黃粉蟲(chóng)適應(yīng)能力和生存能力極強(qiáng)，對(duì)生長(zhǎng)環(huán)境質(zhì)量要求低，其幼蟲(chóng)食性雜，耐粗飼，可取食玉米粉、麥麩、米糠，甚至樹(shù)葉、樹(shù)皮以及牛皮紙等纖維素含量高的材料.因黃粉蟲(chóng)對(duì)惡劣生活環(huán)境的適應(yīng)性極強(qiáng)，可用其處理農(nóng)業(yè)廢棄物以及有機(jī)生活垃圾.黃粉蟲(chóng)生物降解這一功能的發(fā)現(xiàn)和利用，對(duì)推動(dòng)綠色、循環(huán)、低碳發(fā)展，形成節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境的生產(chǎn)生活方式和生態(tài)文明建設(shè)具有重要意義.

筆者對(duì)黃粉蟲(chóng)的生物降解功能以及黃粉蟲(chóng)在環(huán)境保護(hù)（包括白色垃圾、餐廚垃圾、畜禽糞便、秸稈和浮萍處理等）等領(lǐng)域的應(yīng)用研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述，并對(duì)黃粉蟲(chóng)的應(yīng)用前景進(jìn)行了展望.

1 黃粉蟲(chóng)的生物降解功能

1.1 白色垃圾

廢舊塑料由于具有高度的化學(xué)惰性，不易被微生物分解，形成威脅到生態(tài)環(huán)境的“白色污染”.目前，白色垃圾污染問(wèn)題非常嚴(yán)峻.處理廢棄塑料的主要方法有填埋法、焚燒法、化學(xué)處理法等.各處理方法中，填埋法占用土地，沒(méi)有根本解決塑料污染問(wèn)題，而且塑料在土壤中需要400年才能降解；焚燒法雖然徹底，但是塑料焚燒過(guò)程中所產(chǎn)生的有毒氣體二噁英具有致癌、致畸的危害，同時(shí)影響人體正常的內(nèi)分泌代謝，降低人體免疫力，并引發(fā)各種疾病，嚴(yán)重危害人類(lèi)身體健康[7]；化學(xué)法費(fèi)用高并產(chǎn)生二次污染.可見(jiàn)目前的常用處理方法都存在各自的不足之處，如何更科學(xué)地治理白色污染問(wèn)題是科學(xué)家們探討的熱點(diǎn)問(wèn)題.

陳重光（2005）最早報(bào)道了關(guān)于黃粉蟲(chóng)吃塑料的現(xiàn)象[8].苗少娟（2010）研究了大麥蟲(chóng)幼蟲(chóng)對(duì)不同塑料制品的喜食情況，并對(duì)幼蟲(chóng)取食塑料后的排泄物進(jìn)行了相關(guān)分析，為探明大麥蟲(chóng)對(duì)塑料的取食降解提供了一定的基礎(chǔ)[9].沈葉紅（2011）通過(guò)采用多種培養(yǎng)基，分離鑒定了黃粉蟲(chóng)腸道菌，從不同角度初步研究了黃粉蟲(chóng)降解塑料的機(jī)理，還通過(guò)急性和慢性毒性試驗(yàn)研究黃粉蟲(chóng)取食塑料后的生理毒性[10].徐世才（2013）研究了黃粉蟲(chóng)在不同飼料比例（泡沫和麩皮）下的泡沫降解率[11].Yang Yu（2015）等人的報(bào)道是北京航空航天大學(xué)和斯坦福大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)共同完成的，他們發(fā)現(xiàn)100條黃粉蟲(chóng)每天可以吞食34至39毫克的聚苯乙烯塑料，這些塑料在黃粉蟲(chóng)腸道內(nèi)停留不到24小時(shí)，其中約48%被降解成二氧化碳，小部分被吸收.研究還表明，以聚苯乙烯為食的黃粉蟲(chóng)與對(duì)照組的黃粉蟲(chóng)一樣健康，其排泄物也正常[12].黃粉蟲(chóng)腸道微生物在塑料分解過(guò)程中起到?jīng)Q定性作用，而且Yang Yu他們首次從黃粉蟲(chóng)腸道中分離出一株可以利用聚苯乙烯作為唯一生長(zhǎng)營(yíng)養(yǎng)物的細(xì)菌[13].張可（2017）對(duì)黃粉蟲(chóng)取食和消化降解PE塑料薄膜進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)黃粉蟲(chóng)能夠取食和完全消化降解塑料薄膜[14].許詩(shī)杰和張雅林研究了黃粉蟲(chóng)取食聚苯乙烯和線性低密度聚乙烯塑料時(shí)的生長(zhǎng)發(fā)育情況，認(rèn)為僅取食這兩種塑料會(huì)影響黃粉蟲(chóng)的發(fā)育和繁殖能力，而通過(guò)添加麥麩可以減少這種影響[15].

