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泡沫塑料的取食对黄粉虫和大麦虫生长的影响

更新时间:2016-07-05

泡沫塑料自20世纪40年代问世以来,由于具有密度低,比弹性模量高,比强度高,吸收性能好等优点,被作为一种理想的的轻质结构材料和缓冲包装材料广泛应用.聚丙烯发泡板(expanded polypropylene,简称EPP)、可发型聚苯乙烯泡沫塑料(expanded polystyrene,简称EPS)和聚乙烯发泡片(expanded polyethylene,简称EPE)是使用最广泛的泡沫塑料[1-2].泡沫塑料的使用常常是短期和一次性的,并且在自然条件下很长时间无法降解,其产生的“白色污染”已经成为全球性的公害,处理废旧泡沫塑料成为一大难题[3-6].简单的填埋和焚烧仍然会造成环境污染,将其回收制造再生塑料颗粒是目前最好的处理方式,可是泡沫塑料制品种类繁多,用量多,收集、分类、回收工作量大,成本也很高[7-9].随着国家对生态环境的高度关注,对泡沫塑料垃圾进行无公害处理显得日益重要和紧迫,急需一种简单、低成本、无污染的处理方式解决“白色污染”问题.

一般而言,非OPEC国家的原油产量相对稳定,原油供给缺口主要来自OPEC国家。供给缺口主要分为3类:1)受战争、内乱等不可抗力减产的利比亚、尼日利亚等;2)受美国制裁、经济崩溃而被动减产的伊朗、委内瑞拉;3)主动减产的沙特、伊拉克、科威特等国。

黄粉虫(Tenebrio molitor L.),属鞘翅目(Coleoptera)拟步甲科(Tenebrionidae),在美洲最早被发现,20世纪中叶传入我国,是仓库和储藏害虫[10].黄粉虫营养价值比大部分活体动物蛋白饲料都要高,被誉为“蛋白质饲料宝库”[11].陈重光首次报道了黄粉虫能取食吸收有机塑料,这为利用昆虫降解塑料垃圾进行无公害处理提供了重要信息和探索方向[12].大麦虫(Zophobas morio Fabricius),属鞘翅目(Coleoptera)拟步甲科(Tenebrionidae),是我国由东南亚国家引进的新型蛋白源昆虫,营养价值成分比黄粉虫更高,开发潜力更大[13].苗少娟等发现大麦虫也有取食泡沫塑料的习性,并对其排泄物进行了分析[14];徐世才等人报道了黄粉虫取食的泡沫和麦麸的质量比为1:6时泡沫的降解率最大,且黄粉虫能正常生长[15]杨军首次分离到可以降解塑料的肠道细菌并证实了该微生物能有效地降解泡沫塑料[16-18].

本试验旨在现有的基础上进一步研究泡沫塑料的取食对黄粉虫和大麦虫生长的影响,用不同材质的泡沫塑料分不同饲料配方喂养黄粉虫和大麦虫,验证这2种昆虫是否能将泡沫塑料有效地吸收和转化,观察其取食泡沫塑料后是否能正常生长和化蛹,并对大麦虫与黄粉虫取食泡沫塑料作对比研究,为以后黄粉虫和大麦虫作为降解泡沫塑料的益虫推广应用提供参考依据.

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试虫源:供试大麦虫和黄粉虫由海南大学热带农林学院昆虫饲养室提供.

由图2可知,大麦虫幼虫在饲料配方A(泡沫塑料)和饲料配方B(泡沫塑料+麦麸)下的所有试验组的平均体重都是先缓慢下降,在第7次时普遍达到最低点,然后缓慢上升,其中A-EPS和B-EPP这两组最高达到了0.400 g左右;饲料配方C(泡沫塑料+麦麸+青菜)下3个试验组(C-EPP、C-EPS和C-EPE)和对照组中大麦虫幼虫的平均体质量一直处于较为快速的增长速度,其中C-EPP处理组合在第12次就完成了化蛹,最后其余3个试验组平均体重均达到了0.682~0.868 g.

