Содержание к диссертации
Введение
I. Обзор литературы 11
1. Массовое культивирование насекомых 11
2. Возможности использования отдельных видов насекомых для рециклизации органических отходов с целью получения кормовой биомассы, удобрения ... 16
3. Метод утилизации свиного навоза личинками комнатной мухи 19
4. Биология, экология комнатной мухи 27
5. Биология, экология весенней синей мухи 35
6. Заключение 38
II. Собственные исследования 40
1. Биологический материал 4^
1.1. Сведения о создании популяции комнатной Ап мухи "ВЙЖ-І" w
1.2. Сведения о создании популяции весенней синей мухи "ВИЖ-2" 42
2. Методы исследований 42
2.1. Методика культивирования имаго комнатной мухи 42
2.2. Методика культивирования преимагинальных фаз комнатной мухи 54
2.3. Методика культивирования имаго и преимагинальных фаз весенней синей мухи 57
2.4. Методика учета полученных результатов -:59
3. Биологическое обоснование массового культивирова ния комнатной мухи популяции "ВЙЖ-І"
3.1. Массовое культивирование имаго комнатной АП мухи DU
3.I.I. Определение оптимального светового режима в инсектарии при массовом культивировании имаго комнатной мухи 60
3.1.2. Определение оптимальной плотности размещения имаго комнатной мухи в садках различных объемов 62
3.1.3. Жизнеспособность самок, самцов комнатной мухи в садках при массовом культивировании 71
3.1.4. Определение периодов эффективной откладки яиц самками комнатной глухи и режимов эксплуатации садков в инсектарии 72
3.1.5. Разработка новых экономичных рецептур корма, субстрата для яйцекладки и режимов кормления имаго комнатной мухи при массовом культивировании 80
3.2. Массовое культивирование преимагинальных фаз комнатной мухи на свином навозе 103
4. Биологическое обоснование массового культивирования весенней синей мухи популяции "ВИЖ-2" 112
5. Патогены и меры профилактики заболеваний мух при массовом культивировании 119
6. Утилизация органических отходов путем массового культивирования в них личинок как новый метод борьбы с ними 125
7. Разработка методики насыщения личинок комнатной мухи отдельными микроэлементами для биологического обоснования технологии получения белково-минеральных добавок 129
7.1. Разработка кормовых сред для личинок комнатной мухи как основы для введения в них отдельных микроэлементов 131
7.2. Результаты опытов по насыщению личинок комнатной мухи отдельными микроэлементами 136
III Обсуждение полученных результатов 145
Выводы 171
Практические предложения 174
Список использованной литературы 175
- Возможности использования отдельных видов насекомых для рециклизации органических отходов с целью получения кормовой биомассы, удобрения
- Сведения о создании популяции весенней синей мухи "ВИЖ-2"
- Биологическое обоснование массового культивирова ния комнатной мухи популяции "ВЙЖ-І"
- Биологическое обоснование массового культивирования весенней синей мухи популяции "ВИЖ-2"
Введение к работе
ХХУІ съезд КПСС, выдвигая широкую программу социального развития и повышения народного благосостояния, поставил на первый план задачу улучшения снабжения населения продуктами питания. Длл решения этой задачи разработана Продовольственная программа СССР на период до 1990 г., которая была одобрена и утверждена на майском (1982 г.) Пленуме ЦК КПСС.
В этом важном документе подчеркивается, что наряду с другими отраслями животноводства необходимо больше внимания уделять дальнейшему развитию свиноводства. Планируется обеспечить производство свинины (в убойном весе) в 1985 г. в количестве не менее 6,5 млн.т и в 1990 г. - 7-7,3 млн.т. Наряду с организацией высокоинтенсивного свиноводства на промышленных фермах и комплексах необходимо увеличить производство свинины на фермах неспециализированных колхозов и совхозов.
Большое значение придается созданию прочной кормовой базы для животноводства. В частности, программой установлены задания по увеличению производства полноценных белково-витаминных добавок, кормовых дрожжей и кормового лизина, рыбной муки, кормов животного происхождения и т.д.
Производство мяса птицы (в убойном весе) в 1985 г. планируется в количестве не менее 2,6 млн.т и в 1990 г. - 3,4-3,6 млн.т.
Предусмотрено также продолжить создание специализированных пчеловодческих хозяйств и пасек на промышленной основе.
Путем интенсификации прудового рыбоводства намечено увеличить за десятилетие производство товарной рыбы в рыбоводных хозяйствах примерно в 3 раза.
Создание крупных животноводческих хозяйств требует рацио -нального использования бесподстилочного навоза, количество которого на каждом крупном комплексе достигает 0,3-0,8 млн.т в год.
С экологических позиций проблема использования навоза неразрывно связана с охраной внешней среды от загрязнения. Наиболее перспективна разработка методов трансформации и утилизации навоза по принципу создания замкнутых экологических систем (89, 185 и др).
