黑水虻處理新鮮豬糞效果初探

陳海洪 ，張磊 ，張國生 ，吳志勇 ，余峰 ，吳志堅(jiān)

（1.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)，江西 南昌 330046；2.江西省畜牧技術(shù)推廣站）

黑水虻（Black soldier fly），學(xué)名亮斑扁角水虻（Hermitia illucens L.），系雙翅目水虻科扁角水虻屬的一種昆蟲。黑水虻幼蟲喜食腐物，取食范圍除陳糧、變質(zhì)果疏、餐廚垃圾、食品加工下腳料等有機(jī)廢棄物，甚至還廣泛到可以消化所有種類的有機(jī)固體垃圾，是自然界食物鏈中重要的生物處理媒介［1］。目前，全球許多國家研究人員都在關(guān)注黑水虻并相繼開展利用黑水虻處理有害垃圾，改善生態(tài)環(huán)境的課題研究，通過黑水虻將大量的有機(jī)垃圾安全、迅速地轉(zhuǎn)化為營養(yǎng)物質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境、人體健康與經(jīng)濟(jì)增長各方面和諧可持續(xù)發(fā)展［2］。本試驗(yàn)在自然狀態(tài)下，探討了黑水虻在處理新鮮豬糞中的可行性，黑水虻生長發(fā)發(fā)育規(guī)律及蟲沙理化指標(biāo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 黑水虻幼蟲。黑水虻3齡幼蟲（7～8d）由安佑公司提供。

1.1.2 試驗(yàn)器盆。選用相同尺寸的塑料圓盆 （深度25cm，直徑50cm）9個、試驗(yàn)盆上方用尼龍網(wǎng)封住，防止幼蟲逃走及家蠅產(chǎn)卵。

1.1.3 試驗(yàn)鮮豬糞。選擇鮮豬糞隨機(jī)分置各試驗(yàn)器盆，并留樣檢測，營養(yǎng)成分見表1。

1.2 試驗(yàn)分組

表1 試驗(yàn)豬糞營養(yǎng)成分%

選擇孵化好的3齡黑水虻幼蟲，按黑水虻幼蟲投放量不同，隨機(jī)分為A、B、C 3組（A組投放0.8g黑水虻幼蟲、B組投放1.0g黑水虻幼蟲、C組投放1.2g黑水虻幼蟲），每組塑料圓盆各添加10kg的鮮豬糞，每組3個重復(fù)。具體處理見表2。

表2 試驗(yàn)處理設(shè)計(jì)

1.3 測定指標(biāo)及方法

1.3.1 黑水虻生長情況監(jiān)測。每4 d固定時(shí)間段稱量每組百只幼蟲的重量，用游標(biāo)卡尺測量幼蟲的體尺（長度、體周長），每次測量從百只幼蟲中隨機(jī)選取3只。記錄開始喂養(yǎng)幼蟲的日期，待各組出現(xiàn)50%預(yù)蛹時(shí)結(jié)束試驗(yàn)。

1.3.2 豬糞消耗情況監(jiān)測。根據(jù)試驗(yàn)實(shí)際情況，添加鮮豬糞，每組添加量相同，記錄每次添加量。

1.3.3 試驗(yàn)期黑水虻生長監(jiān)測。分別于試驗(yàn)開始后的第11天、第13天及試驗(yàn)結(jié)束時(shí)各采集商品活蟲100g，檢測粗蛋白、粗脂肪、水分、鈣、磷、銅、鐵、鋅、砷、鎘含量。

1.3.4 豬糞指標(biāo)檢測。試驗(yàn)開始時(shí)，分別采集各組豬糞樣 100g，檢測水分、氮、磷、鉀、銅、鐵、鋅、砷、鎘含量。

1.3.5 蟲沙指標(biāo)檢測。試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，采集蟲沙樣品100g，檢測水分、氮、磷、鉀、銅、鐵、鋅、砷、鎘含量。

1.3.6 數(shù)據(jù)分析。用SPSS 19.0軟件進(jìn)行試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)（方差分析）。

