專利名稱：以家蠅代謝生態(tài)轉(zhuǎn)化為主的秸稈快速集約化治理的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以家蠅代謝生態(tài)轉(zhuǎn)化為主的秸桿快速集約化治理的方法，屬于家蠅養(yǎng)殖與廢棄物利用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國(guó)，隨著我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展，糧食規(guī)模不斷擴(kuò)大，農(nóng)作物秸桿，尤其是玉米秸桿、棉花秸桿、小麥秸桿和稻草等等產(chǎn)量極速上升，2010年據(jù)統(tǒng)計(jì)全國(guó)共產(chǎn)生秸桿超過8億噸。秸桿就其物質(zhì)屬性來說，是屬于很好的可利用物質(zhì)，從古至今，被廣泛利用，可歸納為“五料”，即燃料、飼料、肥料、基料、原材料。目前，就全國(guó)來說秸桿產(chǎn)量的50%以上是以直接燃燒處理為主，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。1999年國(guó)家環(huán)?？偩种贫恕督諚U禁燒和綜合利用管理辦法》，但是由于秸桿的綜合處理在農(nóng)村還是比較困難，所以秸桿焚燒屢禁不止，造成了很大的環(huán)境問題。露天焚燒是目前解決秸桿去向的主要途徑，既浪費(fèi)了 資源又污染了大氣環(huán)境，還帶來嚴(yán)重的社會(huì)問題，引起附近居民呼吸道疾病、高速公路被迫關(guān)閉、飛機(jī)停飛等問題。據(jù)有關(guān)資料顯示每年由于焚燒秸桿造成飛機(jī)延誤1000多起，公路交通事故5000多起?；谀壳拔覈?guó)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)狀況，“秸桿還田”是當(dāng)今世界范疇內(nèi)改善農(nóng)田生態(tài)環(huán)境，培肥土地，發(fā)展持續(xù)農(nóng)業(yè)、旱作農(nóng)業(yè)的重大措施；是節(jié)本增效、發(fā)展質(zhì)量效益型農(nóng)業(yè)的重要環(huán)節(jié)；也是促進(jìn)有機(jī)綠色食品發(fā)展的有效手段。秸桿中含有大量有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀和微量元素，分析得出，每100公斤鮮秸桿中含氮O. 48公斤、磷O. 38公斤、鉀I. 67公斤，相當(dāng)于
2.4公斤氮肥、3. 8公斤磷肥、3. 4公斤鉀肥。由此可見，全國(guó)大量的剩余秸桿實(shí)際上是一個(gè)未被利用而被付之一炬的巨大資源。搞好農(nóng)作物秸桿的綜合利用，變廢為寶，化害為利，對(duì)于發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，夯實(shí)我國(guó)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)具有重大的現(xiàn)實(shí)意義和戰(zhàn)略意義。2008年《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于加快推進(jìn)農(nóng)作物秸桿綜合利用的意見》(國(guó)辦發(fā)〔2008〕105號(hào))明確指出要禁止焚燒秸桿，大力推進(jìn)種植業(yè)綜合利用秸桿。目前秸桿的利用主要是以下五個(gè)方面I、秸桿發(fā)酵作飼料秸桿的主要成分是纖維(見表1)，主要集中于細(xì)胞壁，細(xì)胞壁中纖維含量占70%以上，由纖維素、半纖維素、木質(zhì)素組成。除了反芻動(dòng)物由于胃中含有纖維分解菌可以有效吸收秸桿飼料外，其余大型牲畜均不具備直接吸收秸桿飼料的能力。傳統(tǒng)的青貯法發(fā)酵其不足之處在于只能使用新鮮秸桿、對(duì)于干燥秸桿即無能為力，而且粗蛋白含量低，該法制成的飼料只能適用反芻家畜的飼喂。國(guó)內(nèi)外有很多專家學(xué)者研究如何采用微生物或酶分解纖維素形成糖類物質(zhì)，但到目前為止尚未有安全高效的生產(chǎn)型菌株或酶的報(bào)道。