不同含水量豆腐渣对黑水虻生长的影响

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(西南民族大学生命科学与技术学院, 四川 成都 610041)

0 引言

黑水虻(Hermetia illucens)是一种双翅目水虻科昆虫，最早发现于南美热带草原，现分布于世界各地，主要生长在45°N～40°S的热带和温带地区[1]。在欧洲、非洲、亚洲和大洋洲岛屿均有黑水虻存在的报道[2]。我国主要分布于北京、天津、河南、河北、山东、福建、四川、云南、湖南、湖北、广东、广西、海南、台湾、香港等地[3-5]。

黑水虻幼虫营腐生[3]，喜欢在腐败的动物尸体、瓜果上采食[6]，常被用于处理畜禽粪便[7]。黑水虻属于完全变态的昆虫，发育过程经历卵、幼虫、蛹和成虫四个阶段。黑水虻的卵呈椭圆形，乳白色，其总体大小1.4×0.4 mm[6]，多聚集成块状。黑水虻幼虫可根据生长情况分为6龄，孵化1龄时是乳白色，其大小1.8×0.4 mm[8]，成熟的幼虫体长为15～20mm。随着幼虫的生长，幼虫背部颜色逐渐加深为深褐色，腹部仍显白色。到6龄时进入预蛹期，黑水虻蛹呈黑色，长度13～15 mm，短于成熟幼虫，表皮较幼虫粗糙且皱条较多。成虫的体型较大，头部显黑色，体长13～20 mm[8]。

黑水虻幼虫可以无害的处理餐厨垃圾[9]，避免不合理的处理方式给环境造成的污染，也避免了巨大的资源浪费。养殖产出的幼虫和预蛹蛋白质和脂肪含量较高，可以作为较高经济价值的动物饲料[2]。所以利用黑水虻幼虫来处理餐厨垃圾是一种环保、高效无残留的生物转化技术。已有的研究结果表明：黑水虻生长情况受光照强度[10]、温度[11]、饲料种类[12]等影响。部分文献指出，黑水虻的生长还受饲料的含水量影响。当黑水虻幼虫在含水量适宜的饲料中生长时[2]，幼虫生长状况最好。本次实验将用不同含水量的豆腐渣饲养黑水虻，探究黑水虻幼虫在不同含水量饲料中饲养时的生长情况。

1 材料及方法

1.1 虫卵及养殖设备

黑水虻虫卵购自广西省钦州市黑水虻养殖中心。 养殖用具及设备如下：750 mL长方形塑料养殖盒(14.3 cm×8.5 cm×5.6 cm)、普通不锈钢网一张、精宏烘箱一台、电子秤一台。

1.2 黑水虻的饲料

选取益加益发酵剂厂家的麦麸作为1～4日龄幼虫饲料；在市场选取手工磨制后的豆腐渣作为后期阶段幼虫饲料。由四川威尔检测技术股份有限公司对采集豆腐渣营养成分进行检测(表1)。

表1 豆腐渣营养成分

1.2.1 1～4日龄幼虫饲料

称取20 g麦麸放入养殖盒中，加入30 g蒸馏水，含水量保持在60%，搅拌均匀，然后平铺开。在沸水中焖煮15 min，确保杀死对黑水虻幼虫有害的微生物。

1.2.2 幼虫饲料

用75℃烘箱烘干豆腐渣至含水量接近30%后停止烘干，然后放入低温-6℃冰箱保存备用。含水量55%、75%、85%的饲料分别通过添加蒸馏水配制而成。含水量=(未烘干饲料重量-烘干后饲料重量)/未烘干饲料重量×100%。

(1)用电子秤称取烘制后的豆腐渣10 g，平作为 30%含水量组。

(2)称取烘制后豆腐渣10 g，加入12.22 g蒸馏水，作为55%含水量组。

(3)称取烘制后豆腐渣10 g，加入30 g蒸馏水，作为75%含水量组。

(4)称取烘制后豆腐渣10 g，加入56.67 g蒸馏水，作为85%含水量组。

1.3 孵化

将不锈钢网固定在刚孵化的幼虫的养殖盒上，把获得的黑水虻卵用毛笔慢慢分散在不锈钢网上，尽量分散有利于幼虫钻过钢网。将养殖盒放入恒温培养箱中，保持温度30℃，相对湿度65%。每天观察孵化情况。

