解慧梅，程 漢，魏冬霞，袁 橙，趙思寶，劉成功，戴建華

（江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學(xué)院，江蘇泰州 225300）

隨著規(guī)?；?、集約化養(yǎng)豬的迅速發(fā)展，規(guī)模豬場(chǎng)豬糞便的排放量越來(lái)越大，對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重污染，出現(xiàn)了地下水富營(yíng)養(yǎng)化和大氣污染等嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，這種污染不僅威脅周?chē)用竦慕】?，同時(shí)也威脅養(yǎng)豬業(yè)自身的發(fā)展。國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2017 年末我國(guó)生豬存欄43 325 萬(wàn)頭，生豬出欄68 861 萬(wàn)頭[1]。生豬生產(chǎn)過(guò)程中若豬糞如處理不當(dāng)，必然會(huì)對(duì)環(huán)境、地下水及空氣造成污染，給當(dāng)?shù)丨h(huán)保造成壓力。目前，蠅蛆、黃粉蟲(chóng)、大麥蟲(chóng)等能以動(dòng)物糞便為食的資源昆蟲(chóng)在糞便處理中已得到初步應(yīng)用[2-3]。黑水虻能夠利用餐廚垃圾、禽畜糞便和爛瓜爛果等多種原料進(jìn)行快速生長(zhǎng)繁殖，在取食動(dòng)物糞便時(shí)能夠?qū)S便中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行很好的轉(zhuǎn)化并有效減少糞便臭味[4-5]；黑水虻預(yù)蛹中含有豐富的蛋白質(zhì)和鈣、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，是良好的生物蛋白飼料[6-7]。利用黑水虻處理畜禽糞便不僅解決了糞便對(duì)環(huán)境的污染問(wèn)題，而且可以獲得昆蟲(chóng)蛋白與有機(jī)肥，實(shí)現(xiàn)了環(huán)保與經(jīng)濟(jì)效益雙贏。

美國(guó)佐治亞大學(xué)Sheppard 教授從20 世紀(jì)80 年代開(kāi)始研究利用黑水虻處理禽畜糞便。近幾年，我國(guó)對(duì)黑水虻的研究文獻(xiàn)和專(zhuān)利越來(lái)越密集[8]，但對(duì)自然條件下黑水虻幼蟲(chóng)直接處理規(guī)?；i場(chǎng)鮮糞、干清糞和沉淀糞的適宜條件和具體效果研究較少。本研究在不添加飼料的自然條件下，探討黑水虻處理豬場(chǎng)鮮糞、干糞和沉淀糞3 種豬糞便的可行性，觀察和測(cè)定在棚溫度為28℃條件下不同的糞便厚度和不同日齡幼蟲(chóng)處理糞便的效果，篩選出適宜的幼蟲(chóng)日齡和糞便厚度，為黑水虻處理規(guī)模豬場(chǎng)豬糞便技術(shù)的推廣應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 黑水虻種卵 黑水虻種卵購(gòu)自泰州佑農(nóng)環(huán)保產(chǎn)業(yè)科技有限公司，參考Sheppard 等[9]、Tomberlin 等[10]的飼養(yǎng)方法繁殖2 代后作為試驗(yàn)用黑水虻。

1.1.2 試 驗(yàn) 時(shí) 間 與 地 點(diǎn) 試 驗(yàn) 于 2017 年 10 月 1 日 —2017 年10 月30 日在江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學(xué)院豬場(chǎng)進(jìn)行。鮮糞為豬排泄糞便直接收集，有害物質(zhì)未經(jīng)處理不能直接用于施肥。干糞為水清糞放置到固定位置自然干燥，糞成分有流失。沉淀糞為發(fā)酵堆成，成分變化。

1.1.3 試驗(yàn)器材 黑水虻處理豬糞養(yǎng)殖大棚（10 m×5 m，拱形鋼管結(jié)構(gòu)，第1 層透明塑料膜，第2 層保溫毛氈，第3 層不透明黑白塑料膜），大棚里溫度保持在28～30℃，為黑水虻生長(zhǎng)的最適宜溫度[11]、電子秤、電子天平、溫度計(jì)、濕度計(jì)等。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)幼蟲(chóng)的收集 收集3 批10 g 同日產(chǎn)黑水虻卵（產(chǎn)卵時(shí)間相差不超過(guò)3 h），將卵置于塑料盒中用紗布覆蓋，然后將塑料盒放入人工氣候箱中孵化（溫度30℃，濕度70%）。待出現(xiàn)幼蟲(chóng)后加入麩皮、苜蓿粉、玉米粉混合飼料，在人工氣候箱中繼續(xù)飼養(yǎng)。待幼蟲(chóng)分別長(zhǎng)到2、4、6 日齡作為試驗(yàn)幼蟲(chóng)使用，幼蟲(chóng)投喂豬糞前飼喂大餅和豆渣。

