白星花金龟在有机废弃物处理与资源化利用中的应用研究

白星花金龟在有机废弃物处理与资源化利用中的应用研究

马小惠，庄婕，王心雨，李帅

锦州医科大学统畜牧兽医学院，辽宁锦州，121001

摘要：本研究探讨了白星花金龟在有机废弃物处理与资源化利用中的应用潜力。结果显示,白星花金龟具有强大的生物降解能力,可高效转化多种有机废弃物为优质有机肥料,实现资源循环利用。金龟粪便富含益生菌和酶,可制备生物有机肥等绿色产品。同时,金龟体内蛋白质、脂肪等营养丰富,可用于动物蛋白饲料生产。金龟深加工产品在水产养殖等领域也有应用前景。总之,白星花金龟是理想的生物转化介质,在促进有机废弃物资源化利用和推动绿色农业循环经济发展方面具有独特优势。

关键词：白星花金龟；有机废弃物处理；资源化利用；绿色农业

1引言

随着人口的增长和经济的快速发展，农业生产和生活消费所产生的有机废弃物日益增多。据估计，我国每年产生农作物秸秆8亿吨左右，畜禽粪便约38亿吨，餐厨垃圾1亿吨，这些有机废弃物如果处理不当，不仅会造成资源浪费，还会带来环境污染等一系列问题[1,2]。因此，探索有机废弃物的高效处理与资源化利用途径，对于发展循环经济、建设生态文明具有十分重要的意义。

许多昆虫具有取食范围广、消化能力强、繁殖速度快等特点，被认为是理想的有机废物“降解者”和优质的动物蛋白来源。国内外学者围绕蝇蛆、黄粉虫、黑水虻等多个昆虫物种开展了卓有成效的研究，证实它们在秸秆、粪便、厨余等有机废弃物的生物转化和饲料蛋白开发方面具有广阔的应用前景[3-5]。

在众多资源昆虫中，隶属于鞘翅目金龟科的白星花金龟幼虫俗称“蛴螬”，因其自身独特的生物学特性和资源利用潜力，近年来越来越受到研究者和产业界的青睐。蛴螬取食范围极其广泛，从农作物秸秆到畜禽粪便，再到餐厨垃圾等有机废弃物，几乎都是其美餐。蛴螬体内积累了大量优质脂肪和蛋白，其含量可达25-30%，经加工转化后可作为鸡、鸭、鱼、蛙等动物的高效饲料[6]。除了农牧领域的应用，蛴螬在中医药学中也有着悠久的使用历史，具有散结、通乳、破瘀的功效，近年来还发现其体内含有抗癌活性物质[7]，在新药开发中极具应用潜力。

综上所述，白星花金龟幼虫作为一种原生于我国本土的资源昆虫，兼具环保、高效、多元的特点，在农林废弃物处理、饲料蛋白开发、生物医药应用等方面蕴藏着巨大的开发价值，亟需从理论到实践进行系统深入的研究。本文围绕白星花金龟幼虫的生物学特性、养殖优化、生物转化、资源利用等方面，在前人研究的基础上开展探索，旨在为我国有机废弃物的减量化、无害化、资源化处理提供新的思路和参考。

2白星花金的生物学特性

白星花金龟隶属于鞘翅目金龟科，是一种体型较大的甲虫，成虫体长可达25-29mm。该物种主要分布于我国南方地区，野外多见于腐殖质层丰富的森林、灌丛等环境中。作为土壤动物的重要组成部分，白星花金龟成虫和幼虫均具有分解腐殖质的能力，在维持森林生态系统物质循环和养分平衡方面发挥着不可替代的作用。

白星花金龟的生活史可分为卵、幼虫、蛹、成虫四个阶段。其中，幼虫期是其生命周期中最长的一个阶段，一般持续3-6个月，这期间幼虫会经历3次蜕皮，体型和体重会迅速增加。研究表明，幼虫期的白星花金龟食量惊人，3日龄幼虫每昼夜的食量可达自身重量的2-3倍甚至更多，且对富含淀粉、脂肪、蛋白等营养成分的食物具有更高的偏好性。以1000头3日龄幼虫为例，10天内即可消耗15-20kg左右的有机物料，展现出极强的生物转化能力。此外，温度和湿度条件也会显著影响白星花金龟的生长发育。研究发现，15-28℃、相对湿度60%-70%是其卵孵化和幼虫生长的适宜条件，在此环境下，卵期可缩短至7-10天，而幼虫期也可由6个月缩短至3-4个月[8]。

