新鲜鸭粪对黑水虻幼虫生长发育及粪便转化率的影响

马加康，郭浩然，王立新

(安徽科技学院　动物科学学院，安徽　凤阳　233100)



新鲜鸭粪对黑水虻幼虫生长发育及粪便转化率的影响

马加康，郭浩然，王立新*

(安徽科技学院动物科学学院，安徽凤阳233100)

摘要：目的：探讨黑水虻幼虫对新鲜鸭粪的处理能力及粪便转化的效果。方法：用含不同比例的新鲜鸭粪作为饲料对黑水虻幼虫进行饲养，观察其对幼虫生长发育的影响。试验共设11组，其中1个对照组(不含鸭粪)，10个试验组，每组含有不同比例的鸭粪，含量由10%至100%，每组递增10%。在相同的环境条件下进行饲养试验，分别在试验开始后的第7、10、13、15天测定黑水虻幼虫的体重、体尺与饲料消耗情况。结果：在0%～60%的鸭粪组中，黑水虻幼虫的体重、体长、体宽、体高、日增重、虫体长宽比等生长发育指标随着鸭粪含量的增加呈递增趋势，粪便消耗及利用率方面也逐渐增长，鸭粪含量超过70%时，各试验组生长发育相对较慢。结论：鸭粪可以作为黑水虻幼虫的饲料，添加量以60%为宜，饲养效果较为理想。

关键词：新鲜鸭粪；黑水虻幼虫；生长发育；粪便转化率

黑水虻(HermetiaillucensL.)，腐生性的水虻科昆虫，能够取食禽畜粪便和生活垃圾， 生产高价值的动物蛋白饲料[1]。因其繁殖迅速，生物量大，食性广泛、吸收转化率高，容易管理、饲养成本低，动物适口性好等特点，从而进行资源化利用，其幼虫被称为“凤凰虫”，成为与蝇蛆、黄粉虫、大麦虫等齐名的资源昆虫，在全世界范围内得到推广[2]。黑水虻幼虫在自然界主要以腐烂有机物、动物粪便等为食，在取食动物粪便时能够对粪便中的营养物质进行很好的转化[3-4]。其分泌物能够抑制家蝇的幼虫虫卵的发育或抑制家蝇在粪便中产卵，并能控制粪便因为发酵产生的异味[5]。同时黑水虻预蛹中含有丰富的蛋白质和钙、磷等营养物质，是良好的生物蛋白饲料[6]。

目前，国内外对黑水虻的研究利用还比较少，关于应用型的研究更是鲜有报道。在国际上，关于黑水虻的研究可追溯到上世纪末，美国佐治亚大学从上个世纪八十年代开始，尝试开发一种利用黑水虻处理大量鸡粪猪粪的技术，并将收获的水虻幼虫加工成为饲料添加剂出售，一方面可以消除禽畜粪便对环境的污染，同时还能增加农民的收入，显示了良好的经济和社会效益[7]。国内由于上世纪经济快速发展和畜牧业的不平衡发展，对黑水虻的研究报道更是较少的提及，近年才有部分学者在黑水虻抗菌物质与生物柴油领域进行了初步探索，而对黑水虻幼虫蛋白质利用情况及成果的研究鲜见报道[8]。根据已获得的资料显示，Tomberlin等研究了黑水虻幼虫的人工饲料配方[9]，Sheppard等研究了黑水虻的人工饲养技术，omberlin和Sheppard研究了影响人工饲养黑水虻成虫产卵的因子，为黑水虻的人工饲养提供了技术基础[10]。有关用新鲜鸭粪进行黑水虻幼虫饲养试验的研究未见报道，本研究采用不同比例的新鲜鸭粪对黑水虻幼虫进行饲养试验，为黑水虻的粪便处理应用产业化进行探索，为解决养殖企业日益严重的粪便污染提供高效的、快速的并能带来一定经济效益的处理方式为目标。

1材料与方法

1.1主要材料

黑水虻幼虫(安徽蚌埠购得，动物科学实验室繁殖一代的幼虫)，新鲜鸭粪(府城镇肉鸭养殖场采集)；生物显微镜：XTL-20 北京泰克仪器有限公司；幼虫饲养盒33个(自制)；饲养网箱2个(长1.5m、宽0.6m、高0.6m，自制)；产卵盒若干(自制)。