1.2.2 不同日齡幼蟲(chóng)處理糞便試驗(yàn) 收集豬場(chǎng)鮮糞90 kg，分為3 組，每組3 個(gè)重復(fù)，每組糞便10 kg。糞便中分別投入2日齡、4日齡和6日齡的幼蟲(chóng)150 g（13 000～16 000條），每日16:00—17:00 觀察幼蟲(chóng)生長(zhǎng)情況并記錄豬糞便形態(tài)，糞便處理結(jié)束后統(tǒng)計(jì)幼蟲(chóng)體重、幼蟲(chóng)體長(zhǎng)和豬糞便減重率數(shù)據(jù)。試驗(yàn)結(jié)束當(dāng)天篩出蟲(chóng)體，稱(chēng)量剩余豬糞便重量，統(tǒng)計(jì)不同試驗(yàn)組糞便重量的變化。減重率=（添加豬糞便重量-剩余豬糞便重量）/添加豬糞便重量×100%。

1.2.3 不同糞便厚度幼蟲(chóng)處理糞便試驗(yàn) 收集鮮糞90 kg，分為3 組，糞便厚度為10、15、20 cm，每組3 個(gè)重復(fù)，每組糞便10 kg。糞便加入4 日齡幼蟲(chóng)150 g（13 000～16 000 條），每日觀察幼蟲(chóng)生長(zhǎng)情況并記錄豬糞便形態(tài)，糞便處理結(jié)束后統(tǒng)計(jì)幼蟲(chóng)體重、幼蟲(chóng)體長(zhǎng)和豬糞便減重率（同1.2.2）數(shù)據(jù)。

1.2.4 不同種類(lèi)糞便幼蟲(chóng)處理試驗(yàn) 收集豬場(chǎng)鮮糞、干糞和沉淀糞分別收集500 kg，每種糞便分為5 組，每組糞便100 kg，干糞中加入5 勺糞湯，糞便中投入1 500 g（130 000～160 000 條）4 日齡幼蟲(chóng)進(jìn)行處理，每日觀察幼蟲(chóng)生長(zhǎng)情況并記錄豬糞便形態(tài)，糞便處理結(jié)束后統(tǒng)計(jì)幼蟲(chóng)體重、幼蟲(chóng)體長(zhǎng)和豬糞便減重率（同1.2.2）數(shù)據(jù)。

1.2.5 黑水虻處理豬場(chǎng)豬糞便養(yǎng)殖工藝 首先收集豬糞便，收集好后轉(zhuǎn)移到豬糞便處理大棚里，投入4 日齡的黑水虻幼蟲(chóng)，經(jīng)過(guò)9～10 d 處理，最后收獲蟲(chóng)重和蟲(chóng)沙。

1.2.6 統(tǒng)計(jì)分析 利用SPSS19.0 軟件進(jìn)行單因素方差分析（One-Way ANOVA），通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)變異的分析來(lái)推斷2 個(gè)或多個(gè)樣本均數(shù)所代表的總體均數(shù)是否有差別。結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差來(lái)表示。P＜0.01 表示差異極顯著，P＜0.05 表示差異顯著，P＞0.05 表示差異不顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同日齡幼蟲(chóng)處理糞便結(jié)果 由表1 可見(jiàn)，2、4、6 日齡黑水虻經(jīng)10 d 處理豬場(chǎng)豬糞便，處理后剩余豬糞便重和糞便減重率3 組之間差異極顯著，篩出的蟲(chóng)重3組之間差異顯著。4 日齡的黑水虻處理豬糞便后獲得的蟲(chóng)重最多，為1.70 kg，剩余的豬糞便最少，為3.83 kg，糞便減重率達(dá)61.67%，表明4 日齡的黑水虻可以直接用作蛋白飼料添加。