除了作为“有机废物降解者”，白星花金龟幼虫体内还积累了大量的脂肪和蛋白质，其总含量可达25-30%。更重要的是，这些脂肪和蛋白质都是经幼虫消化系统转化自植物纤维素等难以直接被动物利用的物质，因此，将其用作饲料具有资源“升级再利用”的独特优势。

3白星花金龟养殖优化

高效、规模化养殖是实现白星花金龟资源化利用的基础。自20世纪90年代起，我国学者就开始了白星花金龟人工养殖的探索，取得了阶段性的研究成果。崔志浩等[9]系统总结了白星花金龟养殖的操作规程，包括种虫培育、产卵诱导、幼虫培育、羽化保育等环节，并优选了一套适合其生长发展的人工饲料配方。在此基础上，学者们还针对白星花金龟养殖过程中的关键影响因子如温湿度、饲料组成、饲养密度等开展了进一步的优化研究。

温度和湿度被认为是影响白星花金龟养殖效果的最关键因素。有学者以三元四次多项式回归模型对白星花金龟养殖的最佳温湿度组合进行了优化，结果表明，26.5℃和75%的温湿度条件下，白星花金龟幼虫的存活率和体重均达到最大值。饲料组成和适口性也是养殖优化需要考虑的重要方面。李潘潘等比较了不同有机底物对白星花金龟幼虫生长性能的影响，发现牛粪与玉米秸秆混合发酵后的饲料基质，其蛋白质和脂肪含量明显高于其他处理，幼虫的存活率和体重也最高，饲料转化效率可达24.86%。

合理的饲养密度有利于提高白星花金龟养殖的空间利用率和经济效益。徐韬等[10]研究了不同饲养密度对白星花金龟幼虫生长和底物转化的影响。结果显示，在一定范围内，随着饲养密度的提高，单位面积产虫量呈上升趋势，但过高的密度会导致幼虫个体发育不良。综合考虑，300头/m2的饲养密度较为适宜，在此条件下，25kg玉米秸秆和25kg牛粪的混合底物可产出幼虫12.5kg，综合转化率达25%。

近年来，白星花金龟养殖开始向智能化、工厂化方向发展。学者们尝试利用物联网、自动控制等现代技术手段，对养殖过程中的温湿度、底物投放、虫体采收等环节进行智能调控和精细管理，以期进一步提高养殖的标准化水平和生产效率。总的来看，通过养殖工艺的不断优化，白星花金龟产业有望实现规模化发展，为下游的废弃物处理和资源化利用提供充足的“生物反应器”。

4白星花金龟在有机废弃物处理中的应用

我国每年产生大量的农林废弃物如秸秆、树皮等，以及畜禽养殖产生的粪便。这些有机废弃物若处理不当，极易造成环境污染，但若能加以合理利用，又可成为宝贵的生物质资源。研究表明，白星花金龟幼虫恰恰具有转化这些有机废弃物的能力，可在废物处理的同时产出高价值的虫体蛋白。

在秸秆处理方面，学者们利用白星花金龟幼虫开展了一系列探索。吉志新等[11]以玉米秸秆和麦糠为原料，在白星花金龟幼虫的发酵作用下制备了一种虫粪有机肥，产品腐殖化程度高，氮、磷、钾含量丰富，具有良好的农用价值。进一步研究发现，25吨玉米秸秆经白星花金龟幼虫发酵25天后，可产出5吨左右的鲜虫，相当于1吨虫粉，按市场价计算可创造15000元左右的经济价值[12]。由此可见，以白星花金龟为介质，可实现秸秆废物的减量化和资源化利用，开辟农业废弃物处理的新途径。

