利用黑水虻處理禽畜糞便

柴志強(qiáng)，朱彥光，龍 云，張建文，鄭遠(yuǎn)曉

（湖南楚賢環(huán)?？萍加邢挢?zé)任公司，湖南 長沙 410600）

利用黑水虻處理禽畜糞便

柴志強(qiáng)，朱彥光，龍 云，張建文，鄭遠(yuǎn)曉

（湖南楚賢環(huán)?？萍加邢挢?zé)任公司，湖南 長沙 410600）

禽畜糞便的污染問題嚴(yán)重，直接制約了我國養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。黑水虻是一種環(huán)保資源昆蟲和飼料資源昆蟲，可以將禽畜糞便轉(zhuǎn)化為高質(zhì)量的昆蟲蛋白。本論文對新型資源昆蟲黑水虻在處理禽畜糞便方面的應(yīng)用和優(yōu)勢進(jìn)行綜述，并介紹一種實用的黑水虻糞便處理方法。

禽畜糞便；黑水虻；糞便處理

1 我國的禽畜糞便處理現(xiàn)狀

隨著我國畜牧業(yè)的迅速發(fā)展，畜禽飼養(yǎng)場的規(guī)模越來越大。僅以生豬為例，2014年我國生豬出欄量為7.35億頭，占世界養(yǎng)豬總量一半以上。全國大中型畜禽養(yǎng)殖場每年排放的糞水及糞便總量超過17億噸。大量的糞便被堆積在養(yǎng)殖場周邊或排放到河湖系統(tǒng)中，易引發(fā)病菌和蒼蠅滋生，腐臭擴(kuò)散、富營養(yǎng)化等污染問題，輕則污染周邊環(huán)境，重則引起流域性的污染［1］。當(dāng)前，動物糞便的堆積，已經(jīng)成為制約養(yǎng)殖業(yè)的良性發(fā)展的首要因素，畜禽糞便的有效管理和資源化處理已經(jīng)迫在眉睫。2013年，《畜禽規(guī)模養(yǎng)殖污染防治條例》作為我國第一部專門針對畜禽養(yǎng)殖污染防治的法規(guī)性文件，明確了以綜合利用作為解決畜禽養(yǎng)殖廢棄物污染問題的根本途徑。2015年，全國關(guān)停近十萬家豬糞處理不達(dá)標(biāo)的養(yǎng)豬場，直接導(dǎo)致了我國2016年的豬糞價格瘋漲。

為處理大量堆積的養(yǎng)殖糞便，我國曾推廣過不少糞便處理方法，如糞便擠壓脫水、集中堆肥、沼氣處理等。但這些方法通常需投入大量資金、設(shè)備和能源，而且處理周期長、效果差，二次污染嚴(yán)重，經(jīng)濟(jì)效益差，維護(hù)成本高。比如我國一直投入大量資金大力推行的沼氣處理豬糞技術(shù)，因為存在沼渣堆積和維護(hù)困難，經(jīng)常處于荒廢狀態(tài)，沒有起到應(yīng)有的作用。因此，需要有一種切實可行的禽畜糞便處理途徑，那就是利用食糞的資源昆蟲水虻來處理禽畜糞［2］。

2 禽畜糞理處理的新型生物資源——黑水虻

禽畜糞便營養(yǎng)含量十分豐富，比如干雞糞中的粗蛋白含量在20%以上。利用某些腐食性昆蟲的食糞特性，將畜禽糞便轉(zhuǎn)化成高質(zhì)量的昆蟲蛋白飼料，從而實現(xiàn)廢棄物的無害化、減量化和資源化利用，成為當(dāng)今禽畜糞便處理的新思路。新型資源昆蟲黑水虻Hermetiaillucens，作為一種常見的養(yǎng)殖場糞食性昆蟲，引起了科學(xué)家的重視。經(jīng)證實，黑水虻是一種具有強(qiáng)效營養(yǎng)富集作用的生物，能將糞便中的有益營養(yǎng)成分進(jìn)行富集，并轉(zhuǎn)化為高質(zhì)量的水虻蟲體蛋白。

黑水虻是雙翅目水虻科扁角水虻屬的昆蟲。黑水虻營變態(tài)發(fā)育，一生經(jīng)過卵、幼蟲、預(yù)蛹、蛹和成蟲等蟲態(tài)。幼蟲營腐生生活，以餐廚垃圾、動物糞便、動植物尸體等腐爛物質(zhì)為食，可以將食物高效地轉(zhuǎn)化為自身營養(yǎng)物質(zhì)［3］。黑水虻幼蟲采食期為12天，其中可用于糞便處理的3齡到5齡幼蟲生長期為7天。黑水虻幼蟲營養(yǎng)豐富，粗蛋白含量約20%，粗脂肪約10%，適宜作為活性動物飼料或蛋白源飼料原料進(jìn)行應(yīng)用。目前，黑水虻幼蟲作為動物飼料在蛙、龜、肉食性魚、禽類以及寵物養(yǎng)殖中得到推廣。2015年，湖南省用于青蛙養(yǎng)殖的水虻幼蟲量已經(jīng)超過20噸。