Учитывая, что экскременты разных видов сельскохозяйственных животных, особенно свиней, богаты питательными веществами (белком, жирами, безазотистыми экстрактивными веществами, минеральными соединениями, витаминами), они могут быть использованы для получения вторичных кормов (141, 185).
Признавая основным использование отходов животноводства в земледелии, ученые нашей страны и многих высокоразвитых стран (США, Великобритании, ФРГ, Италии, ГДР, Голландии, Дании, Индии, Канады, Югославии, Болгарии и др.) считают целесообразным их использование на корм сельскохозяйственным, промысловым животным (26, 138, 139, 164, 184, 190, 217, 226, 227, 228, 259, 262, 315, 328).
Наибольшее применение в рационах крупного рогатого скота, ягнят и птицы, видимо, смогут найти добавки, приготовленные из высушенного куриного помета, подстилки бройлеров (57, 210, 212, 224, 231, 252, 264, 272, 297).
Но имеются отдельные сведения об отрицательном влиянии введения в рационы жвачных (крупного рогатого скота, ягнят) высушенного куриного помета, навоза крупного рогатого скота и свиней (189, 209, 234, 235, 314).
В разных странах отношение к использованию навоза в качестве кормовых добавок к рационам сельскохозяйственных животных юридиче ски различно. В США разрешено применение птичьего помета для кормления животных в трех штатах. В Англии птичий помет добавляют к корму из расчета 7-9$. В Венгрии в 1974 году был построен завод по сушке куриного помета для кормовых целей (56).
Биологически более обоснованно использование экскрементов животных в качестве кулътуральной среды для выращивания кормовых организмов: бактерий, дрожжей, плесневых грибов, водорослей (22, 23, 24, 70, 71, 72, ИЗ, 120, 167, 203, 220, 230, 260, 271, 276, 284, 327).
Значительный интерес представляет изучение методов зоологической переработки отходов животноводства с использованием беспозвоночных животных: ракообразных, червей, личинок насекомых, в частности, мух. и т.д. (181, 214, 229, 257, 263, 306, 320).
В этом направлении важное значение приобретает метод утилизации свиного навоза при помощи личинок комнатной мухи (миаса doraestica L. ).
Исследования по созданию технологии массового культивирования комнатной мухи для утилизации отходов животноводства с 1971 по 1978 гг. проводились во Всесоюзном научно-исследовательском институте животноводства (ВИЖ) при постоянном содействии, руководстве и при непосредственном участии академика ВАСХНИЯ Л.К.Эрнста. Затем с 1979 по 1983 гг. они были продолжены во Всесоюзном научно-исследовательском институте экспериментальной ветеринарии имени Я.Р.Коваленко (ВИЭВ) при содействии члена-корреспондента ВАСХНИЯ Г.Ф.Коромыслова. Научным руководителем и исполнителем этих исследований на протяжении всего этого времени был доктор биологических наук Ю.А.Колтыпин.
Показано, что этим методом за 5-6 дней из одной тонны евино го навоза можно получить 150-200 кг биомассы лредкуколок комнатной мухи и до 400 кг биоперегноя. Мука из личинок комнатной мухи является кормовым концентратом, равноценным мясной и рыбной муке, а биоперегной - высокоценным органическим удобрением.
Метод предупреждает охрану окружавдей среды от загрязнения отходами животноводства и предупреждает выплод природных популяций мух из экстрементов животных.
Основные положения этой технологии изложены в диссертации доктора биологических наук Ю.А.Колтыпина.
В ходе разработки технологии, учитывая ее новизну, одновременно с Ю.А.Колтыпиным и под его руководством мы разрабатывали вопросы, касащиеся биологического обоснования массового культивирования комнатной мухи, которые или не вошли в работу Ю.А.Колтыпина, или были выполнены нами позже (1977-1983 гг.), представляющие новизну и ценность для дальнейшего совершенствования технологических решений.
Кроме того, мы продолжили начатые в 1975 г. Ю.А. и В.В.Кол-тыпшшми работы по культивированию весенней синей мухи ( Proto-phormia terraenovae Е.-1) )для переработки личинками этого вида отходов рыбоконсервной промышленности и получения белкового корма для промысловых рыб.
Цель и задачи исследований. Основная цель наших исследований-обоснование биологических параметров, обеспечивающих оптимизацию массового культивирования комнатной и весенней синей мухи для получения кормового белка.
В связи с этим перед нами были поставлены следующие задачи:
I. Создать популяции комнатной и весенней синей мухи, высокоадаптированные к массовому культивированию.
2. Разработать методы массового разведения имаго комнатной и весенней синей мухи для получения оптимального количества яиц от самок:
а) определить оптимальный световой режим в инсектарии;
б) определить оптимальную плотность размещения имаго в садках;
в) разработать новые экономичные рецептуры корма.