表1 不同日齡幼蟲(chóng)處理糞便結(jié)果（n=3）

2.2 不同糞便厚度幼蟲(chóng)處理糞便結(jié)果 由表2 可見(jiàn)，豬場(chǎng)豬糞便堆積厚度10、15、20 cm 經(jīng)過(guò)黑水虻處理后剩余糞重、糞便減重率和蟲(chóng)重3 組間差異極顯著，15 cm厚度黑水虻處理效果最好，獲得的蟲(chóng)重最多，豬糞便減重率最高，為65.33%。

表2 不同糞便厚度幼蟲(chóng)處理糞便結(jié)果（n=3）

2.3 不同種類(lèi)糞便幼蟲(chóng)處理結(jié)果 由表3 可見(jiàn)，4 日齡黑水虻處理鮮糞、干糞+沼液和沼氣池沉淀糞后剩余豬糞便重、糞便減重率和蟲(chóng)重組間差異極顯著。鮮糞處理后獲得蟲(chóng)重最多，豬糞便減重率最高，為65.8%，沼氣沉淀糞獲得蟲(chóng)重最少，為10.06 kg，豬糞便減重率最低，為24.8%。

表3 不同種類(lèi)糞便幼蟲(chóng)處理結(jié)果（n=5）

2.4 黑水虻處理鮮糞結(jié)果 由圖1 可見(jiàn)，4 日齡黑水虻處理鮮糞，幼蟲(chóng)投進(jìn)豬糞便里進(jìn)行豬糞便處理，棚溫度在28℃，前2 d 幼蟲(chóng)生長(zhǎng)緩慢，為生長(zhǎng)緩慢期，測(cè)得豬糞便溫低于28℃，影響幼蟲(chóng)采食自給速度，從而降低幼蟲(chóng)生長(zhǎng)速度；幼蟲(chóng)在糞便里從第3 天開(kāi)始，身長(zhǎng)已在1 cm 左右，群體通過(guò)摩擦及未采食完畢堆積的糞便發(fā)酵產(chǎn)生熱量，此時(shí)豬糞便料溫在30～32℃，為蟲(chóng)體生長(zhǎng)的適宜條件，采食速度加快，為幼蟲(chóng)生長(zhǎng)加速期；幼蟲(chóng)于第10 天將糞便全部采食完畢后，豬糞便基料變的松散干爽，溫度隨著水分的蒸發(fā)而逐漸下降，干爽的基料也會(huì)在這時(shí)吸收蟲(chóng)體自身的水分，為蟲(chóng)體生長(zhǎng)縮水期。由試驗(yàn)結(jié)果可知，處理最佳的篩蟲(chóng)時(shí)間為處理豬糞便的第 9～10 天。

2.5 黑水虻處理3 種豬糞便 由圖2 可見(jiàn)，4 日齡幼蟲(chóng)處理不同類(lèi)型豬糞便10 d 后，得到的蟲(chóng)重量明顯鮮糞處理后最多，沉淀糞最少；處理后剩余豬糞便沉淀糞最多，鮮糞最少。鮮糞的含水量在70% 左右，這個(gè)濕度是適合黑水虻幼蟲(chóng)的生長(zhǎng)，干糞有結(jié)塊現(xiàn)象不適宜幼蟲(chóng)生長(zhǎng)，沉淀糞營(yíng)養(yǎng)流失太大，不適宜幼蟲(chóng)生長(zhǎng)。由試驗(yàn)結(jié)果可知，鮮糞可以直接添加黑水虻進(jìn)行處理，糞便減重率明顯比干糞和沉淀糞高，獲得的蟲(chóng)體最多。

2.6 黑水虻處理豬場(chǎng)豬糞便工藝 由圖3 可知，黑水虻處理規(guī)模豬場(chǎng)豬糞便養(yǎng)殖工藝流程為：豬場(chǎng)豬糞便收集，不同類(lèi)型豬糞便進(jìn)行預(yù)處理轉(zhuǎn)移到豬糞便處理養(yǎng)殖大棚中，使其有利于黑水虻幼蟲(chóng)生長(zhǎng)，按照100 kg 豬糞便中投入1 500 g 4 日齡幼蟲(chóng)的參考標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行幼蟲(chóng)接種，控制豬糞便處理大棚溫度在28～30℃進(jìn)行生物處理豬糞便9 d 左右，最后分離蟲(chóng)重和剩余豬糞便，鮮蟲(chóng)可以作為動(dòng)物蛋白飼料，剩余豬糞便可以直接用作有機(jī)肥，完成豬場(chǎng)豬糞便的生物處理周期。