1.2 餐廚垃圾

餐廚垃圾含水量高(80-90%)、有機(jī)質(zhì)含量豐富(干物質(zhì)的93%，主要包括淀粉類(lèi)、動(dòng)植物油脂類(lèi)和食物纖維類(lèi)等)、極易腐爛變質(zhì)、散發(fā)臭味，孳生蚊蠅，除對(duì)周?chē)h(huán)境衛(wèi)生造成嚴(yán)重影響外，還存在各種安全隱患.餐廚垃圾的產(chǎn)生量十分巨大，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們生活水平提高，這一產(chǎn)量呈快速增長(zhǎng)趨勢(shì).因此，減量化、無(wú)害化、資源化處理餐廚垃圾的問(wèn)題已是迫在眉睫.目前，利用昆蟲(chóng)的腐食性取食行為處理加工過(guò)的餐廚垃圾，即通過(guò)昆蟲(chóng)的“過(guò)腹”轉(zhuǎn)化處理，是一條經(jīng)濟(jì)可行且安全的技術(shù)途徑[16].黃粉蟲(chóng)幼蟲(chóng)食性雜、生命力強(qiáng)、轉(zhuǎn)化率高，對(duì)生長(zhǎng)環(huán)境質(zhì)量要求低，在農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物的轉(zhuǎn)化過(guò)程中發(fā)揮著重要的作用，且目前黃粉蟲(chóng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模工廠化生產(chǎn)方式，形成了完善的產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu).因此，利用黃粉蟲(chóng)處理餐廚垃圾是切實(shí)可行的.陳美玲等研究發(fā)現(xiàn)黃粉蟲(chóng)在26.7℃，飼料含水量14.5%，飼養(yǎng)密度4.1只/cm2的飼養(yǎng)條件下，對(duì)餐廚垃圾的處理具有較好的效果[16].

1.3 畜禽糞便

畜禽糞便的大量堆積和不合理排放，不但制約畜牧養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，還對(duì)周邊地區(qū)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染[17].畜禽糞便的無(wú)害化處理和資源化利用業(yè)已成為社會(huì)普遍關(guān)注和急需解決的焦點(diǎn)問(wèn)題[18].曾祥偉等探討了黃粉蟲(chóng)轉(zhuǎn)化與利用牛糞的可行性，認(rèn)為黃粉蟲(chóng)3齡幼蟲(chóng)對(duì)EM發(fā)酵牛糞（牛糞含量60%）作為飼料表現(xiàn)出良好的適應(yīng)性，對(duì)牛糞的資源化利用具有較好的應(yīng)用前景[19].孫國(guó)峰的研究報(bào)道表明，EM厭氧發(fā)酵處理鵪鶉糞便后可用于飼養(yǎng)黃粉蟲(chóng)[20].熊曉莉等采用EM菌發(fā)酵處理后的雞糞飼喂黃粉蟲(chóng)，認(rèn)為雞糞的添加量宜低于55wt%，隨雞糞比例增加，重金屬在蟲(chóng)體內(nèi)無(wú)明顯富集[21].陳建興等進(jìn)行了黃粉蟲(chóng)采食和分解驢糞的研究，認(rèn)為驢糞可以作為黃粉蟲(chóng)的飼料，驢糞占飼料量的30%時(shí)，黃粉蟲(chóng)對(duì)驢糞的分解處理能力最強(qiáng)[18].