在畜禽粪便处理方面，白星花金龟也展现出良好的应用潜力。传统的畜禽粪便处理方法如堆肥等存在占地面积大、处理周期长、易产生二次污染等问题。而利用白星花金龟生物发酵技术，可显著提高粪便的处理效率和资源转化率。有学者以生猪粪便和玉米秸秆为原料，构建了白星花金龟幼虫养殖系统，结果表明，200kg猪粪与1000kg秸秆混合发酵并接种幼虫后，仅需20天左右即可使粪便基本无害化，并产出虫体100-150kg[13]。进一步分析发现，猪粪秸秆经白星花金龟消化后，其腐殖化程度显著提高，有机质含量增加，粪便中的氮、磷、钾等营养成分得以富集，最终形成优质的有机肥原料。由此可见，白星花金龟养殖可为畜禽粪便处理提供新的思路，不仅能加速粪便的无害化进程，还能实现粪便向饲料蛋白和有机肥的资源化转化，降低畜牧业的环境负荷。

餐厨垃圾也是白星花金龟幼虫的理想食物来源。我国城市餐厨垃圾产生量大，其中动植物性残余约占40-50%，若能加以合理利用，将产生可观的生态和经济效益。研究发现，白星花金龟幼虫对餐厨垃圾中的果蔬残渣、剩饭剩菜等具有较强的分解能力和生长适应性。学者们[14]以餐厨垃圾为原料，考察了不同添加比例对白星花金龟幼虫生长和废物降解的影响。白星花金龟养殖有望成为餐厨垃圾处理的有效途径之一，在提高垃圾减量化和资源化水平的同时，实现环境效益与经济效益的统一。

5白星花金龟在饲料工业中的应用

除了作为有机废物的“降解者”，白星花金龟幼虫还可直接作为动物的优质蛋白饲料。白星花金龟幼虫在饲料工业中展现出巨大的潜力，主要得益于其高蛋白、高脂肪的营养成分，以及其在有机废弃物处理中的高效能。通过对其营养成分和转化效率的深入研究，我们可以更好地理解其在饲料工业中的应用价值。

（1）白星花金龟幼虫的营养成分非常丰富。

研究表明，白星花金龟幼虫体内含有约25%～30%的优质脂肪和蛋白质。这些由植物成分转化而来的动物蛋白，成为喂食鸡、鸭、鸽子、蛇、牛蛙、鲈鱼等动物的优质活饵[15]。此外，这些幼虫还可以加工成粉剂，添加到各种饲料中，替代现有的鱼粉。这样不仅能有效降低饲料成本，还能提高饲料的营养价值。

（2）在实际应用中，白星花金龟幼虫的养殖具有显著的经济效益。

以秸秆为例，25吨秸秆可生产约5吨白星花金龟幼虫，转化为1吨虫粉，相当于约15，000元的市场价值（按鱼粉价格计算）。这意味着，每亩地的秸秆产量可以增加超过3，000元的收入。农村利用秸秆养殖白星花金龟幼虫，用工量少，是一个脱贫致富的好项目。

（3）白星花金龟幼虫的养殖过程对环境友好，有助于实现农业废弃物的资源化利用。

在生猪养殖中，将干草（秸秆）块与猪粪尿混合物发酵处理，再用其养殖白星花金龟幼虫，每吨混合料可生产200～300公斤的商品幼虫（10元/公斤），以及600～800公斤的虫沙（3元/10公斤）。这种方法不仅能够批量处理畜禽粪便和秸秆，还能生产出高价值的动物饲料和有机肥，显著提高废弃物的利用效率。

（4）白星花金龟幼虫在饲料工业中的应用，不仅在于其高营养价值和经济效益，还在于其在农业生态循环中的独特作用。

通过将有机废弃物转化为高营养价值的动物蛋白，不仅减少了废弃物对环境的污染，还为农业生产提供了优质的饲料资源，促进了生态农业的发展。

6结论

本研究对白星花金龟在有机废弃物处理与资源化利用方面的应用进行了系统探讨。白星花金龟在有机废弃物处理与资源化利用方面具有独特优势，是一种理想的生物转化介质。充分发挥其应用潜力，不仅可以减轻环境压力，实现可持续发展，而且还可以创造新的经济增长点，促进农业和相关产业转型升级。主要得出以下结论：

