Розробка та тестування в університеті Арканзас в Pine Bluff
Процес парування чорної львинки, яких іноді спостерігали в повітрі під люмінесцентними лампами. Інколи в деяких джерелах повідомляється, що дорослі особини спаровуються лише за особливих умов освітлення; однак у нашій лабораторії було достатньо стандартних флуоресцентних ламп (цілодобове освітлення).
Личинки чорної львинки ( Hermetia illucens ) (BSF) швидко з’являються на ринку як вигідна альтернатива рибному борошну в кормах для гідробіонтів, завдяки поживній цінності та здатності до екологічно чистого виробництва. Дорослі особини чорної львинки тепер поширені по всьому світу, і незважаючи на те, що ззовні вони нагадують осу, у них немає жодного придатка, щоб кусати чи жалити. Таким чином, вони не становлять загрози для людей чи тварин, і як інші мухи часто зустрічаються поблизу компосту чи органічного матеріалу що гниє.
У цій статті описується комплексна система для вирощування личинок BSF у приміщенні, яка призначена для самостійного збору личинок і повторного заселення дорослих особин, а також наводяться деякі спостереження щодо відтворення дорослих BSF.
Схема конструкції та внутрішні налаштування
В Університеті Арканзасу в Pine Bluff (UAPB) на основі попередніх пілотних досліджень, була розроблена та створена трирівнева система для вирощування личинок BSF із використанням сталі та сітки, для зменшення площі конструкції та полегшення вилучення личинок мух (рис. 1).
Кожен шар вкритий тканиною поверх дротяної сітки у чверть дюйма, яка утримує субстрат, забезпечує потік повітря, а також дозволяє дренаж зайвої води. Кожен шар має форму трапеції, так що пласка поверхня дозволяє рівномірно розподілити субстрат, тоді як кут 45 градусів забезпечує площу поверхні для личинок, щоб повзти вгору по боках і падати в контейнер (довгий лоток).
Рис. 1: Ліворуч: початковий проект трирівневої трапецієподібної конструкції «все-в-одному», яка годує личинок, самозбирає та повторно заселяє, таких всього три конструкції було виготовлено в UAPB. Праворуч: проект передбачає загалом дев’ять одиниць, які мають три рівні висоти.
Зверху був поміщений висувний брезент, оскільки личинки мають фотофобію [непереносимість світла], а також це допомагає утримувати вологу в лотках. Щілина на верхній частині конструкції забезпечує доступ майбутнім дорослим мухам для відкладання яєць. Кожну з дев’яти установок перемістили в приміщення та підтримували при встановленій температурі 88оС протягом пізньої осені/початку зими. Зволожувач повітря підтримував вологість вище 45%, щоб протистояти сухому гарячому повітрю з вентиляційних отворів.
Запуск виробництва
Загалом було придбано 9000 личинок четвертої стадії (стадія розвитку членистоногих, таких як комахи) та посаджено на перероблену кавову гущу та тісто для піци. Ці інгредієнти були обрані з огляду на те, що вони доступні у великій кількості, а також відрізняються за своїм складом і текстурою. Однак, через кілька днів після посадки личинок, м’які предмети, включаючи апельсини, гарбузи та інші залишки домашнього вжитку, також були додані до контейнерів, щоб додатково оцінити харчові уподобання личинок (рис. 2). Порівняно з кавовою гущею, личинки віддають перевагу м’якшим харчовим продуктам. Незважаючи на відносно високу вологість (вище 45 %), субстрати висохли протягом доби, тому на верхній шар було покладено шланг з водою, який періодично змочував субстрат разом із системою обприскування, який вмикали вручну один раз вранці.
Рис.1: Ліворуч: додавання личинок на тісто для піци. Зверху зображено шланг для змочування водою, за яким слідує серія «яєць», виготовлених із біофільтруючого середовища, яке, як виявилося, не можна було використати. Праворуч: через кілька днів після посадки личинок більша частина тіста для піци була спожита. Апельсини та інші м’які харчові продукти були додані згодом для оцінки харчових уподобань личинок.
Протягом тижня було помічено, що перші личинки перед життєвою стадією лялечка [життєва стадія деяких комах до трансформації в інші стадії] піднімалися на бортики лотка під кутом 45 градусів та падали в жолоб, який був заповнений на чверть дюйма піском, щоб пом’якшити падіння личинок, а також для полегшення їх збору за допомогою черпакової сітки. Личинки перед життєвою стадією лялечки були набагато більшими при культивуванні на тісті для піци (довжина 1,75 ± 0,04 см; ширина 0,43 ± 0,02 см) порівняно з тими, що вирощувалися на кавовій гущі (довжина 1,27 ± 0,03 см; ширина 0,29 ± 0,01 см); це можна пояснити тим, що, ймовірно, тісто в процесі стає більш м’якшим та насичене легкозасвоюваним крохмалем (рис.3). Слід зазначити, що не всі личинки підіймалися по контейнеру та падали в жолоб, проте більшість все-таки піднялася.
