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摘要 [目的]研究家蝇幼虫生态处理后猪粪、鸡粪中微生物（细菌、真菌、放线菌）数量的变化情况。[方法] 猪粪、鸡粪经家蝇幼虫生态处理后，采用稀释平板计数法对样品中细菌、真菌及放线菌数量进行分析，设立未经幼虫处理的猪粪、鸡粪为对照。[结果] 正常对照组猪粪在恒温、恒湿条件下放置3～5 d后，细菌、真菌及放线菌的数量达到最高峰，分别为1 378×109、3 352.0×106和3 48.81×107 cfu/g。经家蝇幼虫处理后，猪粪中的各类菌数量增加幅度均较小，第5天相应的各类菌落数为158.40×109、185.0 ×106和4.6×107 cfu/g，总体上呈较为平稳态势。正常对照组的鸡粪前5 d 3种微生物数量增加亦明显，而家蝇幼虫处理组变化均不大。[结论] 家蝇幼虫处理猪粪、鸡粪后，能显著降低粪便中细菌、真菌、放线菌的数量。
关键词 家蝇幼虫；猪粪；鸡粪；微生物
中图分类号S141.2文献标识码A文章编号0517-6611（2015）16-128-02
The Effects of Housefly Larvae Ecological Treatment on Microorganisms Number in Pig Manure and Chicken Manure
GUO Guo1， WU Jianyu2， JIANG Zhihe2 et al
（1. School of Basic Medical Sciences， Guiyang Medical College， Guiyang， Guizhou 550004； 2. 2012 Excellent Doctors Class， Guiyang Medical College， Guiyang， Guizhou 550004）
Abstract [Objective][ To study the number change of microorganisms such as bacterial， fungi， and actinomycete in pig manure， chicken manure after ecological treatment by housefly larvae. [Method][ The number of bacteria， fungi and actinomycetes in pig manure and chicken manure were counted with dilution plate count after treatment by housefly larvae， the non-treated pig manures and chicken manures as control. [Result][ After 3-5 days， the number of bacteria， fungi and actinomycetes of control group， reached its peak at 1 378×109， 3 352.0×106， 348.81×107 cfu/g， while the experimental group， only reached 158.40× 109， 185.0×106 and 4.6×107 cfu/g， the general was relatively stable. The number change trend of microorganism of chicken manure group was as same as pig manure group. [Conclusion][ The housefly larvae can significantly reduce the number of bacterial， fungi， and actinomycetes in pig manure， chicken manure.
Key words Housefly larvae； Pig manure； Chicken manure； Microorganism
近年來，我国畜禽养殖业发展迅猛，规模化养殖技术日益更新，但在饲养过程中产生的大量畜禽粪便已经成为很大的污染源[1]，远远超过我国工业废水和生活污水排放量之和，对人类健康和周围动植物的生态环境造成了严重危害。畜禽粪便中人畜共患病原菌传播的公众健康风险也越来越受到人们的重视[2]。因此，如何利用好这些有机废物，将农业废弃物化害为利、变废为宝是关系到我国农业能否实现可持续发展迫切需要解决的问题，也是减少蚊蝇孳生、减少疾病传播和改善环境卫生的关键问题。
猪粪和鸡粪是优良的蛋白质、矿物质原料，但未经处理的猪粪和鸡粪中含有大量的有害微生物，只有经过适当的处理才可以用作植物安全卫生的有机肥料。目前利用畜禽粪便生产有机肥的方法主要有自然堆肥法和微生物发酵法等，但需要的周期较长。
