Comparison of Some Biological and Chemical Properties of Fresh Organic Fertilizers from Five Organic Materials Digested by Black Soldier Fly Larvae with Organic Fertilizer Standards
Keywords:
Bacteria, Black soldier fly larvae , Fresh organic fertilizers, Organic materialsAbstract
The black soldier fly larvae (BSFL) can decompose organic materials from agriculture and food industry for producing organic fertilizers. This research aimed to study some biological and chemical properties of the fresh organic fertilizers from five organic materials digested by BSFL with organic fertilizer standards from the Department of Agriculture. A completely randomized design with 3 replications and 5 treatments was used. The BSFL were reared with the following diets: 1) chicken feed + coconut coir, 2) soybean milk residue + coconut coir, 3) pineapple peel + coconut coir, 4) cassava residue + coconut coir, 5) dried chicken manure + coconut coir. From the results of biological properties analysis, the fresh organic fertilizers of BSFL from soybean milk residue had the highest total bacterial count of 7.66 logCFU/gDw. Bacillus spp. and Escherichia coli were detected in all treatments. In the part of analyzing the chemical properties, only electrical conductivity, organic matter, macronutrients, and sodium content passed the organic fertilizer standard criteria in all treatments. The fresh organic fertilizers of BSFL fed on cassava residue had outstanding properties, with a germination index at 109.60%, and a high organic matter content of 77.12%.
References
กรมวิชาการเกษตร. 2548. ปุ๋ยอินทรีย์ การผลิต การใช้ มาตรฐานและคุณภาพ. เอกสารวิชาการลำดับที่ 17/2548, สำนักวิจัยและพัฒนาปัจจัยการผลิตทางการเกษตร, กรุงเทพฯ. 87 หน้า
กรมวิชาการเกษตร. 2550. กําหนดเกณฑ์ปุ๋ยอินทรีย์ พ.ศ. 2550. (ระบบออนไลน์). แหล่งข้อมูล:https://www.ratchakitcha.soc.go.th/DATA/PDF/2551/A/007/1.PDF (10 กันยายน 2567).
กรมวิชาการเกษตร. 2557. กําหนดเกณฑ์ปุ๋ยอินทรีย์ พ.ศ. 2557. (ระบบออนไลน์). แหล่งข้อมูล: https://www.doa.go.th/ard/wp-content/uploads/2019/11/FEDOA11.pdf (10 กันยายน 2567).
กรมวิชาการเกษตร. 2564. คำแนะนำการใช้ปุ๋ยตามค่าวิเคราะห์ดิน สำหรับพืชไร่เศรษฐกิจ. เอกสารวิชาการ. กองวิจัยพัฒนาปัจจัยการผลิตทางการเกษตร กรมวิชาการเกษตร กระทรวงเกษตรและสหกรณ์. กรุงเทพฯ. 105 หน้า.
กรมวิทยาศาสตร์การแพทย์. 2560. เกณฑ์คุณภาพทางจุลชีววิทยาของอาหารและภาชนะสัมผัสอาหาร ฉบับที่ 3. (ระบบออนไลน์). แหล่งข้อมูล: http://bqsf.dmsc.moph.go.th/bqsfWeb/wp-content/uploads/. (30 ตุลาคม 2567).
กลุ่มงานวิเคราะห์ปุ๋ย. 2526. วิธีวิเคราะห์ปุ๋ย. กรมวิชาการเกษตร, กรุงเทพฯ. 37 หน้า.
กลุ่มงานวิเคราะห์ปุ๋ย. 2541. คู่มือวิธีวิเคราะห์ปุ๋ย. กรมวิชาการเกษตร, กรุงเทพฯ. 114 หน้า.
จิติมา ยถาภูธานนท์ พีรพงษ์ เขาวนพงษ์ ศรีสุดา รื่นเจริญ รัฐกร สืบคำ และ ทิวาพร ผดุง. 2558. ศึกษาเทคนิคการตรวจสอบการย่อยสลายที่สมบูรณ์ของปุ๋ยอินทรีย์. รายงานผลงานเรื่องเต็มการทดลองที่สิ้นสุด ปีงบประมาณ 2558, กรมวิชาการเกษตร, กรุงเทพฯ. 33 หน้า.
