CC BY
140Se Mueoi.моводство
УДК 595.772. 631.95
ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВЕДЕНИЯ МУХИ HERMETIA ILLUCENS В РОССИИ ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ ОРГАНИЧЕСКИХ ОТХОДОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
А.А. Марцев. н.б.н. — Владимирский НИИСХ; Владимирский государственный университет
А.А. Подолец — Владимирский государственный университет
E-mail: [email protected]
Представлен анализ острых проблем современной экологии - загрязнения окружающей среды органическими отходами животноводческих и птицеводческих ферм. Приведены доводы в пользу круглогодичного разведения мухи Hermetia illucens в закрытых условиях для утилизации органических отходов. Период развития личинок составляет 14 суток, они содержат ~ 40 % протеина и 30 % жира. Взрослые особи не питаются и не переносят возбудителей болезней. Удаление органических остатков с использованием Hermetia illucens более эффективно, чем компостирование и вермикомпостирование. В результате освоения технологии культивирования популяции Hermetia illucens на органических отходах сельскохозяйственных предприятий возможно решение следующих проблем ' утилизация органических отходов; производство кормового белка (альтернатива рыбной муке), ценного удобрения - зоогумуса, а также биополимера хитина и его производных.
Ключевые слова: муха Hermetia illucens, органические отходы, кормовой белок, зоогумус, хитин.
3 нашей стране, как и во всем мире., весьма актуальна проблема защиты окружающей среды от загрязнения твердыми и жидкими органическими отходами. С этой точки зрения основную опасность в России представляют крупные животноводческие и птицеводческие комплексы, деятельность которых ставит под угрозу экологическое благополучие окружающей среды. Основная причина такой ситуации - неудовлетворительно организованная работа по утилизации органических отходов, главным образом, навоза и помета.
Большие объемы навоза служат ре-зерваторами гельминтов, мух и болезнетворных микроорганизмов. Высокая концентрация в производственных помещениях вредных газов (сероводорода, аммиака и метана), образующихся в процессе разложения продуктов жизнедеятельности, отрицательно влияет на развитие животных, снижает уровень прироста, увеличивает падеж. К тому же, неприятные запахи, идущие из загонов для скота и распространяющиеся на сотни метров, снижают комфортность проживания населения, а также могут вызывать различные нарушения здоровья людей [1].
Свежий навоз и помет непосредственно в почву вносить нельзя, поскольку они содержат большое количество таких опасных веществ, как аммиак, сероводород, фенол, антибиотики и др. Кроме того, они могут способствовать распространению многих возбудителей инфекционных болезней
человека и животных, служить источником семян сорной растительности, способствовать накоплению в сельскохозяйственных растениях нитратов, а также поступлению в грунтовые воды азота и фосфора. Применяемые технологии содержания животных, птицы и технологические средства удаления отходов допускают сильное разбавление естественных выделений животных водой, что резко увеличивает их влажность и повышает вероятность поступления части жидкой фракции в водные источники.
Еще одна серьезная проблема -низкий объем навозопометохранилищ. Во многих хозяйствах образующееся количество помета и навоза превышает вместимость хранилищ в 1,5-3 раза; на отдельных ферма собственных хранилищ нет вообще. Это приводит к размыванию дождями, переполнению хранилищ с последующим вытеканием из них жидкой фракции, круглогодичному вывозу навоза и помета на поля [?, 3,.
Кроме того, решение проблемы утилизации органических отходов одновременно может снизить остроту такой важной экологической проблемы, как разрушение биоструктур почв, которое происходит и вследствие обеднения их питательными веществами. Поданным Россельхозакадемии, за последние 50 лет почвы России потеряли 20-30 % гумуса. При среднегодовом выносе питательных веществ более 13 млн т в почву возвращается только 2,7 млн т [3]. Отрицательный баланс
гумуса в пахотных почвах Владимирской области, по данным ЦАС «Владимирский», наблюдается с 1992 г и составляет от-0,45 до -2,60 ц/га в год [4].