2 結(jié)果與分析

2.1 黑水虻不同投放量百只幼蟲體重的比較

由表3可知，投放黑水虻幼蟲不同組之間在16、20、23日齡百只幼蟲生長體重差異不顯著 （P＞0.05）； 在27日齡時(shí)，A組百只幼蟲體重 （10.76±0.83g）最高，較 B 組（8.78±0.84 g）、C 組（8.78±1.05 g）提高 22.55%，差異顯著（P＜0.05），：在整個試驗(yàn)周期3組黑水虻幼蟲的生長趨勢顯示：從試驗(yàn)開始至20日齡，黑水虻體重生長呈遞增趨勢；至23日齡時(shí)，各組幼蟲體重均有所下降；23日齡—試驗(yàn)結(jié)束黑水虻幼蟲生長緩慢。A組百只幼蟲體重在整個試驗(yàn)期均高于B、C兩組，幼蟲的體重整體長勢最好，增重也最快。

表3 黑水虻不同投放量百只幼蟲體重的比較 g

2.2 黑水虻不同投放量體長的比較

由表4可知，試驗(yàn)期內(nèi)，投放黑水虻不同組之間體長在16日齡時(shí)各組差異不顯著 （P＞0.05）；20日齡時(shí)，A組體長與B組之間比較差異顯著 （P＜0.05），與 C 組之間差異不顯著（P＞0.05），B 組與 C組之間差異顯著（P＜0.05）；23、27 日齡時(shí)，A 組體長與B組、C組之間均差異顯著（P＜0.05），B組與C組之間均差異不顯著（P＞0.05）；在整個試驗(yàn)期，A組黑水虻幼蟲在各日齡段體長均表現(xiàn)最長。

表4 黑水虻不同投放量體長的比較 mm

2.3 黑水虻不同投放量體周長的比較

由表 5 可知，A 組周長（3.70±0.15 mm）最大，分別較 B 組（3.54±0.19 mm）和 C 組（3.59±0.33mm）提高4.52%和3.06%，但經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析黑水虻投放量不同組之間體周長差異不顯著（P＞0.05）。

表5 不同投放量黑水虻幼蟲體周長的比較 mm

2.4 黑水虻幼蟲營養(yǎng)成分分析

分別于試驗(yàn)開始后的第23、27及37日齡各采集商品活蟲100g，檢測相關(guān)項(xiàng)目。從表6檢測數(shù)據(jù)可知，黑水虻幼蟲在粗蛋白、水分、鈣和磷等方面指標(biāo)在23日齡～27日齡和27～37日齡兩個階段是隨著生長日齡的增長，粗蛋白、水分、鈣和磷含量先降低后升高，粗脂肪含量變化趨勢則是先升高后降低。

2.5 黑水虻幼蟲主要微量元素分析

從下表7可以看出：黑水虻幼蟲在銅、鐵、鋅等方面指標(biāo)在23日齡～27日齡和27～37日齡兩個階段是隨著生長日齡增長逐漸降低，而砷、鎘含量變化趨勢則是逐漸升高，并且黑水虻幼蟲砷含量37日齡（0.90mg/kg）比 23 日齡（0.60 mg/kg）提高 50%，鎘含量 37日齡（1.10mg/kg）比 23 日齡（0.51 mg/kg）提高115.69%。

表6 黑水虻幼蟲不同日齡主要營養(yǎng)成分%

表7 黑水虻幼蟲不同日齡主要微量元素

2.6 蟲沙營養(yǎng)成分分析

試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，在B1組上層、下層各采集蟲沙樣品100g（無異味），命名為蟲沙樣A、B。詳見表8。

表8 蟲沙指標(biāo)檢測

由表8可知，不同層級蟲沙除下層蟲沙樣因堆積水分含量為56.3%，略高于上層水分外，其他成分均無差異。

新鮮豬糞中的水分、氮、磷、鉀、銅、鐵、鋅、砷、鎘等成分經(jīng)過黑水虻幼蟲分解后均有所降低，其中水分、氮、銅、砷等成分指標(biāo)下降5%～10%，特別指出鉀成分指標(biāo)下降了50%。