1.4 养殖

同一批卵孵化的4日龄幼虫接入含水量为30%、50%、75%、85%的饲料进行饲养，每个处理3个重复，每个重复100只幼虫。养殖盒上用纱布网盖住，防止幼虫爬出。将四组养殖盒放置于空调养殖房中饲养，温度控制在27.8℃[13]，每天观察黑水虻幼虫的生长情况，并观察饲料的消耗状况。根据饲料剩余情况，整个养殖过程中分5次投饲料。第一次投料时，以每头0.1 g干物质计算，每组喂10 g豆腐渣。后面2次根据饲料消耗情况按干物质0.1 g/头的量添加饲料，保证实验结束后每组剩余的饲料重量相等。

1.5 数据收集和分析

1.5.1 幼虫增重与幼虫存活情况

收集幼虫在1～6龄阶段的体重变化：每2日在每组不同重复的幼虫中随机挑选10条称重，求3个相同组平均重量，然后计算出每条幼虫的平均重量。每次称量时，尽量刷净幼虫身上的饲料。当达到50%幼虫预蛹时，停止称重。刚孵化1龄的幼虫用不同含水量饲料处理，每2天记录幼虫死亡个数。

1.5.2 预蛹

当黑水虻到达6龄时即预蛹(这时黑水虻体色变褐，不再进食)，每日挑取预蛹，刷掉黑水虻蛹身上的饲料，然后用滤纸吸干蛹表面的水份，称取每只蛹的重量，记录数据。比较不同处理的预蛹差异，统计出每日每组预蛹数量，求出预蛹率及达到全部预蛹的天数。

1.5.3 统计公式

幼虫成活率=预蛹数量/100×100%

化蛹率=(预蛹数量-未化蛹预蛹数量)/预蛹数量×100%

1.5.4 数据分析

收集的数据均使用SPSS24.0统计分析软件中的方差分析和LSD多重比较判断不同处理间是否存在差异。

2 结果与分析

2.1 实验涉及黑水虻3个虫态

卵、幼虫、预蛹3种虫态见图1。

图1 黑水虻三个虫态

2.2 不同含水量饲料对黑水虻幼虫生长发育的影响

2.2.1 不同含水量对幼虫外形的影响

对3日龄幼虫外观形态观察表明：不同含水量饲料饲养的黑水虻幼虫外观形态差异明显，30%含水量组的幼虫表皮干燥粗糙，略带暗黑色，有脱皮现象；55%、75%、85%含水量组的幼虫表皮光泽，呈乳白色。30%和55%组的幼虫体型小于75%和85%组的幼虫，其中85%组幼虫体型最大。

A:30%含水量组的幼虫;B:55%含水量组的幼虫;C:75%含水量组的幼虫;D:85%含水量组的幼虫

图2不同含水量组的3日龄黑水虻幼虫

2.2.2 不同含水量饲料黑水虻幼虫体重和存活的影响

其中在0～2 d时30%含水量组的幼虫的体重下降，2 d有80%±4.241%死亡，过3 d后，由于水分含量少，导致幼虫无法生存，100%死亡，最终幼虫平均体重0.0013±0.0001 g；55%含水量组的幼虫在0～5 d增长缓慢，2～4 d已经有70%±2.341%已经死亡，但到第5天后，水分无法满足幼虫的生长，100%死亡,幼虫平均体重0.0031±0.0002 g。75%含水量组的幼虫在0～5 d时的体重无明显变化；在11～17 d、21～23 d、33～35 d的体重都快速增长，其中在21～23 d体重增长最迅速，35～40 d时幼虫体重趋于平稳。黑水虻幼虫能在75%含水量的豆腐渣饲料中正常生长，100%存活。当预蛹达到50%时，幼虫的平均体重0.1300±0.0036 g。85%含水量组的幼虫体重在0～7 d、17～21 d、23～27 d时缓慢增长；7～11 d、13～17 d、21～23 d、27～29 d时体重快速增长，35～40 d幼虫的平均体重趋于稳定；由于黑水虻预蛹数量的增加，在29～35 d开始体重趋于平稳状态。黑水虻幼虫可在85%含水量豆腐渣中全部正常生长,100%存活，当预蛹达到50%时，幼虫的平均体重0.1229±0.0055 g(图3、图4)。

2.2.3 黑水虻幼虫平均体重多重比较分析

对黑水虻幼虫平均体重进行LSD检验(表2)。75%和85%含水量组饲养的黑水虻幼虫平均体重极显著高于30%和55%含水量组的黑水虻幼虫平均体重(P<0.01)；30%和55%含水量组的黑水虻幼虫平均体重相比无显著差异(P>0.05)；75%和85%含水量组的黑水虻幼虫平均体重相比也无显著差异(P>0.05)。

图3 不同含水量豆腐渣饲料对黑水虻幼虫的体重变化曲线

图4 不同含水量豆腐渣饲料对黑水虻幼虫的体重

注：黑水虻幼虫达到50%的预蛹率时黑水虻幼虫的平均体重对比图(由于30%含水量组的黑水虻幼虫存活时间过短，未进行比较)