Переработка отходов животноводства и птицеводства в высокоэффективные биоудобрения и оздоровление окружающей среды в местах расположения животноводческих и птицеводческих предприятий остаются одной из приоритетных задач агропромышленного комплекса [5,6]
На сегодняшний день наиболее известны такие методы переработки отходов животноводческих и птицеводческих хозяйств, как компостирование, вермикомпостирование и переработка личинками насекомых
Все большее внимание мирового научного сообщества привлекают насекомые, личинки которых способны развиваться на органических субстратах. При этом они могут выступать источником органических веществ (белки, жиры, хитин и др.). Их белок рассматривается в качестве альтернативы белка рыбной муки, жиры содержат биологически активные жирные кислоты, хитин кутикулы обладает иммуно-модулирующими свойствами [7].
Российские ученые активно изучают возможности переработки отходов животного происхождения домовой мухой (Musca Domestica) [8,9], личинки которой, выращенные на органических отходах, обладают непревзойденной энергией роста (их масса увеличивается в течение недели в 300-500 раз). Подсчитано, что биомасса от пары мух
№ 4(82)2017
fiiaSuMíDcl й ЗешеШкй
Животноводство 3
и их потомства при полной реализации генетического потенциала в течение года превысит 87 т, что соответствует массе 6 слонов. Зоогумус, полученный после переработки экскрементов личинками мух, - высокоэффективное органическое удобрение. Он не содержит патогенных болезнетворных микроорганизмов, жизнеспособных яиц гельминтов, личинок мух, цист, кишечных патогенных простейших. Ученые Новосибирского СХИ показали способность зоогумуса повышать плодородие, восстанавливать структуру и яодоудерживающую способность почв [10]. В соответствии с результатами исследований, проведенных специалистами Всероссийского научно-исследовательского института органических удобрений и торфа, использование зоогумуса в условиях защищенного и открытого грунта повышает всхожесть семян, стимулирует развитие мощной корневой системы, рост стеблей и листьев, накопление биомассы, цветение и плодоношение растений. В условиях защищенного грунта применение зоогумуса снижает уровень пораженное™ овощных культур бактериозом, фитоф-торозом, мучнистой росой, усыханием, септориозом, альтернариозом [11].
Мука из личинок мух содержит около 50 % перевариваемого протеина и 15 % жира. Она богата аминокислотами, в том числе незаменимыми. Многочисленные исследования по скармливанию определенного количества муки из личинок мух неизменно показывают хорошие результаты при отсут ствии отрицательного воздействия на организм животных [9].
В мире известно более 70 направлений использования хитина и его производного - хитозана. Наиболее важные из них - медицина, сельское хозяйство и пищевая промышленность. Благодаря свойствам хитина его называют веществом XXI века. Химическое строение этого соединения идентично у всех биологических объектов, но его качество зависит от исходного сырья, среды обитания биологического объекта, а также способов получения полимера [12,13].
В последние годы наиболее перспективным насекомым с точки зрения решения проблемы утилизации различных органических отходов и одновременно получения биологически активных веществ считают муху Hermetia illucens. Это крупное насекомое из семейства Stratiomyidae (Díptera), обитатель тропиков, субтропиков и теплой умеренной зоны Америки [14]. Муха Hermetia illucens отличается неприхотливостью. личинки ее всеядны, спо-
собны перерабатывать разнообразные растительные и пищевые отходы, фекалии, птичий помет, стоки свиноферм. Образующийся после такой переработки, субстрат может быть использован в качестве органического удобрения.
Период развития личинок составляет 14 суток, они содержат ~ 40 % протеина и 30 % жира. Технология удаления органических остатков с использованием Hermetia illucens более эффективна, чем компостирование и вермикомпо-стирование. Вопросами промышленного разведения Hermetia illucens и гигиеническими аспектами применения личинок занимаются в США, Канаде, Австрии, Германии, Швеции, ЮАР, Китае, Корее и др. В России исследования в этом направлении только зарождаются, но уже есть некоторые данные по биоконверсии органических отходов и использованию личинок в корм сельскохозяйственным животным [15-18]. Как правило, промышленно этот вид в теплых странах разводят в вольерах на открытом воздухе. Для разведения Hermetia illucens в закрытых помещениях необходимо создание специальных условий: температуры воздуха, влажности и освещенности
Если сравнивать перспективы разведения мух Musca Domestica и Hermetia illucens, то для второй они выглядят более предпочтительными. Во-первых, личинки Hermetia illucens менее прихотливы в питании и способны перерабатывать практически любые органические отходы. Во-вторых, в процессе жизнедеятельности они выделяют в несколько раз меньше неприятных запахов. В-третьих, имаго Hermetia illucens не питаются и поэтому не переносят возбудителей болезней Для круглогодичного разведения обоих видов в России необходимо создание в закрытых помещениях одинако вых условий по микроклимату.