3 利用黑水虻處理禽畜糞便的優(yōu)勢

第一，黑水虻處理禽畜糞便，轉(zhuǎn)化效率高。水虻幼蟲每天可以轉(zhuǎn)化相當(dāng)于自身體重3倍的禽畜糞便。據(jù)實際生產(chǎn)，每噸的新鮮雞糞可產(chǎn)出黑水虻幼蟲150公斤到250公斤，每噸新鮮豬糞可產(chǎn)出100 kg的水虻幼蟲。每10萬只存欄量的雞場，一只成年蛋雞每天產(chǎn)100 g新鮮糞便，總共可產(chǎn)出10噸的雞糞，如果利用水虻進(jìn)行處理，預(yù)計可以轉(zhuǎn)化為1.5噸以上的昆蟲蛋白，產(chǎn)生極大的經(jīng)濟(jì)價值。

第二，黑水虻不是害蟲，應(yīng)用安全，無安全衛(wèi)生風(fēng)險。糞便堆積和處理過程中最容易滋生家蠅等衛(wèi)生害蟲。而黑水虻成蟲不取食，不進(jìn)入人類居室，也不會沾染人類食物，因此不屬于衛(wèi)生害蟲。相反，黑水虻在取食過程中能夠與家蠅形成有力的競爭，不僅能夠驅(qū)趕家蠅糞便中的家蠅幼蟲，而且能夠驅(qū)避家蠅成蟲在糞便中的產(chǎn)卵，防止家蠅滋生［4］。據(jù)科學(xué)研究，在幼蟲采食的過程中，可有效殺滅大腸桿菌等有害菌，因此利用水虻幼蟲飼養(yǎng)動物是安全的［5］。

第三，利用黑水虻處理禽畜糞便能夠高效實現(xiàn)糞便的減量化、無害化、資源化，全程無二次廢棄物產(chǎn)生。黑水虻的取食和轉(zhuǎn)化糞便，相當(dāng)于微生物堆肥過程。利用黑水虻處理動物糞便，可以很好地除臭和殺滅有害菌，同時使糞便的堆積量減少50%以上。處理后，糞便殘渣含水量降到了40%以下。糞便殘渣無異味，顆粒度均勻，十分便于運(yùn)輸和包裝。經(jīng)檢測，黑水虻處理后的豬糞殘渣總養(yǎng)分（氮+五氧化二磷+氧化鉀）的含量在10%以上，達(dá)到了有機(jī)肥的標(biāo)準(zhǔn)。

表1 利用黑水虻處理豬糞后殘渣的有機(jī)肥指標(biāo)

4 利用黑水虻處理禽畜糞便的工藝研究

目前，黑水虻處理禽畜糞便的工藝分為主要分成兩個方向。一種是禽畜糞便在養(yǎng)殖場就地處理，另一種是將糞便進(jìn)行收集后進(jìn)行集中處理。目前，大多數(shù)的養(yǎng)殖場均采用收集糞便集中處理的方式，糞便的收集和水虻的處理分別進(jìn)行，這種方式可以更加高效地進(jìn)行生產(chǎn)管理，生產(chǎn)效率高，不足是糞便收集和運(yùn)輸比較麻煩。

由于禽畜糞便腐臭和濕黏的特點(diǎn)，收集和運(yùn)輸十分不便。美國科學(xué)家最先提出了一種適用于籠養(yǎng)雞場和養(yǎng)豬場的黑水虻糞便處理方法，整個處理過程由三個部分組成：糞便通過柵欄或傳送帶落入糞便收集池中，水虻成蟲的養(yǎng)殖和自動收卵、水虻幼蟲和預(yù)蛹的自收集。雖然這種就地自動化處理方式式節(jié)省了人力成本，但本方法缺乏必要管理，過于依賴水虻的自主生長和自收集，導(dǎo)致生產(chǎn)效率低、處理周期長、幼蟲回收量少，所以一直沒有推廣成功。

我們在國外就地化處理方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新，設(shè)計出一套更加實用的糞便就地處理工藝。通過增加種群繁育階段的管理、處理用蟲（3齡幼蟲）的管理和投放、蟲糞分離等操作環(huán)節(jié)，極大地提高了糞便處理的效率，增加產(chǎn)品回收率。

5 結(jié)論

黑水虻作為一種新型的環(huán)保資源昆蟲和飼料資源昆蟲，在禽畜糞便處理和動物蛋白飼料的生產(chǎn)方面具有極大的優(yōu)勢。如果黑水虻處理禽畜糞便的技術(shù)能夠得到推廣，將從根本上解決我國目前存在的禽畜糞便排放和污染問題，使許多不適宜進(jìn)行養(yǎng)殖的地方可以布局養(yǎng)殖場，比如大城市周邊，或者河流周邊，從而解決我國目前畜禽產(chǎn)品生產(chǎn)地與消費(fèi)地相隔立的問題，進(jìn)一步優(yōu)化我國畜禽養(yǎng)殖行業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。

［1］何逸民等，畜禽糞便污染及其治理技術(shù)進(jìn)展［J］.廣東畜牧獸醫(yī)科技，2009，34（1）.

［2］柴志強(qiáng).水虻科昆蟲及其資源化利用研究［J］.廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，（10）.

［3］安新城.黑水虻的生物學(xué)特性與營養(yǎng)價值［J］.養(yǎng)殖與飼料，2007，（11）.

［4］Bradley.House fl y oviposition inhibition by larvae of Hermetia illucens［J］.Journal of Chemical Ecology》，1984，10（6）.

［5］劉巧林.黑水虻在奶牛糞便中生長對大腸桿菌ER2566的影響［D］.武漢：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，2008.

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-799X（2016）08-0106-02

柴志強(qiáng)（1987-），男，山西臨汾人，主要研究方向水虻產(chǎn)業(yè)化。