3. Разработать методы массового культивирования преимагиналь- ных фаз комнатной и весенней синей мухи, обеспечивающие полную трансформацию отходов в кормовую биомассу, органическое удобрение.
4.Разработать методику насыщения личинок комнатной мухи отдельными микроэлементами для биологического обоснования технологии получения белково-минеральных добавок.
Научная новизна. Биологически обосновано массовое культивирование комнатной и весенней синей мухи с целью утилизации соответственно свиного навоза и рыбных отходов для получения кормового белка.
Б результате десяти- и восьмилетнего разведения получены высокопродуктивные, свободные от патогенов популяции комнатной мухи "ВИЖ-І" ( РР і-ібз и весенней синей мухи "ВИЕ-2" ( РР j_95), адаптированные к экстремальным условиям массового культивирования.
Впервые доказана возможность массового содержания имаго комнатной мухи в темноте; определены оптимальные технологически приемлемые размеры садков для имаго комнатной и весенней синей мухи и плотность размещения в них насекомых; показана возможность введения в корм имаго комнатной мухи муки из личинок мух (авторское свидетельство 543375), биомассы нативных личинок комнатной мухи, высушенной биомассы зоопланктона, полученного в системе рыбоводно-биологических прудов, заменителей цельного молока различных рецептур.
Впервые на основе отдельных заменителей цельного молока разработаны кормовые среды для культивирования личинок комнатной мухи и методика насыщения личинок комнатной мухи отдельными микроэлементами (марганцем, селеном, кобальтом) для биологического обоснования технологии получения белково-минеральных добавок.
Практическая ценность работы. Разработаны биологические основы и методики массового культивирования комнатной и весенней синей мухи для утилизации соответственно отходов животноводства и рыбоконсервной промышленности с целью получения кормового белка.
Показана принципиальная возможность получения биомассы личинок комнатной мухи, обогащенной отдельными микроэлементами, с целью биологического обоснования получения белково-минеральных добавок.
Основные положения работы вошли в "Рекомендации по технологии утилизации свиного навоза личинками комнатной мухи", одобренные Ученым советом ВИЭВ 5 декабря 1980 г. и Секцией удаления, переработки и использования навоза Совета по технологии производства продуктов животноводства на промышленной основе при Президиуме ВАСХНИЛ 2-3 сентября 1981 г.
Популяции комнатной мухи "ВЙЖ-І." и весенней синей мухи "ВИЖ-2" использужся для утилизации органических отходов в совхозе "Заполярный" (Мурманская область), колхозе "Октообер" (Эстонская ССР), на Останкинском мясоперерабатывающем комбинате (г.Москва) , где культивируются в соответствии с нашими рекомендациями.
Результаты экспериментов использованы при выполнении изобретения "Корм для взрослых синантропних мух".
Экспериментальная часть работы была проведена в ВЖе в лаборатории биологических методов утилизации навоза в соответствии с заданием Государственного комитета СССР по науке и технике 04.06 с 1973 по 1978 гг. Затем эти исследования были продолжены в ВИЭВе в лаборатории профилактики загрязнения водоемов стоками животноводческих комплексов с 1979 по 1983 гг.
Возможности использования отдельных видов насекомых для рециклизации органических отходов с целью получения кормовой биомассы, удобрения
Использование насекомых в целях получения кормовых продуктов привлекало широкое внимание исследователей. Первые наблюдения были проведены в нашей стране. Так, еще в 1893 году гна А указывал на целесообразность разведения личинок мух для кормления прудовой рыбы (I, 79). Более полные сведения о возможностях использования насекомых в корм и пищу приведены в 1919 году P.Lindner (275). Автор сообщает, что при массовом появлении в природе гусениц чешуекрылых, личинок жуков их собирали и перерабатывали для получения жира. В Аргентине была разработана технология получения жира из саранчи. Віт биомассы этого насекомого содержание жира достигало 160-180 кг. В 1977 году в Англии запатентован способ приготовления удобрения, корма из помета домашней птицы и других отходов, в массе КОТОРЫХ развиваются жуки С еоРпі-1шз erythrocephalus F., Saprinus australis Baiadevma С, Necrobia rufuies Degeer. Переработанные жуками органические отходы совместно с биомассой насекомых перемалывают молотковой дробилкой, сушат при температуре 500С, вторично перемалывают и в течение недели выдерживают в бункере. Полученная масса влажностью 1Ъ% гранулируется. Гранулы с содержанием до 25$ протеина и 5% жира могут быть использованы в качестве кормовой добавки для птицы и скота. Из переработанных жуками отбросов получают также удобрение для сельскохозяйственных культур (221). Но среди насекомых, наиболее перспективных для утилизации органических отходов и получения кормовых продуктов, наибольшее внимание уделено синантропным мухам. Цитированный выше p.Lindner (275) указывал на возможность получения кормовых веществ из биомассы личинок различных видов мух, развивающихся в фекалиях людей, падали и других отбросах. Он отмечал, что из ежегодно скопляющихся 390млн.