相關(guān)專利如用秸桿制備高蛋白糖化飼料的方法CN200910219117. 8、秸桿發(fā)酵飼料的生產(chǎn)方法CN200810016743. 2等，其發(fā)酵周期都比較短，但是僅僅只能將粗蛋白含量提升到20%左右，而粗纖維仍然高達(dá)15%，其營(yíng)養(yǎng)與適口性遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到作為工業(yè)化飼料生產(chǎn)的要求，限制了秸桿的使用。表I不同農(nóng)作物秸桿的主要化學(xué)成分
權(quán)利要求
1.以家蠅代謝生態(tài)轉(zhuǎn)化為主的秸桿快速集約化治理的方法，其特征在于包括以下步驟 (1)蠅種采集和清潔飼養(yǎng)馴化收集當(dāng)?shù)匾吧蚁?成蠅以奶粉、食糖飼養(yǎng),幼蟲以麥麩清潔養(yǎng)殖，自然傳代5代以上，使其具有穩(wěn)定的繁殖特性； (2)稻桿轉(zhuǎn)化適應(yīng)蠅株的誘導(dǎo)與穩(wěn)定將稻桿機(jī)械粉碎至50-800目，破壞木質(zhì)素結(jié)構(gòu)，然后加入麥麩和水配制成含水量50%-90%的秸桿培養(yǎng)料，在環(huán)境溫度20-30°C、相對(duì)濕度50%-80%的條件下誘導(dǎo)培養(yǎng)經(jīng)步驟(I)馴化之后的家蠅幼蟲；誘導(dǎo)性秸桿培養(yǎng)料的配比從秸桿粉麥麩=1 9逐漸增加至秸桿粉麥麩=8 2，每一個(gè)配比比例培養(yǎng)5-15代，由此得到秸桿轉(zhuǎn)化適應(yīng)蠅株； (3)纖維素酶高表達(dá)蠅株的選育將秸桿轉(zhuǎn)化適應(yīng)蠅株接種的幼蟲置于秸桿粉麥麩=6 4的秸桿培養(yǎng)料中繁殖，隨機(jī)分組，每代取培養(yǎng)料中粗纖維含量測(cè)定最低的組別化蛹成蠅，采用遺傳篩選的方法獲得分泌物中纖維素酶高表達(dá)的蠅株，當(dāng)培養(yǎng)料中的粗纖維含量低于15%以后，再飼養(yǎng)3-5代，得到穩(wěn)定的纖維素酶高表達(dá)蠅株； (4)秸桿蠅蛆生物轉(zhuǎn)化預(yù)處理將秸桿機(jī)械粉碎至50-800目，加入白腐菌培養(yǎng)液開放性發(fā)酵1-3天，得改性秸桿粉；按重量計(jì)算，取改性后的秸桿粉50%-70%、麥麩或谷糠或甜菜渣20%-30%與蛋白輔料10%-20%混合均勻，并調(diào)節(jié)PH值至6. 5-7. 5，含水量至65%_75%，配成蠅蛆工業(yè)化生產(chǎn)底料； (5)工業(yè)化秸桿轉(zhuǎn)化蠅株的穩(wěn)定將纖維素酶高表達(dá)蠅株的幼蟲置于蠅蛆工業(yè)化生產(chǎn)底料中繁殖，循環(huán)10-15代之后獲得工業(yè)化秸桿轉(zhuǎn)化蠅株，以此轉(zhuǎn)化蠅株進(jìn)行蠅蛆工業(yè)化產(chǎn)品的生產(chǎn)； (6)蠅蛆工業(yè)化產(chǎn)品的生產(chǎn)蠅蛆生長(zhǎng)后的殘余底料烘干制成功能有機(jī)肥料；家蠅幼蟲和成蠅制成動(dòng)物保健飼料或采用生物技術(shù)處理制成生物醫(yī)學(xué)原料或產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述以家蠅代謝生態(tài)轉(zhuǎn)化為主的秸桿快速集約化治理的方法，其特征在于包括以下步驟 (1)蠅種采集和清潔飼養(yǎng)馴化收集當(dāng)?shù)匾吧蚁?，進(jìn)行生物學(xué)鑒定，然后成蠅以質(zhì)量比I : I的奶粉、食糖飼養(yǎng)，幼蟲以麥麩清潔養(yǎng)殖，自然傳代5代以上，使其在密集飼養(yǎng)環(huán)境下具有穩(wěn)定的繁殖特性； (2)秸桿轉(zhuǎn)化適應(yīng)蠅株的誘導(dǎo)與穩(wěn)定將秸桿采用機(jī)械粉碎至50-800目，破壞木質(zhì)素結(jié)構(gòu)，然后加入麥麩和水配制成含水量50%-90%的秸桿培養(yǎng)料，在環(huán)境溫度20-30°C、相對(duì)濕度50%-80%的條件下誘導(dǎo)培養(yǎng)經(jīng)步驟(I)馴化之后的家蠅幼蟲；誘導(dǎo)性秸桿培養(yǎng)料的配比從秸桿粉麥麩=1 