Đặt vấn đề Trong những năm trở lại đây, việc xử lý chất thải hữu cơ bằng côn trùng đã trở thành công nghệ xanh, khi xử lý chất thải hữu cơ bằng côn trùng làm giảm thiểu việc sử dụng đất đai, năng lượng và vốn đầu tư đồng thời tạo ra sinh khối ấu trùng có giá trị (Avagyan, 2018; Yang và ctv, 2015). Au tring Ruồi Linh Den (Hermitia illucens) được khuyén nghị là một lựa chon tối ưu đề xử lý chất thải hữu cơ, chúng có khả năng xử lý chất thải hữu cơ lượng lớn và chuyên hóa thành nguồn chất béo và protein chất lượng cho chăn nuôi, bên cạnh đó phân rudi còn lại sau xử lý có thé được sử dụng làm phân bón. Âu trùng Rudi Linh Đen (RLD) khô chứa đến 42% protein và 35% chất béo và đã được chứng minh là nguồn thức ăn tuyệt vời cho lợn, gia cầm và cá (Newton và ctv, 1977). Trên toàn thé giới, chỉ riêng ủ phân bón đã tạo ra hon hang triệu tan khí thải hang năm thông qua quá trình phân hủy ky khí (Gerber va ctv, 2007).
Thành phan của khí sinh học thu được trong quá trình phân hủy ky khí phụ thuộc vào loại chất nền được sử dụng và các điều kiện trong quá trình xử lý (Rasi va ctv, 2007). Trong đó, mỗi năm quá trình phân hủy hiếu khí và phân bón thải vào khí quyền một lượng lớn khí CO2, quá trình phân hủy sinh học chất thải hữu cơ từ các nhà máy sản xuất phân trộn và xử lý bùn thải từ các nhà máy xử lý nước thải và chăn nuôi tạo ra NH3 và HoS đồng thời từ đó gây ra một loạt van dé môi trường (Perednia và ctv, 2017). Từ đó thấy được vấn đề đó là việc sử dụng ấu trùng RLĐ để xử lý chất thải hữu cơ hiện nay là khá hứa hẹn khi vừa xử lý môi trường vừa tạo là một nguồn protein bền vững cho chăn nuôi, nhưng ở Việt Nam chưa có nghiên cứu cụ thể nào liên quan đến phát thải khí trong qua trình nuôi ấu trùng RLĐ. Từ những điều trên cho thấy rằng nghiên cứu này là một lĩnh vực cần được quan tâm khi mà hiện nay nhiều người dân thực hiện mô hình nuôi ấu trùng RLĐ ở quy mô lớn.
Với mong muốn đưa ra xu hướng phát thải khí trong quá trình nuôi ấu trùng RLĐ cũng như là nghiên cứu đầu tiên về khí trong quá trình nuôi ấu trùng RLĐ ở Việt Nam nên đề tài đã được thực hiện:” Xác định hàm lượng 1 khí CO,, H;S và NH; phát sinh trong quá trình nuôi Au trùng ruôi lính đen (Hermetia illucens) ở quy mô phòng thí nghiệm”. Mục tiêu đề tài: Xác định lượng khí CO2, NH: và HzS phát sinh trong quá trình nuôi Au trùng ruồi lính đen (Hermetia illucens) ở quy mô phòng thí nghiệm. Nội dung thực hiện: Nội dung 1: Hiệu quả xử lý chất thải hữu co của Au trùng ruồi lính đen (Hermetia illucens) ở quy mô phòng thí nghiệm. Nội dung 2: Xác định lượng khí CO2, NH3 và H2S phát sinh trong qua trình nuôi Au trùng ruồi lính đen (Hermetia illucens) ở quy mô phòng thí nghiệm.
TONG QUAN TÀI LIEU 2. Au tring Rudi Linh Den (Hermetia illucens) 2. Đặc điểm sinh học Rudi lính đen (Hermetia illucens L.) thuộc họ thuộc họ Stratiomyidae, tộc Hermetia, loài H. illucens có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới thuộc châu Mỹ.