家蝇（Musca domestica）是一种分布广、繁殖周期短、适应性和繁殖力都很强的昆虫，是自然生态系统腐食食物链中的重要分解者。蝇蛆生长快，嗜食畜粪，幼虫含有丰富的营养成分，具有很高的饲用价值。目前研究表明，将家蝇集约化饲养，利用其生态功能集中转化畜禽粪便等有机废物，能够将有机废物快速熟化，转化为生物有机肥并获得蝇蛆优质动物蛋白，有效地将环境治理和资源开发有机结合起来。笔者研究了经家蝇幼虫处理后猪粪、鸡粪中细菌、真菌、放线菌数量的变化，拟进一步揭示家蝇幼虫的活动对动物粪便菌群的影响，更好地了解以蝇类为代表的腐食生物在生态系统中所起的作用，以期为探讨生产优质家蝇生物有机肥提供一定的试验数据。
1 材料与方法
1.1试验材料的来源 驯化家蝇（Musca domestica）由贵阳医学院寄生虫学教研室于2000年定种建立种群，在笔者所在的实验室传代繁殖。幼虫饲养于麦麸中，成蝇以奶粉、白糖及清水为饲料，奶粉与白糖混合，清水另置，避免污染。饲养条件如下：温度（25±1）℃，相对湿度（RH）为50% ～60%，光照黑暗各12 h交替。新鲜猪粪、鸡粪均取自贵州大学养猪场。
1.2家蝇幼虫对猪粪的处理
称取新鲜猪粪500 g，含水量为（70.25±2.38）%，放入塑料盆内，取当天收集的家蝇卵集中放置于猪粪表面，孵出的幼虫在猪粪中生长发育，48 h后每日定时上下翻动猪粪1次，保证幼虫能均匀利用各层猪粪，5 d后分离幼虫，猪粪残渣仍置于原环境中待用。设置未经蝇蛆处理的猪粪为对照组，同上置于相同环境中定时翻动。
1.3猪粪微生物数量的检测
加入蝇卵后的第3、5、7、14、21、28天，分别取1 g猪粪按照1∶100的比例加入无菌水，重复捣碎混匀，自然沉淀后取上清液，采用稀释平板法统计微生物的数量。
细菌培养采用营养琼脂培养基；真菌培养采用孟加拉红琼脂培养基；放线菌培养采用高氏一号培养基。
1.4家蝇幼虫对鸡粪的处理
取新鲜鸡粪，其含水量为（72.25±3.67）%，按照“1.2”和“1.3”中方法进行处理，设置未经任何处理的鸡粪作为对照。
1.5数据统计与分析
采用SPSS11.5统计软件对试验数据进行统计与分析。
2结果与分析
2.1猪粪和鸡粪经蝇蛆处理后理化性质的变化
蝇卵接种在猪粪中24 h内孵出幼虫。随着幼虫的生长发育，猪粪鸡粪开始变得松散，色泽变深，到幼虫生长至3龄成熟时，粪便呈颗粒状，基本没有臭味。对照组粪便结成团块状，有粪臭味。
2.2 家蝇幼虫处理对猪粪中微生物数量的影响
由表1可知，经家蝇幼虫处理的猪粪，其中的细菌、真菌和放线菌数量前7 d有小幅度增加，细菌、真菌和放线菌数量最高分别达到158.4×109、185.1×106和6.8×107 cfu/g，而未经家蝇幼虫处理的对照组细菌，真菌和放线菌数量为1 378.3×109、3 352.4×106和348.8×107 cfu/g，对照组各菌群的数量是试验组的10倍以上。
表1 家蝇幼虫处理后猪粪中主要微生物数量的变化
组别细菌数量∥×109 cfu/g
1 d3 d5 d7 d9 d16 d21 d28 d
真菌数量∥×106 cfu/g
1 d3 d5 d7 d
对照组19.1583.21 378.3253.644.2148.211.81.3132.43 352.4120.1482.1
试验组23.325.6158.428.47.913.12.70.9100.2185.168.451.2
组别
真菌数量∥×106 cfu/g
9 d16 d21 d28 d
放线菌数量∥×107 cfu/g
1 d3 d5 d7 d9 d16 d21 d28 d
对照组4.23.83.23.62.132.9348.828.32.51.112.69.5
试验组2.52.12.20.12.33.54.66.81.90.911.78.4
2.3 家蝇幼虫处理对鸡粪中微生物数量的影响
由表2可知，对照组鸡粪放置5～7 d后细菌、真菌及放线菌的数量均达到顶峰，分别为318.0×109、6 720.1×105和1 960.0×106 cfu/g。试验组从处理当天起，各种微生物的数量增加幅度明显小于对照组，最高峰值分别为34.4×109、560.0×105和21.6×106 cfu/g。
表2 鸡粪中各种菌群的数量变化
组别细菌数量∥×109 cfu/g
1 d3 d5 d7 d9 d16 d21 d28 d
真菌数量∥×106 cfu/g
1 d3 d5 d7 d
对照组24.288.6318.0267.0135.69.69.70.08540.1543.16 720.1320.0
试验组21.45.222.634.42.30.10.10.07560.080.020.04.2
组别
真菌数量∥×106 cfu/g
9 d16 d21 d28 d
放线菌数量∥×107 cfu/g
1 d3 d5 d7 d9 d16 d21 d28 d
對照组13.43.13.20.0142.5404.01960.0194.14.50.10.10.74
试验组0.50.70.70.0072.52.421.61.50.20.0030.0020.04
3 讨论
生态农业是保障我国农业可持续发展的重要生产模式，用家蝇幼虫处理猪粪和鸡粪，能将畜禽粪便进行再生循环利用，在保护和改善人类的生产环境的同时获得高营养价值的蝇蛆蛋白。1983年，我国著名经济学家于光远教授就曾提出“猪粪养蛆、蛆养鸡、鸡粪养猪”的生态养殖系统[3]。