ทรายแก้ว อนากาศ ชุติมา จันทร์เจริญ พัฒน์พงษ์ เกิดหลำ พิลาสลักษณ์ ลุ่นลิ่ว และ สาธิต กาละพวก. 2556. รายงานผลการวิจัย เรื่อง ผลของปุ๋ยมูลไก่และปุ๋ยเคมีต่อความอุดมสมบูรณ์ของดินผลผลิต และคุณภาพของอ้อยในกลุ่มชุดดินที่ 36. กลุ่มวิชาการเพื่อการพัฒนาที่ดิน สำนักงานพัฒนาที่ดินเขต 8 กรมพัฒนาที่ดิน, เพชรบูรณ์. 40 หน้า
พิพัฒน์ เหลืองลาวัณย์ และวิศิษฐิพร สุขสมบัติ. 2550. กากมันสำปะหลังกับการใช้ประโยชน์ในอาหารโคนม. (ระบบออนไลน์). แหล่งข้อมูล: http://sutir.sut.ac.th:8080/sutir/bitstream/123456789/2085/1/BIB1286_F.pdf (8 พฤศจิกายน 2567).
พูลศักดิ์ ตรีวัย อาภาภรณ์ ลวดลายทอง สิรินภา ช่วงโอภาส และ ชาญวิทย์ แก้วตาปี. 2565. การศึกษาปริมาณแบคทีเรียและการเสริมหนอนแมลงวันลายในอาหารต่อสมรรถภาพการผลิต และคุณภาพไข่ของไก่ไข่. หน้า 411-422. ใน: การประชุมวิชาการบัณฑิตศึกษาระดับชาติ ครั้งที่ 12. มหาวิทยาลัยศิลปากร, นครปฐม.
ภัทรภร ทัศพงษ์ แสงดาว หารป๊ก และ รัตนาภรร์ เทพสวัสดิ์. 2563. การใช้กากน้ำเต้าหู้สดต่อประสิทธิภาพการผลิตและสมดุลไนโตรเจนของแพะพันธุ์ลูกผสมบอร์-ซาเนน. วารสารเกษตรนเรศวร 17(1): 58-67.
ยิ่งลักษณ์ กาญจนฤกษ์ อรณิชา เมี่ยงบัว และทศนัศว์ รัตนแก้ว. 2566. การวิเคราะห์ต้นทุนและผลตอบแทนของรูปแบบการจัดการเศษวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตร. (ระบบออนไลน์) แหล่งข้อมูล : https://webapp.ldd.go.th/lpd/node_modules/file/Eco/cost-benefit_waste%20management/cost-benefit.pdf (7 กันยายน 2567).
วีระศักดิ์ วิชาเป็ง ชัยอาทิตย์ อิ่นคำ กนกวรรณ ปัญจะมา และโสระยา ร่วมรังสี. 2566. ผลของค่าการนำไฟฟ้าของสารละลายธาตุอาหารต่อการเติบโตและคุณภาพดอกของทิวลิปที่ปลูกในระบบไฮโดรพอนิกส์. วารสารเกษตร 39(2): 197 -208.
สมบัติ ตงเต๊า ทวีศักดิ์ แสงอุดม และยุพิน กสินเกษมพงษ์. 2537. สรุปผลงานกรมวิชาการเกษตรปี 2534-2535. เอกสารประกอบการสัมมนาวิชาการสับประรด ครั้งที่ 1. โรงแรมไพน์พีช, ระยอง. ม.ป.ป.
สำนักงานเศรษฐกิจการเกษตร. 2566. มันสำปะหลังโรงงาน: เนื้อที่เพาะปลูก เนื้อที่เก็บเกี่ยว ผลผลิต และผลผลิตต่อไร่ แยกตามช่วงอายุ ระดับจังหวัด ปี 2566. (ระบบออนไลน์) แหล่งข้อมูล : https://www.oae.go.th/assets/portals/1/fileups/prcaidata/files/ช่วงอายุเก็บเกี่ยว%2066.pdf (8 พฤศจิกายน 2567).
สุมาลี ชูกำแพง และปัทมา จัตุรัส. 2560. ผลของโซเดียมคลอไรค์ต่อการงอกของเมล็ดและการเจริญเติบโต ของมันแกว(Pachyrhizus erosus (L.) Urb.) โดยวิธีการปลูกแบบไฮโดรโพนิกส์. วารสารวิจัย มสด 10(1): 81-92.
Angel, R. 2011. Calcium and phosphorus requirements in broilers and laying hens. pp. 32-48. In: 22nd Annual Australian Poultry Science Symposium, Sydney. Arancon, N.Q., C.A. Edwards, S. Lee and R. Byrne. 2006. Effects of humic acids from vermicomposts on plant growth. European Journal of Soil Biology 42: 65-69.
Araújo, G.S., G.O. Ribeiro, S.M.A. de Souza, G. Paulo da Silva, G.B.M. de Carvalho, J.A.C. Bispo and E.A. Martínez. 2022. Rice (Oryza sativa) bran and soybean (Glycine max) meal: unconventional supplements in the mead production. Food Technology and Biotechnology 60(1): 89-98.