1.2试验设计与饲料组成

随着工业技术的渐渐提高，玉米的需求量急剧增加，安徽是小麦重要的五个主产省之一，小麦生产对于我国的粮食生产影响巨大[11-12]，尤其是两者对饲料等行业具有举足轻重的地位。因此，普通饲料由麸皮与玉米粉以重量比(6 ∶4)配制；其中对照组全部使用普通饲料，试验组则是鸭粪与普通饲料混合。11个处理组编号为1～11：其中对照组编号为1，10个试验组编号为2～11，其鸭粪的含量为10%～100%，每组递增10%；对照组和试验组均3次重复。

1.3饲养管理

各处理组分别取50只4日龄幼虫(平均重约46mg/只)，放入编号为1～11的饲养盒中进行饲养，并在饲养盒顶部盖上纱布封住(防止家蝇在其中产卵和幼虫逃走)。在幼虫生长发育阶段，饲养室温度大致保持在28～31℃、环境相对含水量70%[13]左右。在整个幼虫期间共添加混合饲料(鸭粪、玉米粉和麸皮)5次，分别在4、7、9、12、14日龄时添加；添加量为20g(含水量71%)，20g(含水量73%)，10g(含水量72%)，10g(含水量73%),10g(含水量74%)；普通饲料的含水量与鸭粪含水量保持一致。

1.4分析方法

因4日龄幼虫虫体较小，除体重外其他观测指标不便测量。每组取10只大小相似的幼虫，擦去虫体表面食物渣滓并将渣滓放回饲料盒中，进行称重；并用游标卡尺对幼虫的体长、体宽和体高进行测定。对于饲料消耗量和利用率的计算均折算成干物质进行计量，其中添加饲料干重减去剩余饲料干重则为消耗饲料干重，根据消耗饲料干重与产出的预蛹干重进行饲料转化率、料重比的计算与分析。预蛹干物质含量采用计算法得来(Newton等[14])。料重比计算公式：料重比=(整个幼虫期添加的饲料干物质的量-去蛹后剩余干物质量)/(黑水虻预蛹“鲜重” ×42%)。

1.5数据统计

运用MS Excel 2010软件进行生物学统计学(方差分析)，数据采取“平均值±标准差”表示。

2结果与分析

2.1不同比例的新鲜鸭粪对黑水虻幼虫体重的影响

根据表1中的数据分析可知幼虫在7、10、13、15日龄时，第7组生长最快，第7组与对照组和第2、3、4、5、6组多表现为差异显著(P<0.05)，与第8、9、10、11组之间的比较则较多表现为差异极显著(P<0.01)。在整个幼虫期内可以看出，黑水虻幼虫的生长趋势是：在第1～7鸭粪组中生长呈递增趋势，而第8～11组的幼虫生长则相对缓慢。从图表中可看出在11个处理组之间，第7组(60%鸭粪)幼虫的体重整体长势最好，增重也最快。对于幼虫生长来说，含有60%的鸭粪对幼虫生长发育最有利。

表1　不同比例的新鲜鸭粪对黑水虻幼虫体重的影响(mg)

注：不同处理组间相同小写字母表示差异不显著(P>0.05)；具有相邻字母表示差异显著(P<0.05)；相隔字母表示差异极显著。下表同。

Note:The same small letter indicated not significant between different processing (P>0.05); between the adjacent letters indicated significant different(P<0.05); apart of letters was very significant different. Same as below.

2.2不同比例的新鲜鸭粪对黑水虻幼虫体长的影响

表2　不同比例的新鲜鸭粪对黑水虻幼虫体长的影响(mm)

根据表2中数据分析可知在7、10、13、15日龄时，第7组中的黑水虻幼虫体长最长，在7日龄时第7组与50%鸭粪组差异不显著，与其他共9个处理组之间均表现为较大差异，这是由于第6、7组的营养成分含量之间差异最小所致。在10、13、15日龄时， 第7组与前6组间表现差异较小，与后4组则表现差异较大。因此，由结果可以看出黑水虻幼虫体长增速在13日龄之前、鸭粪含量不大于60%的情况下生长速度呈递增趋势，总体呈先快后慢的生长趋势。