家蝇幼虫体内营养物质含量十分丰富。研究表明，用蝇蛆作为饲料添加剂，能够降低饲料成本，提高饲料质量，其蛋白质消化率与物质消化率比其他动物性饲料高，分别达到98.94%和95.94%[4]，同时还能增强鱼、鸡等家畜的抗病能力[5]。此外，经家蝇幼虫生态处理后的猪粪中的粪臭素明显减少，除粪臭效果显著[6]；猪粪中的化学需氧量、生化需氧量和氨氮含量也明显降低，减少了猪粪对土壤和水源的污染，起到生物净化环境的作用[7]。田间试验表明，施用蝇蛆处理后的猪粪生物肥可以提高土壤中全磷和全钾的含量，提高土壤供肥能力，其肥效明显优于自然熟化的猪粪[8] ，施用蝇蛆粪生物肥可提高果实水果中Vc及糖的含量[9]。在前期的研究中也发现，体外收集的3龄家蝇幼虫分泌排泄物经分离纯化后具有杀灭病原微生物和抑制寄生虫卵发育的功效[10]。
在该试验中无论是猪粪饲养还是鸡粪饲养的对照组各类菌群数量的变化都呈现“低-高-低”的变化趋势，以真菌的变化幅度最大。试验组（家蝇幼虫生态处理组）猪粪、鸡粪中的微生物数量总体上，也呈小幅度“低-高-低”变化趋势，但与对照组相比差异很大，说明经家蝇幼虫处理后粪便不太适宜细菌和真菌生长。这表明家蝇幼虫在生长发育的过程中分泌有抗菌功能的物质（如抗菌肽或溶菌酶等抗菌活性分子），这些活性分子排出体外后在粪渣中可以保持较长时间的抗菌活性。利用家蝇幼虫的生物降解功能，生态再利用猪粪资源，生产快速熟化有机肥和优质动物蛋白，可以减少和防止猪粪对环境的病原菌污染和有机污染，保护农业生态环境，走可持续发展农业的道路。但是，蝇蛆生物肥中发挥抗菌活性功能的具体分子及其抗菌机制，还需要进一步研究。
参考文献
[1]
李天枢，呼世斌，李辰，等.猪粪秸秆堆肥复合微生物菌剂的制备及应用效果[J].西北农业学报，2013，22（6）：183-189.
[2] 祁诗月，任四伟，李雪玲，等.禽畜养殖粪便中多重抗生素抗性细菌研究[J].生态学报，2013，33（13）：3970-3977.
关键词 家蝇幼虫；猪粪；鸡粪；微生物
中图分类号S141.2文献标识码A文章编号0517-6611（2015）16-128-02
The Effects of Housefly Larvae Ecological Treatment on Microorganisms Number in Pig Manure and Chicken Manure
GUO Guo1， WU Jianyu2， JIANG Zhihe2 et al
（1. School of Basic Medical Sciences， Guiyang Medical College， Guiyang， Guizhou 550004； 2. 2012 Excellent Doctors Class， Guiyang Medical College， Guiyang， Guizhou 550004）
Abstract [Objective][ To study the number change of microorganisms such as bacterial， fungi， and actinomycete in pig manure， chicken manure after ecological treatment by housefly larvae. [Method][ The number of bacteria， fungi and actinomycetes in pig manure and chicken manure were counted with dilution plate count after treatment by housefly larvae， the non-treated pig manures and chicken manures as control. [Result][ After 3-5 days， the number of bacteria， fungi and actinomycetes of control group， reached its peak at 1 378×109， 3 352.0×106， 348.81×107 cfu/g， while the experimental group， only reached 158.40× 109， 185.0×106 and 4.6×107 cfu/g， the general was relatively stable. The number change trend of microorganism of chicken manure group was as same as pig manure group. [Conclusion][ The housefly larvae can significantly reduce the number of bacterial， fungi， and actinomycetes in pig manure， chicken manure.