т стойлового навоза возможно получить биомассу личинок мух, содержащую 666660 т жира и 2 млн.т белка. Считая метод утилизации навоза личинками мух осуществимым, автор приводит схему технологической линии по выращиванию личинок мух на органических отходах. За рубежом в этом направлении проводятся исследования с конца 60-х годов (233). В ряде научно-исследовательских учреждений США изучены возможности переработки куриного помета личинками комнатной мухи ( м. domestica ), показана высокая кормовая ценность муки из куколок этого насекомого при введении ее в рационы цыплят, а также большая перспективность использования переработанного личинками комнатной мухи субстрата в качестве удобрения (196, 201, 202, 204, 205, 251, 263, 279, 280, 285, 322, 323). С«Calvert (203) считает, что для утилизации куриного помета перспективно культивирование лишь комнатной мухи, причем разработана соответствующая технология для переработки экскрементов данным способом. В Испании в Институте энтомологии, а также в Институте кормления и животноводства успешно культивировали личинок комнатной мухи на органической части осадка городских сточных вод. Кормовая добавка из личинок мух, используемая в рационе домашней птицы, по общей питательности и качеству протеина примерно равна рыбной муке и несколько выше ооевого шрота (4, 188, 289, 290, 298). Наряду с этим были исследованы возможности переработки куриного помета личинками Hermetia iiluscens ь. . Личинки мух этого вида, обитакщего в Южной .Америке, достигают массы 350 мг. По аминокислотному составу мука из личинок мух сходна с мясной мукой и превосходит соевую по содержанию метионина (194, 247, 248). В СССР проводятся исследования по утилизации навоза (свиного, куриного), отбросов рыбоконсервной промышленности личинками отдельных видов синантропних мух. Работы по культивированию личинок комнатной мухи на свином навозе в Новосибирском государственном университете выполнялись А.А.Чичиным с 1971 по 1973 годы (172, 173) а с 1974 года по настоящее время продолжаются в Новосибирском сельскохозяйственном институте (67, 102, 122). Независимо от работ, проводимых в Новосибирске, с 1971 года во Всесоюзном ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском институте животноводства Л.К.Эрнст, Ю.А.Колтыпин, М.Н.Сухова и др. проводили комплексные исследования по разработке методов утилизации свиного навоза личинками комнатной мухи с целью получения кормового белка и органического удобрения (90, 98), а с 1975 года были начаты работы Ю.А.Колтышшым и В.В.Колтыпиной (94) по культивированию личинок весенней синей мухи на отходах рыбоконсервных комбинатов в целях получения белкового корма для рыб. С 1978 года эти работы продолжены во Всесоюзном ордена Ленина научно-исследовательском институте экспериментальной ветеринарии имени Я.Р.Коваленко. В научно-исследовательском и проектно-технологическом институте механизации и электрификации сельского хозяйства Нечерноземной зоны РСФСР проводились исследования по разработке технологии переработки птичьего помета личинками комнатной мухи для получения высокобелкового корма и ценного органического удобрения (27, 182).
В Институте медико-биологических проблем МЗ СССР ведутся исследования по выращиванию личинок комнатной мухи на отходах в биологической системе жизнеобеспечения космических экипажей (46, 47). Эффективность использования свиного навоза и продуктов его биологической переработки личинками комнатной мухи для получения кормов различных видов животных подтверждена данными химических, биологических, зоотехнических, зооветеринарных, агрономических исследований. Ю.И.Раецкая с соавт. (141) изучали химический и аминокислотный состав свиного навоза при культивировании в нем личинок мух, а также состав личинок и кормовой муки, полученной из навоза с личинками. Ими установлено, что в свином навозе содержится протеина - до 19$, жира - 4,4$, БЭВ - 38$, клетчатки - 13,2$ (в % по отношению к воздушно-сухому веществу). В протеине свиного навоза вы явлено 16 аминокислот, в том числе 8 незаменимых (гистидин, лизин, фенилаланин, метионин, треолин, лейцин, изолейцин, валин), а также частично заменимые аминокислоты (аргинин, глицин, цистин, тирозин). Аналогичные данные приведены Е.И.Герб с соавт. (41, 42). Ю.И.