Ké từ những năm 1940, cùng với sự phát triển giao thương giữa các nước mà loài ruồi lính đen này phân bố ở nhiều vùng trên trái đất (Harinder và ctv, 2014). Về đặc điểm ngoại hình, Rudi Lính Den (RLĐ) trưởng thành có màu đen, loài này có hình dạng giống ong bắp cày và khá lớn. Mặc dù vậy, RLĐ không có kim chích và chỉ có một đôi cánh, khác với ong bắp cay và có chiều dai cơ thé là 15-20 mm, có thé lên tới 27 mm, chiều rộng 14 6 mm và nặng tới 220 mg vào giai đoạn cuối của ấu trùng (Harinder và ctv, 2014). Vào cuối giai đoạn ấu trùng, chúng sẽ không thu nhận thức ăn, giữ cho đường tiêu hóa của chúng sạch và bắt đầu lột xác (Harinder và ctv, 2014).
Có năm giai đoạn trong vòng đời của RLĐ: trứng, ấu trùng, tiền nhộng, nhộng và thành rudi (Alvarez, 2012). Tốc độ tăng trưởng của ấu trùng thay đôi rất nhiều và phụ thuộc vào điều kiện bên ngoài. Giai đoạn ấu trùng kéo đài khoảng 20 ngày trong những điều kiện bình thường có đủ thức ăn, độ 4m và nhiệt độ. Thời gian nuôi có thé giảm xuống 16 ngày khi ấu trùng trong điều kiện tốt nhất (Rozkosny, 1983).
PUPAL STAGE Lifespan: 10 days to months Lifespan: 5 to 8 days WE ‹. EGGS ON PREPUPAL STAGE Number:Š 500 to 900 rN Lifespan: approx. 7 days Hatch time: approx. 4 days 6*instar Ệ 1“instar Life cycle of H.
illucens ể- instar 5" instar LARVAL STAGE 4° instar Five instars Lifespan: 13 to 18 days Hình 2. Chu trình phát triển của ấu trùng ruồi lính đen. Ngoài ra, ruồi trưởng thành không ăn thức ăn, mà chủ yếu phụ thuộc vào lượng chất béo dự trữ ở giai đoạn ấu trùng, và không mang các mầm bệnh (Makkar và ctv, 2014). Chúng cũng được coi là một loài không gây hại vì không có xu hướng thu hút bởi con người hoặc các loại thực phẩm (Van Huis, 2013).
Vi vậy, au trùng RLD rất phù hợp dé phân hủy các loại chat thải hữu cơ và tạo ra nguồn protein có thê sử dụng làm thức ăn chăn nuôi. Các protein có nguồn gốc từ côn trùng, hay ấu trùng RLĐ được cho là nguồn protein thay thé trong công thức thức ăn cho chăn nuôi. Hàm lượng protein của ấu trùng RLD tốt hơn so với các nguồn protein hiện đang được sử dụng trong thức ăn chăn nuôi, chang hạn như bột cá và đậu nành. Hơn nữa, hàm lượng axit amin và axit béo của ấu trùng RLĐ khiến chúng trở thành sự thay thế lý tưởng cho bột cá và đậu nành trong thức ăn chăn nuôi, chăn nuôi và nuôi trong thủy sản (Ravi và ctv, 2020).
Điều kiện môi trường ảnh hưởng Mặc du ấu trùng RLD khá dé nuôi trong các điều kiện khác nhau, nhưng một số nghiên cứu đã lưu ý rằng các yếu tố phi sinh học, đặc biệt là nhiệt độ và độ âm tương đối, có ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất của ấu trùng RLD (Tomberlin và ctv, 2009). Hệ thống nuôi ấu trùng RLD vẫn phải tính đến anh hưởng của các yếu tố phi sinh học đề đạt được kết quả tối ưu. Nhiệt độ là yếu tố phi sinh học quan trọng nhất và ảnh hưởng đến sự phát triển của ấu trùng, nhộng và thời gian sống của con trưởng thành. Theo Chia và cộng sự (2018) cho rằng tốc độ tăng trưởng của ấu trùng tối ưu nhất khi ở nhiệt độ khoảng 30°C.
