黑水虻处理新鲜猪粪效果初探

陈海洪 ，张磊 ，张国生 ，吴志勇 ，余峰 ，吴志坚

（1.江西农业大学，江西 南昌 330046；2.江西省畜牧技术推广站）

黑水虻（Black soldier fly），学名亮斑扁角水虻（Hermitia illucens L.），系双翅目水虻科扁角水虻属的一种昆虫。黑水虻幼虫喜食腐物，取食范围除陈粮、变质果疏、餐厨垃圾、食品加工下脚料等有机废弃物，甚至还广泛到可以消化所有种类的有机固体垃圾，是自然界食物链中重要的生物处理媒介［1］。目前，全球许多国家研究人员都在关注黑水虻并相继开展利用黑水虻处理有害垃圾，改善生态环境的课题研究，通过黑水虻将大量的有机垃圾安全、迅速地转化为营养物质，从而实现生态环境、人体健康与经济增长各方面和谐可持续发展［2］。本试验在自然状态下，探讨了黑水虻在处理新鲜猪粪中的可行性，黑水虻生长发发育规律及虫沙理化指标。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 黑水虻幼虫。黑水虻3龄幼虫（7～8d）由安佑公司提供。

1.1.2 试验器盆。选用相同尺寸的塑料圆盆 （深度25cm，直径50cm）9个、试验盆上方用尼龙网封住，防止幼虫逃走及家蝇产卵。

1.1.3 试验鲜猪粪。选择鲜猪粪随机分置各试验器盆，并留样检测，营养成分见表1。

1.2 试验分组

表1 试验猪粪营养成分%

选择孵化好的3龄黑水虻幼虫，按黑水虻幼虫投放量不同，随机分为A、B、C 3组（A组投放0.8g黑水虻幼虫、B组投放1.0g黑水虻幼虫、C组投放1.2g黑水虻幼虫），每组塑料圆盆各添加10kg的鲜猪粪，每组3个重复。具体处理见表2。

表2 试验处理设计

1.3 测定指标及方法

1.3.1 黑水虻生长情况监测。每4 d固定时间段称量每组百只幼虫的重量，用游标卡尺测量幼虫的体尺（长度、体周长），每次测量从百只幼虫中随机选取3只。记录开始喂养幼虫的日期，待各组出现50%预蛹时结束试验。

1.3.2 猪粪消耗情况监测。根据试验实际情况，添加鲜猪粪，每组添加量相同，记录每次添加量。

1.3.3 试验期黑水虻生长监测。分别于试验开始后的第11天、第13天及试验结束时各采集商品活虫100g，检测粗蛋白、粗脂肪、水分、钙、磷、铜、铁、锌、砷、镉含量。

1.3.4 猪粪指标检测。试验开始时，分别采集各组猪粪样 100g，检测水分、氮、磷、钾、铜、铁、锌、砷、镉含量。

1.3.5 虫沙指标检测。试验结束时，采集虫沙样品100g，检测水分、氮、磷、钾、铜、铁、锌、砷、镉含量。

1.3.6 数据分析。用SPSS 19.0软件进行试验结果数据统计（方差分析）。

2 结果与分析

2.1 黑水虻不同投放量百只幼虫体重的比较

由表3可知，投放黑水虻幼虫不同组之间在16、20、23日龄百只幼虫生长体重差异不显著 （P＞0.05）； 在27日龄时，A组百只幼虫体重 （10.76±0.83g）最高，较 B 组（8.78±0.84 g）、C 组（8.78±1.05 g）提高 22.55%，差异显著（P＜0.05），：在整个试验周期3组黑水虻幼虫的生长趋势显示：从试验开始至20日龄，黑水虻体重生长呈递增趋势；至23日龄时，各组幼虫体重均有所下降；23日龄—试验结束黑水虻幼虫生长缓慢。A组百只幼虫体重在整个试验期均高于B、C两组，幼虫的体重整体长势最好，增重也最快。

表3 黑水虻不同投放量百只幼虫体重的比较 g

2.2 黑水虻不同投放量体长的比较

由表4可知，试验期内，投放黑水虻不同组之间体长在16日龄时各组差异不显著 （P＞0.05）；20日龄时，A组体长与B组之间比较差异显著 （P＜0.05），与 C 组之间差异不显著（P＞0.05），B 组与 C组之间差异显著（P＜0.05）；23、27 日龄时，A 组体长与B组、C组之间均差异显著（P＜0.05），B组与C组之间均差异不显著（P＞0.05）；在整个试验期，A组黑水虻幼虫在各日龄段体长均表现最长。

表4 黑水虻不同投放量体长的比较 mm

2.3 黑水虻不同投放量体周长的比较

由表 5 可知，A 组周长（3.70±0.15 mm）最大，分别较 B 组（3.54±0.19 mm）和 C 组（3.59±0.33mm）提高4.52%和3.06%，但经统计分析黑水虻投放量不同组之间体周长差异不显著（P＞0.05）。

