陳海洪 ，張磊 ，張國(guó)生 ，吳志勇 ，余峰 ，吳志堅(jiān)

（1.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)，江西 南昌 330046；2.江西省畜牧技術(shù)推廣站）

黑水虻（Black soldier fly），學(xué)名亮斑扁角水虻（Hermitia illucens L.），系雙翅目水虻科扁角水虻屬的一種昆蟲(chóng)。黑水虻幼蟲(chóng)喜食腐物，取食范圍除陳糧、變質(zhì)果疏、餐廚垃圾、食品加工下腳料等有機(jī)廢棄物，甚至還廣泛到可以消化所有種類(lèi)的有機(jī)固體垃圾，是自然界食物鏈中重要的生物處理媒介［1］。目前，全球許多國(guó)家研究人員都在關(guān)注黑水虻并相繼開(kāi)展利用黑水虻處理有害垃圾，改善生態(tài)環(huán)境的課題研究，通過(guò)黑水虻將大量的有機(jī)垃圾安全、迅速地轉(zhuǎn)化為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境、人體健康與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)各方面和諧可持續(xù)發(fā)展［2］。本試驗(yàn)在自然狀態(tài)下，探討了黑水虻在處理新鮮豬糞中的可行性，黑水虻生長(zhǎng)發(fā)發(fā)育規(guī)律及蟲(chóng)沙理化指標(biāo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 黑水虻幼蟲(chóng)。黑水虻3齡幼蟲(chóng)（7～8d）由安佑公司提供。

1.1.2 試驗(yàn)器盆。選用相同尺寸的塑料圓盆 （深度25cm，直徑50cm）9個(gè)、試驗(yàn)盆上方用尼龍網(wǎng)封住，防止幼蟲(chóng)逃走及家蠅產(chǎn)卵。

1.1.3 試驗(yàn)鮮豬糞。選擇鮮豬糞隨機(jī)分置各試驗(yàn)器盆，并留樣檢測(cè)，營(yíng)養(yǎng)成分見(jiàn)表1。

1.2 試驗(yàn)分組

表1 試驗(yàn)豬糞營(yíng)養(yǎng)成分%

選擇孵化好的3齡黑水虻幼蟲(chóng)，按黑水虻幼蟲(chóng)投放量不同，隨機(jī)分為A、B、C 3組（A組投放0.8g黑水虻幼蟲(chóng)、B組投放1.0g黑水虻幼蟲(chóng)、C組投放1.2g黑水虻幼蟲(chóng)），每組塑料圓盆各添加10kg的鮮豬糞，每組3個(gè)重復(fù)。具體處理見(jiàn)表2。

表2 試驗(yàn)處理設(shè)計(jì)

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.3.1 黑水虻生長(zhǎng)情況監(jiān)測(cè)。每4 d固定時(shí)間段稱(chēng)量每組百只幼蟲(chóng)的重量，用游標(biāo)卡尺測(cè)量幼蟲(chóng)的體尺（長(zhǎng)度、體周長(zhǎng)），每次測(cè)量從百只幼蟲(chóng)中隨機(jī)選取3只。記錄開(kāi)始喂養(yǎng)幼蟲(chóng)的日期，待各組出現(xiàn)50%預(yù)蛹時(shí)結(jié)束試驗(yàn)。

1.3.2 豬糞消耗情況監(jiān)測(cè)。根據(jù)試驗(yàn)實(shí)際情況，添加鮮豬糞，每組添加量相同，記錄每次添加量。

1.3.3 試驗(yàn)期黑水虻生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)。分別于試驗(yàn)開(kāi)始后的第11天、第13天及試驗(yàn)結(jié)束時(shí)各采集商品活蟲(chóng)100g，檢測(cè)粗蛋白、粗脂肪、水分、鈣、磷、銅、鐵、鋅、砷、鎘含量。

1.3.4 豬糞指標(biāo)檢測(cè)。試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，分別采集各組豬糞樣 100g，檢測(cè)水分、氮、磷、鉀、銅、鐵、鋅、砷、鎘含量。

1.3.5 蟲(chóng)沙指標(biāo)檢測(cè)。試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，采集蟲(chóng)沙樣品100g，檢測(cè)水分、氮、磷、鉀、銅、鐵、鋅、砷、鎘含量。

1.3.6 數(shù)據(jù)分析。用SPSS 19.0軟件進(jìn)行試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)（方差分析）。