Таким образом, разведение насекомых на органических отходах животноводческих и птицеводческих ферм может способствовать решению одновременно нескольких острых проблем: утилизации органических отходов; получение альтернативных источников кормов для сельскохозяйственных животных, птицы, рыбы; производство органического удобрения и хитина. При этом наиболее перспективный вид насекомых - муха Hermetia illucens.
Литература
1. Биккинина Л. М.-Х., Алиев Ш А. Экологическая эффективность способа утилизации органических отходов животноводческих комплексов // Ученые
записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана. 2013. Т 215. С. 39-44
2. Вермикомпостирование как решение экологической проблемы утилизации отходов животноводства / И.М. Суханова, Ф.Г Шарафеева, Р.Р. Газизов и др.//Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н Э. Баумана. 2015. № 223. С. 194-198.
3. Черных В.Д. Состояние и пути повышения экологической безопасности сельскохозяйственного производства // Повышение урожайности сельскохозяйственных культур в Центральном Черноземье: науч. труды Курской ГСХА. Курск, 2004. С. 17-23.
4. Комаров В.И., Калинина З.Т., Гришина A.B. Динамика агрохимических показателей плодородия почв пахотных угодий и объемов применения средств химизации во Владимирской области //Достижения науки и техники АПК 2016. Т. 30. № 11. С. 17-23.
5. Ковалев Н.Г. Биоконверсия отходов животноводства // Вестник акаде мии сельскохозяйственных наук. 2003. №2. 28 с.
6. Шарафеева Ф.Г., Суханова И.М Применение биогумуса - как фактор биологизации земледелия и основа для перехода к органическому сельско му хозяйству //Актуальные проблемы развития прикладных исследований и пути повышения их эффективности в сельскохозяйственном производстве: материалы Междун. науч.-практ. конф Казань, 2001. 343 с.
7 Ушакова H.A. Перспективы промышленного разведения насекомых на твердых органических отходах, получения кормового белкового продукта и биологически активных веществ // Биотехнология и качество жизни: материалы Международной науч.-практ. конф. Казань, 2014. С 415-416.
8. Аксенов A.B., Шинкарев С.М. Биотехнология переработки свиного навоза и птичьего помета энтомологическим способом личинкой синантроп-ной мухи Musca domestica // Вестник Всероссийского научно-исследовательского института механизации животноводства. 2007. Т. 17. № 3. С. 201-204.
Э. Энтомологический метод утилизации органических отходов животноводства, в частности, свиноводства / Л.К Эрнст, Ф.И. Злочевский, В.А. Еро-хин и др. // Аграрная Россия. 2000. № 5. С. 51-57
10. Эрнст Л.К., Колтыпин Ю.А. Вопросы утилизации бесподстилочного навоза накомплексах и фермах промышленного типа. Дубровицы: Изд-во ВИЖ, 1975. 88 с.
gnâûUMipckiù ЗемледЪлОД
№ 4(82)2017
, Животноводство
11. Тысленко A.M., Тарасов С.И. Питательные грунты на основе зоогу-муса // Современные тенденции развития науки и технологий: сб.науч. тр. IV межд. науч.-практ. конф. Белгород. Эпицентр. 4.1!. № 4-2. С. 85-88.
12. Веротченко М.А., Терещенко А.П., Злочевский Ф.И. Биопереработка свиного навоза - основа получения хитина и хитозана // Аграрная Россия. 2000 № 5. С. 57-59
13. Погарская Н.В., Селионова М.И., Бинатова В.В. Получение хитозан-ме-ланинового комплекса из подмора пчел и определение его физико-химических и биологических характеристик //Ветеринаоия и кормление. 2008. № 6. С. 28-30.
14. Biological treatment of municipal organic waste using black soldier fl у larvae / S. Diener, N. Studt Solano, F.
Roa Gutiérrez etc. //Waste biomass Valorization. 2011. V.2. N.4. P.357-363
15. Высокоэффективная биоконверсия органических субстратов личинками Черной львинки (Hermetia illucens) / А.И. Бастраков, А.А. Загоринский, А.А. Козлова и др.//Биотехнология и качество жизни: материалы Междунарор ной науч.-практ. конф. Казань, 2014 С. 418-419.
