Огляд використання личинок чорного солдата, Hermetia illucens (Diptera Stratiomyidae), для
Анотація
Вступ
В останні роки галузь прикладної ентомології набуває все більшого значення. Хоча вона традиційно зосереджується на використанні комах-хижаків для біологічного контролю за видами шкідників в агроекологічних системах (Кок та ін2016, Ван Лентерен та ін2018), тепер більше уваги також приділяється використанню комах для розробки біологічно натхненних технологій (Gorb 2011, Lenau та ін2018), як альтернативні джерела їжі для виробничих тварин та людей (DeFoliart 1989, Van Huis 2013) та для повторного використання органічних відходів (Diener та ін2011а, б). Що стосується останнього, личинки чорної солдатської мухи (BSF), Hermetia illucens (L., 1758) (Diptera: Stratiomyidae), особливо цікаві, оскільки вони пропонують економічно ефективну потенційну альтернативу переробці біологічних відходів. Мух можна зустріти як тропічних, так і субтропічних, а також деяких температурних поясів. Дорослі мухи не мають ротової порожнини, жала або органів травлення, і тому вони не здатні атакувати та годувати (Парк 2015, Al-Qazzaz та ін2016). Це, в свою чергу, означає, що навіть якщо чорношкірі мухи солдатів контактують з їжею, вони, на відміну від домашніх мух, не передають збудникам хвороб з відходів людям (Банки та ін2014, Кеніс та ін2014, Дортманс 2015).
Багато досліджень вказували на потенціал BSF перетворити тверді побутові відходи, свинячий гній, кухонні відходи, людські фекалії, фрукти та овочі, рисову солому та інші органічні матеріали у стабільний та цінний продукт (Diener та ін2009b, 2011a, b, Lalander та ін2013, Нгуєн та ін2015, Manurung та ін2016, Дортманс та ін2017). Лікування личинками чорної солдатської мухи може також зменшити період напіввиведення фармацевтичних речовин (Lalander та ін2016) та поживних речовин, таких як азот та фосфор із відходів (Myers та ін2008). Препупіальна стадія мухи, тобто остання стадія личинки, є живильним джерелом білків, які можна використовувати як корм для свійської птиці, свиней, риб та земноводних і тим самим приносити додатковий дохід (ST-Hilaire та ін2007a, b, Diener та ін2011а, б, Нгуєн та ін2015, Парк 2015, Spranghers та ін2016). Були проведені дослідження продовольчої безпеки, що вказують на використання комах, таких як личинки BSF, як важливого джерела білка для деяких країн Африки та Азії (DeFoliart 1989). Комахи, такі як BSF, відповідають харчовим потребам як для тварин, так і для людей, оскільки вони багаті вітамінами, мікроелементами та насиченими та поліненасиченими жирними кислотами (Rumpold & Schlüter 2013, Van Huis 2013).
Бразилія є хорошим прикладом країни, що розвивається, яка може отримати користь від використання технології BSF, оскільки більша частина її території знаходиться в тропіках, а чорношкірі мухи-солдати зустрічаються в природі в дикій природі. Крім того, Бразилія не має ефективної традиційної системи утилізації відходів. Ці умови особливо стосуються Північного регіону країни (регіону Амазонки). Штат Пара, найбільш густонаселений штат в регіоні Амазонки, який налічує близько 8,3 мільйона жителів у 144 муніципалітетах, стикається з кількома проблемами щодо управління утилізацією відходів (IBGE - Бразильський інститут географії та статистики 2015). В цілому в цілому в штаті щодня виробляється 7 тонн відходів, але збирається лише 5,4 тонни на день. Більше того, 35% утилізується під відкритим сміттєзвалищем, 37% надходить на контрольоване сміттєзвалище, тоді як лише 28% отримують належне управління утилізацією на санітарному звалищі (Abrelpe 2015).
Незважаючи на те, що чорну солдатську муху можна зустріти на півночі Бразилії (Пухоль-Луз та ін2008), наскільки нам відомо, було проведено лише кілька обмежених досліджень з використанням личинок BSF для обробки органічних відходів на ізольованих фермах в Бразилії (Сільва та ін2018, Teixeira Filho 2018). Існує потреба у додаткових дослідженнях щодо потенціалу поводження з органічними відходами міських та великих сільських громад Бразилії. Таким чином, даний огляд має на меті дослідити доцільність, переваги та обмеження для реалізації проекту BSF у тропічних регіонах, використовуючи Белем як тематичне дослідження.
Мухи личинок чорного солдата як джерело кормів для тварин
Тропічні країни, включаючи Бразилію, мають багате різноманіття видів риб, які можна вирощувати в резервуарах (Junk та ін2007). Риба піраруку, Arapaima gigas (Cuvier 1817), наприклад, можна годувати змішаним харчуванням з рибного борошна та личинок BSF (Imbiriba 2001, Oliveira та ін2012, Кейроз-де-Олівейра та ін2013). Використання препупа BSF для доповнення рибної муки не чинить негативного впливу на розвиток риби (Bondari & Sheppard 1981, Kroeckel та ін2012). Наприклад, заміна рибної муки дієтою, що містила до 15% личинок BSF (вміст білка), не мала жодного негативного впливу на коефіцієнт конверсії кормів риб. Більше того, та ж дієта дозволила зменшити рибну муку з 36 до 27% та вміст риб’ячого жиру з 13 до 8% (ST-Hilaire та ін2007б). Їх результати є значними, оскільки вони можуть стати альтернативою зменшенню витрат, пов’язаних з рибною їжею, та зробити рибництво більш привабливим для сільських громад.
Личинки чорних солдатських мух також можуть бути використані для заміни або доповнення раціону птиці та худоби, хоча ще потрібно провести більше досліджень, щоб оцінити кількість, необхідну для підтримання зростання (Teguia & Beynen 2005, Veldkamp & Bosch 2015). Два останні дослідження показали, що використання личинок BSF як джерела корму для несучості курей може збільшити товщину яєчної шкаралупи, яєчного жовтка та яєчного альбуміну (Barbosa-Filho та ін2018, Кавасакі та ін2019). Секчі та ін (2018) проаналізували вплив заміни дієти на основі сої на курячих несучках дієтою личинок БСФ. Автори стверджують, що BSF може бути використаний як повний замінник традиційного соєвого раціону. Однак це справедливо лише тоді, коли ціль є якістю яєць. Інші дослідження повинні розглядати вплив на всю тварину. Крім того, яєчний жовток курки, що харчується личинками BSF, містить нижчий рівень холестерину та подібні жирні кислоти. Подібні результати були отримані з перепелами (Dalle Zotte та ін2019).