1.4 秸稈

近年來(lái)，過(guò)剩秸稈焚燒對(duì)民航、交通等部門(mén)造成嚴(yán)重影響，也使環(huán)境受到了污染，這使得秸稈的利用問(wèn)題變得突出.徐世才等研究了含有玉米秸稈的混合飼料和青菜葉對(duì)黃粉蟲(chóng)生長(zhǎng)發(fā)育的影響，認(rèn)為混合飼料中玉米秸稈、麥麩和玉米各占三分之一時(shí)，黃粉蟲(chóng)各項(xiàng)生長(zhǎng)發(fā)育指標(biāo)均較理想，并且對(duì)秸稈的利用率較高[22].駱倫倫比較了秸稈種類(lèi)和處理方式對(duì)黃粉蟲(chóng)幼蟲(chóng)生長(zhǎng)發(fā)育的影響，測(cè)定了黃粉蟲(chóng)幼蟲(chóng)取食玉米秸稈、水稻秸稈和麥麩后的相關(guān)消化酶活性、海藻糖含量以及腸道微生物的多樣性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)黃粉蟲(chóng)幼蟲(chóng)對(duì)玉米秸稈的平均取食量和蟲(chóng)糞量均顯著高于其它秸稈；玉米秸稈不同發(fā)酵方式處理中，黃粉蟲(chóng)幼蟲(chóng)體重變化存在明顯差異；秸稈種類(lèi)對(duì)黃粉蟲(chóng)蛋白酶活性和海藻糖含量具有顯著影響；不同秸稈對(duì)黃粉蟲(chóng)幼蟲(chóng)腸道微生物群落有顯著影響[23].呂樹(shù)臣等研究了不同水平發(fā)酵玉米秸稈對(duì)黃粉蟲(chóng)幼蟲(chóng)生產(chǎn)性能的影響，認(rèn)為發(fā)酵玉米秸稈的最佳添加水平為40%[24].

1.5 浮萍

浮萍生長(zhǎng)于水池、沼澤、水田或靜水水域，具有體積小、繁殖快、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、能有效吸收污水中的氮磷元素等特點(diǎn)[25].但我國(guó)近年來(lái)，因?yàn)楦鞯厮w富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重，發(fā)生了浮萍過(guò)度繁殖而引起水體二次污染的情況.卓少明和劉聰?shù)难芯堪l(fā)現(xiàn)，浮萍屬植物與麥麩以不同比例混合飼喂黃粉蟲(chóng)，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的增重情況相近[26]，表明可以利用黃粉蟲(chóng)的生物降解功能來(lái)有效控制和利用浮萍.鄭燕玲等測(cè)試了添加不同量浮萍對(duì)黃粉蟲(chóng)幼蟲(chóng)生長(zhǎng)發(fā)育及各項(xiàng)營(yíng)養(yǎng)成分含量指標(biāo)的影響，認(rèn)為鮮浮萍和麥麩質(zhì)量比為65%：35%時(shí)，可既不影響黃粉蟲(chóng)的飼喂周期、產(chǎn)量和質(zhì)量，又能顯著降低養(yǎng)殖成本[27].王清春等為探索浮萍利用的新途徑，解決浮萍在污水中引起的二次污染現(xiàn)象，將浮萍烘干磨碎與麥麩以不同比例混合飼喂黃粉蟲(chóng)幼蟲(chóng)，同時(shí)以浮萍替代豆餅以白菜、麥麩、浮萍(10：4：1)混合飼喂成蟲(chóng)，發(fā)現(xiàn) 50%浮萍飼喂幼蟲(chóng)各指標(biāo)與對(duì)照組差異不顯著，而成蟲(chóng)的飼喂實(shí)驗(yàn)中，成蟲(chóng)的產(chǎn)卵量和壽命均高于對(duì)照組[28].

2 展望

綜上所述，用以上環(huán)境廢棄物養(yǎng)殖黃粉蟲(chóng)既可以降低養(yǎng)殖成本，又可以將廢棄物和污染物轉(zhuǎn)化為人類(lèi)可利用的資源，還可以解決資源浪費(fèi)和環(huán)境污染的問(wèn)題.黃粉蟲(chóng)是繼家蠶、蜜蜂后又一個(gè)極可能被產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)的昆蟲(chóng)種類(lèi)，目前國(guó)內(nèi)關(guān)于黃粉蟲(chóng)的研究熱點(diǎn)還是在其飼用和食用方面的應(yīng)用，對(duì)其處理白色垃圾、餐廚垃圾、畜禽糞便、秸稈和浮萍方面的研究在國(guó)內(nèi)也只是慢慢起步，尚處于探索階段.對(duì)未來(lái)利用黃粉蟲(chóng)的生物降解功能在環(huán)境保護(hù)方面方面仍然需要繼續(xù)深化基礎(chǔ)和應(yīng)用研究.以后的研究可在一下三方面進(jìn)行：(1)研究其余環(huán)境廢棄物能否用于黃粉蟲(chóng)養(yǎng)殖；(2)從配方上優(yōu)化，以全面發(fā)揮黃粉蟲(chóng)的生物降解功能；(3)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)黃粉蟲(chóng)取食這些廢棄物后有毒有害物質(zhì)是否富集，以確保飼料和食品安全.

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