2.3不同比例的新鲜鸭粪对黑水虻幼虫体宽的影响

根据表3数据分析可知在7、13、15日龄时，第7组中黑水虻幼虫的体宽最大，在第1～7组中，幼虫的体宽增速较快，呈逐渐递增趋势；第8～11组中的幼虫的增速则较缓慢。从表中可以看出，尤其是第9组和第10组时，黑水虻幼虫体宽生长较慢，甚至低于各处理组之间的平均值水平，整个幼虫形态呈细长状态。在10日龄时，7组中的幼虫体宽几乎接近于6组(体宽观测值最大组)。因此，含有50%～60%的鸭粪组对幼虫的生长最适宜。

表3　不同比例的新鲜鸭粪对黑水虻幼虫体宽的影响(mm)

2.4不同比例的新鲜鸭粪对黑水虻幼虫体高的影响

根据表4中数据分析可知在黑水虻幼虫期内，在7、13日龄时，黑水虻幼虫在7组中体高值最大，在10、15日龄时，7组中的幼虫体高虽不表现为最大值，但其中幼虫体高值与最大值的4组极接近，并且与最大值表现为差异不显著(P>0.05)，因此可以得出在7组中对幼虫体高的生长是具有优势的。

表4　不同比例的新鲜鸭粪对黑水虻幼虫体高的影响(mm)

2.5不同比例的新鲜鸭粪对黑水虻幼虫日增重的影响

根据表5中数据可以得知，在整个幼虫发育期间内，在7、10、13、15日龄时(初放入饲料的黑水虻幼虫为4日龄)，7组中的黑水虻幼虫平均日增重最明显。1～6组中，幼虫在7、10、13、15日龄时总体呈现递增趋势，即幼虫的日增重随着粪便含量的增加而增大。而8～11组中，由于幼虫本身发育的速度较慢，导致各种器官发育水平不完善，消化能力较弱以及粪便含水量较高等因素影响；因此幼虫接触到营养物质的较少，导致体重较轻。

表5　不同比例的新鲜鸭粪饲料对黑水虻幼虫日增重的影响(mg)

2.6不同比例的新鲜鸭粪对黑水虻幼虫体长体宽比值的影响

由表6中可以看出，在从7、10、13、15日龄中，在1～7组中黑水虻幼虫的体长与体宽的比值整体较稳定，而8～11组中的比值则较大，说明其中的幼虫虫体较前7组细长；并且随着日龄的增大，幼虫的长宽比值呈整体下降趋势，且下降幅度随着日龄的增加而减小；因此可以得出结论：黑水虻幼虫在不同的饲料中均优先生长体长，且体长随着日龄的增大，生长速度较之前趋于平稳。

表6　不同比例的新鲜鸭粪对黑水虻幼虫体长体宽比值的影响

2.7不同比例的新鲜鸭粪对黑水虻幼虫料重比的影响

表7　不同比例的新鲜鸭粪对黑水虻幼虫料重比的影响

注：表中数据均以42%为值计算黑水虻预蛹的干物质含量。

Note:The data in the table with 42% value to calculate the dry matter content of Hermetia illucens prepupae.

从表7中可以看出，黑水虻幼虫的饲料投入与产出比值较高，在三个重复组中在7组时的料重比值均最小，在与其他组进行比较时具有产出优势，尤其与8组及其以上的处理组进行比较时，优势更加显著，因此，含有60%鸭粪组中的粪便利用率最高，产出的预蛹也最多，经济效益也更具优势。

3结论与讨论

从整个试验过程及结果来看，整体较为成功。从数据中分析可以得知，黑水虻的幼虫在11个处理组之间的生长差异有一定的规律，在1～7组中幼虫的各个指标(体重、体长、体宽、日增重等)随着鸭粪含量的增加而呈现递增趋势，并且在鸭粪含量为60%时各指标达到最佳。而8～11组中的幼虫则相对生长较慢，并在饲料转化率方面有显著差异。通过对结果分析可得出结论：黑水虻幼虫在含有60%的鸭粪组中的生长发育最快，主要体现在体重、体长、体宽、日增重和料重比等指标方面。