16. Бастраков А.И. Ушакова Н.А. Переработка птичьей пометной подстилки личинками Черной львинки (Hermetia illucens) // Биотехнология: состояние и перспективы развития: материалы VIII Московского Межд Конгресса. М ЗАО «Экспо-биохим-тех-нологии», РХТУ им. Д.И. Менделеева,, 2015. С. 350-351
17. Эффективность использования муки из личинок мухи Hermetia illucens
пои выращивании молодняка сзиней / Р.В. Некрасов, Л.А. Пашкова, М.Г. Ча-баев и др. //Современные проблемы и научное обеспечение инновационного развития свиноводства: сб. докладов XXIII Межд. науч.-практ. конф. 2016. С 206-210.
18. Личинки мухи Черный солдат (Hermetia illucens) в питании животных Р.В. Некрасов, H.A. Ушакова, М.Г. Чаба-ев и др. // Современные достижения и проблемы биотехнологии сельскохозяйственных животных: Материалы 10-й Всерос. конф.-школы молодых ученых Дубровицы: ВИЖ, 2015. С. 237143.
PERSPECTIVE FOR BREEDING OF HERMETIA ILLUCENS FLIES IN RUSSIA FOR THE UTILIZATION OF ORGANIC WASTE OF AGRICULTURAL ENTERPRISES
A.A. Martsev, A.A. Podolets
It is presented the analysis of acute problems of modern ecology: environmental pollution by organic wastes of livestock and poultry farms. The case for year-round breeding of Hermetia illucens unde closed conditions for the utilization of organic waste is presented. The duration of larva development is 14 days; they contain about 40 % of protein and 30 % of fat. Adults do not feed and do not carry pathogens. The disposal of organic wastes with the use of Hermetia illucens is more effective than composting and worm composting. As a result of the technology development of cultivation of Hermetia illucens populations on organic wastes of agricultural farms several problems could be solved: utilization of organic wastes; production of feed protein (an alternative to fishmealj; obtaining of a valuable fertilizer- zoohumus, as well as chitin biopolymer and its derivatives.
Keywords: Hermetia illucens fly, organic waste, feed protein, zoohumus, chitin
УДК 595.799
ОСОБЕННОСТИ ЛЁТНОЙ И ФУРАЖИРОВОЧНОЙ АКТИВНОСТИ ШМЕЛЕЙ BOMBUS TERRESTRIS (L) В ТЕПЛИЦАХ
Р.В. Жуков — Владимирский НИИСХ, Владимирский Государственный Университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых
E-mail: [email protected] в.а. Пономарев — Ивановская государственная сельскохозяйственная академия имени Д.К. Беляева
Изучение лётной активности большого земляного шмеля Bombus terrestris (I.) на томатах в тепличных условиях показало, что летняя и весенняя активность неравнозначны. В летние месяцы она выше в утренние часы (р>0,05), весной наблюдалась тенденция к увеличению лётной активности в послеполуденное время (р<0,05). Для определения эффективности шмелей количество прилетов фуражиров с пыльцевой обножкой сравнивали с количеством прилетов без нее за один и тот же временной интервал. Летом число рейдов с пыльцой с 8 до 12 ч (167, или 37 %) было меньше (р<0,05), чем без пыльцы (279, или 63 %). С12 до 16 ч эффективность фуражирования в процентном отношении практически не изменилась (р<0,05): соответственно 117(39 %) и 181 (61 %). До полудня были отмечены 102 (67 %) прилета фуражиров с обножкой и только 51 (33 %) без нее (р<0,05). В летний сезон уровень активности в теплицах выше в дополуденное время, весной до и после полудня активность насекомых остается постоянной. Как в первом, так и во втором случаях наблюдается почасовое ее изменение. Летом величина этого показателя понижалась (с 10 до 16 ч), весной - увеличивалась (с 9 до 16 ч). На особенности лётной и фуражировочной активности шмелей в теплицах, прежде всего, влияют
№ 4 (82) 2017
5/ia9uMipckiú ЗемледЪлод