Key words Housefly larvae； Pig manure； Chicken manure； Microorganism
近年來，我国畜禽养殖业发展迅猛，规模化养殖技术日益更新，但在饲养过程中产生的大量畜禽粪便已经成为很大的污染源[1]，远远超过我国工业废水和生活污水排放量之和，对人类健康和周围动植物的生态环境造成了严重危害。畜禽粪便中人畜共患病原菌传播的公众健康风险也越来越受到人们的重视[2]。因此，如何利用好这些有机废物，将农业废弃物化害为利、变废为宝是关系到我国农业能否实现可持续发展迫切需要解决的问题，也是减少蚊蝇孳生、减少疾病传播和改善环境卫生的关键问题。
猪粪和鸡粪是优良的蛋白质、矿物质原料，但未经处理的猪粪和鸡粪中含有大量的有害微生物，只有经过适当的处理才可以用作植物安全卫生的有机肥料。目前利用畜禽粪便生产有机肥的方法主要有自然堆肥法和微生物发酵法等，但需要的周期较长。
家蝇（Musca domestica）是一种分布广、繁殖周期短、适应性和繁殖力都很强的昆虫，是自然生态系统腐食食物链中的重要分解者。蝇蛆生长快，嗜食畜粪，幼虫含有丰富的营养成分，具有很高的饲用价值。目前研究表明，将家蝇集约化饲养，利用其生态功能集中转化畜禽粪便等有机废物，能够将有机废物快速熟化，转化为生物有机肥并获得蝇蛆优质动物蛋白，有效地将环境治理和资源开发有机结合起来。笔者研究了经家蝇幼虫处理后猪粪、鸡粪中细菌、真菌、放线菌数量的变化，拟进一步揭示家蝇幼虫的活动对动物粪便菌群的影响，更好地了解以蝇类为代表的腐食生物在生态系统中所起的作用，以期为探讨生产优质家蝇生物有机肥提供一定的试验数据。
1 材料与方法
1.1试验材料的来源 驯化家蝇（Musca domestica）由贵阳医学院寄生虫学教研室于2000年定种建立种群，在笔者所在的实验室传代繁殖。幼虫饲养于麦麸中，成蝇以奶粉、白糖及清水为饲料，奶粉与白糖混合，清水另置，避免污染。饲养条件如下：温度（25±1）℃，相对湿度（RH）为50% ～60%，光照黑暗各12 h交替。新鲜猪粪、鸡粪均取自贵州大学养猪场。
1.2家蝇幼虫对猪粪的处理
称取新鲜猪粪500 g，含水量为（70.25±2.38）%，放入塑料盆内，取当天收集的家蝇卵集中放置于猪粪表面，孵出的幼虫在猪粪中生长发育，48 h后每日定时上下翻动猪粪1次，保证幼虫能均匀利用各层猪粪，5 d后分离幼虫，猪粪残渣仍置于原环境中待用。设置未经蝇蛆处理的猪粪为对照组，同上置于相同环境中定时翻动。
1.3猪粪微生物数量的检测
加入蝇卵后的第3、5、7、14、21、28天，分别取1 g猪粪按照1∶100的比例加入无菌水，重复捣碎混匀，自然沉淀后取上清液，采用稀释平板法统计微生物的数量。
细菌培养采用营养琼脂培养基；真菌培养采用孟加拉红琼脂培养基；放线菌培养采用高氏一号培养基。
1.4家蝇幼虫对鸡粪的处理
取新鲜鸡粪，其含水量为（72.25±3.67）%，按照“1.2”和“1.3”中方法进行处理，设置未经任何处理的鸡粪作为对照。
1.5数据统计与分析
采用SPSS11.5统计软件对试验数据进行统计与分析。
2结果与分析
2.1猪粪和鸡粪经蝇蛆处理后理化性质的变化
蝇卵接种在猪粪中24 h内孵出幼虫。随着幼虫的生长发育，猪粪鸡粪开始变得松散，色泽变深，到幼虫生长至3龄成熟时，粪便呈颗粒状，基本没有臭味。对照组粪便结成团块状，有粪臭味。
2.2 家蝇幼虫处理对猪粪中微生物数量的影响
由表1可知，经家蝇幼虫处理的猪粪，其中的细菌、真菌和放线菌数量前7 d有小幅度增加，细菌、真菌和放线菌数量最高分别达到158.4×109、185.1×106和6.8×107 cfu/g，而未经家蝇幼虫处理的对照组细菌，真菌和放线菌数量为1 378.3×109、3 352.4×106和348.8×107 cfu/g，对照组各菌群的数量是试验组的10倍以上。
表1 家蝇幼虫处理后猪粪中主要微生物数量的变化
组别细菌数量∥×109 cfu/g
1 d3 d5 d7 d9 d16 d21 d28 d
真菌数量∥×106 cfu/g
1 d3 d5 d7 d
对照组19.1583.21 378.3253.644.2148.211.81.3132.43 352.4120.1482.1