表5 不同投放量黑水虻幼虫体周长的比较 mm

2.4 黑水虻幼虫营养成分分析

分别于试验开始后的第23、27及37日龄各采集商品活虫100g，检测相关项目。从表6检测数据可知，黑水虻幼虫在粗蛋白、水分、钙和磷等方面指标在23日龄～27日龄和27～37日龄两个阶段是随着生长日龄的增长，粗蛋白、水分、钙和磷含量先降低后升高，粗脂肪含量变化趋势则是先升高后降低。

2.5 黑水虻幼虫主要微量元素分析

从下表7可以看出：黑水虻幼虫在铜、铁、锌等方面指标在23日龄～27日龄和27～37日龄两个阶段是随着生长日龄增长逐渐降低，而砷、镉含量变化趋势则是逐渐升高，并且黑水虻幼虫砷含量37日龄（0.90mg/kg）比 23 日龄（0.60 mg/kg）提高 50%，镉含量 37日龄（1.10mg/kg）比 23 日龄（0.51 mg/kg）提高115.69%。

表6 黑水虻幼虫不同日龄主要营养成分%

表7 黑水虻幼虫不同日龄主要微量元素

2.6 虫沙营养成分分析

试验结束时，在B1组上层、下层各采集虫沙样品100g（无异味），命名为虫沙样A、B。详见表8。

表8 虫沙指标检测

由表8可知，不同层级虫沙除下层虫沙样因堆积水分含量为56.3%，略高于上层水分外，其他成分均无差异。

新鲜猪粪中的水分、氮、磷、钾、铜、铁、锌、砷、镉等成分经过黑水虻幼虫分解后均有所降低，其中水分、氮、铜、砷等成分指标下降5%～10%，特别指出钾成分指标下降了50%。

2.7 猪粪消耗情况

根据试验中猪粪消耗实际，于黑水虻23日龄每组添加了2kg猪粪。

3 讨论

3.1 黑水虻幼虫在新鲜猪粪中生长发育的情况

从试验数据得知，在整个试验周期，黑水虻幼虫生长体重先是呈现递增趋势，中期有所下降，至试验结束生长缓慢。A组中黑水虻幼虫的各个指标（体重、体长、体周长）高于B、C组，并且在体重、体长等指标差异显著。黑水虻幼虫发育初期，体重迅速增加，虫体进行大量的物质储备，对猪粪的利用率也是最高的。在20～23日龄时，黑水虻幼虫重量减少，分析此时黑水虻幼虫减少或停止进食，进入预蛹阶段，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。通过对结果分析可得出结论：黑水虻幼虫在猪粪中生长速度呈先快后慢的生长趋势，投放组A组黑水虻幼虫的生长发育最快。

3.2 黑水虻幼虫在不同基料中生长发育的分析

黑水虻的生长发育时间与生长基料有很大的关系。本次试验基料为全新鲜猪粪，试验结果显示黑水虻幼虫从3龄到开始预蛹所需的时间在 23 d左右，比Tomberlin等用人工饲料饲养的时间略长［3］，与 Myers［4］等用牛粪饲养的时间相当。 马加康［5］等人用60%新鲜鸭粪添加玉米、小麦、麦麸作为基料，黑水虻预蛹时间约为13日龄。分析本次试验生长基料为新鲜猪粪，由于生长基料不同，营养差异较大，黑水虻幼虫预蛹时间相对较长，一定程度上影响黑水虻生长发育及延长预蛹时间，具体还有待进一步研究。

3.3 新鲜猪粪饲养黑水虻幼虫营养成分

本试验用新鲜猪粪饲养的黑水虻幼虫粗蛋白含量为 35.7%～39% ，粗脂肪含量为 14.7%～21.2%（粗脂肪 30%）。这与（安新城和吕欣，2007）［6］研究的黑水虻幼虫粗蛋白含量达40%结果相一致。本次试验结果得知，黑水虻幼虫体内粗蛋白的转化与粗脂肪含量有关，黑水虻幼虫消化功能适应了生长发育的要求就会影响到粗脂肪含量降低。黑水虻的幼虫和预蛹作为豆粕和鱼粉等蛋白质饲料的替代品，饲养了包括鸡、猪、鲶鱼、罗非鱼和牛蛙，能够很好地替代传统的蛋白源和脂肪源添加剂。刘世胜［7］研究表明，黑水虻幼虫可以部分替代鱼粉作为建鲤幼鱼饲料的蛋白质原料。

3.4 黑水虻幼虫处理猪粪后虫沙的利用

经测定，本试验用黑水虻处理新鲜猪粪，产生的虫沙水分含量为55.1%～56.3%，总养分 (氮+磷+钾)含量达5.3%～5.53%。（与商品有机肥比较）刘巧林［8］研究表明，以黑水虻转化奶牛粪便的残渣作为盆栽基质，种植多花黑牧草和小麦，完全可以代替商品盆栽土壤。Choi Y等［9］曾对黑水虻转化食品垃圾后产生的虫沙来种植大白菜进行研究，用虫沙与商品肥料做对比试验，结果两组大白菜的营养成分和生长速度基本一致。试验结果同样表明，用黑水虻处理新鲜猪粪后产生的虫沙是很好有机肥原料。