黑水虻营养价值及在畜禽粪便处理中的运用

王蕾 邢志先吴昊 李春风

（云南省楚雄州动物疫病预防控制中心675000）

畜禽养殖业粪便主要造成水体污染、土壤污染、生物污染、空气污染以及重金属污染5个方面，给农业面源污染治理带来严重挑战，一些以动物粪便为食的昆虫如蝇蛆和黄粉虫，在粪便处理过程中得到推广和应用[1,2]，将废弃物转化为具有利用价值的产物是目前开发昆虫产业的重要途径之一。以粪便为食物的昆虫能在短时间内迅速消化畜禽粪便，有效保护环境，本身又是营养价值很高的蛋白饲料[3]。

黑水虻常见在猪栏、鸡舍附近，取食新鲜的猪粪、鸡粪，是目前研究最多的食粪昆虫[4]。黑水虻的开发利用不仅能将畜禽养殖废弃物无害化处理，又能资源化利用，是发展健康、高效、绿色、可持续畜牧业的有效手段。

1 黑水虻简介

亮斑扁角水虻 (Hermtia Illucens)双翅目水虻科昆虫，又称黑水虻(Black Soldier Fly)，最初分布于美洲，目前广泛分布于全世界。黑水虻能消化猪、牛、鸡等畜禽粪便，幼虫可用作昆虫蛋白添加到畜禽饲料中，在净化养殖场周围环境污染的同时又能缓解动物蛋白饲料供应紧缺。

黑水虻饲养条件简单，成本远低于其他食粪类昆虫，不会影响人类居住环境，同时还能降低粪便中的细菌，由此得以引起人们的关注，并进行推广和生产。黑水虻广泛分布在我国各地，但目前对水虻的营养价值、饲养技术、病虫病害等基础研究和生产应用相对较少[5]。

2 黑水虻营养价值

饲料原料短缺是目前制约畜禽养殖发展的一个瓶颈因素，尤其是蛋白类饲料资源的缺乏更为突出，饲料用蛋白原料十分短缺致使我国每年进口7000多万t粮食，其中进口大豆6000万t，占市场进口总量的80%，寻找替代品、增加本国供应量是一个迫切的问题。

黑水虻含有丰富的矿物质和人体必需氨基酸，是畜禽养殖的良好饲料来源。有研究表明，黑水虻粗蛋白含量为40.5%，粗脂肪含量为11.4%，含有丰富的人体必需氨基酸和矿物质，如蛋氨酸、赖氨酸、精氨酸和Ca、Fe、Zn等，养殖业所必需脂肪酸如亚油酸、亚麻酸等[6]。

Newton等研究表明，黑水虻幼虫干重为42～43%，含矿物质10%以上，粗蛋白与豆粕含量相近高达40%，而粗脂肪达到 30%远超豆粕含量[7]。St-Hilaire等人的研究检测了黑水虻蛹，试验结果与Newton等研究的相近，通过对比发现，黑水虻蛹中所含必需氨基酸接近豆粕中必需氨基酸含量[8]。

黑水虻作为饲料特别适合于鸡、猪、牛蛙及鱼类的养殖，而一个存栏数量达10万只的中等鸡场，每年可收获116t的水虻干粉，具有非常可观的经济效益作为饲料，黑水虻具有广阔的开发价值和很好的应用前景。

3 黑水虻饲养技术

黑水虻饲养周期包括卵、幼虫、化蛹和成虫。有研究表明，温度和湿度对黑水虻产卵至关重要，空气湿度大于60%，温度高于26℃有利于黑水虻产卵[9]。利用人工气候箱可加速卵的孵化，适宜条件为温度30℃，湿度保持在80%左右，2～3d即可孵化，孵化后的幼虫自动爬行落入饲料中。黑水虻产卵过程中可适量添加清水，有研究发现，含水量明显影响黑水虻的生长发育，当含水量在50～70%时，黑水虻发育正常，当含水量在30%时幼虫不能正常生长，这可能是由于黑水虻成虫较少地取食[10,11]。

黑水虻的幼虫期为15d，从第4天开始，幼虫会以有机废弃物为食，是生产用的主要阶段。生长最适宜温度为20～30℃，低于45℃时生长缓慢，最佳饲料含水量为70%。饲养密度的大小与幼虫的大小密切相关，种虫饲养密度不宜过大。