（1）白星花金龟具有独特的生物学特性，如强大的消化能力、高效的养分转化率以及对多种有机废弃物的适应性。通过优化养殖条件和管理措施，可以最大限度地发挥白星花金龟的生物转化潜力。

（2）在有机废弃物处理方面，白星花金龟可以高效降解多种农业和生活垃圾，将其转化为优质的有机肥料，实现资源的循环利用。同时，金龟粪便中富含多种有益微生物和酶，可用于制备生物有机肥等产品，为农业生产提供绿色环保的投入品。

（3）白星花金龟在饲料加工行业也具有广阔的应用前景。金龟体内富含多种营养成分，如蛋白质、脂肪、维生素等，可作为动物蛋白源添加到饲料中，提高饲料的营养价值。金龟粉、油等深加工产品在水产养殖和反刍动物饲养领域也有着重要应用。

参考文献：

[1]张振. 农业废弃物麻秆预处理及组分综合利用的研究[D]. 齐鲁工业大学, 2024.

[2]徐长征. 农业有机废弃物资源化利用对环境保护的影响及策略研究[J]. 数字农业与智能农机, 2024, (06): 58-60.

[3]石超宏, 王凤英, 卢钰升, 顾文杰, 杨革玲, 李俊俊, 徐培智, 解开治, 王丹, 彭焕龙, 李雅莹. 不同废弃物对黑水虻幼虫生长、营养组成及生产性能影响研究[J]. 环境昆虫学报, 2024, 46 (03): 753-764.

[4]张吉斌, 余永强, 禹铭洋, 张珈. 黑水虻利用有机固废开发新型饲料蛋白与碳减排研发现状和展望[J]. 饲料工业, 2024, 45 (08): 1-8.

[5]陈奕珊, 李秋红, 杨阳, 徐娜. 基于黑水虻转化厨余垃圾的经济影响分析[J]. 山西农经, 2023, (12): 133-135.

[6]王耀东. 昆虫的饲料化利用及其对生态环境的影响研究进展[J]. 湖南饲料, 2022, (03): 17-22.

[7]曹蔚, 裴克, 张雅, 王四旺. 蛴螬的药学研究进展[J]. 陕西中医, 2013, 34 (02): 250-251.

[8]李潘潘.白星花金龟对畜禽粪污转化能力的研究[D].山东农业大学，2021.

[9]崔志浩, 陈立, 谢广林, 王文凯. 白星花金龟交配行为观察[J]. 应用昆虫学报, 2022, 59 (04): 907-916.

[10]徐韬, 张广杰, 杨柳, 羌松, 马德英, 刘玉升. 白星花金龟室内外繁育技术研究[J]. 应用昆虫学报, 2021, 58 (04): 1000-1006

[11]吉志新, 温晓蕾, 余金咏, 宋金昌, 王哲, 齐慧霞, 胡振妍, 李丽萍, 李汉臣. 喂食玉米秸秆对黄粉虫经济指标的影响[J]. 安徽农业科学, 2011, 39 (33): 20520-20522.

[12]李大民. 蛴螬规模化生产对饲料行业的作用[J]. 畜牧兽医科学(电子版), 2021, (23): 98-100.

[13]杨柳, 张广杰, 徐韬, 张连俊, 李金兰, 张帅, 羌松, 马德英, 刘玉升. 不同农业有机废弃物对白星花金龟生物学特性影响研究[J]. 应用昆虫学报, 2020, 57 (04): 946-954.

[14]高顺平, 徐林海, 郑成忠, 吴丹丹, 付乐, 卢元鹏, 徐振朋. 白星花金龟资源化利用研究进展[J]. 安徽农业科学, 2023, 51 (21): 4-6.

[15]于永宁，刘昊昆，韩冬，朱晓鸣，金俊琰，杨云霞，解绶启.新型蛋白源在水产饲料中替代鱼粉和豆粕的研究进展[J].中国饲料，2023，(22):129-136.