Раецкой с соавт. (141 ) определено также, что мука, приготовленная из биомассы личинок Ш стадии комнатной мухи, содержит протеина - 50$, жира - 16-18$, золы - 11$ и другие вещества. В процессе развития личинки аккумулируют в своем организме значительную часть аминокислот, содержащихся в навозе. В сухой биомассе личинок содержание некоторых аминокислот в 2-5 раз выше; чем в навозе; переработанный же субстрат обеднен аминокислотами. В целом мука из личинок комнатной мухи близка по аминокислотному составу к таким полноценным кормам, как дрожжи, рыбная и мясо-костная мука и представляет собой высокобелковый концентрат. Жир личинок жидкой консистенции»состоит из легкоусвояемых биологически полноценных жирных кислот; его йодное число равно 56. Эти данные подтверждены исследованиями, проведенными в Проблемной лаборатории НСХИ (3, 8, 101, 126). Сходные результаты были ранее получены зарубежными авторами, исследовавшими химический состав сухой биомассы куколок комнатной мухи, развившихся из личинок, культивируемых на птичьем помете (196, 201, 322, 323); личинок комнатной мухи, развившихся на осадке городских сточных вод (4, 188, 289, 290, 298). Технология переработки свиного навоза биологическим способом с целью получения кормового белка и органического удобрения требует осуществления ветеринарно-санитарного контроля с целью предупреждения инфекционных и инвазионных заболеваний среди сельскохозяйственных животных и птиц. Известно, что животноводческие стоки обычно содержат патогенные микробы, вирусы, грибы, яйца паразити
Сведения о создании популяции весенней синей мухи "ВИЖ-2"
Исходным материалом для создания популяции весенней синей мухи, пригодной для производственного культивирования с целью переработки отходов рыбной промышленности,были имаго P»trraevovae , собранные В.В.Колтыпиной в поселке Дубровины Подольского района Московской области в толе 1975 года. В течение первых 13 поколений В.В.Колтшшна культивировала личинок весенней синей мухи на мясных и рыбных отходах, затем в течение двух лет на отходах Темрюкского рыбоконсервного комбината. В ВЙЖе (далее в ВИЭВе) с 14-го поколения личинки этого вида мух выращивались нами на рыбных отходах. Кормом имаго служили сухое цельное молоко, сахар, рыбные отходы. Полученная популяция была условно названа "ЕИЖ-2П. С шаля 1975 года по июнь 1983 года было получено 95 поколений мух этого экзофильного вида. В помещениях для культивирования имаго поддерживали по всему объему постоянную температуру 28+1С и относительную влажность воздуха 60-70$. Для контроля были установлены суточные термографы и гигрографы. Насекомых содержали при чередовании (с помощью автоматики) - -периодов освещения (на уровне 300-400 лк) в течение 16 часов и затемнения в течение 8 часов. Б эксперименте была проверена возможность содержания имаго в полной темноте. Для вентиляции помещений была устроена приточно-вытяжная вентиляция. Окна, двери инсектария (тамбур) были засетчаты металлической сеткой (размер ячеек 1,0 х 1,0 мм). Имаго содержали в садках из металлической или капроновой сетки (размер ячеек 1,0 х 1,0 мм), натянутой на металлический каркас со сплошным металлическим дном. Комнатных глух содержали в садках объемом 0,06 м3 (длина - 50 см, ширина - 30 см, высота -40 см); 0,1 м3 (длина - 52 см, ширина - 45 см, высота - 46 см); 0,4 м3 (длина - 102 см, ширина - 81 см, высота - 50 см) и 1,0 м3 (длина - 125 см, ширина - 80 см, высота - 100 см).
В нижней части передней стенки садков были сделаны отверстия, окантованные металлическими кольцами (диаметром 19 см). Б садках объемом 0,06 и 0,1 м3 было одно такое отверстие, в садках объемом 0,4 и 1,0 м3 - два отверстия. На металлические кольца отверстий надевали рукава из черного материала (сатина, ситца) длиной 60 см. На дне садка размещали поилки, кормушки для сухого корма, емкости с субстратом для яйцекладки, являщимся также и жидким кормом для имаго. Поилки из пластмассы или нержавевдего материала имели высоту 7 см, в них насыпали прокаленный песок слоем 5 см, накрывали его двумя слоями фильтровальной бумаги. Размеры кормушек и поилок были рассчитаны исходя из площади посадки одной мухи (0,04 опт) на поверхность питательного субстрата и вла-ги, определенной наш экспериментально. Садки размещали на легких металлических трехъярусных стелла жах. При необходимости стеллажи устанавливали рядами, оставляя проход, равный 1,2-1,5 м. На стеллажах монтировали водопроводную систему из полиэтиленовых трубок с самостоятельным вводом в поилки каждого садка и водоотводную систему для отвода излишней воды. В течение года в инсектарии систематически культивировали от одного до трех млн. имаго, получали от 8 до 22 кг яиц комнатной мухи. В процессе культивирования насекомых экспериментально определяли: - режимы освещения: возможность содержания имаго при смене периодов освещения (16 часов) и периодов затемнения (8 часов), а также в полной темноте; - оптимальную плотность размещения имаго в садках (с /особь); - жизнеспособность самок, самцов при массовом содержании в садках (%); - длительность периода эффективной яйцекладки самками (сутки) и режимов эксплуатации садков в инсектарии; - рецептуры сухого, жидкого корма (последний также субстрат для яйцекладки); - количество сухого, жидкого корма, необходимого для питания одной особи (мг , мл); - способы размещения, подачи насекомым корма, субстрата для яйцекладки; - сроки смены в садках корма, субстрата