3 討 論

圖1 黑水虻處理鮮糞過(guò)程

在研究中不向糞便中添加任何幼蟲(chóng)飼料，這樣篩選出的豬糞便處理?xiàng)l件步驟少、可控性更強(qiáng)、更利于在養(yǎng)殖戶中推廣應(yīng)用并降低處理成本。經(jīng)過(guò)黑水虻處理的豬糞便為蟲(chóng)沙，可以直接用于施肥，獲得的鮮蟲(chóng)可以作為蛋白飼料，如雞場(chǎng)、魚(yú)塘和螃蟹用黑水虻成蟲(chóng)做蛋白飼料添加。

已有研究表明，黑水虻生長(zhǎng)發(fā)育的適宜溫度為27～30℃，溫度過(guò)低黑水虻幼蟲(chóng)取食量減少，影響其生長(zhǎng)發(fā)育；飼料含水量為70%～80%時(shí)有利于幼蟲(chóng)生長(zhǎng)，當(dāng)飼料含水量為50% 時(shí)生長(zhǎng)受抑制，當(dāng)含水量降至30%時(shí)幼蟲(chóng)不能正常生長(zhǎng)發(fā)育[11-13,15]。黑水虻幼蟲(chóng)在轉(zhuǎn)化豬糞便的過(guò)程中對(duì)糞便的堆料厚度有一定要求。有研究表明，堆料厚度為15 cm 能充分利用轉(zhuǎn)化池又有較好的轉(zhuǎn)化效果，豬糞便堆料太厚導(dǎo)致透氣性不好，影響幼蟲(chóng)生長(zhǎng)，降低減重率；堆料過(guò)薄則水分蒸發(fā)會(huì)較快，不利于幼蟲(chóng)生長(zhǎng)而且會(huì)增加轉(zhuǎn)化過(guò)程的占地面積，增加生產(chǎn)成本[13]。

圖2 黑水虻處理3 種豬糞便

圖3 黑水虻處理豬場(chǎng)豬糞便養(yǎng)殖工藝流程圖

本試驗(yàn)中，2、4、6 日齡黑水虻處理10 d 豬場(chǎng)豬糞便后，4 日齡的黑水虻處理豬糞便后獲得的蟲(chóng)重最多，為1.70 kg，剩余的豬糞便最少，為3.83 kg，糞便減重率達(dá)61.67%。堆料厚度為15 cm 時(shí)黑水虻處理效果最好，獲得的蟲(chóng)重最多，為17.43 kg，豬糞便減重率最高，為65.33%。4 日齡黑水虻處理鮮糞、干糞+ 沼液和沼氣池沉淀糞，鮮糞處理后獲得蟲(chóng)重最多，為16.64 kg，豬糞便減重率最高，為65.8%，沼氣沉淀糞獲得蟲(chóng)重最少，為10.06 kg，豬糞便減重率最低，為24.8%。鮮糞的含水量在70%左右，這個(gè)濕度適合黑水虻幼蟲(chóng)生長(zhǎng)，干糞有結(jié)塊現(xiàn)象，沉淀糞營(yíng)養(yǎng)流失太大，不適宜幼蟲(chóng)生長(zhǎng)。本研究結(jié)果表明，可用黑水虻直接處理鮮糞，干糞和沉淀糞要經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)濕度和營(yíng)養(yǎng)成分使其利于幼蟲(chóng)的生長(zhǎng)。本研究中幼蟲(chóng)體重較喻國(guó)輝等[7]和Tomberlin 等[10,14]的結(jié)果略低，這可能是因?yàn)槲唇o幼蟲(chóng)分階段補(bǔ)充新鮮飼料。本研究中幼蟲(chóng)體重顯著低于鴨糞處理結(jié)果，這可能是因?yàn)榍蓊?lèi)腸道對(duì)飼料的利用率較低，因此糞便中營(yíng)養(yǎng)成分優(yōu)于豬糞便，同時(shí)還在試驗(yàn)中添加了玉米粉等飼料[15-16]。綜上所述，利用4 日齡黑水虻幼蟲(chóng)處理規(guī)模豬場(chǎng)的豬糞便，豬糞便堆料厚度為15 cm 的鮮糞可以直接用幼蟲(chóng)處理，干糞和沉淀糞處理過(guò)中需添加輔料滿足幼蟲(chóng)生長(zhǎng)條件。