2 結(jié)果與分析

2.1 黑水虻不同投放量百只幼蟲(chóng)體重的比較

由表3可知，投放黑水虻幼蟲(chóng)不同組之間在16、20、23日齡百只幼蟲(chóng)生長(zhǎng)體重差異不顯著 （P＞0.05）； 在27日齡時(shí)，A組百只幼蟲(chóng)體重 （10.76±0.83g）最高，較 B 組（8.78±0.84 g）、C 組（8.78±1.05 g）提高 22.55%，差異顯著（P＜0.05），：在整個(gè)試驗(yàn)周期3組黑水虻幼蟲(chóng)的生長(zhǎng)趨勢(shì)顯示：從試驗(yàn)開(kāi)始至20日齡，黑水虻體重生長(zhǎng)呈遞增趨勢(shì)；至23日齡時(shí)，各組幼蟲(chóng)體重均有所下降；23日齡—試驗(yàn)結(jié)束黑水虻幼蟲(chóng)生長(zhǎng)緩慢。A組百只幼蟲(chóng)體重在整個(gè)試驗(yàn)期均高于B、C兩組，幼蟲(chóng)的體重整體長(zhǎng)勢(shì)最好，增重也最快。

表3 黑水虻不同投放量百只幼蟲(chóng)體重的比較 g

2.2 黑水虻不同投放量體長(zhǎng)的比較

由表4可知，試驗(yàn)期內(nèi)，投放黑水虻不同組之間體長(zhǎng)在16日齡時(shí)各組差異不顯著 （P＞0.05）；20日齡時(shí)，A組體長(zhǎng)與B組之間比較差異顯著 （P＜0.05），與 C 組之間差異不顯著（P＞0.05），B 組與 C組之間差異顯著（P＜0.05）；23、27 日齡時(shí)，A 組體長(zhǎng)與B組、C組之間均差異顯著（P＜0.05），B組與C組之間均差異不顯著（P＞0.05）；在整個(gè)試驗(yàn)期，A組黑水虻幼蟲(chóng)在各日齡段體長(zhǎng)均表現(xiàn)最長(zhǎng)。

表4 黑水虻不同投放量體長(zhǎng)的比較 mm

2.3 黑水虻不同投放量體周長(zhǎng)的比較

由表 5 可知，A 組周長(zhǎng)（3.70±0.15 mm）最大，分別較 B 組（3.54±0.19 mm）和 C 組（3.59±0.33mm）提高4.52%和3.06%，但經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析黑水虻投放量不同組之間體周長(zhǎng)差異不顯著（P＞0.05）。

表5 不同投放量黑水虻幼蟲(chóng)體周長(zhǎng)的比較 mm

2.4 黑水虻幼蟲(chóng)營(yíng)養(yǎng)成分分析

分別于試驗(yàn)開(kāi)始后的第23、27及37日齡各采集商品活蟲(chóng)100g，檢測(cè)相關(guān)項(xiàng)目。從表6檢測(cè)數(shù)據(jù)可知，黑水虻幼蟲(chóng)在粗蛋白、水分、鈣和磷等方面指標(biāo)在23日齡～27日齡和27～37日齡兩個(gè)階段是隨著生長(zhǎng)日齡的增長(zhǎng)，粗蛋白、水分、鈣和磷含量先降低后升高，粗脂肪含量變化趨勢(shì)則是先升高后降低。

2.5 黑水虻幼蟲(chóng)主要微量元素分析

從下表7可以看出：黑水虻幼蟲(chóng)在銅、鐵、鋅等方面指標(biāo)在23日齡～27日齡和27～37日齡兩個(gè)階段是隨著生長(zhǎng)日齡增長(zhǎng)逐漸降低，而砷、鎘含量變化趨勢(shì)則是逐漸升高，并且黑水虻幼蟲(chóng)砷含量37日齡（0.90mg/kg）比 23 日齡（0.60 mg/kg）提高 50%，鎘含量 37日齡（1.10mg/kg）比 23 日齡（0.51 mg/kg）提高115.69%。

表6 黑水虻幼蟲(chóng)不同日齡主要營(yíng)養(yǎng)成分%

表7 黑水虻幼蟲(chóng)不同日齡主要微量元素

2.6 蟲(chóng)沙營(yíng)養(yǎng)成分分析

試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，在B1組上層、下層各采集蟲(chóng)沙樣品100g（無(wú)異味），命名為蟲(chóng)沙樣A、B。詳見(jiàn)表8。

表8 蟲(chóng)沙指標(biāo)檢測(cè)

由表8可知，不同層級(jí)蟲(chóng)沙除下層蟲(chóng)沙樣因堆積水分含量為56.3%，略高于上層水分外，其他成分均無(wú)差異。

新鮮豬糞中的水分、氮、磷、鉀、銅、鐵、鋅、砷、鎘等成分經(jīng)過(guò)黑水虻幼蟲(chóng)分解后均有所降低，其中水分、氮、銅、砷等成分指標(biāo)下降5%～10%，特別指出鉀成分指標(biāo)下降了50%。

