专利名称：以家蝇代谢生态转化为主的秸秆快速集约化治理的方法
技术领域：
本发明涉及一种以家蝇代谢生态转化为主的秸杆快速集约化治理的方法，属于家蝇养殖与废弃物利用技术领域。
背景技术：
作为农业生产大国，随着我国现代农业发展，粮食规模不断扩大，农作物秸杆，尤其是玉米秸杆、棉花秸杆、小麦秸杆和稻草等等产量极速上升，2010年据统计全国共产生秸杆超过8亿吨。秸杆就其物质属性来说，是属于很好的可利用物质，从古至今，被广泛利用，可归纳为“五料”，即燃料、饲料、肥料、基料、原材料。目前，就全国来说秸杆产量的50%以上是以直接燃烧处理为主，造成严重的环境污染和资源浪费。1999年国家环保总局制定了《秸杆禁烧和综合利用管理办法》，但是由于秸杆的综合处理在农村还是比较困难，所以秸杆焚烧屡禁不止，造成了很大的环境问题。露天焚烧是目前解决秸杆去向的主要途径，既浪费了 资源又污染了大气环境，还带来严重的社会问题，引起附近居民呼吸道疾病、高速公路被迫关闭、飞机停飞等问题。据有关资料显示每年由于焚烧秸杆造成飞机延误1000多起，公路交通事故5000多起。基于目前我国的农业生产状况，“秸杆还田”是当今世界范畴内改善农田生态环境，培肥土地，发展持续农业、旱作农业的重大措施；是节本增效、发展质量效益型农业的重要环节；也是促进有机绿色食品发展的有效手段。秸杆中含有大量有机质、氮、磷、钾和微量元素，分析得出，每100公斤鲜秸杆中含氮O. 48公斤、磷O. 38公斤、钾I. 67公斤，相当于
2.4公斤氮肥、3. 8公斤磷肥、3. 4公斤钾肥。由此可见，全国大量的剩余秸杆实际上是一个未被利用而被付之一炬的巨大资源。搞好农作物秸杆的综合利用，变废为宝，化害为利，对于发展现代农业，夯实我国农业基础具有重大的现实意义和战略意义。2008年《国务院办公厅关于加快推进农作物秸杆综合利用的意见》(国办发〔2008〕105号)明确指出要禁止焚烧秸杆，大力推进种植业综合利用秸杆。目前秸杆的利用主要是以下五个方面I、秸杆发酵作饲料秸杆的主要成分是纤维(见表1)，主要集中于细胞壁，细胞壁中纤维含量占70%以上，由纤维素、半纤维素、木质素组成。除了反刍动物由于胃中含有纤维分解菌可以有效吸收秸杆饲料外，其余大型牲畜均不具备直接吸收秸杆饲料的能力。传统的青贮法发酵其不足之处在于只能使用新鲜秸杆、对于干燥秸杆即无能为力，而且粗蛋白含量低，该法制成的饲料只能适用反刍家畜的饲喂。国内外有很多专家学者研究如何采用微生物或酶分解纤维素形成糖类物质，但到目前为止尚未有安全高效的生产型菌株或酶的报道。相关专利如用秸杆制备高蛋白糖化饲料的方法CN200910219117. 8、秸杆发酵饲料的生产方法CN200810016743. 2等，其发酵周期都比较短，但是仅仅只能将粗蛋白含量提升到20%左右，而粗纤维仍然高达15%，其营养与适口性远远达不到作为工业化饲料生产的要求，限制了秸杆的使用。表I不同农作物秸杆的主要化学成分
权利要求
1.以家蝇代谢生态转化为主的秸杆快速集约化治理的方法，其特征在于包括以下步骤 (1)蝇种采集和清洁饲养驯化收集当地野生家蝇,成蝇以奶粉、食糖饲养,幼虫以麦麸清洁养殖，自然传代5代以上，使其具有稳定的繁殖特性； (2)稻杆转化适应蝇株的诱导与稳定将稻杆机械粉碎至50-800目，破坏木质素结构，然后加入麦麸和水配制成含水量50%-90%的秸杆培养料，在环境温度20-30°C、相对湿度50%-80%的条件下诱导培养经步骤(I)驯化之后的家蝇幼虫；诱导性秸杆培养料的配比从秸杆粉麦麸=1 