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计 选取1 500头5龄黄粉虫幼虫和1 500头6龄大麦虫幼虫,分别用3种不同的泡沫塑料(聚丙烯发泡板(EPP)、聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)和珍珠棉(EPE))和不同的饲料配方(A:泡沫塑料,B:泡沫塑料+麦麸,C:泡沫塑料+麦麸+青菜)喂养(以下内容中分别用A、B、C表示);本试验有9个试验组和1组对照组,对照组用麦麸和青菜正常喂养,每个组设3个重复(为了方便统计,将各处理组合的名称进行简写,例:A饲料配方下泡沫塑料为珍珠棉EPE的组合简称为A-EPE,以此类推).每个饲养箱(20 cm×40 cm×20 cm)饲养50头虫,放入4块10 cm×10 cm×2 cm的泡沫塑料,有饲料的试验组每个培养箱放入50 g麦麸(根据情况定期添加).试验所用青菜均清洗干净,晾干后使用(定期添加);麦麸放在太阳下暴晒后使用;养虫室室内温度控制在27 ℃,湿度控制在70%.

根据每次对各处理中黄粉虫和大麦虫化蛹数量统计,得出黄粉虫和大麦虫取食泡沫塑料后的化蛹进度.从图5可以看出,黄粉虫在饲料配方B下(泡沫塑料+麦麸)的3个试验组的化蛹进度表现出相似的趋势,都是缓慢上升,在最后一次测量时能达到43%左右;饲料配方C下(泡沫塑料+麦麸+青菜)的3个试验组和对照组的黄粉虫化蛹进度均快于饲料配方B下的3个试验组,在第3次测量开始便迅速上升,在第6次测量时便全部完成化蛹,最后蛹化率均达到80%以上;而在饲料配方A(泡沫塑料)的3个试验组均未发现有黄粉虫幼虫化蛹现象.这说明黄粉虫在取食纯泡沫塑料后无法达到化蛹条件,而饲料配方B中缺少水分的补充也会限制黄粉虫的生长,最后会影响到黄粉虫的化蛹率,只有饲料配方C下其化蛹进度和化蛹率与对照组吻合.

只有现在,紧张得拉长到永恒的这一刹那间,这室内小阳台上一灯荧然,映衬着楼下门窗上一片白色的天光。有这印度人在旁边,只有更觉得是他们俩在灯下单独相对,又密切又拘束,还从来没有过。但是就连此刻她也再也不会想到她爱不爱他,而是——

虫体平均质量(g/头)=总体质量(g)/虫数量(头)各箱虫体质量(g/个)=各饲养箱虫质量总和(g)/饲养箱数量(个)

1.3 数据处理

试验数据用Excel 2007和SPSS 19.0软件进行统计分析,采用Duncan氏新复极差法比较黄粉虫和大麦虫各处理组合的差异显著性;以材料和饲料配方为处理因子,应用双因素方差分析Two-way ANOVA进行处理间试验数据的差异显著性分析.

2 结果与分析

2.1 黄粉虫和大麦虫在不同饲料配方下的泡沫塑料取食量

黄粉虫幼虫在取食泡沫塑料后,其平均体质量变化见图1.在饲料配方A下(纯泡沫塑料),喂以3种不同材质(EPP、EPS和EPE)的塑料,黄粉虫幼虫平均体质量变化趋势很接近,都是先有小幅度下降,在第8次时达到最低,然后平均体质量缓慢增加,最后达到0.090~0.101 g;在种饲料配方B下(泡沫塑料+麦麸)的3组黄粉虫幼虫平均体质量都是缓慢增长,最后达到0.147~0.168 g;在饲料配方C下(泡沫塑料+麦麸+青菜)的3组黄粉虫幼虫的平均体质量增长趋势和对照组相似,都是迅速增长并在第5次记录后全部化蛹,其中C-EPP和C-EPE这2组黄粉虫的平均体质量最大达到0.200 g.

由表2可知,饲料配方的不同对大麦虫取食泡沫塑料量的影响显著F(2,18)=83.232(P<0.05),其中取食量最大的处理组合为C-EPS,取食量为4.598 g,最大取食量是黄粉虫的9倍多;泡沫塑料材质对大麦虫取食没有显著影响F(2,18)=0.464(P>0.05),但是从表中可得出大麦虫取食聚苯乙烯EPS的量总体大于其它两种材料;而饲料配方和泡沫塑料材质的交互影响对大麦虫取食泡沫塑料亦没有显著影响F(4,18)=2.329(P>0.05).由此可以说明,大麦虫取食泡沫塑料的量取决于饲料配方.