表2 不同含水量饲料饲养的黑水虻幼虫平均体重的多重比较

注：* 平均值差值的显著性水平为0.05

2.3 黑水虻预蛹情况

2.3.1 饲料含水量对黑水虻预蛹均重、收获量和预蛹率的影响

在75%和85%含水量组的黑水虻预蛹平均重量、收获量、预蛹率无显著差异(表3)。但当50%黑水虻预蛹时，平均重量为：75%<85%；收获量：75%>85%。这两种含水量的饲料都能让黑水虻全部预蛹成功，预蛹率100%。30%和55%含水量组的黑水虻都死亡，未能成功预蛹，预蛹率为0%。

表3 不同含水量饲料对黑水虻预蛹重量的影响 g、%

释：表中数据为平均数±SD，同行数据后不同的小写和大写字母分别表示方差分析差异显著(P<0．05)和极显著(P<0．01);下表同。

2.3.2 不同含水量饲料对黑水虻预蛹发育的影响

不同含水量饲料对黑水虻预蛹形成时间的影响，见图5、表4。75%含水量组的黑水虻从19±0.940日龄开始预蛹，到50±0.234日龄全部完成预蛹；预蛹数量高峰出现在19～31 d、40～42 d、46～48 d。85%含水量组的黑水虻从15±0.474 d开始预蛹到40±0.612 d结束，比75%含水量组提前预蛹，预蛹数量增加峰出现在17～19 d、35～40 d。统计结果表明：85%含水量组的黑水虻开始预蛹时间、当预蛹数量达到50%时间以及完成预蛹的时间均显著优于于75%含水量组。

图5 不同含水量饲料对黑水虻预蛹的影响

3 讨论与分析

本次实验采用不同含水量的豆腐渣饲养黑水虻幼虫，探究饲料含水量对黑水虻的生长影响。实验结果表明：不同含水量的豆腐渣饲养黑水虻对其生长发育和预蛹形成有显著的影响。

表4 不同含水量饲料对黑水虻预蛹时间的影响

当50%黑水虻幼虫预蛹时，75%和85%含水量组的黑水虻幼虫平均体重极显著高于30%和55%含水量组的黑水虻幼虫平均体重。75%含水量组的黑水虻幼虫平均体重与85%相比无显著差异，但最终75%含水量组的黑水虻的平均体重略高于85%含水量。该结果与何国宝(2010)[8]认为含水量70%～80%饲料最适合黑水虻生长的结果相同。本研究结果表明：75%和85%含水量的豆腐渣饲养黑水虻幼虫的平均体重均低于Tomberlin等(2002)[12]、何国宝(2010)[8]及喻国辉(2009)[2]等报道的结果。其原因主要与不同研究者在实验中采用的饲料的成分不同有关。本研究结果还表明：在饲料含水率为30%和55%时，黑水虻幼虫无法存活，与喻国辉等(2009)报道的结果相同。

本研究结果表明，黑水虻预蛹的开始日龄、持续时间、平均重量与其他研究者均有差异。例如：在75%含水量处理的黑水虻预蛹平均重量低于何国宝(2010)15.26±0.36g的报道[8]。在黑水虻预蛹持续时间上，75%和85%含水量处理的预蛹持续时间都长于喻国辉(2009)70%含水量处理的预蛹时间39.67±0.33[2]。这些差异可能与：温度、饲料成分、光照强度等有关。由于成都3、4月份的气温变化较大，本研究在空调房进行。与何国宝(2010)及喻国辉(2009)利用人工气候箱进行饲养有较大的环境差异。

从本实验结果可知：实现人工养殖黑水虻，尽量要控制黑水虻饲料的含水量在75%。这样有利于黑水虻的幼虫的生长和增加预蛹重量，但想要缩短预蛹时间，可以把饲料含水量提高到85%。在不追求黑水虻幼虫收获量而只是处理动物粪便、餐厨垃圾等时，可以将处理物的含水量调整到75%-85%，并且在室温下进行。这样不仅可以处理动物粪便、餐厨垃圾等，还可以降低处理成本。

4 结论

本实验采用不同含水量的豆腐渣作为饲料养殖黑水虻，结果表明30%和55%含水量处理的黑水虻在养殖过程中死亡，75%和85%含水量饲料能确保黑水虻全部存活。因此，在人工养殖黑水虻时应尽量要控制黑水虻饲料的含水量在75%～85%。这样有利于黑水虻幼虫的生长和增加预蛹重量，但想要缩短预蛹时间，可以把饲料含水量提高到85%。