9逐渐增加至秸杆粉麦麸=8 2，每一个配比比例培养5-15代，由此得到秸杆转化适应蝇株； (3)纤维素酶高表达蝇株的选育将秸杆转化适应蝇株接种的幼虫置于秸杆粉麦麸=6 4的秸杆培养料中繁殖，随机分组，每代取培养料中粗纤维含量测定最低的组别化蛹成蝇，采用遗传筛选的方法获得分泌物中纤维素酶高表达的蝇株，当培养料中的粗纤维含量低于15%以后，再饲养3-5代，得到稳定的纤维素酶高表达蝇株； (4)秸杆蝇蛆生物转化预处理将秸杆机械粉碎至50-800目，加入白腐菌培养液开放性发酵1-3天，得改性秸杆粉；按重量计算，取改性后的秸杆粉50%-70%、麦麸或谷糠或甜菜渣20%-30%与蛋白辅料10%-20%混合均匀，并调节PH值至6. 5-7. 5，含水量至65%_75%，配成蝇蛆工业化生产底料； (5)工业化秸杆转化蝇株的稳定将纤维素酶高表达蝇株的幼虫置于蝇蛆工业化生产底料中繁殖，循环10-15代之后获得工业化秸杆转化蝇株，以此转化蝇株进行蝇蛆工业化产品的生产； (6)蝇蛆工业化产品的生产蝇蛆生长后的残余底料烘干制成功能有机肥料；家蝇幼虫和成蝇制成动物保健饲料或采用生物技术处理制成生物医学原料或产品。
2.根据权利要求I所述以家蝇代谢生态转化为主的秸杆快速集约化治理的方法，其特征在于包括以下步骤 (1)蝇种采集和清洁饲养驯化收集当地野生家蝇，进行生物学鉴定，然后成蝇以质量比I : I的奶粉、食糖饲养，幼虫以麦麸清洁养殖，自然传代5代以上，使其在密集饲养环境下具有稳定的繁殖特性； (2)秸杆转化适应蝇株的诱导与稳定将秸杆采用机械粉碎至50-800目，破坏木质素结构，然后加入麦麸和水配制成含水量50%-90%的秸杆培养料，在环境温度20-30°C、相对湿度50%-80%的条件下诱导培养经步骤(I)驯化之后的家蝇幼虫；诱导性秸杆培养料的配比从秸杆粉麦麸=1 9逐渐增加至秸杆粉麦麸=6 4，每一个配比比例培养5-10代，每一代培养过程为蝇卵一秸杆培养料诱导培养一分离3日龄幼虫一化蛹一羽化成蝇一奶粉、食糖饲养产卵；再从秸杆粉麦麸=6 4逐渐增加至秸杆粉麦麸=8 2，每一个配比比例培养10-15代，每一代培养过程为蝇卵一秸杆培养料诱导培养一分离4日龄幼虫一化蛹一羽化成蝇一奶粉、食糖饲养产卵；使家蝇生命各历期生物学特征达到自然或麦麸饲养生长标准，由此得到秸杆转化适应蝇株； (3)纤维素酶高表达蝇株的选育将秸杆转化适应蝇株接种的幼虫置于秸杆粉麦麸=6 4的秸杆培养料中繁殖，随机分组，每代取培养料中粗纤维含量测定最低的组别化蛹成蝇，采用遗传筛选的方法获得分泌物中纤维素酶高表达的蝇株，当培养料中的粗纤维含量低于15%以后，再饲养3-5代，得到稳定的纤维素酶高表达蝇株； (4)秸杆蝇蛆生物转化预处理秸杆机械粉碎至50-800目，将浓度为IO3-IOVml的白腐菌培养液、水、秸杆粉按I : I : 20的质量比混合活化8小时，再将活化后的秸杆粉与未发酵秸杆粉按I : 500的质量比混合，开放性发酵1-3天，得改性秸杆粉；按重量计算，取改性后的秸杆粉50%-70%、麦麸或谷糠或甜菜渣20%-30%与蛋白辅料10%-20%混合均匀，并调节PH值至6. 5-7. 5，含水量至65%-75%，配成蝇蛆工业化生产底料，使其达到工业化蝇蛆饲料的标准； (5)工业化秸杆转化蝇株的稳定将纤维素酶高表达蝇株的幼虫置于蝇蛆工业化生产底料中繁殖，生长过程为蝇卵一接种底料一分离4日龄幼虫一化蛹一羽化成蝇一奶粉、食糖饲养产卵；循环10-15代之后获得稳定的工业化秸杆转化蝇株，以此转化蝇株进行蝇蛆工业化产品的生产； (6)蝇蛆工业化产品的生产蝇蛆生长后的残余底料烘干制成功能有机肥料；家蝇幼虫和成蝇制成动物保健饲料或采用生物技术处理制成生物医学原料或产品。
