Влияние противопаразитарного ветеринарного препарата на выживаемость и прирост биомассы личинок Hermetia illucens

Актуальность. Переработка навоза личинками черной львинки (Hermetia illucens) – перспективная технология утилизации отходов с получением протеина, который может быть использован для производства кормовых добавок. Однако продукты жизнедеятельности сельскохозяйственных животных могут быть загрязнены различными антимикробными и противопаразитарными препаратами. Один из таких препаратов – ивермектин (ИВМ), который относится к макроциклическим лактонам и может содержаться в навозе в высоких концентрациях. Целью данной работы являлось изучить влияние нескольких концентраций противопаразитарного лекарственного средства ИВМ на прирост биомассы, выживаемость (Survival Rate, SR) и эффективность биоконверсии (Bioconversion Efficiency Rate, BER) черной львинки.

Объект исследования. Объектом исследования являлись личинки мухи черная львинка.

Материалы и методы. Эксперимент проведен на базе Всероссийского научно-исследовательского института пищевых добавок – филиал ФГБНУ «Федеральный научный центр пищевых систем им. В. М. Горбатова» РАН. Личинки росли на субстрате из пшеничных отрубей с водным раствором ИВМ в соотношении 1:2. В качестве контрольного образца использовали субстрат C0 с добавлением дистиллированной воды, вместо раствора препарата. Исследуемые концентрации ИВМ: C1–0,1 мг/кг; C2–0,5 мг/кг C3–2,5 мг/кг; C4–10 мг/кг. В течение десяти дней личинки питались экспериментальными субстратами с ИВМ.

Результаты и выводы. Выявлено, что концентрация ИВМ >2,5 мг/кг субстрата значительно ингибирует развитие личинок черной львинки, выживаемость составила <60%. Напротив, невысокие концентрации ИВМ в диапазоне 0,1–0,5 мг/кг незначительно влияют на развитие личинок, выживаемость составила в среднем 92%, содержание ИВМ в самих личинках составило для С1 и С2 0,95±0,150 мкг/кг и 4,2±0,500 мкг/кг соответственно. Мы пришли к выводу, что личинки черной львинки не накапливают и не перерабатывают данный ветеринарный препарат, а биомассу насекомых, полученную на субстратах с невысокими концентрациями ивермектина, допустимо использовать для дальнейшего производства кормовых продуктов.

1. Lozovaya O., Martynushkin A., Fedoskina I., Vanyushina O., Polyakov M., Anikin N. Management justification and applications of the personal approach at the enterprise of the AIC. In E3S Web of Conferences. 2021. Vol. 284. P. 07010.

2. Holly M. A., Larson R. A., Powell J. M., Ruark M. D., Aguirre-Villegas H. Greenhouse gas and ammonia emissions from digested and separated dairy manure during storage and after land application. Agriculture, Ecosystems & Environment. 2017. V. 239. Pp. 410–419.

3. Mutafela R. N. High value organic waste treatment via black soldier fly bioconversion: onsite pilot study. Master of Science Thesis. Stockholm, 2015.

4. Mertenat A., Diener S., Zurbrügg C. Black Soldier Fly biowaste treatment–Assessment of global warming potential. Waste management. 2019. V. 84. Pp. 173–181.

5. Zheng L., Hou Y., Li W., et al. Biodiesel production from rice straw and restaurant waste employing black soldier fly assisted by microbes. Energy. 2012. V. 47(1). Pp. 225–229.

6. Barragan-Fonseca K. B., Dicke M., van Loon J. J. Nutritional value of the black soldier fly (Hermetia illucens L.) and its suitability as animal feed–a review. Journal of Insects as Food and Feed. 2017. V. 3 (2). Pp. 105-120.

7. Moula N., Scippo M. L., Douny C., Degand G., Dawans E., Cabaraux J. F., Detilleux J. Performances of local poultry breed fed black soldier fly larvae reared on horse manure. Animal Nutrition. 2018. V. 4 (1). Pp. 73–78.

8. Mohan K., Rajan D. K., Muralisankar T., Ganesan A. R., Sathishkumar P., Revathi N. Use of black soldier fly (Hermetia illucens L.) larvae meal in aquafeeds for a sustainable aquaculture industry: A review of past and future needs. Aquaculture. 2022. V. 553. P. 738095.

