摘要
无土栽培是提高作物产量的有效途径。封闭式无土栽培可以节约水和肥料的消耗,减少农业污染。最常用的生长介质(GM)之一是泥炭,但泥炭开采在生态上是不可持续的,且仅使用泥炭作为生长介质不能确保作物的良好生长,因为它不能提供足够的养分。因此,用黑水虻幼虫处理残渣(即虫粪,BSPR)部分替代商业泥炭是一种可以提高农业可持续性的方法。 本研究表明,黑水虻虫粪(BSPR)适合应用于无土栽培。在栽培养殖盆栽小叶莴苣、罗勒和番茄中,以最高高达20%的比例施用黑水虻虫粪(BSPR)是一种有效的无土栽培方法。 材料和方法 原料 饲料:50%麦麸 + 30%苜蓿草粉 + 20%玉米粉,保持在60%的湿度。 植物:小叶莴苣、罗勒、番茄。 实验设计 1)最初每个容器加 0.02 克卵,铺入4cm厚的饲料,每周添加三次饲料,维持有氧饲养条件。喂食率是170mg饲料/幼虫/天。一旦所有的幼虫都化蛹了,把每个盒子里的黑水虻虫粪(BSPR)收集至塑料袋里并放在冰箱里( 0-4℃ )10天。之后从每个袋子里收集10个不同点的样品,在分析前混合。 2)温度:23~19℃,相对湿度:50%~60%,光周期为16h / 8 h。每盆小叶莴苣、罗勒、番茄分别播种20粒、2粒和1粒种子,每两天记录一次每个花盆中的出苗情况。 计算与统计分析 化学分析、抑菌分析、毒性分析、微生物稳定性分析、植株情况分析。 结果 1.化学分析 黑水虻虫粪(BSPR)具有较高的pH和EC,可用泥炭基混合物稀释。黑水虻虫粪(BSPR)的总氮是泥炭的7倍多。碳氮比是8.0,这是Golueke (1981)报道的一个很好的育苗值。 2.抑菌分析 黑水虻虫粪(BSPR)可以显著抑制立枯丝核菌,但对小核菌无作用。从AWCD、FDA以及真菌、细菌等菌落情况看,黑水虻虫粪(BSPR)具有良好的微生物稳定性。 3.毒性分析 发芽试验表明,黑水虻虫粪(BSPR)没有植物毒性问题,且从叶、茎、总干重、叶面积(LA)、比表面积(SLA)、叶面积比率(LAR)等参数可以看到生长介质(GM)2的结果相比生长介质(GM)1都会较好。 4.植株情况分析 1)各生长介质(GM)的pH为6.1~7.7;EC值为1.3~3.3,都低于阈值3.5;总氮为每盆0.6-1.1克,而矿物质氮为每盆0.0-0.6克;水容量84.3%~87.0%。其中,生长介质(GM)3和生长介质(GM)1显示了相似的总氮和水容量值,证实了黑水虻虫粪(BSPR)作为替代泥炭的生长介质(GM)成分的适用性。 2)GM1、4、5、6中小叶莴苣的MAC低于对应的生长介质(GM)。这些结果可能是由于黑水虻虫粪(BSPR)和典型的农工副产品一样,会影响微生物在植株样品中的转移。 3)所有生长介质(GM)中小叶莴苣的EB都低于对应的生长介质(GM),生长介质(GM)4和生长介质(GM)6的生长介质(GM)中没有检测出EB。这可能与生长介质(GM)4和生长介质(GM)6中黑水虻虫粪(BSPR)浓度较高有关。 5)根据欧盟相关规定,可食性蔬菜的硝酸盐含量不能超过 2500mg/kg,而本次实验所测的硝酸盐含量都没有超过这个值。 6)加了10%、20%的黑水虻虫粪(BSPR)的处理的作物的高度、茎直径、茎直径比、叶片数量等数值,与施肥和未施肥的对照盆相似,甚至更好。 7)将黑水虻虫粪(BSPR)作为泥炭基生长介质(GM)的成分,以任何比例(最高20%)使用,都可以促进三种实验植物的生长;但当黑水虻虫粪(BSPR)的使用比例大于20% 时,效果就不是那么好,甚至会出现负作用。 结论 黑水虻虫粪(BSPR)使用的比例高达20%时,仍适用于种植盆栽小叶莴苣、罗勒和番茄。 需要进一步和更深入的研究来表征黑水虻虫粪(BSPR)微生物群落,评估其植物病害生物防治能力并提高其稳定性。 目前的结果表明,黑水虻虫粪(BSPR)的使用可能为新的生长介质(GM)提供一种新的成分,减少泥炭和合成肥料在无土栽培中的使用。 但需强调的是,在这项研究中使用的虫粪是使用人工饲料获得的,而不是使用真正的废弃物。 感谢原文作者的研究与分享: Setti L , Francia E , Pulvirenti A , et al. Use of black soldier fly (Hermetia illucens (L.), Diptera: Stratiomyidae) larvae processing residue in peat-based growing media[J]. Waste Management, 2019, 95:278-288.