Исследователи из Калифорнийского университета в Риверсайде представили экологически полезную маломасштабную систему, в которой личинки мухи черная львинка превращают пищевые отходы в биоудобрения и высокобелковый корм для животных. Система является модульной, масштабируемой и поддается автоматизации.
Мухи черной львинки известны как одни из первопроходцев в коммерческом насекомоводстве и позиционируются как выгодные переработчики пищевых и сельскохозяйственных отходов. Несмотря на заявления, что «мушиные компании переработки» могут составить конкуренцию промышленным предприятиям людей, многие насекомоводческие стартапы в этой сфере потерпели неудачу. Теперь ученые представили доступную и дешевую самодельную систему для выращивания черной львинки.
«Наша система может быть построена из стандартных материалов, обслуживаться одним человеком и при этом производить полезные продукты, которые помогут выращивать больше продуктов питания. Эта система позволяет перерабатывать пищевые отходы прямо там, где они образуются, будь то на ферме, в теплице или даже в большом жилом доме», — рассказала Керри Элизабет Маук, энтомолог из Калифорнийского университета в Риверсайде, которая помогала проектировать и тестировать систему.
В журнале Waste Management опубликована статья, написанная в соавторстве с Маук, в которой описывается биореакторная система и ее эффективность в качестве инструмента для переработки пищевых продуктов.
При минимальном контроле система работает удивительно стабильной, производя около 450 г личинок на квадратный метр ежедневно.
Самопроизвольный сбор предкуколок черной львинки в биореакторной системе. Предкуколки перемещаются по системе, пока не достигнут точки сбора, где падают в ведро. Источник фото: Mauck Lab BSF Team/UCR.
Личинки черной львинки ценятся как богатый белком корм для домашней птицы и рыбы. Их экскременты, называемые фрасом, являются ценным улучшителем почвы. В отличие от комнатных мух, которые переносят болезни и доставляют неудобства, черные львинки безвредны и не проявляют интереса к среде обитания человека.
Основной продукт биореактора — экскременты насекомых, которые образуются в ещё больших количествах, чем сами личинки. Но экскременты содержат не только питательные вещества. Части тел насекомых, попадающие в биореактор после линьки, стимулируют естественную защиту растений и улучшают состояние почвенной микрофлоры.
«Мы еще многому учимся о том, как экскременты насекомых повышают иммунитет растений. Но видим, что когда фрагменты насекомых попадают в почву, это помогает растениям противостоять болезням, почти как вакцина», — говорит Маук.
Контроль климата имеет решающее значение для бесперебойной работы биореактора. Исследователи обнаружили, что личинкам необходимо затененное или тепличное пространство с температурой ниже 37,7 градусов Цельсия. В процессе выращивания пользователи периодически добавляют воду и древесную щепу, контролируют основные показатели, такие как температура и pH, и корректируют их по мере необходимости.
«Один из главных выводов, к которому мы пришли, заключается в том, что мониторинг в целом, и pH в частности, действительно имеет значение. Если система становится слишком влажной, анаэробные бактерии могут взять верх, понизив pH и навредив личинкам. Но небольшие корректировки, такие как уменьшение количества воды или увеличение количества древесной щепы, могут быстро восстановить баланс. Мы использовали выход предкуколок для отслеживания эффективности системы и сравнили ее между минимальным и многофакторным подходами к мониторингу. Это сравнение продемонстрировало, как мониторинг влажности, температуры и pH в системе может обеспечить непрерывный и надежный выход предкуколок и экскрементов, который увеличился на 47% и 42% соответственно после начала мониторинга этих показателей», — рассказала Маук.
Имитируя естественные циклы питания и гибели насекомых в почве, биореактор восстанавливает связь сельского хозяйства с экосистемами, которые оно часто нарушает. Для фермерских хозяйств, стремящихся сократить отходы и затраты, решение, основанное на использовании насекомых, предлагает как экологические, так и экономические преимущества.
«Это не просто утилизация отходов, это создание ресурсов. Мы берём то, что нам не нужно, и превращаем это в то, что нам нужно», — заключила Маук.
Источник: University of California – Riverside. Автор: Жюль Бернштейн.
На заглавном фото: личинки черной львинки. Источник: группа исследователей из лаборатории Керри Маук, занимающаяся изучением черной львинки, Калифорнийский университет в Риверсайде.