для яйцекладки. При выполнении экспериментальных исследований в лабораторных и полупроизводственных условиях учитывали в динамике по годам следующие показатели адаптации насекомых к массовому культивированию: плотность размещения имаго в садках (см3/особь); - длительность жизни имаго в садках (сутки); - количество яиц, отложенных самкой в день и в течение жизни (штуки); - количество яиц, полученных от садка, от 100 самок (гг). Влияние светового режима на длительность жизни самцов и са мок комнатной мухи было проведено по следующей методике. В одной серии опытов куколки мух (по одной) размещали в стеклянные пробирки; после выплода имаго попарно по одной самке и одному самцу помещали в марлевые садки размером II х II х 15см (плотность размещения - 907,5 см3/особь). В качестве сухого корма насекомые получали смесь сахара и сухого молока; для яйцекладки в садки ежедневно вносили сосуды (диаметром 4 см) с фильтровальной бумагой, пропитанной разведенным сухим молоком с пекарскими дрожжами. Воду давали в стеклянных сосудах с ватным фитильком. Пять садков с подопытными мухами находились в полной темноте (освещение только во время замены воды и снятия яйцекладок). Контрольные 5 садков с мухами освещали 16 часов (на уровне 300-400 лк). Вторую серию опытов проводили с мухами, содержавшимися в садках, размером 25 х 25 х 25 см. В каждый садок помещали по 2500 куколок (плотность размещения - 6,5 см3/особь). Всего было использовано 6 садков, из которых 3 находились в полной темноте, а 3 контрольных - при чередунщихся режимах света и темноты. Режим питания мух в обеих сериях был одинаковый. В первой серии опытов количество яиц, отложенных одной самкой, ежедневно подсчитывали под микроскопом, во второй серии
Биологическое обоснование массового культивирова ния комнатной мухи популяции "ВЙЖ-І"
Согласно литературным данным, из абиотических факторов, влияющих на жизнедеятельность культивируемых популяций насекомых, в частности комнатной мухи, наиболее изучено влияние температуры и относительной влажности воздуха. Но сведения о влиянии светового режима на длительность жизни, плодовитость комнатной мухи освещены недостаточно. В соответствии с ритмом активности имаго обычно содержат в инсектарии при длине фотопериода, равном 12 часам (265); 12-15 часам (12). В лаборатории ВИЖа был принят следующий световой режим» регулируемый автоматически: освещение на уровне 300-400 лк в течение 16 часов и затемнение в течение 8 часов. Несомненный интерес представлял вопрос о возможности содержания имаго в полной темноте. Возможно, что такой режим мог бы снизить активность насекомых для удобства манипулирования с ними и повысить их плодовитость, а также сократить расходы на электроэнергию. Известно, что культивируемые популяции с. hominivorax для уменьшения беспокойства насекомых содержат в полной темноте (146). Нами были поставлены соответствующие опыты. Исследовали влияние двух режимов: I) чередование (с помощью автоматики) периодов освещения (на уровне 300-400 люкс) в течение 16 часов и затемнения в течение 8 часов; 2) содержание в полной темноте. Как было указано в методике, провели две серии опытов: при попарном содержании мух в садках (плотность размещения - 907,5 см3/особь) и при массовом культивировании (плотность размещения -6,5 см3/особь).
Достоверных различий в длительности жизни насекомых, а также в количестве яиц, отложенных самками, в условиях нормального освещения и при содержании в темноте не было (табл. 4, 5). Копуляция у насекомых, видимо, наступала в темноте также успешно, как и на свету. Это совпадает и с литературными данными (110,195). Независимо от испытанных нами световых режимов большое влияние на длительность жизни самок и количество отложенных ими яиц имела плотность размещения насекомых в садках. Так, при плотности В обзоре литературы мы отмечали большие различия в плодовитости самок комнатной мухи, наблюдавшиеся большинством исследователей при лабораторном культивировании мух этого вида (60, 103, 218, 222, 242, 250, 256, 301). Эти различия могли объясняться отличиями в диете, генофонде насекомых, особенностями размещения мух в садках и т.д. Наименьшее внимание большинством авторов было обращено на связь между плотностью размещения имаго в садках, жизнеспособностью и плодовитостью культивируемых мух. Так, отдельные исследователи не указывают объем садков, приходившийся в их экспериментах на одно насекомое (218 и др.). Ряд авторов рекомендуют содержать комнатных мух в садках при плотности размещения 60 см3/особь (265), 14 см3/особь (277) и т.д. A.W.Osborn, Е Sbipp, Y.C. Rodger 29 » ИСХОДЯ из экономических расчетов, пытались размещать имаго при плотности1,0 и 0,6 см3/особь. Насекомые жили в течение 23 дней. При размещении 0,6 см3/особь одна самка отложила в среднем 370 яиц в течение жизни. Однако 22$ яиц было сброшено в поилки с водой. Выемка яйцекладок из-за большого вылета мух из садка была крайне затруднена.
