一种利用纤维素酶与白星花金龟转化处理木屑菌糠的方法

技术领域

本发明属于农业资源利用技术领域，具体涉及一种利用纤维素酶与白星花金龟转化处理木屑菌糠的方法。

背景技术

随着食用菌产业的扩大，其副产物-菌糠也随之增加。菌糠是食用菌采收后的废弃物，其主要成分为各种木质纤维、残留的真菌菌丝体、改良剂等，每生产1公斤新鲜食用菌约产生5公斤的菌糠(2公斤干重)。而对其不适当的处置极易导致土壤、空气和水污染等环境问题，此外废弃物回收利用的应用和设施是有限的，需要其它方法来处理木屑菌糠，并避免处理成本超过产生的产品价值。因此发展一种处理速度快、能耗少、占用场地少、运营成本低的木屑菌糠处理方法，已成为一个迫切的需求。

白星花金龟(Protaetia brevitarsis Lewis)是鞘翅目(Co1eoptera)、花金龟科(Cetoniidae)的昆虫，幼虫为蛴螬，腐食性，对腐烂的秸秆、杂草畜禽粪便等物质取食量大，转化速度快，是一种极好的环境昆虫。并且蛴螬还是一味传统中药，可用于白内障、破伤风、中风等疾病的治疗，此外其提取物还具有抗癌，抗氧化等作用。产生的幼虫粪便无异味，易储存和运输，使用方便，是值得加以利用的有机肥料。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种利用纤维素酶与白星花金龟转化处理木屑菌糠的方法，以解决木屑菌糠难处理、容易造成环境污染的技术问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种利用纤维素酶与白星花金龟转化处理木屑菌糠的方法，包括以下步骤：

S1：木屑菌糠的预处理；

S2：纤维素酶发酵木屑菌糠：向木屑菌糠中添加0.5-1.5wt％的纤维素酶，并调节木屑菌糠的湿度为50-60％，混合均匀后一次发酵8-15d，随后调节木屑菌糠的湿度为50-60％，混合均匀后二次发酵4-7d，得到腐熟菌糠；

S3：白星花金龟成虫产卵：调节腐熟菌糠的湿度至50-65％，随后将腐熟菌糠平摊，投放交配后的白星花金龟雌成虫，并喂食3-5d，分离，得到白星花金龟的虫卵；

S4：白星花金龟幼虫过腹处理：在20-30℃下将虫卵置于腐熟菌糠中孵化，随后将孵化得到的幼虫饲养到幼虫晚熟期，分离，得到白星花金龟晚熟幼虫和虫粪；

S5：白星花金龟晚熟幼虫和虫粪的处理利用。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步，步骤S1具体为：将木屑菌糠干燥至含水量≤15％后粉碎，粉碎后木屑菌糠的粒径为2-5mm。

进一步，纤维素酶的酶活≥3000u/g。

进一步，步骤S2中加入纤维素酶后木屑菌糠中纤维素酶的活力为30-100u/g。

进一步，发酵温度为20-30℃。

进一步，腐熟菌糠的平摊厚度为5-10cm。

进一步，步骤S4中孵化湿度为50％-65％，饲养湿度为55％-65％。

进一步，白星花金龟的虫卵孵化期为8-12d，幼虫饲养期为84-112d。

进一步，步骤S4中开始饲养时投放的白星花金龟幼虫的总质量小于腐熟菌糠干重的25％。

进一步，步骤S4的幼虫饲养过程中，当虫粪≥虫粪与腐熟菌糠总质量的80％，需更换一次腐熟菌糠。

本发明的有益效果为：提供了一种环保、可循环的利用白星花金龟转化处理食用菌菌糠的方法，利用纤维素酶对木质纤维素的分解能力和白星花金龟幼虫对腐熟纤维类物质的取食能力以及其食量大，耐集约化养殖的特性，选定纤维素酶和白星花金龟一起处理不易降解的木屑菌糠，不仅处理了菌糠这类废弃物，延长了食用菌产业链，还产出了具有经济价值的昆虫虫体和虫粪，实现了纤维类资源的循环利用。

附图说明

图1为白星花金龟取食5种发酵木屑菌糠后的体重变化图。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行，所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