2.7 豬糞消耗情況

根據(jù)試驗(yàn)中豬糞消耗實(shí)際，于黑水虻23日齡每組添加了2kg豬糞。

3 討論

3.1 黑水虻幼蟲(chóng)在新鮮豬糞中生長(zhǎng)發(fā)育的情況

從試驗(yàn)數(shù)據(jù)得知，在整個(gè)試驗(yàn)周期，黑水虻幼蟲(chóng)生長(zhǎng)體重先是呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)，中期有所下降，至試驗(yàn)結(jié)束生長(zhǎng)緩慢。A組中黑水虻幼蟲(chóng)的各個(gè)指標(biāo)（體重、體長(zhǎng)、體周長(zhǎng)）高于B、C組，并且在體重、體長(zhǎng)等指標(biāo)差異顯著。黑水虻幼蟲(chóng)發(fā)育初期，體重迅速增加，蟲(chóng)體進(jìn)行大量的物質(zhì)儲(chǔ)備，對(duì)豬糞的利用率也是最高的。在20～23日齡時(shí)，黑水虻幼蟲(chóng)重量減少，分析此時(shí)黑水虻幼蟲(chóng)減少或停止進(jìn)食，進(jìn)入預(yù)蛹階段，并進(jìn)行最后一次的蛻皮以保持蟲(chóng)體的干燥并順利進(jìn)行化蛹。通過(guò)對(duì)結(jié)果分析可得出結(jié)論：黑水虻幼蟲(chóng)在豬糞中生長(zhǎng)速度呈先快后慢的生長(zhǎng)趨勢(shì)，投放組A組黑水虻幼蟲(chóng)的生長(zhǎng)發(fā)育最快。

3.2 黑水虻幼蟲(chóng)在不同基料中生長(zhǎng)發(fā)育的分析

黑水虻的生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)間與生長(zhǎng)基料有很大的關(guān)系。本次試驗(yàn)基料為全新鮮豬糞，試驗(yàn)結(jié)果顯示黑水虻幼蟲(chóng)從3齡到開(kāi)始預(yù)蛹所需的時(shí)間在 23 d左右，比Tomberlin等用人工飼料飼養(yǎng)的時(shí)間略長(zhǎng)［3］，與 Myers［4］等用牛糞飼養(yǎng)的時(shí)間相當(dāng)。 馬加康［5］等人用60%新鮮鴨糞添加玉米、小麥、麥麩作為基料，黑水虻預(yù)蛹時(shí)間約為13日齡。分析本次試驗(yàn)生長(zhǎng)基料為新鮮豬糞，由于生長(zhǎng)基料不同，營(yíng)養(yǎng)差異較大，黑水虻幼蟲(chóng)預(yù)蛹時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，一定程度上影響黑水虻生長(zhǎng)發(fā)育及延長(zhǎng)預(yù)蛹時(shí)間，具體還有待進(jìn)一步研究。

3.3 新鮮豬糞飼養(yǎng)黑水虻幼蟲(chóng)營(yíng)養(yǎng)成分

本試驗(yàn)用新鮮豬糞飼養(yǎng)的黑水虻幼蟲(chóng)粗蛋白含量為 35.7%～39% ，粗脂肪含量為 14.7%～21.2%（粗脂肪 30%）。這與（安新城和呂欣，2007）［6］研究的黑水虻幼蟲(chóng)粗蛋白含量達(dá)40%結(jié)果相一致。本次試驗(yàn)結(jié)果得知，黑水虻幼蟲(chóng)體內(nèi)粗蛋白的轉(zhuǎn)化與粗脂肪含量有關(guān)，黑水虻幼蟲(chóng)消化功能適應(yīng)了生長(zhǎng)發(fā)育的要求就會(huì)影響到粗脂肪含量降低。黑水虻的幼蟲(chóng)和預(yù)蛹作為豆粕和魚(yú)粉等蛋白質(zhì)飼料的替代品，飼養(yǎng)了包括雞、豬、鯰魚(yú)、羅非魚(yú)和牛蛙，能夠很好地替代傳統(tǒng)的蛋白源和脂肪源添加劑。劉世勝［7］研究表明，黑水虻幼蟲(chóng)可以部分替代魚(yú)粉作為建鯉幼魚(yú)飼料的蛋白質(zhì)原料。

3.4 黑水虻幼蟲(chóng)處理豬糞后蟲(chóng)沙的利用

經(jīng)測(cè)定，本試驗(yàn)用黑水虻處理新鮮豬糞，產(chǎn)生的蟲(chóng)沙水分含量為55.1%～56.3%，總養(yǎng)分 (氮+磷+鉀)含量達(dá)5.3%～5.53%。（與商品有機(jī)肥比較）劉巧林［8］研究表明，以黑水虻轉(zhuǎn)化奶牛糞便的殘?jiān)鳛榕柙曰|(zhì)，種植多花黑牧草和小麥，完全可以代替商品盆栽土壤。Choi Y等［9］曾對(duì)黑水虻轉(zhuǎn)化食品垃圾后產(chǎn)生的蟲(chóng)沙來(lái)種植大白菜進(jìn)行研究，用蟲(chóng)沙與商品肥料做對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果兩組大白菜的營(yíng)養(yǎng)成分和生長(zhǎng)速度基本一致。試驗(yàn)結(jié)果同樣表明，用黑水虻處理新鮮豬糞后產(chǎn)生的蟲(chóng)沙是很好有機(jī)肥原料。