Assefa, S. and S. Tadesse. 2019. The principal role of organic fertilizer on soil properties and agricultural productivity-a review. Agricultural Research and Technology 22(2): 556192, doi: 10.19080/ARTOAJ.2019.22.556192.
Banks, I.J., W.T. Gibson and M.M. Cameron. 2014. Growth rates of black soldier fly larvae fed on fresh human faeces and their implication for improving sanitation. Tropical Medicine and International Health 19(1): 14-22.
Biagi, G., A. Piva, M. Moschini, E. Vezzali and F.X. Roth. 2006. Effect of gluconic acid on piglet growth performance, intestinal microflora, and intestinal wall morphology. Journal of Animal Science 84: 370-378.
Bonetta, S., S. Bonetta, E. Ferretti, G. Fezia, G. Gilli and E. Carraro. 2014. Agricultural reuse of the digestate from anaerobic co-digestion of organic waste: microbiological contamination, metal hazards and fertilizing performance. Water, Air, and Soil Pollution 225: 1-11.
Cammack, J.A. and J.K. Tomberlin. 2017. The impact of diet protein and carbohydrate on select life-history traits of the black soldier fly Hermetia illucens (L.) (Diptera: Stratiomyidae). Insects 8, doi: 10.3390/insects8020056.
Cooperband, L.R., A.G. Stone, M.R. Fryda and J.L. Ravet. 2003. Relating compost measures of stability and maturity to plant growth. Compost Science and Utilization 11: 113-124.
Dalzell, H.W. 1987. Soil Management: Compost Production and Use In Tropical and Subtropical Environments, Issue 56. Food and Agriculture Organization, Rome. 177 p.
Denamur, E., O. Clermont, S. Bonacorsi and D. Gordon. 2021. The population genetics of pathogenic Escherichia coli. Nature Reviews Microbiology 19(1): 37-54.
Diener, S., C. Zurbrügg and K. Tockner. 2009. Conversion of organic material by black soldier fly larvae: establishing optimal feeding rates. Waste Management and Research 27: 603–610.
El-Maghawry, A.H., A.M. Zain Eldin and M.I. Morsy. 2024. Applying germicidal ultraviolet in chicken manure disinfection for promoting agricultural sustainability. Misr Journal of Agricultural Engineering 41(3) : 243-262.
El-Sayed, S.Y. and R.H. Hagab. 2020. Effect of organic acids and plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) on biochemical content and productivity of wheat under saline soil conditions. Middle East Journal of Agriculture Research 9(2): 227-242.
Gärttling D. and H. Schulz. 2022. Compilation of black soldier fly frass analyses. Journal of Soil Science and Plant Nutrition 22: 937–943.
Gohil, R.B., V.H. Raval, R.R. Panchal and K.N. Rajput. 2022. Plant growth-promoting activity of Bacillus sp. PG-8 isolated from fermented panchagavya and its effect on the growth of Arachis hypogea. Frontiers in Agronomy 4: 805454, doi: 10.3389/fagro.2022.805454.
Horwitz, W. 2000. Official Method of Analysis of AOAC International. 17th ed. Method 938.02. AOAC International Inc., Gaithersberg MD. 27 p.
Horwitz, W. and G.W. Latimer. 2005. Official Method of Analysis of AOAC International. 18th ed. Official Method 957.02, 958.01. AOAC International Inc., Gaithersberg MD. Hudcová, H., J. Vymazal and M. Rozkošný. 2019. Present restrictions of sewage sludge application in agriculture within the European Union. Soil and Water Research 14(2): 104-120.
Jackson, M.L. 1958. Soluble Salt Analysis for Soils and Water. Soil Chemical Analysis. Prentice Hall, Inc. Englewood Cliffs, NJ, 498 p.
Keaokliang, O., T. Kawashima, W. Angthong, T. Suzuki and R. Narmseelee. 2018. Chemical composition and nutritive values of cassava pulp for cattle. Animal Science Journal 89(8): 1120 – 1128.
Kyakuwaire, M., G. Olupot, A. Amoding, P. Nkedi-Kizza and T.A. Basamba. 2019. How safe is chicken litter for land application as an organic fertilizer?: A review. International Journal of Environmental Research and Public Health 16(19): 3521, doi: 10.3390/ijerph16193521.
Lalander, C., S. Diener, C. Zurbrügg and B. Vinnerås. 2019. Effects of feedstock on larval development and process efficiency in waste treatment with black soldier fly (Hermetia illucens). Journal of Cleaner Production 208: 211-219.
Machado, D.C., C.M. Maia, I.D. Carvalho, N.F.D. Silva, M.C.D.P.B. André and Á.B. Serafini. 2006. Microbiological quality of organic vegetables produced in soil treated with different types of manure and mineral fertilizer. Brazilian Journal of Microbiology 37: 538-544.
