用面包废料和黑水虻相关细菌改良鸡粪以增加幼虫生物质

把农场废弃物变成有用的饲料

现代农场产生大量剩余物，从难闻的鸡粪到成堆的陈旧面包。处理这些废物既昂贵又可能污染空气、水体和土壤。与此同时，随着鱼粉和大豆价格上升，农户正在寻找新的、价格可承受的蛋白质来源来饲喂家禽和鱼类。本研究探讨了黑水虻幼虫——一种已被用于废物处理的无害昆虫——如何在有益细菌的帮助下，将鸡粪和面包废料转化为营养丰富的动物饲料。

为何幼虫更偏爱面包而不是粪便

研究人员首先测试了黑水虻幼虫在由鸡粪和残余面包制成的不同配比饲料上的生长表现。鸡粪富含氮和矿物质，但能量相对较低；面包废料富含碳水化合物但蛋白质含量较轻。单用鸡粪喂养时，幼虫体型较小，且对废物的转化率很低。当将两者混合，尤其以1:1比例混合时，幼虫生长明显更好，总生物质增多，且为获得体重所需的饲料更少。这种蛋白质与碳水化合物之间的平衡为幼虫提供了更合适的“自助餐”，使它们有足够的能量有效利用氮，而不是将其以过量氨的形式浪费掉。

进入幼虫体内的决定排泄物的性质

饲料不仅改变了幼虫的生长速度，还影响了它们的体成分。单以面包喂养的幼虫积累了最多的脂肪和蛋白质，但面包废料本身作为饲料具有经济价值，因此实用性较差。单以粪便喂养的幼虫则更瘦，脂肪含量较低而灰分（残留矿物质）较高。混合饲料，尤其是1:1配比，产出的幼虫在脂肪、蛋白质和矿物质方面更为均衡。这意味着将鸡粪与面包废料结合，可把低价值、难处理的残渣转化为更接近传统动物饲料质量的高价值昆虫粉。

昆虫肠道中的有益微生物

研究的第二部分聚焦于与幼虫共生的微小伙伴：存在于黑水虻卵和幼虫肠道中的细菌。研究者分离出多株能产生分解蛋白质和尿素的消化酶的菌株，并用遗传学工具对其进行鉴定。挑选出五种主要细菌种类，包括准脱氧微球菌（Microbacterium paraoxydans）、枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）和摩根氏菌（Morganella morganii）。当这些细菌被添加到以粪便为主的饲料中时，幼虫的干重增加，饲料转化效率得到提升，并改变了幼虫的化学组成。一些菌株组合使幼虫偏向更多的脂肪和纤维，而其他组合则增加了有用的碳水化合物并改善了营养平衡。

强化幼虫的蛋白质谱

其中一种共生菌Microbacterium paraoxydans在与3份粪便：1份面包的配方结合时表现尤为显著。接受这种“增强”饲料的幼虫在必需氨基酸和非必需氨基酸方面都显著提高。像缬氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸等必需氨基酸，相较于在相同饲料条件下未添加细菌的幼虫，含量大约提高了50%。这些氨基酸正是植物性饲料常常缺乏、限制家禽和鱼类饲料质量的关键成分。细菌通过帮助分解蛋白质并在肠道中回收氮，使这些有价值的营养物质更多地可被幼虫利用，进而可供被喂养的动物吸收。

从废物问题走向蛋白质解决方案

对非专业读者而言，核心信息很简单：通过巧妙组合废料并利用有益微生物，我们可以把处理难题变成有用资源。将鸡粪与面包废料混合为黑水虻幼虫提供了更好的饲料，帮助它们更快生长并把更多废物转化为生物质。添加特定细菌还能进一步改善这一过程，使幼虫富含高质量蛋白质和动物饲料所需的关键氨基酸。该方法既减轻了农场废物带来的环境压力，降低了对鱼粉和大豆的依赖，又能生产昆虫粉和富含养分的残渣用于肥料。简而言之，昆虫与微生物的协同作用可以闭合农业循环，推动更循环、可持续的食品系统。

引用: Abdelmaksoud, E.M., El-Sayed, W., Rashwan, R.S. et al. Enhancing chicken manure with bread waste and black soldier fly associated bacteria to increase larval biomass. Sci Rep 16, 8262 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-39463-x

关键词: 黑水虻, 鸡粪循环利用, 面包废料增值, 昆虫蛋白饲料, 有益肠道细菌