Считая возможным сократить объем садков для содержания имаго, авторы находят целесообразным проведение дальнейших исследований в этом направлении.
Мы также считали крайне важным изучение данного вопроса, неразрывно связанного с расчетами необходимого объема инсектария для имаго, экономичного и соответствующего биологическим требованиям насекомых. Наблюдения за плодовитостью самок, длительностью жизни имаго комнатной мухи популяции "ВИЖ-І" в зависимости от плотности размещения насекомых в садках, размеров самих садков при прочих равных условиях содержания были проведены последовательно в течение 1973-1982 гг. Этим путем мы определяли также в динамике степень адаптации мух данной популяции к массовому воспроизводству. Как было указано в методике, разные серии опытов были проведены в садках объемом 0,06, 0,10, 0,40, 1,00 м3. В отдельной серии опытов содержали насекомых в марлевых садках объемом 1815,00 см3. В 1974 г. в садках объемом 0,06 м3 содержали по 5, 10, 30 тысяч имаго (размещение насекомых из расчета 12, 6, 2 см3/особь). В итоге этих опытов мы установили, что с увеличением плотности размещения насекомых в садке с 12 до 2 см3 на особь длительность жизни самок уменьшилась в 1,2 раза, а количество яиц, отложенных одной самкой за период жизни, снизилось в 4,3 раза (табл. 6). Различия эти достоверны (Р- 0,01). Однако, общий выход яиц из садка закономерно повышался по мере увеличения численности мух в садке. Так, из садка, в котором содержали 10 тысяч насекомых, было получено несколько больше яиц, чем из садка, в котором находилось 5 тысяч мух (Р 0,05), а при содержании 30 тысяч мух в садке выход яиц был достоверно (Р- 0,05) выше, чем в первых двух группах (табл. 6). витость имаго комнатной мухи при плотности их размещения 6 и 4 см3/особь (табл. 7). При одинаковой длительности жизни насекомых (22 суток) плодовитость мух достоверно уменьшилась по мере уменьшения объема садка, приходящегося на одну особь. Так, количество яиц, отложенных одной самкой в день, при плотности размещения 4 см3/особь сократилось в 1,6 раза по сравнению с количеством яиц, отложенных одной самкой при плотности размещения 6 см3/особь (табл. 7). Общий выход яиц при содержании в садке 10 и 15 тысяч мух был практически на одном уровне (Р 0,05). Но в 1976 г. наблюдалось уже увеличение плодовитости самок в сравнении с 1974 г.
Биологическое обоснование массового культивирования весенней синей мухи популяции "ВИЖ-2"
Плодовитость же самок по мере уменьшения объема садка, приходящегося на одну особь, понижалась. Так, если одна самка в течение жизни при плотности размещения в садке из расчета 100 см3/особь отложила 2653,00-93,28 яиц, то при уменьшении объема садка на одну особь до 40,0 см3 соответствующая величина составила 2027,33-26,08 яиц. Разность средних достоверна (Р- 0,05). Та же закономерность наблюдалась и при определении количества яиц, отложенных одной самкой в день, и массы яиц, полученных от 100 самок за весь период их жизни. Так, при увеличении численности мух в садках (от 1000 до 4000 особей) количество яиц, отложенных одной самкой в день, понизилось от 108,47-2,84 до 79,06-5,62. Разность средних достоверна (P- OjOS). Однако, несмотря на снижение плодовитости самок при более плотном размещении их всадках, общее количество откладываемых ими за весь период жизни яиц достоверно возрастало до трех раз (табл. 39). Поэтому мы считаем оптимальным размещение весенних синих мух в садках из расчета 25 см3/особь. За период с 1975 по 1981 гг. плодовитость имаго весенней синей мухи заметно возросла в результате адаптации их к массовому культивированию в лабораторных условиях (табл. 40). Как видно из табл. 40, если в 1976 г. при размещении мух в садках из расчета 125 см3/особь одна самка в течение жизни отложила 868,75 43,88 шт. яиц, то в 1981 г. - 2390,00-189,74 яиц (увеличение на 175%). Выход яиц от всех самок садка за весь период их жизни был увеличен соответственно на 176% (20,85-1,51 и 57,60 4,31 г). При размещении насекомых из расчета 25 см3/особь эти показатели увеличились в среднем соответственно на 130 и 142%. Из представленных нами данных видно, что адаптация к массовому содержанию экзофильной весенней синей мухи-вида, лишь случайно залетающего в закрытые помещения, вполне возможна. Следует отметить, что на начальных этапах культивирования, имаго в садках были крайне беспокойны, но к FP 37-40 У н0 мально сидели на стенках садков аналогично комнатной мухе. Так же,как и при культивировании комнатной мухи, мы определяли периоды эффективной яйцекладки весенней синей мухи в зависимости от длительности жизни насекомых. Определения проводили в садках объемом 0,1 м , в которых содержали по 4000 имаго.