2.7 豬糞消耗情況

根據(jù)試驗(yàn)中豬糞消耗實(shí)際，于黑水虻23日齡每組添加了2kg豬糞。

3 討論

3.1 黑水虻幼蟲在新鮮豬糞中生長發(fā)育的情況

從試驗(yàn)數(shù)據(jù)得知，在整個試驗(yàn)周期，黑水虻幼蟲生長體重先是呈現(xiàn)遞增趨勢，中期有所下降，至試驗(yàn)結(jié)束生長緩慢。A組中黑水虻幼蟲的各個指標(biāo)（體重、體長、體周長）高于B、C組，并且在體重、體長等指標(biāo)差異顯著。黑水虻幼蟲發(fā)育初期，體重迅速增加，蟲體進(jìn)行大量的物質(zhì)儲備，對豬糞的利用率也是最高的。在20～23日齡時(shí)，黑水虻幼蟲重量減少，分析此時(shí)黑水虻幼蟲減少或停止進(jìn)食，進(jìn)入預(yù)蛹階段，并進(jìn)行最后一次的蛻皮以保持蟲體的干燥并順利進(jìn)行化蛹。通過對結(jié)果分析可得出結(jié)論：黑水虻幼蟲在豬糞中生長速度呈先快后慢的生長趨勢，投放組A組黑水虻幼蟲的生長發(fā)育最快。

3.2 黑水虻幼蟲在不同基料中生長發(fā)育的分析

黑水虻的生長發(fā)育時(shí)間與生長基料有很大的關(guān)系。本次試驗(yàn)基料為全新鮮豬糞，試驗(yàn)結(jié)果顯示黑水虻幼蟲從3齡到開始預(yù)蛹所需的時(shí)間在 23 d左右，比Tomberlin等用人工飼料飼養(yǎng)的時(shí)間略長［3］，與 Myers［4］等用牛糞飼養(yǎng)的時(shí)間相當(dāng)。 馬加康［5］等人用60%新鮮鴨糞添加玉米、小麥、麥麩作為基料，黑水虻預(yù)蛹時(shí)間約為13日齡。分析本次試驗(yàn)生長基料為新鮮豬糞，由于生長基料不同，營養(yǎng)差異較大，黑水虻幼蟲預(yù)蛹時(shí)間相對較長，一定程度上影響黑水虻生長發(fā)育及延長預(yù)蛹時(shí)間，具體還有待進(jìn)一步研究。

3.3 新鮮豬糞飼養(yǎng)黑水虻幼蟲營養(yǎng)成分

本試驗(yàn)用新鮮豬糞飼養(yǎng)的黑水虻幼蟲粗蛋白含量為 35.7%～39% ，粗脂肪含量為 14.7%～21.2%（粗脂肪 30%）。這與（安新城和呂欣，2007）［6］研究的黑水虻幼蟲粗蛋白含量達(dá)40%結(jié)果相一致。本次試驗(yàn)結(jié)果得知，黑水虻幼蟲體內(nèi)粗蛋白的轉(zhuǎn)化與粗脂肪含量有關(guān)，黑水虻幼蟲消化功能適應(yīng)了生長發(fā)育的要求就會影響到粗脂肪含量降低。黑水虻的幼蟲和預(yù)蛹作為豆粕和魚粉等蛋白質(zhì)飼料的替代品，飼養(yǎng)了包括雞、豬、鯰魚、羅非魚和牛蛙，能夠很好地替代傳統(tǒng)的蛋白源和脂肪源添加劑。劉世勝［7］研究表明，黑水虻幼蟲可以部分替代魚粉作為建鯉幼魚飼料的蛋白質(zhì)原料。

3.4 黑水虻幼蟲處理豬糞后蟲沙的利用

經(jīng)測定，本試驗(yàn)用黑水虻處理新鮮豬糞，產(chǎn)生的蟲沙水分含量為55.1%～56.3%，總養(yǎng)分 (氮+磷+鉀)含量達(dá)5.3%～5.53%。（與商品有機(jī)肥比較）劉巧林［8］研究表明，以黑水虻轉(zhuǎn)化奶牛糞便的殘?jiān)鳛榕柙曰|(zhì)，種植多花黑牧草和小麥，完全可以代替商品盆栽土壤。Choi Y等［9］曾對黑水虻轉(zhuǎn)化食品垃圾后產(chǎn)生的蟲沙來種植大白菜進(jìn)行研究，用蟲沙與商品肥料做對比試驗(yàn)，結(jié)果兩組大白菜的營養(yǎng)成分和生長速度基本一致。試驗(yàn)結(jié)果同樣表明，用黑水虻處理新鮮豬糞后產(chǎn)生的蟲沙是很好有機(jī)肥原料。