文章由昙花写起,强调了“低调”对于生命的意义。作者写昙花,生动细腻地描述了昙花的香味、色泽、情态以及花开的时间,重在突出它的特点:美丽而低调。而后借牡丹与杨修的张扬来做对比,揭示了内敛者与张扬者给人不同的心理感受。最后,由物及人,点出文章的主旨:为人当低调,方可淡泊明志,赢得美好人生。

表1 黄粉虫在不同饲料配方下取食泡沫塑料量

Table 1 Foam plastic intake of Tenebrio molitor under different feed formulations g

材料取食量饲料配方A饲料配方B饲料配方C聚丙烯EPP0.106±0.007b0.242±0.028b0.199±0.014b聚苯乙烯EPS0.318±0.053a0.489±0.121a0.458±0.047a聚乙烯EPE0.199±0.022b0.258±0.070b0.264±0.037b

数据为“平均值±标准差”,其中小写字母表示同一饲料配方下不同材料间的数据分析结果间差异显著(P<0.05).

表2 大麦虫在不同饲料配方下取食泡沫塑料量

Table 2 Foam plastic intake of Zophobas morio under different feed formulations g

材料取食量饲料配方A饲料配方B饲料配方C聚丙烯EPP0.130±0.029b0.246±0.032a3.259±0.100ab*聚苯乙烯EPS0.448±0.077a0.401±0.117a4.598±0.789a*聚乙烯EPE0.334±0.097ab0.548±0.114a2.27±0.542b*

数据为“平均值±标准差”,表中小写字母表示同一材料下不同饲料配方间的数据分析结果间差异显著(P<0.05),*表示同一材料下不同饲料配方间的数据分析结果间差异显著(P<0.05).

2.2 黄粉虫幼虫和大麦虫幼虫平均体质量的变化

在试验中观察到黄粉虫在各个处理中均有取食泡沫塑料的行为,由表1可以看出,泡沫塑料材质的不同对黄粉虫取食泡沫塑料质量作用明显F(2,18)=14.6(P<0.05).黄粉虫取食聚苯乙烯EPS泡沫塑料的量最大,其中取食量最高的处理组合B-EPS达到0.489 g;黄粉虫取食聚丙烯EPE和聚乙烯EPP泡沫塑料的量相对较少.不同饲料配方对黄粉虫取食泡沫塑料没有影响F(2,18)=2.564(P>0.05);而饲料配方和泡沫塑料材质的交互影响对黄粉虫取食泡沫塑料也没有显著影响F(4,18)=0.276(P>0.05).由此可见,黄粉虫对泡沫塑料具选择性,更喜欢取食聚苯乙烯EPS泡沫塑料(P<0.01).

图1 黄粉虫幼虫取食3种泡沫塑料后体质量的变化 Figure 1 The change of average weight of Tenebrio molitor larva after feeding three kinds of foam plastics

材料:麦麸、青菜、聚丙烯发泡板(expanded polypropylene,EPP)、可发型聚苯乙烯泡沫塑料(expanded polystyrene,EPS)、聚乙烯发泡片(expanded polyethylene,EPE).材料硬度:聚丙烯(EPP)>聚乙烯(EPE)>聚丙乙烯(EPS).

由于大麦虫的幼虫期较长,因此其化蛹进度比黄粉虫要慢.从图6可以看出只有饲料配方C下的3个试验组有化蛹现象.其中C:EPP组化蛹进度最快,在第7次测量后其化蛹速度迅速增加,在第13次测量时化蛹率达到90%;C-EPS组从第6次测量开始,其化俑进度缓慢增长,最后一次测量时达到了30%;C-EPE组从第5次测量起开始化蛹,到第11 次测量时不再化蛹,最后达到12%.A饲料配方和B饲料配方下的所有试验组均未有化蛹现象.由此可见,大麦虫对于化蛹的条件更为严苛,缺少水分和营养物质都无法化蛹.在饲料配方C下的3个试验组的化蛹率表现出较大的差异性,其中C-EPP组的化蛹率显著大于C-EPE组和C-EPS组(P<0.05);而C-EPE组的化蛹率显著大于C-EPS(P<0.05).