Thông thường, quá trình ủ phân bị ảnh hưởng bởi các yếu tố môi trường như nhiệt độ, độ 4m, pH và tỷ lệ C/N. Bởi vì độ 4m có anh hưởng đáng kê đến hoạt động vi sinh vật nên được coi là một yếu tố quan trọng trong việc tối ưu hóa hệ thống ủ phân. Bên cạnh đó là độ âm cũng ảnh hưởng đến sự vận chuyền oxy và nhiệt độ của phân hữu cơ (Jeris va ctv, 1973). Ngoài các yếu tố phi sinh học, một nghiên cứu của Barragan Fonseca và ctv (2018) cho thấy mật độ ấu trùng trên khay nuôi ảnh hưởng đến chất lượng dinh dưỡng của ấu trùng, đặc biệt là các thông số về hàm lượng chất béo thô của ấu trùng, mặc dù không 5 ảnh hưởng đến hàm lượng protein của au trùng.
Kết qua của những nghiên cứu nay cho thấy tiềm năng của ấu trùng RLĐ sẽ được phát triển tối đa ở khu vực có điều kiện phi sinh học tôi ưu. Au trùng Rudi Linh đen xử lý chất thải hữu cơ 2. Khả năng xử lý chất thải hữu cơ Au trùng RLĐ là loài côn trùng không có hại và được biết đến là phương tiện hữu ích để chuyên đổi chất thải thực phẩm, phân động vật và các chất hữu cơ khác thành protein, chất béo va chitin (Perednia và ctv, 2017). Chúng có thé chuyền đôi hiệu quả chat thải hữu cơ thành thức ăn chăn nuôi có giá trị giúp bù đắp chi phí thu gom chất thai (Diener và ctv, 2011).
Âu trùng có khả năng thu nhận thức ăn rất nhanh và có thé tiêu hóa từ 25 đến 500 mg thức ăn dạng tươi hoặc ấu trùng mỗi ngày. Chúng cũng có khả năng chuyên hóa nhiều loại chất thải hữu cơ khác nhau, chang hạn như bã cà phê, bã lên men ngũ cốc, phụ phẩm từ chế biến cá, và chủ yếu ở phân gia súc và phân người (Harinder và ctv, 2014). Au trùng cũng có thé được sử dụng dé sản xuất phân hữu cơ va sinh khối chất lượng từ chất thải hữu cơ đô thị (Monita và ctv, 2017). Nghiên cứu của Sheppard (1994) đã sử dụng ấu trùng ruôi lính den dé giảm lượng chất thải của khoảng 460 con gà mái giúp giảm lượng phân chuông tới 50% và ngăn rudi nha sinh sôi.
Chỉ với 1 m? ấu trùng có thể ăn tới 40 kg phân lợn tươi mỗi ngày và cứ 100 kg phân có thể sản xuất ra 18 kg ấu trùng. Âu trùng có thể là nguồn thức ăn gia súc có hàm lượng 42% protein và 35% chất béo. Đặc biệt, protein ấu trùng rudi chứa nhiều lysine. Ngoài ra, chất béo của ấu trùng rudi đen chiếm tới 54% là axit lauric, một axit có khả năng tiêu diệt Clostridium và các protozoa gây bệnh cũng như các virus có vỏ bọc bằng lipid.
Một nghiên cứu đã đưa ra đánh giá tác dụng dự phòng miễn dịch đối với Salmonella gallinarum khi bô sung âu trùng RLĐ trong khẩu phan thức ăn của ga con. Kết qua cho thấy au trùng RLĐ làm tăng cân cơ thể, tăng số lượng tế bao lympho T CD4*, lysozyme huyết thanh và sinh tế bao lympho lá lách. Hơn nữa, ấu trùng RLĐ đã làm tăng kha năng thai vi khuẩn và giúp gà con chống lại S. Nghiên cứu này chứng minh rằng ấu trùng RLĐ có tác dụng miễn dịch không đặc hiệu và giảm gánh nặng vi khuẩn chống lại S.
Hoạt động sống của ấu trùng có thé làm giảm hoặc làm bat hoạt đáng kế các vi sinh vật gây bệnh, chang hạn như E. coli và Salmonella sp. trong phân gà (Marilyn và ctv, 2004). Một kết quả tương tự cũng được báo cáo bởi Lalander và ctv (2015) rằng au trùng RLĐ có thé làm giảm Salmonella sp.
trên phân lợn và chat thải thực phẩm trong 14 ngày thí nghiệm. Bên cạnh đó RLD làm giảm sự phát triển của ruồi nhà, chúng hiếm khi được tìm thấy trong phân có ấu trùng RLĐ, sự cạnh tranh được kích hoạt thông qua hoạt động sống của au trùng RLD (Axtell và ctv, 1990).