9. Schiavone A., De Marco M., Martínez S., Dabbou S., Renna M., Madrid, J., Gasco L. Nutritional value of a partially defatted and a highly defatted black soldier fly larvae (Hermetia illucens L.) meal for broiler chickens: apparent nutrient digestibility, apparent metabolizable energy and apparent ileal amino acid digestibility. Journal of animal science and biotechnology. 2017. No 8. Pp. 1–9.

10. Tomberlin J. K., Van Huis A. Black soldier fly from pest to ‘crown jewel’of the insects as feed industry: an historical perspective. Journal of Insects as Food and Feed. 2020. No 6 (1). Pp. 1–4.

11. Heuel M., Sandrock C., Leiber F., Mathys A., Gold M., Zurbrügg C., Terranova M. Black soldier fly larvae meal and fat can completely replace soybean cake and oil in diets for laying hens. Poultry Science. 2021. V. 100 (4). P. 101034.

12. Meijer N., de Rijk T., van Loon J. J., Zoet L., Van der Fels-Klerx H. J. Effects of insecticides on mortality, growth, and bioaccumulation in black soldier fly (Hermetia illucens) larvae. PloS one. 2021. V. 16 (4). e0249362.

13. Omura S. Ivermectin: 25 years and still going strong. International journal of antimicrobial agents. 2008. No 31 (2). Pp. 91–98.

14. Floate K. D. Off-target effects of ivermectin on insects and on dung degradation in southern Alberta, Canada. Bulletin of Entomological Research. 1998. V. 88 (1). Pp. 25–35.

15. Herd R. P., Sams R. A., Ashcraft S. M. Persistence of ivermectin in plasma and faeces following treatment of cows with ivermectin sustained-release, pour-on or injectable formulations. International journal for parasitology. 1996. No 26 (10). Pp. 1087–1093.

16. Sands B., Noll M. Toxicity of ivermectin residues in aged farmyard manure to terrestrial and freshwater invertebrates. Insect Conservation and Diversity. 2022. V. 15 (1). Pp. 9–18.

17. Blanckenhorn W. U., Puniamoorthy N., Schäfer M. A., Scheffczyk A., Römbke J. Standardized laboratory tests with 21 species of temperate and tropical sepsid flies confirm their suitability as bioassays of pharmaceutical residues (ivermectin) in cattle dung. Ecotoxicology and Environmental Safety. 2013. No 89. Pp. 21–28.

18. Van Koppenhagen N., Gourgoulianni N., Rohner P. T., Roy J., Wegmann A., Blanckenhorn W. U. Sublethal effects of the parasiticide ivermectin on male and female reproductive and behavioural traits in the yellow dung fly. Chemosphere. 2020. V. 242. 125240.

19. Hoek-van Den Hil E. F., Van De Schans M. G. M., Bor G., Van Der Fels-klerx H. J. Effects of veterinary drugs on rearing and safety of black soldier fly (Hermetia illucens) larvae. Journal of Insects as Food and Feed. 2022. No 8 (10). Pp. 1097–1106.

20. Kawasaki K., Ohkawa M., Zhao J., Yano K. Effect of dietary meat content on weight gain, mortality, and pre-pupal rate in black soldier fly (Hermetia illucens) larvae. Insects. 2022. No 13 (3). P. 229.

21. Luperdi A. P., Flores-Calla S. S., Barriga X. J., Rivera V., Salazar I., Manrique P. L., Reátegui J. E. Bioprocessing of organic wastes from poultry and bovine slaughterhouses as food substrate for Hermetia illucens larval development. Global Journal of Environmental Science and Management. 2023. No 9 (1). Pp. 31–42.

22. Nguyen T. T., Tomberlin J. K., Vanlaerhoven S. Ability of black soldier fly (Diptera: Stratiomyidae) larvae to recycle food waste. Environmental entomology. 2015. No 44 (2). Pp. 406–410.

23. Dzepe D., Nana P., Kuietche H. M., Kimpara J. M., Magatsing O., Tchuinkam T., Djouaka R. Feeding strategies for small-scale rearing black soldier fly larvae (Hermetia illucens) as organic waste recycler. SN Applied Sciences. 2021. No 3. Pp. 1–9.

24. Bosch G., Oonincx D. G. A. B., Jordan H. R., et al. Standardisation of quantitative resource conversion studies with black soldier fly larvae. Journal of Insects as Food and Feed. 2020. No 6 (2). Pp. 95–109.

25. Gligorescu A., Toft S., Hauggaard Nielsen H., Axelsen J. A., Nielsen S. A. Development, growth and metabolic rate of Hermetia illucens larvae. Journal of Applied Entomology. 2019. No 143(8). Pp. 875–881.