9逐漸增加至秸桿粉麥麩=6 4，每一個(gè)配比比例培養(yǎng)5-10代，每一代培養(yǎng)過程為蠅卵一秸桿培養(yǎng)料誘導(dǎo)培養(yǎng)一分離3日齡幼蟲一化蛹一羽化成蠅一奶粉、食糖飼養(yǎng)產(chǎn)卵；再?gòu)慕諚U粉麥麩=6 4逐漸增加至秸桿粉麥麩=8 2，每一個(gè)配比比例培養(yǎng)10-15代，每一代培養(yǎng)過程為蠅卵一秸桿培養(yǎng)料誘導(dǎo)培養(yǎng)一分離4日齡幼蟲一化蛹一羽化成蠅一奶粉、食糖飼養(yǎng)產(chǎn)卵；使家蠅生命各歷期生物學(xué)特征達(dá)到自然或麥麩飼養(yǎng)生長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)，由此得到秸桿轉(zhuǎn)化適應(yīng)蠅株； (3)纖維素酶高表達(dá)蠅株的選育將秸桿轉(zhuǎn)化適應(yīng)蠅株接種的幼蟲置于秸桿粉麥麩=6 4的秸桿培養(yǎng)料中繁殖，隨機(jī)分組，每代取培養(yǎng)料中粗纖維含量測(cè)定最低的組別化蛹成蠅，采用遺傳篩選的方法獲得分泌物中纖維素酶高表達(dá)的蠅株，當(dāng)培養(yǎng)料中的粗纖維含量低于15%以后，再飼養(yǎng)3-5代，得到穩(wěn)定的纖維素酶高表達(dá)蠅株； (4)秸桿蠅蛆生物轉(zhuǎn)化預(yù)處理秸桿機(jī)械粉碎至50-800目，將濃度為IO3-IOVml的白腐菌培養(yǎng)液、水、秸桿粉按I : I : 20的質(zhì)量比混合活化8小時(shí)，再將活化后的秸桿粉與未發(fā)酵秸桿粉按I : 500的質(zhì)量比混合，開放性發(fā)酵1-3天，得改性秸桿粉；按重量計(jì)算，取改性后的秸桿粉50%-70%、麥麩或谷糠或甜菜渣20%-30%與蛋白輔料10%-20%混合均勻，并調(diào)節(jié)PH值至6. 5-7. 5，含水量至65%-75%，配成蠅蛆工業(yè)化生產(chǎn)底料，使其達(dá)到工業(yè)化蠅蛆飼料的標(biāo)準(zhǔn)； (5)工業(yè)化秸桿轉(zhuǎn)化蠅株的穩(wěn)定將纖維素酶高表達(dá)蠅株的幼蟲置于蠅蛆工業(yè)化生產(chǎn)底料中繁殖，生長(zhǎng)過程為蠅卵一接種底料一分離4日齡幼蟲一化蛹一羽化成蠅一奶粉、食糖飼養(yǎng)產(chǎn)卵；循環(huán)10-15代之后獲得穩(wěn)定的工業(yè)化秸桿轉(zhuǎn)化蠅株，以此轉(zhuǎn)化蠅株進(jìn)行蠅蛆工業(yè)化產(chǎn)品的生產(chǎn)； (6)蠅蛆工業(yè)化產(chǎn)品的生產(chǎn)蠅蛆生長(zhǎng)后的殘余底料烘干制成功能有機(jī)肥料；家蠅幼蟲和成蠅制成動(dòng)物保健飼料或采用生物技術(shù)處理制成生物醫(yī)學(xué)原料或產(chǎn)品。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述以家蠅代謝生態(tài)轉(zhuǎn)化為主的秸桿快速集約化治理的方法，其特征在于在步驟(2)、步驟(3)和步驟(5)的成蠅飼養(yǎng)過程中加入適量的秸桿浸出液，并每隔7天引入無菌培養(yǎng)的野生家蠅，防止工業(yè)化秸桿轉(zhuǎn)化蠅株的退化。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述以家蠅代謝生態(tài)轉(zhuǎn)化為主的秸桿快速集約化治理的方法，其特征在于引入野生家蠅的數(shù)量為每次每籠少于10%。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述以家蠅代謝生態(tài)轉(zhuǎn)化為主的秸桿快速集約化治理的方法，其特征在于步驟(2)中誘導(dǎo)性秸桿培養(yǎng)料配比從秸桿粉麥麩=1 9逐漸增加至秸桿粉麥麩=6 : 4過程中，每一代挑選行動(dòng)活躍、體型較大的3日齡蜆蛆幼蟲移入麥麩中化蛹成蠅，直到存活蠅蛆每個(gè)蟲體質(zhì)量達(dá)到25毫克以上，再進(jìn)入下一個(gè)配比比例；誘導(dǎo)性秸桿培養(yǎng)料配比從秸桿粉麥麩=6 4逐漸增加至秸桿粉麥麩=8 2過程中，每一代挑選行動(dòng)活躍、體型較大的4日齡蠅蛆幼蟲移入麥麩中化蛹成蠅，當(dāng)存活蠅蛆每個(gè)蟲體質(zhì)量達(dá)到25毫克以上時(shí)，在該配比比例中繼續(xù)培養(yǎng)3-5代，使蠅株各方面生理狀況達(dá)到穩(wěn)定，再進(jìn)入下一個(gè)配比比例。