Мы выделили три группы садков, в которых длительность жизни мух составляла в среднем 24,25, 28,15 и 33,75 суток.
Количество отложенных самками яиц в течение каждых пяти дней (с первого и до последнего дня периода яйцекладки) определяли в процентах к общему количеству отложенных за весь период жизни самок яиц. Первая яйцекладка наступала на 4-5-е сутки после выплода имаго из пупариев.
Полученные результаты представлены в табл. 41.Из табл. 41 видно, что при длительности жизни насекомых равной в среднем 24,25 суткам период яйцекладки длился 20 дней. Количество отложенных самками яиц в первые пять дней было несколько больше, чем в последующие 10 дней - 31,05%; в последние же пять дней оно снизилось почти в два раза по сравнению с первыми пятью днями.
Во второй группе насекомых длительность жизни составляла в среднем 28,15 дней; период яйцекладки длился 25 дней. В течение 20-ти дней откладка яиц самками была достаточно равномерной; наибольшее количество яиц было отложено самками на 6-10-й день -28,20%; в последние же пять дней процент отложенных яиц составил всего 8,95.
В третьей группе при длительности жизни насекомых равной в среднем 33,75 суткам период откладки яиц составил 30 дней. В первые пять дней самки отложили 11,15% яиц; в последующие 10 дней процент отложенных яиц был в два раза выше - 21,82 и 22,61. На 16-20-й день среднее количество отложенных яиц понизилось до 19,01%; в последующие пять дней оно составило 16,01%, а на 26-30-й
Таким образом, период эффективной яйцекладки в первой группе составлял 15 дней; за это время самки отложили в среднем 83,62% яиц.
При длительности жизни насекомых равной в среднем 28,15 суткам период эффективной яйцекладки составлял 20 дней; за это время самки отложили в среднем 91,35% яиц.
При длительности же жизни самок равной в среднем 33,75 суток период эффективной яйцекладки также равнялся 20 дням; за это время они отложили в среднем 74,59% яиц, но в дальнейшем интенсивность яйцекладок была значительно снижена.
Таким образом, учитывая понижение плодовитости насекомых и лишний расход корма на их содержание, для массового культивирования имаго весенней синей мухи экономически невыгодно содержать насекомых в садках больше 25 дней.
Так же как и при массовом культивировании комнатной мухи, для равномерного по дням получения яиц, садки с одновозрастными весенними синими мухами целесообразно вводить в эксплуатацию пятью циклами с интервалом меж,пу каждым циклом равным 5 суткам.
Для кормления имаго в садки вносили сухой корм, состоящий из смеси цельного молока и сахарного песка в соотношении 1:1 из расчета 1,5 мг на особь в сутки.
Для яйцекладки насекомые получали смесь, которая служила одновременно и жидким кормом для них, того же состава, что и для комнатной мухи из расчета 0,04 мл на особь в день. В качестве дополнительного питания весенние синие мухи получали рыбные отходы из расчета 10-12 мг на особь в день. В дальнейшем цельное молоко было заменено сухим регенериро -118 ванным молоком ТУ 181 17-71 и ЗЩ ОСТ 49 17-71. Как было указано, личинок весенней синей мухи культивировали на рыбных отходах или свежемороженной рыбе. Выход биомассы предауколок при норме закладки яиц из расчета 125,95 4,98 мг на I кг субстрата составлял 139,25-13,98 г из I кг отходов ( и = 32). Из I г яиц получали в среднем соответственно 1008,20 41,67 г биомассы предкуколок цри максимуме 1828,00-119,35 г (п= 5) (табл. 42). Жизнеспособность яиц весенней сити мухи составляла 90-95$; жизнеспособность личинок - 95-99$; жизнеспособность куколок - 97 98$. При указанных условиях развитие весенней синей мухи от яйца до зрелой предкуколки составляло 7,61 0,19 суток ( n = 46); длительность метаморфоза - 14-15 суток. Весь же цикл развития одного поколения (от яйца до яйца) продолжался 18-19 суток. Согласно данным химического анализа, выполненного в лаборатории ВИЖа, в сухой биомассе предкуколок весенней синей мухи содержание протеина было равно 49,19-3,37%; жира - 19,34-1,50%; клетчатки - 8,29 1,60%; золы - 9,83 1,84%. Следовательно, биомасса предкуколок весенней синей мухи, как и предкуколок комнатной, представляет собой высокобелковый концентрат.