图2 大麦虫幼虫取食3种泡沫塑料后体质量的变化 Figure 2 The change of average weight of Zophobas morio larva after feeding three kinds of foam plastics

2.2 黄粉虫幼虫和大麦虫幼虫自相残食数量差异

在试验中观察到黄粉虫幼虫和大麦虫幼虫自相残食的现象非常严重.从图3可以看出,饲料配方A下(泡沫塑料)的黄粉虫幼虫自相残食的数量显著大于其他饲料配方下的试验组(P<0.05);饲料配方B下(泡沫塑料+麦麸)的黄粉虫幼虫自相残食的数量次之,且显著大于饲料配方C和对照组P<0.05);饲料配方C下(泡沫塑料+麦麸+青菜)的黄粉虫幼虫自相残食的数量与对照组无显著性差异(P>0.05).这说明饲料配方的不同会影响黄粉虫幼虫的自相残食的数量,其中饲料配方A下自相残食现象最严重,饲料配方C和对照组自相残食数量最少.

图3 黄粉虫幼虫自相残食的数量 Figure 3 The quantity of Tenebrio molitor larva cannibalism

从图4可知,饲料配方A和饲料配方B下的大麦虫幼虫自相残食的数量显著大于C饲料配方和对照组(P<0.05),其中B-EPS处理组合的自相残食量最大,达到了46头;对照组自相残食的数量显著大于饲料配方C(P<0.05);饲料配方C下的大麦虫幼虫自相残食数量显最小.这同样可以说明饲料配方的不同会影响大麦虫幼虫的自相残食的数量,饲料配方A和饲料配方B自相残食现象同样严重,对照组次之,饲料配方C自相残食数量最少.

图4 大麦虫幼虫自相残食的数量 Figure 4 The quantity of Zophobas morio larva cannibalism

2.3 黄粉虫和大麦虫取食泡沫塑料后的化蛹进度

1.2.2 数据记录 每6 d统计1次各饲养箱中黄粉虫和大麦虫的活体数量、总质量、死亡数量、化蛹数量和自相残食数量,用电子天平称量各饲养箱虫体总质量和试验前后泡沫塑料的总量.由于饲养箱是封闭状态,每1 d清理死亡虫体和蜕皮,发现有虫体失踪或是有遗体残渣即判断为自相蚕食.

1.2.3 计算方法 泡沫塑料的取食量(g)=试验前泡沫塑料量(g)-试验后泡沫塑料量(g)

图5 黄粉虫化蛹进度 Figure 5 The pupation progress of Tenebrio molitor larva

但随着日子一天天过去,大家发现老邓的嘴里得不到半点消息,而且他的出现比小偷更令营业部损失惨重,他每次不是要走几斤腊肉,几斤盐巴,就是一瓶江津白酒,而且日复一日,没半点消停的意思。刚开始他还到仓库里转悠转悠,向甲洛洛询问一些仓库货物的存储情况,后来把这道手续也减免了,干脆径自去找丁主任,拿完东西就走人。

(5)“师资力量”包含“专业能力强的”“个人品质好的”“声誉好的”这三个自由节点,指的是个体在“培训参与决策”前对培训“师资力量”方面的特征感知。这些自由节点都是衡量师资力量的重要指标,即当一个再就业培训项目具备更多这些节点所描述的特征时,个体更倾向于认为项目依托有雄厚的师资力量。

图6 大麦虫化蛹进度 Figure 6 The pupation progress of Zophobas morio larva

3 讨论

通过用不同硬度的泡沫塑料喂养黄粉虫黄粉虫和大麦虫,试验结果显示黄粉虫和大麦虫对泡沫的取食具有选择性,对硬度最低的聚苯乙烯(EPS)泡沫塑料取食量总体大于其它泡沫塑料,这与苗少娟的实验结果基本符合[14];试验中还发现大麦虫只有在水分和营养物质充足的C饲料配方下(泡沫塑料+麦麸+青菜)才能大量取食泡沫塑料,这说明水分和食物的供给决定了大麦虫取食泡沫塑料的能力.