以下所用纤维素酶和木聚糖酶购于淘宝平台的夏盛酶零售店，酵素菌购于淘宝平台的生物植保站果攸农资，EM菌购于淘宝平台的华畜旗舰店。

实施例1：

一种利用纤维素酶与白星花金龟转化处理木屑菌糠的方法，包括以下步骤：

S1：将木屑菌糠干燥至含水量为10％后粉碎，粉碎后木屑菌糠的粒径为3mm；

S2：纤维素酶发酵木屑菌糠：向20kg木屑菌糠中添加200g、酶活为4000u/g的纤维素酶，并调节木屑菌糠的湿度为55％，混合均匀后装入规格为60cm×90cm的透气编织袋中，此时木屑菌糠中纤维素酶的活力为60u/g，在25℃下先一次发酵10d，随后调节木屑菌糠的湿度为60％，混合均匀后二次发酵6d，得到腐熟菌糠；

S3：白星花金龟成虫产卵：调节腐熟菌糠的湿度至60％，随后将腐熟菌糠以8cm的厚度平摊在规格为35cm×24cm饲养盒的筛网上，放入10只交配后的白星花金龟雌成虫，用香蕉或昆虫果冻喂食白星花金龟雌成虫4d，分离，得到白星花金龟的虫卵；

S4：白星花金龟幼虫过腹处理：在28℃下将虫卵在铺有厚度为8cm、湿度为55％腐熟菌糠的饲养盒中孵化10d，随后向规格为35cm×24cm的饲养盒内装入4kg、湿度为60％的腐熟菌糠，放入120只幼虫，在28℃下饲养100d，当饲养盒内的虫粪≥虫粪与腐熟菌糠总质量的80％时，更换一次腐熟菌糠，最后分离，得到白星花金龟晚熟幼虫和虫粪；

S5：白星花金龟晚熟幼虫和虫粪的处理利用。

实施例2：

一种利用纤维素酶与白星花金龟转化处理木屑菌糠的方法，包括以下步骤：

S1：将木屑菌糠干燥至含水量为15％后粉碎，粉碎后木屑菌糠的粒径为5mm；

S2：纤维素酶发酵木屑菌糠：向20kg木屑菌糠中添加100g、酶活为5000u/g的纤维素酶，并调节木屑菌糠的湿度为50％，混合均匀后装入规格为45cm×90cm的透气编织袋中，此时木屑菌糠中纤维素酶的活力为30u/g，在30℃下先一次发酵8d，随后调节木屑菌糠的湿度为60％，混合均匀后二次发酵4d，得到腐熟菌糠；

S3：白星花金龟成虫产卵：调节腐熟菌糠的湿度至65％，随后将腐熟菌糠以10cm的厚度平摊在规格为35cm×24cm饲养盒的筛网上，放入10只交配后的白星花金龟雌成虫，用香蕉或昆虫果冻喂食白星花金龟雌成虫3d，分离，得到白星花金龟的虫卵；

S4：白星花金龟幼虫过腹处理：在30℃下将虫卵在铺有厚度为5cm、湿度为65％腐熟菌糠的饲养盒中孵化12d，随后向规格为35cm×24cm的饲养盒内装入4kg、湿度为55％的腐熟菌糠，放入120只幼虫，在20℃下饲养112d，当饲养盒内的虫粪≥虫粪与腐熟菌糠总质量的80％时，更换一次腐熟菌糠，最后分离，得到白星花金龟晚熟幼虫和虫粪；

S5：白星花金龟晚熟幼虫和虫粪的处理利用。

实施例3：

一种利用纤维素酶与白星花金龟转化处理木屑菌糠的方法，包括以下步骤：

S1：将木屑菌糠干燥至含水量为8％后粉碎，粉碎后木屑菌糠的粒径为2mm；

S2：纤维素酶发酵木屑菌糠：向20kg木屑菌糠中添加300g、酶活为3000u/g的纤维素酶，并调节木屑菌糠的湿度为60％，混合均匀后装入规格为60cm×42cm的透气编织袋中，此时木屑菌糠中纤维素酶的活力为100u/g，在20℃下先一次发酵15d，随后调节木屑菌糠的湿度为50％，混合均匀后二次发酵7d，得到腐熟菌糠；