4 黑水虻畜禽粪便处理

我国是一个以农业为主的人口大国，畜牧业在农业中的比例较大。但随着畜禽规模化养殖的迅猛发展，养殖规模化大幅度改进劳动生产效率与不断增加社会供给的同时，因饲养集中致使畜禽养殖废弃物 （粪污、病死动物尸体）激增，大量养殖粪便对环境造成严重的污染，以前堆肥归田或沼气发酵在一定程度上能缓解畜禽粪便和能源压力，但也受季节等因素的影响难以有效控制日益剧增的粪便生产量[12]。

知识服务平台的核心是将数字资源转化成语义资源，为数字资源知识化提供通用解决方案，并对外提供服务。构建时、地、人、事等基本知识库，并基于这些基本知识库，构建上层知识服务平台，为用户提供检索、导航、可视化及API服务；同时，通过用户贡献知识众包服务对基本知识库进行优化，以提供更全面、准确的知识。

目前对畜禽养殖废弃物的处理主要依靠传统方法，包括有机肥料法（堆肥）、饲料利用法 （比如鸡粪直接饲喂鱼）、能源转化法 （沼气化发酵、发电）。这些方法都有弊端，不是周期太长，环境污染、资源浪费，就是安全性差、容易传播疾病、投资成本高。总体来说是： “见效甚微、转嫁污染、反复投入、治标失本。”

经黑水虻幼虫处理过的动物粪便，如猪粪、鸡粪、牛粪等，即降低细菌含量，同时还可减少苍蝇数量，保护环境[13]。有研究报道，黑水虻处理过的奶水牛粪便，其营养成分减少，磷减少61～70%，氮减少30～50%，但残渣质地疏松，仍具有较好的肥力[14]，可作为有机肥直接用于农作物。

建立黑水虻资源化利用配套技术，形成 “畜禽—废弃物—水虻”的循环养殖模式，确保养殖场废弃物80%减量化排放和70%资源化利用新技术，使之变废为宝，确实实现畜禽养殖和生态环境协调、友好共存。

参考文献:

[1]ST-Hilaire S,Sheppard C,Tomberlin J K,et al.Fly Prepupae as a Feedstuf for Rainbow Trout,Oncorhynchus mykiss[J].Joumal of the world Aquaculture Society,2007,38(1):59-67.

[2]熊晓莉,邵承斌,李宁,等.黄粉虫处理鸡粪[J].环境工程学报,2013,7(11):4564-4568.

[3]吴珍泉.利用昆虫净化猪场生态环境的初步研究:I.食粪昆虫种类及优势种利用评价[J].应用生态学报,1997,8(5):515-518.

[4]Furman D,Young R,Catts P.Hermetia illueens(Linnaeus)as a Factor in the Natural Control of Musca domestica[J].Journal of Economic Entomology,1959,52(5):917-921.

[5]陈杰,邝哲师,肖明,等.畜禽粪便处理的优质昆虫黑水虻[J].安徽农业科学,2014,42(24):8180-8182.

[6]林启训,臧志清,傅坤仁,等.超临界CO2萃取昆虫水虻油脂的实验研究[J].福建农业大学学报,1998,27(4):467-470.

[7]Newton L,Sheppard C,Watson DW,et al.Using the Black Soldier Fly,Hermetia Illucens,as a Value-Added Tool for the Management of Swine Manure[J].Countryside&Small Stock Journal,2005.

[8]St-Hilaire S,Sheppard C,Tomberlin J,et a1.Fly prepupae as a feedstuf for rainbow trout,Oncorhynchus mykiss[J].Joumal of the World Aquaculture Society,2007,38(1):59-67.

[9]Tomberlin J,Sheppard D.Factors influencing mating and oviposition of black soldier flies(Diptera:Stratiomyidae)in a colony[J].Journal of Entomological Science,2002,37(4):345-352.

[10]Tomberlin J,Sheppard D.Factors influencing mating and oviposition of black soldier flies(Diptera:Stratiomyidae)in a colony[J].Journal of Entomological Science,2002,37(4):345-352.

[11]喻国辉,李一平,杨玉环,等.低含水量对黑水虻生长发育的影响 [J].昆明学报,2014,57(8):943-950.

[12]卢辉,邵承斌,敖黎鑫.畜禽粪便处理技术的研究动态 [J].重庆工商大学学报,2008,25(6):624-627.

[13]Erickson M C,Islam M,Sheppard C,et al.Reduction of Escherichia coli O157:H7 and Salmonella enterica serovar Enteritidis in chicken manure by larvae of the black soldier fly[J].Journal of Food Protein,2004,67(4):685-690.

[14]Myers H,Tomberlin J,Lambert B,et a1.Development of black soldier fly(Diptera:Stratiomyidae)larvae fed dairy manure[J].Environmental Entomology,2008,37(1):11-15.