本试验中用3种不同的泡沫塑料(聚丙烯EPP,聚苯乙烯EPS、聚乙烯EPE)分3种不同的饲料配方喂养后黄粉虫和大麦虫后,它们的个体平均体重都有增长(图1-2),但是各个饲养箱中幼虫的总质量并没有全部都增加.黄粉虫和大麦虫在纯饲喂泡沫塑料的条件下,各箱虫体总重量最初为3.516 g和13.821 g ,在第19次统计时已分别降至0.513 g和2.454 g,下降幅度巨大.导致这一现象的原因是大麦虫和黄粉虫都有自相残食的习性,黄粉虫和大麦虫在缺少食物的条件下会通过自相残食来获得水分和营养物质,因此导致了虫体数量大量减少,总体质量下降[19].陈重光在对黄粉虫取食泡沫塑料的首次报道中得出1 kg有机塑料可以使黄粉虫体质量增加3 kg以上的结论[12];沈叶红发现黄粉虫取食聚苯乙烯泡沫平均体质量最高增长量是取食泡沫塑料的量的9倍[20].本文与先前研究者的研究结果有差别,猜想可能是由于他们的研究重点在个体平均体质量的变化,没有充分考虑到数量和总体质量的变化以及自相残食的现象,并且他们的试验时间都较短,没有研究黄粉虫取食泡沫塑料后对整个世代的生长发育影响.杨军等在研究中发现黄粉虫的肠道细菌可以将泡沫塑料矿化成CO2和脂质[17-18],但是取食泡沫塑料对黄粉虫的生长发育是否有影响并没有后续报道.根据本试验的结果显示,黄粉虫纯取食泡沫塑料后无法正常生长和发育,因此黄粉虫能否有效吸收这些脂质还需进一步研究.

二是突出统筹重点,规范资金使用方向。对统筹整合资金实行负面清单监管,在省政府明确规定“五个防止、五个不得”负面清单的基础上,制定印发了13类“负面清单”,划定资金使用“禁区”,进一步明确各类财政性资金统筹整合的范围和对象。将中央层面的42项资金、省级层面的33项资金和县级层面的20项资金纳入扶贫资金总台账的清单,按大类分为产业发展、基础设施、社会事业、教育扶贫、社会保障、医疗保障、住房保障7个方面的使用方向。

在实际生产中,大麦虫幼虫单独隔离才能正常化蛹,大麦虫在群集环境中会有化蛹抑制的现象[21],本试验对照组在群集环境中饲养,所以未发现大麦虫化蛹.在饲料配方C(泡沫塑料+麦麸+青菜)下,大麦虫取食3种不同泡沫塑料后其化蛹率差异很大,除了化蛹抑制影响外,还可能跟泡沫塑料的材质有关系.聚丙烯(EPP)泡沫塑料的硬度最高,其化蛹率也最高;聚苯乙烯(EPS)硬度最低化蛹率也最低.试验中观察到越靠近化蛹阶段,大麦虫取食泡沫塑料的行为越活跃,猜想大麦虫取食泡沫塑料可能是为了寻找一个安全的化蛹场所,而泡沫塑料硬度越高,就能提供越安全的化蛹场所,大麦虫受化蛹抑制的影响也越小.

4 结论

不同硬度的泡沫塑料对黄粉虫的取食量有显著影响,黄粉虫取食聚苯乙烯EPS的量显著大于聚丙烯(EPP)和聚乙烯EPE)(P<0.05);饲料配方的不同对大麦虫取食泡沫塑料影响很大,饲料配方C下(泡沫塑料+麦麸+青菜)大麦虫取食泡沫塑料的量显著大于其它饲料配方(P<0.05);在饲料配方A(泡沫塑料)和饲料配方B下(泡沫塑料+麦麸),黄粉虫和大麦虫无法正常生长和化蛹,且自相残食现象严重;在饲料配方C下,黄粉虫和大麦虫均能正常生长,并且发现泡沫塑料的材质会影响大麦虫的化蛹率.

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殷涛,周祥,王艳斌,黄方巧
《甘肃农业大学学报》2018年第02期文献

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