S3：白星花金龟成虫产卵：调节腐熟菌糠的湿度至50％，随后将腐熟菌糠以5cm的厚度平摊在规格为35cm×24cm饲养盒的筛网上，放入10只交配后的白星花金龟雌成虫，用香蕉或昆虫果冻喂食白星花金龟雌成虫5d，分离，得到白星花金龟的虫卵；

S4：白星花金龟幼虫过腹处理：在20℃下将虫卵在铺有厚度为10cm、湿度为50％腐熟菌糠的饲养盒中孵化8d，随后向规格为35cm×24cm的饲养盒内装入4kg、湿度为65％的腐熟菌糠，放入120只幼虫，在30℃下饲养84d，当饲养盒内的虫粪≥虫粪与腐熟菌糠总质量的80％时，更换一次腐熟菌糠，最后分离，得到白星花金龟晚熟幼虫和虫粪；

S5：白星花金龟晚熟幼虫和虫粪的处理利用。

对比例1：

将纤维素酶替换成纤维素酶和木聚糖酶以1：1的质量比混合的混合酶，其余条件与实施例1相同。

对比例2：

将纤维素酶替换成酵素菌，其余条件与实施例1相同。

对比例3：

将纤维素酶替换成EM菌，其余条件与实施例1相同。

对比例4：

不添加纤维素酶，其余条件与实施例1相同，具体包括以下步骤：

S1：将木屑菌糠干燥至含水量为10％后粉碎，粉碎后木屑菌糠的粒径为3mm；

S2：调节木屑菌糠的湿度为55％，然后装入规格为60cm×90cm的透气编织袋中，在25℃下先一次发酵10d，随后调节木屑菌糠的湿度为60％，混合均匀后二次发酵6d，得到腐熟菌糠；

S3：白星花金龟成虫产卵：调节腐熟菌糠的湿度至60％，随后将腐熟菌糠以8cm的厚度平摊在规格为35cm×24cm饲养盒的筛网上，放入10只交配后的白星花金龟雌成虫，用香蕉或昆虫果冻喂食白星花金龟雌成虫4d，分离，得到白星花金龟的虫卵；

S4：白星花金龟幼虫过腹处理：在28℃下将虫卵在铺有厚度为8cm、湿度为55％腐熟菌糠的饲养盒中孵化10d，随后向规格为35cm×24cm的饲养盒内装入4kg、湿度为60％的腐熟菌糠，放入120只幼虫，在28℃下饲养100d，当饲养盒内的虫粪≥虫粪与腐熟菌糠总质量的80％时，更换一次腐熟菌糠，最后分离，得到白星花金龟晚熟幼虫和虫粪；

S5：白星花金龟晚熟幼虫和虫粪的处理利用。

实验例：

为探究发酵剂种类对白星花金龟转化木屑菌糠效果的影响，对比例1的发酵剂选用纤维素酶和半纤维素酶(木聚糖酶)的混合酶；对比例2的发酵剂选用酵素菌，其主要成分为枯草芽孢杆菌、米根菌、乳酸菌群(厌氧性)和戊糖片球菌；对比例3的发酵剂选用EM菌(地衣芽孢杆菌Ⅰ型)；对比例4不使用发酵剂，各选用100只55d 3龄白星花金龟(L2后期-L3后期)进行实验，白星花金龟的体重变化如图1所示，取食情况如表1所示。

表1 3龄白星花金龟(L2后期-L3后期)对5种菌糠饲料的取食情况

注：每列数据后没有相同字母表示差异显著(Tukey法，显著水平P<0.05)。

由图1可知，添加纤维素酶的后发酵所得的木屑菌糠具有更快的生长速度。

由表1可知，实施例1的白星花金龟幼虫取食纤维素酶发酵后所得的木屑菌糠后，在取食量、虫体增重量、排砂量等方面均优于取食使用其他菌或不使用纤维素酶进行发酵得到的木屑菌糠的白星花金龟幼虫的评价指标，表明纤维素酶和白星花金龟处理木屑菌糠具有最佳效果。