Makkar, H.P., G. Tran, V. Heuzé and P. Ankers. 2014. State-of-the-art on use of insects as animal feed. Animal Feed Science and Technology 197: 1-33.
Marlina, N. and S. Askar. 2004. Chemical composition of some agriculture and industry by-products. pp. 99-103. In: Proceedings of the national technical meeting of agricultural functional staff, Bogor. Messelhäußer, U. and M. Ehling-Schulz. 2018. Bacillus cereus-a multifaceted opportunistic pathogen. Current Clinical Microbiology Reports 5: 120-125.
Misra, R.V., R.N. Roy and H. Hiraoka. 2003. On-farm composting methods. Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome. 33 p.
R Core Team. 2018. R: A language and Environment for Statistical Computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna. (Online): Available Source: https://www.R-project.org (September 9, 2024).
Rahman, M.M., K. Mat, G. Ishigaki and R. Akashi. 2021. A review of okara (soybean curd residue) utilization as animal feed: Nutritive value and animal performance aspects. Animal Science Journal 92(1): 13594, doi: 10.1111/asj.13594.
Rehman K.U., M. Cai, X. Xiao, L. Zheng, H. Wang, A.A. Soomro, Y. Zhou, W. Li, Z. Yu and J. Zhang. 2017. Cellulose decomposition and larval biomass production from the co-digestion of dairy manure and chicken manure by mini-livestock (Hermetia illucens L.). Journal of Environmental Management 1(196): 458-465.
Salam, M., A. Shahzadi, H. Zheng, F. Alam, G. Nabi, S. Dezhi, W. Ullah, S. Ammara, N. Ali and M. Bilal. 2022. Effect of different environmental conditions on the growth and development of black soldier fly larvae and its utilization in solid waste management and pollution mitigation. Environmental Technology and Innovation 28: 102649, doi: 10.1016/j.eti.2022.102649.
Saunders, O., J. Harrison, A.M. Fortuna, E. Whitefield and A. Bary. 2012. Effect of anaerobic digestion and application method on the presence and survivability of E. coli and fecal coliforms in dairy waste applied to soil. Water, Air, and Soil Pollution 223: 1055-1063.
Saxena, A.K., M. Kumar, H. Chakdar, N. Anuroopa and D.J. Bagyaraj. 2020. Bacillus species in soil as a natural resource for plant health and nutrition. Journal of Applied Microbiology 128(6): 1583-1594.
Sayara, T., R. Basheer-Salimia, F. Hawamde and A. Sánchez. 2020. Recycling of organic wastes through composting: Process performance and compost application in agriculture. Agronomy Journal 10(11): 1838, doi: 10.3390/agronomy10111838.
Sheppard, D.C., J.K. Tomberlin, J.A. Joyce, B.C. Kiser and S.M. Sumner. 2002. Rearing methods for the black soldier fly (Diptera: Stratiomyidae). Journal of Medical Entomology 39(4): 695-698.
Siddiqui, S.A., B. Ristow, T. Rahayu, N.S. Putra, N.W. Yuwono, B. Mategeko, S. Smetana, M. Saki, A. Nawaz and A. Nagdalian. 2022. Black soldier fly larvae (BSFL) and their affinity for organic waste processing. Waste Management 140: 1-13.
Singh, A., M. Meena, D. Kumar, A.K. Dubey and M.I. Hassan. 2015. Structural and functional analysis of various globulin proteins from soy seed. Critical Reviews in Food Science and Nutrition 55(11): 1491-1502.
Smith, H., and A.E. Brown. 2022. Benson's Microbiological Applications: Laboratory Manual. 15th ed. McGraw-Hill, Boston. 667p.
Sreevidya, M. and S. Gopalakrishnan. 2017. Direct and indirect plant growth-promoting abilities of Bacillus species on chickpea, isolated from compost and rhizosphere soils. Organic Agriculture 7: 31-40.
Walkley, A. and C. Black. 1934. An examination of degtjareff method for determining soil organic matter and proposed modification of the chromic acid titration method. Soil Science 37: 29-35.
Wang, H., J. Xu, X. Liu, D. Zhang, L. Li, W. Li and L. Sheng. 2019. Effects of long-term application of organic fertilizer on improving organic matter content and retarding acidity in red soil from China. Soil and Tillage Research 195: 104382, doi: org/10.1016/j.still.2019.104382
Zziwa, A., J. Jjagwe, S. Kizito, I. Kabenge, A. John Komakech and H. Kayondo. 2021. Nutrient recovery from pineapple waste through controlled batch and continuous vermicomposting systems. Journal of Environmental Management 279: 111784, doi: 10.1016/j.jenvman.2020.111784.