试验组23.325.6158.428.47.913.12.70.9100.2185.168.451.2
组别
真菌数量∥×106 cfu/g
9 d16 d21 d28 d
放线菌数量∥×107 cfu/g
1 d3 d5 d7 d9 d16 d21 d28 d
对照组4.23.83.23.62.132.9348.828.32.51.112.69.5
试验组2.52.12.20.12.33.54.66.81.90.911.78.4
2.3 家蝇幼虫处理对鸡粪中微生物数量的影响
由表2可知，对照组鸡粪放置5～7 d后细菌、真菌及放线菌的数量均达到顶峰，分别为318.0×109、6 720.1×105和1 960.0×106 cfu/g。试验组从处理当天起，各种微生物的数量增加幅度明显小于对照组，最高峰值分别为34.4×109、560.0×105和21.6×106 cfu/g。
表2 鸡粪中各种菌群的数量变化
组别细菌数量∥×109 cfu/g
1 d3 d5 d7 d9 d16 d21 d28 d
真菌数量∥×106 cfu/g
1 d3 d5 d7 d
对照组24.288.6318.0267.0135.69.69.70.08540.1543.16 720.1320.0
试验组21.45.222.634.42.30.10.10.07560.080.020.04.2
组别
真菌数量∥×106 cfu/g
9 d16 d21 d28 d
放线菌数量∥×107 cfu/g
1 d3 d5 d7 d9 d16 d21 d28 d
對照组13.43.13.20.0142.5404.01960.0194.14.50.10.10.74
试验组0.50.70.70.0072.52.421.61.50.20.0030.0020.04
3 讨论
生态农业是保障我国农业可持续发展的重要生产模式，用家蝇幼虫处理猪粪和鸡粪，能将畜禽粪便进行再生循环利用，在保护和改善人类的生产环境的同时获得高营养价值的蝇蛆蛋白。1983年，我国著名经济学家于光远教授就曾提出“猪粪养蛆、蛆养鸡、鸡粪养猪”的生态养殖系统[3]。
家蝇幼虫体内营养物质含量十分丰富。研究表明，用蝇蛆作为饲料添加剂，能够降低饲料成本，提高饲料质量，其蛋白质消化率与物质消化率比其他动物性饲料高，分别达到98.94%和95.94%[4]，同时还能增强鱼、鸡等家畜的抗病能力[5]。此外，经家蝇幼虫生态处理后的猪粪中的粪臭素明显减少，除粪臭效果显著[6]；猪粪中的化学需氧量、生化需氧量和氨氮含量也明显降低，减少了猪粪对土壤和水源的污染，起到生物净化环境的作用[7]。田间试验表明，施用蝇蛆处理后的猪粪生物肥可以提高土壤中全磷和全钾的含量，提高土壤供肥能力，其肥效明显优于自然熟化的猪粪[8] ，施用蝇蛆粪生物肥可提高果实水果中Vc及糖的含量[9]。在前期的研究中也发现，体外收集的3龄家蝇幼虫分泌排泄物经分离纯化后具有杀灭病原微生物和抑制寄生虫卵发育的功效[10]。
在该试验中无论是猪粪饲养还是鸡粪饲养的对照组各类菌群数量的变化都呈现“低-高-低”的变化趋势，以真菌的变化幅度最大。试验组（家蝇幼虫生态处理组）猪粪、鸡粪中的微生物数量总体上，也呈小幅度“低-高-低”变化趋势，但与对照组相比差异很大，说明经家蝇幼虫处理后粪便不太适宜细菌和真菌生长。这表明家蝇幼虫在生长发育的过程中分泌有抗菌功能的物质（如抗菌肽或溶菌酶等抗菌活性分子），这些活性分子排出体外后在粪渣中可以保持较长时间的抗菌活性。利用家蝇幼虫的生物降解功能，生态再利用猪粪资源，生产快速熟化有机肥和优质动物蛋白，可以减少和防止猪粪对环境的病原菌污染和有机污染，保护农业生态环境，走可持续发展农业的道路。但是，蝇蛆生物肥中发挥抗菌活性功能的具体分子及其抗菌机制，还需要进一步研究。
参考文献
[1]
李天枢，呼世斌，李辰，等.猪粪秸秆堆肥复合微生物菌剂的制备及应用效果[J].西北农业学报，2013，22（6）：183-189.
[2] 祁诗月，任四伟，李雪玲，等.禽畜养殖粪便中多重抗生素抗性细菌研究[J].生态学报，2013，33（13）：3970-3977.