在黑水虻的幼虫的发育期内，从4日龄的幼虫开始进行分组饲养之后，各个不同的处理组之间开始表现不同的差异；在4～10日龄时，因为幼虫开始放入含有不同比例的粪便饲料中，幼虫的各个指标也开始产生差异，随着鸭粪含量的逐步升高，其中的矿物质和维生素等营养元素含量上升，而 4日龄时的幼虫处于较小阶段，对各种营养元素的需要量巨大，所以幼虫各个指标的生长迅速，其中体长增长的速率最快。在10～13日龄时，黑水虻的幼虫的内部发育基本完全，对饲料的利用率、转化率达到了最大化，在此时期黑水虻幼虫体重迅速增加，虫体进行大量的物质储备，此时的饲料利用率也是最高的。在13～15日龄时，黑水虻幼虫的活动性减弱、采食量也减少。这是由于黑水虻幼虫开始准备化蛹，黑水虻幼虫开始寻找、富含有机物的干燥环境并栖息在其中等待化蛹和羽化；在此期间黑水虻的体重等方面增长较少甚至无增长，并进行最后一次的蜕皮以保持虫体的干燥并顺利进行化蛹；幼虫的预蛹呈通体黑色，坚硬，各方面比化蛹前的幼虫在视觉上稍小，但真实的各指标则表现的并无差异。因此，黑水虻幼虫的生长规律为：初期优先生长体长、再优先生长体宽和体重，之后各方面均衡生长。

最终的研究结果表明，黑水虻幼虫在含有60%的新鲜鸭粪中生长发育最快，投入的饲料与产出也最高，同时新鲜鸭粪在农业生产中的提供成本也是极低的。从经济效益的角度来看，从表7中数据可以得出，用含60%鸭粪的饲料饲养黑水虻幼虫的料重比最高，平均数达到1.5 ∶1。以此粗略计算经济效益：产1000kg的黑水虻预蛹蛋白需要1500kg的饲料(新鲜鸭粪600kg、麸皮240kg、玉米粉160kg)，此时饲料投入成本为大约800元人民币(由于鸭粪在养殖场成本几乎为0，因此饲料成本不考虑粪便的成本)，加上管理、用具、人工成本、黑水虻幼虫虫卵等共约200元，总计生产成本约1000元。而根据国外报道：1000kg的黑水虻预蛹蛋白饲料价格约7000元人民币[15]，整个投入与产出的效益比约为1 ∶7。同时黑水虻幼虫产生的分泌物能够抑制家蝇卵的发育，减轻粪便对生态环境造成的巨大压力[16]。因此，用黑水虻幼虫进行对粪便的处理是一种自然清洁的方式，由于黑水虻成虫的活动环境与人类生产生活区没有重叠，对人类环境没有任何危害，幼虫在处理掉粪便污染的同时能够产生明显的经济效益，并且黑水虻分布广泛，饲养设备简单，收获简易；用粪便来进行昆虫蛋白饲料的生产能带来很高的经济效益，是一个小投入、高产出的增加效益的一种新方式。本试验的结果可为规模化处理粪便提供一定的基础数据参考。

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(责任编辑：马世堂)

The Influences of the Fresh Duck Manure to Blackwater Fly Larvae Growth and Rate of Waste Conversion

MA Jia-kang, GUO Hao-ran, WANG Li-xin*

(College of Animal Science, Anhui Science and Technology University,Fengyang 233100,China)

Abstract：Objective: To investigate the ability of the Blackwater Fly Larvae to handle Fresh Duck Manure and the effect of waste conversion. Methods: Different proportions of fresh duck manure as fodder to feed the larvae are used, and its effects on the larva's growth are observed. The test are made up of 11 groups, which include a control group(not include duck manure) and 10 experimental groups.The experimental groups include different proportions of duck manure, that contents are different from 10% to 100% and the interval of different groups is 10%. Feeding under the same conditions, and measure the larvae's weight, body size and consumption of fodder at the 7th、10th、13th and 15th day after the test begin respectively.Among the 11 groups. Result: In 0%～60% of duck manure group, the growth and development index of larvae, such as the body weight, the body length, the body width, the body height, the daily gain and the rate of body length and width,showed a trend of increase with the duck manure content added.By contrast,when the duck manure content is more than 70%, all experimental groups grow slowly. Conclusion: Duck manure can be the fodder of the Blackwater Fly Larvae. It is advisable to control the additive amount to 60%.

Key words:Fresh duck manure; Blackwater fly larvae; Growth; Manure conversion rate

中图分类号：S879.9

文献标识码：A

文章编号：1673-8772(2016)01-0012-07

作者简介：马加康(1993-)，男，安徽省宿州市人，在读本科生，主要从事特种经济动物生产与禽生产学研究。*通讯作者：王立新，副教授，E-mail：wanglixin_@163.com。

基金项目：安徽科技学院大学生创新基金项目(15XSZ02)。

收稿日期：2015-11-30