Рис.3: Ліворуч: передлялечки, які щойно піднялися догори під кутом 45 градусів та впали в жолоб з піском. Це був третій день від першого спостереження за передлялечками. Праворуч: пряме порівняння зібраних лялечок, культивованих переважно на тісті для піци та кавовій гущі.
Відтворення дорослих особин
За кілька днів лялечки твердішають, стають темнішими, та згортаються, допоки не з’явиться доросла муха. Використання «яєць» рекомендовано для полегшення переміщення яєць мух у різні місця/інкубатори, яйця можна легко вилучити та продавати постачальникам, а також дозволити змішувати або додавати субстрат, не турбуючи яйця. Як правило, дорослі особини мух віддають перевагу гофрованим сторонам картону, стопці деревини чи іншим предметам із невеликими щілинами. Хоча ми розміщували різні типи середовищ навколо або поверх субстрату, дорослі особини спочатку віддавали перевагу відкладанню яєць на субстрат (рис. 4). Лише через два тижні яйця вперше були помічені на картоні (але не на інших предметах), що вказує на те, що запах важливий для вибору кладки яєць.
Рис. 4: Щойно відкладені яйця чорної львинки в гофрокартоні.
Приблизно через два місяці після посадки передличинок, ми спостерігали лялечок на різних стадіях життя в субстраті (рис.5), що продемонструвало, що життєвий цикл чорної львинки у приміщенні та протягом зими пройшов успішно. Запах субстрату змінився з запаху гною/гниття на більш солодкий/землистий аромат. Кімната була заповнена дорослими мухами, але приблизно через чотири-сім днів смертність мух стала високою. Згодом ми розклали по кімнаті ємності з невеликою кількістю цукру та води. Мух досить швидко привабили ці, особливо жовті контейнери, і вони використовували свій ротовий апарат, який подібний до апарату кімнатної мухи, щоб споживати їжу (рис. 6). Незабаром після цього виявилося, що смертність зменшилася. Здається, це протистоїть ідеї про те, що чорна львинка не має ротового апарату чи травного тракту, про що іноді повідомляють епізодично.
Рис.5: Наступне покоління личинок, які вилупилися та виросли безпосередньо з кавової гущі (ліворуч) та тіста для піци (праворуч). Фотографія зроблена в той самий день (приблизно через два тижні) після першої посадки личинок, відмінності розмірів личинок чітко помітні.
Рис.6: Дорослих мух одразу привабив цукор, і вони, здавалося, віддали перевагу жовтому контейнеру порівняно з чашками Петрі чи білими кришками. Примітка: доросла муха вбирає цукрову воду за допомогою лабели (губчастого відростка, схожого на подушечку).
Загальне виробництво
Через два місяці після початкової посадки передличинок ми помітили більш ніж 50-кратне збільшення в порівнянні з першим поколінням, де було отримано лише кілька жменьок личинок (рис.7). Це дійсно стало очевидним лише після перенесення субстратів у контейнери для підготовки до експериментів. Наразі, починаючи з цього другого покоління, ми тестуємо різні місцево доступні типи субстратів та їх суміші, щоб оцінити продуктивність личинок BSF, рівень біоконверсії та поживну цінність, а також випробовуємо додаткові конструкції для збору личинок.
Рис.7: Після першого покоління це був один контейнер із дев’яти, які були заповнені розвиненими личинками BSF.
Питання та рекомендації
Деякі труднощі під час виробництва включали підтримку стабільного вмісту вологості субстрату в гарячому/сухому приміщенні. Це було особливо важливо для тіста піци, тому що недостатня вологість призвела до затвердіння тіста, а перенасичення призвело до витікання тіста через сітку. Однак пізніше ми змішали рослинні волокна або кавову гущу з тістом для піци та вирішили цю проблему.
Іншою проблемою, яку ми спостерігали, було те, що дорослі особини часто відкладали яйця прямо на субстрат, тому ми були обережні щодо змішування/додавання субстрату, а також надмірного насичення субстрату водою. Ми також наголошуємо на важливості утримання підлоги в чистоті, щоб мінімізувати ймовірність того, що дорослі особини BSF відкладуть свої яйця в будь-якій зоні де є мокрий субстрат.
