资源昆虫黑水虻的生长特性与科学利用

李顺才 吉志新 苏绯 李敬华

黑水虻，属昆虫纲、双翅目、水虻科、扁角水虻属，是一种与蝇蛆、黄粉虫、大麦虫等齐名的资源昆虫，在我国华北、华中、华南以及东南沿海地区均有分布。黑水虻具有产卵量大，繁殖迅速，世代间隔短（每个世代历期仅35天左右）等特点。黑水虻幼虫，被称为“凤凰虫”，可作为良好的饲料原料。黑水虻幼虫营腐食性，对饲料具有较高的吸收转化率，实践中可以利用餐厨垃圾、畜禽粪便作为其饲料来源，生产出含有丰富的蛋白质、脂肪等营养物质的虫蛹；黑水虻预蛹化蛹前具有迁徙特性，便于养殖过程将黑水虻幼虫与饲料的分离，具有饲养管理简单的优点。20世纪70年代，人们就开始研究利用黑水虻替代家蝇建立养殖业粪便处理系统，并取得了明显进展。2013年起联合国粮食及农业组织力推黑水虻产业，美国等一些国家已经将其作为一种可持续的农业模式进行推广。我国亦于21世纪初开始黑水虻昆虫资源综合利用的研究，在天津、山东、湖北等地已经有商业化、产业化的黑水虻项目投入运营，在解决餐厨垃圾处理、养殖业粪便污染、病死畜禽处理等方面取得了较大进展，逐渐发展为一项新兴养殖项目。

一、黑水虻的形态特征

1. 成虫

黑水虻成虫（图1）体型较大，身体主要为黑色，体长13～20 毫米，雄虫略小于雌虫。黑水虻头顶较宽，有 2 个平坦的瘤状突起，触角宽扁而长，眼睛周围分布着微黄色小点，口器退化。成虫的翅膀无花斑，有蓝紫色光泽。雌虫腹部略显红色，雄虫腹部偏青铜色。

2. 蛹

为末龄幼虫蜕皮形成的围蛹，蛹壳革质呈棕黑色。剖开坚硬的蛹壳可见蛹体。蛹体黑色，不能活动。

3. 幼虫

幼虫（图3）体型丰满，体长约20毫米，头部很小，扁平无足，似蛆状，表皮结实具韧性。幼虫共有6龄，初孵化时呈乳白色，随着生长颜色渐深，3龄后取食量增大，6龄后进入预蛹期，预蛹身体呈棕黑色。预蛹自行迁出粪堆以寻找干燥隐蔽的化蛹场所，因此黑水虻粪便处理系统能够以较低成本运行。

4. 卵

黑水虻以卵块（图4）形式聚产，每个卵块包含有800～1 000枚卵。单卵呈长椭圆形，乳白色，似米粒状，大小为1.4毫米×0.4毫米。

二、黑水虻的生长周期与生活习性

黑水虻是完全变态发育昆虫，在整个发育中经过卵、幼虫、蛹和成虫4个时期，完成1个世代仅需35天左右。在我国华南地区，一年可繁衍9～10代。

1. 成虫期

黑水虻的成虫期为10天左右。成虫不喜欢进入人类居住的环境，喜栖息于植物丛中，摄取植物的汁液和蜜露为食，既不吸血，也不摄食其他食物，羽化后即能交配。

当环境温度高于26℃，空气相对湿度达到 60%以上时，黑水虻成虫才可产卵。阳光是诱导成虫交配的主要条件，雄虫有占域行为，会对入侵的雄虫发起攻击。当有雌虫来访时，雄虫会在空中追逐雌虫并与其交配，交配时间持续20～30分钟。雌虫会在交配2～3 天后产卵，每只雌虫产卵800～1 000枚，通常产于潮湿的正在分解的有机物上（特别是猪粪）或周围的干燥缝隙中，一般不直接产在食物中。生产中，可用具有褶皱孔隙的包装箱纸板制成产卵器引诱成虫产卵。雌虫具有聚产性，这为收集黑水虻卵块提供了方便。卵粒疏松排列成卵块，卵块呈扇贝形，尖端向一端倾斜，有2～4个分层。

2. 孵化期

黑水虻的孵化期受温度、季节等多种因素影响，一般为4～14天。适宜孵化的环境条件为：温度25～33℃，空气相对湿度60%～80%。出壳前，幼虫会用上颌钩在卵壳上打洞，随后从薄膜状透明的卵壳中脱出。

3. 幼虫期

黑水虻的幼虫期为 15天左右，适宜黑水虻幼虫生长发育的人工饲料湿度在70%～ 80%之间。当饲料湿度≤50%时，将会影响幼虫生长发育及羽化。

黑水虻幼虫喜安静，受惊后会出现假死现象。

黑水虻幼虫具有营腐食性，主要以新鲜的畜禽粪便，腐烂的水果和蔬菜，豆腐渣、米糠、麦麸、酒糟以及餐厨垃圾等废弃物为食。

在激素调节的作用下，黑水虻的生长发育会出现蜕皮（图5、图6）现象。蜕皮后，新的外骨骼还未完全硬化之前，虫体增大。黑水虻幼虫要蜕皮5次，有6个龄期，6龄幼虫即预蛹。预蛹期幼虫体色变黑，头部更加几丁质化，单眼突出，口器简化和固化。此期幼虫不再进食，基本停止生长。当有预蛹出现时，应在池角斜坡下放置小桶，使爬出的預蛹落入桶中以收集幼虫。或根据幼虫的避光习性，将饲养池内的虫和料置于自然光线下，待幼虫躲避到最下层时把上层的废料剔除后收集幼虫。黑水虻预蛹置于约15厘米厚的细沙土上（其底层5厘米为湿土，上层为干土）后，即自行钻于沙土中不再活动，等待化蛹。黑水虻蛹期适宜生长温度为25～28℃，空气相对湿度为90%。正常情况下，黑水虻在9～10天羽化。在特殊情况下也可持续5个月之久。蛹期无需管理，等待羽化即可。

