Black soldier fly larvae (Hermetia illucens) frass and sheddings as a compost ingredient

Resumo

Um dos subprodutos da criação de larvas da mosca-soldado-negra (BSFL) são seus excrementos, conhecidos como frass, e as mudas. Embora a indústria comercial de criação de insetos esteja emergindo nos EUA, ainda não existe um mercado estabelecido para o frass, apesar de seu rendimento frequentemente exceder o da BSFL em duas a três vezes. Sugere-se que o frass possa ser transformado em composto; no entanto, há uma carência de literatura que investigue o efeito da inclusão de frass e mudas larvais na qualidade final do composto. Assim, o objetivo deste estudo foi determinar se o frass e as mudas da BSFL são um ingrediente viável para compostagem, com o propósito geral de identificar um mercado potencial para um subproduto da indústria de criação de insetos. Para atingir esse objetivo, foram desenvolvidas quatro pilhas de compostagem experimentais (6,12 m³ cada) com níveis crescentes de excrementos e fezes de larvas de mosca-soldado-negra (18,75%, 22,87%, 27,13% e 31,25%). Em todas as pilhas, a proporção de lascas de madeira (37,50%) e composto não peneirado (18,75%) foi constante, e os excrementos e fezes substituíram os resíduos alimentares. As pilhas foram misturadas e testadas semanalmente quanto à umidade e temperatura. Assim que as temperaturas internas diminuíram para 38 °C, as pilhas foram submetidas à cura até que as temperaturas internas se mantivessem consistentemente abaixo de 32 °C. Após a cura, amostras foram coletadas de cada pilha e analisadas quanto ao pH, macro e micronutrientes, granulometria, estabilidade e maturação. Todo o processo de compostagem, incluindo dois meses de cura, levou cinco meses. Para cada pilha, o pH, o nitrogênio, o carbono, a relação carbono:nitrogênio e o potássio estavam dentro das faixas ideais. Além disso, a estabilidade, medida em mg CO₂-C/g de sólidos/dia, e a maturação, medida pela emergência das sementes e vigor das plântulas, também estavam dentro das faixas ideais. No entanto, a umidade/sólidos; a matéria orgânica; o fósforo; e a estabilidade, medida em mg CO₂-C/g de matéria orgânica/dia, estavam fora das especificações para cada pilha, de acordo com os testes de qualidade do composto. Nossos resultados indicam que os excrementos e as fezes da larva-de-soldado-negra podem ser um ingrediente viável para compostagem, mas recomenda-se a realização de mais pesquisas para estabelecer os níveis ideais de inclusão a fim de maximizar a qualidade do composto final.

Abstract

One of the byproducts from rearing Black soldier fly larvae (BSFL) is its excrement, referred to as frass, and sheddings. As the commercial insect rearing industry is emerging in the U.S., there is not yet an established market for frass although the yield often exceeds that of BSFL by two- to three-fold. It has been suggested that frass could be converted into compost; however, there is a lack of literature investigating the effect of frass and larval sheddings inclusion on final compost quality. Accordingly, the objective of this study was to determine if BSFL frass and sheddings are a viable compost ingredient with the overarching purpose of identifying a potential market for an otherwise waste product of the insect-rearing industry. To address this objective, four experimental compost piles (6.12 m³ each) with increasing levels of BSFL frass and sheddings (18.75, 22.87, 27.13, 31.25%) were developed. Across piles, wood chips (37.50%) and unscreened compost (18.75%) were consistent and frass and sheddings displaced food waste. Piles were mixed and tested for moisture and temperature weekly. Once internal temperatures decreased to 38°C, piles cured until internal temperatures were consistently <32°C. After curing, samples were collected from each pile and analyzed for pH, macro- and micro-nutrients, particle size, stability, and maturity. The entire composting process, including 2 months of curing, required 5 months. For each pile, pH, nitrogen, carbon, carbon:nitrogen, and potassium were within optimal ranges. Further, stability, measured as mg CO₂-C/g solids/day, and maturity, measured as seed emergence and seedling vigor, were also within optimal ranges. However, moisture/solids; organic matter; phosphorus; and stability, measured as mg CO₂-C/g organic matter/day, were out-of-specification for each pile given compost quality tests. Our findings indicate BSFL frass and sheddings may be a viable compost ingredient, but further research is recommended to establish optimal inclusion levels to maximize finished compost quality.