3.根据权利要求I或2所述以家蝇代谢生态转化为主的秸杆快速集约化治理的方法，其特征在于在步骤(2)、步骤(3)和步骤(5)的成蝇饲养过程中加入适量的秸杆浸出液，并每隔7天引入无菌培养的野生家蝇，防止工业化秸杆转化蝇株的退化。
4.根据权利要求3所述以家蝇代谢生态转化为主的秸杆快速集约化治理的方法，其特征在于引入野生家蝇的数量为每次每笼少于10%。
5.根据权利要求I或2所述以家蝇代谢生态转化为主的秸杆快速集约化治理的方法，其特征在于步骤(2)中诱导性秸杆培养料配比从秸杆粉麦麸=1 9逐渐增加至秸杆粉麦麸=6 : 4过程中，每一代挑选行动活跃、体型较大的3日龄蚬蛆幼虫移入麦麸中化蛹成蝇，直到存活蝇蛆每个虫体质量达到25毫克以上，再进入下一个配比比例；诱导性秸杆培养料配比从秸杆粉麦麸=6 4逐渐增加至秸杆粉麦麸=8 2过程中，每一代挑选行动活跃、体型较大的4日龄蝇蛆幼虫移入麦麸中化蛹成蝇，当存活蝇蛆每个虫体质量达到25毫克以上时，在该配比比例中继续培养3-5代，使蝇株各方面生理状况达到稳定，再进入下一个配比比例。
6.根据权利要求I或2所述以家蝇代谢生态转化为主的秸杆快速集约化治理的方法，其特征在于步骤(I)、(2)所述的驯化、诱导，即对当地野生家蝇进行秸杆这一特定饲养环境下的工程化养殖适应性诱导驯化，使家蝇幼虫在秸杆中集约化饲养时能够正常生长，达到每10公斤秸杆培养料繁殖蝇蛆150克、3日龄蝇蛆每个虫体质量25毫克以上，充分转化秸杆中的有机资源。
7.根据权利要求I或2所述以家蝇代谢生态转化为主的秸杆快速集约化治理的方法，其特征在于步骤(4)所述的蛋白辅料为干蛆粉、玉米粉、菜籽饼或豆柏。
8.根据权利要求I或2所述以家蝇代谢生态转化为主的秸杆快速集约化治理的方法，其特征在于步骤(4)中调节PH值所用物质为生石灰、碳酸氢钠或碳酸钠。
9.根据权利要求2所述以家蝇代谢生态转化为主的秸杆快速集约化治理的方法，其特征在于步骤(5)中所述稳定的工业化秸杆转化蝇株是指家蝇幼虫在改性秸杆粉配制的蝇蛆工业化生产底料中生长繁殖,达到每10公斤底料培养产出幼虫至少350克、每个虫体质量25晕克以上。
10.根据权利要求I或2所述以家蝇代谢生态转化为主的秸杆快速集约化治理的方法，其特征在于所述的秸杆为高粱秸杆、玉米秸杆、棉花秸杆、小麦秸杆、烟杆或稻草。
全文摘要
本发明公开了以家蝇代谢生态转化为主的秸秆快速集约化治理的方法，包括以下步骤蝇种采集和清洁饲养驯化、秸秆转化适应蝇株的诱导与稳定、纤维素酶高表达蝇株的选育、秸秆蝇蛆生物转化预处理、工业化秸秆转化蝇株的稳定以及蝇蛆工业化产品的生产。与现有技术相比，本发明采用生物技术进行种蝇秸秆生态转化功能诱导和筛选、传代、工程化饲养，结合机械破碎、微生物发酵技术，采用现代化工程技术手段，实现微生物发酵、昆虫代谢转化为主的秸秆资源化治理，具有生态化程度高，生物利用度大，腐熟周期短，产品质量高，资源高附加值化，无环境污染，科学配比肥效高等其它方法无可比拟的优点。
文档编号A23K1/14GK102805053SQ20121029921
公开日2012年12月5日 申请日期2012年8月21日 优先权日2012年8月21日
发明者吴建伟, 徐楠, 国果, 修江帆, 张姝, 胡蓉 申请人:贵州博康生物工程有限公司