三、黑水虻的科学利用

1. 控制家蝇滋生

黑水虻与家蝇食性相近，能与家蝇形成竞争。黑水虻能够有效控制家蝇种群，其幼虫采食过的粪便不再适宜家蝇生长发育与产卵繁殖。研究表明：经黑水虻处理后鸡粪对家蝇具有100%的控制率，对小家蝇具有99.9%的控制率，其原因可能与黑水虻幼虫产生驱避家蝇的物质有关。另外，黑水虻成虫不进入人类的住所，对人类居住及生存环境安全无害，有利于解决养殖过程中苍蝇滋生的问题。

2. 处理餐厨垃圾、畜禽粪便

黑水虻是一种具有营养富集作用的生物，能将流失在餐厨垃圾（图7）、畜禽粪便里的营养物质几近全部消化吸收，并转化为高质量的虫体蛋白。据实际测算，每1 000千克新鲜鸡粪、猪粪可分别产出黑水虻幼虫150～250千克、100千克。黑水虻养殖过程中不产生致病菌，不会成为人畜共患病的潜在携带者，并且能够快速消化畜禽粪便，处理后的畜禽粪便所含的各种营养物质均显著降低，粪便的恶臭减弱，粪便中的致病菌和寄生虫大部分被强效灭杀。据报道，畜禽粪便中的大肠杆菌、沙门氏菌的数量可降低2 000倍以上。因此，黑水虻养殖不会污染人类居住环境，无需特别的隔离措施。

3. 处理畜禽尸体

黑水虻幼虫喜欢在腐败的动物尸体、瓜果上采食。我国是毛皮动物生产大国，在带动产业发展的同时也造成了动物副产物的污染及浪费，处理毛皮动物的副产物刻不容缓。研究表明，用貉肉粉饲喂黑水虻对其生长发育有促进作用，其中70%的貉肉粉+30%的麦麸最适合黑水虻的生长发育。

4. 饲料利用

黑水虻幼虫的粗蛋白质含量高达42%，粗脂肪含量更是达到43%，加工后可以作为动物的蛋白质饲料。动物采食黑水虻幼虫后，其机体免疫力可以得到提高。研究表明，在南美白对虾饲料中添加9%～15%的黑水虻幼虫，对南美白对虾生长无不良影响，且能显著提高对虾保护酶活性。此外，研究还发现，将9%～11%黑水虻幼虫粉添加于泥鳅饲料中，泥鳅的摄食状态和成活率与对照组相近；若用黑水虻幼虫粉替代基础饲粮中鱼粉用量的30%，不仅不会影响黄颡鱼幼鱼的生长性能和肌肉呈味氨基酸组成，还有利于改善黄颡鱼的新陈代谢，维护其肝脏功能。

5. 医药保健品开发利用

长期生活在腐败有机质环境中的黑水虻幼虫，可以消化多种病原菌，可以抵抗环境中多变有害因子的侵袭，具有强大的免疫功能。其体内含有丰富的抗菌肽、月桂酸、蛋白酶、P450解毒酶、水解酶等抗菌物质。黑水虻幼虫经诱导得到的抗菌肽不仅抑菌作用显著，具有一定的抗病毒、抗肿瘤作用，而且不会出现致病菌的耐药性。虻虫水提取物可以显著减少血浆纤维蛋白原含量，抑制血小板粘附性，降低全血粘度比和血漿粘度比，具有活血、逐瘀、破积和通经的临床效果。黑水虻蛹壳也可以作为生产几丁质和壳聚糖的原料。因此，利用黑水虻可以开发制造出很多具有抗菌、保健的医药产品。

6. 提炼虫体脂肪，生产生物柴油

黑水虻幼虫含有大量脂肪，是一种生产生物柴油的新型优质原料。国内已有学者从黑水虻幼虫中成功提取了基本达到国家标准的油脂成分，由其生产得到的生物柴油比以油菜籽为原料生产的生物柴油更有优势。

7. 虫沙用作肥料

黑水虻虫沙具有较高的肥效，可有效促进植物生长，生产出优质的有机农产品。研究表明，使用黑水虻虫沙组的白菜，其化学组成及生长速度与使用商品肥组接近。研究还表明，与不加黑水虻虫沙的试验组相比，添加5%～20%黑水虻消化猪粪后的虫沙的苏丹草生长较好。研究黑水虻虫沙不同添加量对白菜生长性能的影响，结果表明，添加20%黑水虻消化新鲜猪粪制备的虫沙白菜生长性能最好。

（河北省科技厅重点研发计划项目 项目编号：17227302D）

（作者联系地址：李顺才 吉志新 李敬华 河北科技师范学院农学与生物科技学院 邮编：066600；苏 绯 河北省秦皇岛市抚宁区张各庄初级中学 邮编：066301）