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述以家蠅代謝生態(tài)轉(zhuǎn)化為主的秸桿快速集約化治理的方法，其特征在于步驟(I)、(2)所述的馴化、誘導(dǎo)，即對(duì)當(dāng)?shù)匾吧蚁夁M(jìn)行秸桿這一特定飼養(yǎng)環(huán)境下的工程化養(yǎng)殖適應(yīng)性誘導(dǎo)馴化，使家蠅幼蟲在秸桿中集約化飼養(yǎng)時(shí)能夠正常生長(zhǎng)，達(dá)到每10公斤秸桿培養(yǎng)料繁殖蠅蛆150克、3日齡蠅蛆每個(gè)蟲體質(zhì)量25毫克以上，充分轉(zhuǎn)化秸桿中的有機(jī)資源。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述以家蠅代謝生態(tài)轉(zhuǎn)化為主的秸桿快速集約化治理的方法，其特征在于步驟(4)所述的蛋白輔料為干蛆粉、玉米粉、菜籽餅或豆柏。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述以家蠅代謝生態(tài)轉(zhuǎn)化為主的秸桿快速集約化治理的方法，其特征在于步驟(4)中調(diào)節(jié)PH值所用物質(zhì)為生石灰、碳酸氫鈉或碳酸鈉。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述以家蠅代謝生態(tài)轉(zhuǎn)化為主的秸桿快速集約化治理的方法，其特征在于步驟(5)中所述穩(wěn)定的工業(yè)化秸桿轉(zhuǎn)化蠅株是指家蠅幼蟲在改性秸桿粉配制的蠅蛆工業(yè)化生產(chǎn)底料中生長(zhǎng)繁殖,達(dá)到每10公斤底料培養(yǎng)產(chǎn)出幼蟲至少350克、每個(gè)蟲體質(zhì)量25暈克以上。
10.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述以家蠅代謝生態(tài)轉(zhuǎn)化為主的秸桿快速集約化治理的方法，其特征在于所述的秸桿為高粱秸桿、玉米秸桿、棉花秸桿、小麥秸桿、煙桿或稻草。
全文摘要
本發(fā)明公開了以家蠅代謝生態(tài)轉(zhuǎn)化為主的秸稈快速集約化治理的方法，包括以下步驟蠅種采集和清潔飼養(yǎng)馴化、秸稈轉(zhuǎn)化適應(yīng)蠅株的誘導(dǎo)與穩(wěn)定、纖維素酶高表達(dá)蠅株的選育、秸稈蠅蛆生物轉(zhuǎn)化預(yù)處理、工業(yè)化秸稈轉(zhuǎn)化蠅株的穩(wěn)定以及蠅蛆工業(yè)化產(chǎn)品的生產(chǎn)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用生物技術(shù)進(jìn)行種蠅秸稈生態(tài)轉(zhuǎn)化功能誘導(dǎo)和篩選、傳代、工程化飼養(yǎng)，結(jié)合機(jī)械破碎、微生物發(fā)酵技術(shù)，采用現(xiàn)代化工程技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)微生物發(fā)酵、昆蟲代謝轉(zhuǎn)化為主的秸稈資源化治理，具有生態(tài)化程度高，生物利用度大，腐熟周期短，產(chǎn)品質(zhì)量高，資源高附加值化，無環(huán)境污染，科學(xué)配比肥效高等其它方法無可比擬的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)A23K1/14GK102805053SQ20121029921
公開日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月21日
發(fā)明者吳建偉, 徐楠, 國(guó)果, 修江帆, 張姝, 胡蓉 申請(qǐng)人:貴州博康生物工程有限公司