人工光照及溫度對冬季黑水虻生殖行為的影響

常向前+呂亮+張舒

摘要：為解決冬季黑水虻（Hermetia illucens）種群不易飼養(yǎng)的問題，研究了人工光照及溫度對冬季黑水虻交配和產(chǎn)卵的影響。結(jié)果表明，碘鎢燈光照作用可以較好地解決冬季黑水虻生殖需要的光照及溫度要求。冬季在8 m2的溫室中，通過1 000 W碘鎢燈3 h的照射，200頭黑水虻單日累積交配雌蟲數(shù)可達17～25只，日均可誘集卵3 333.3粒。蘋果果核可以作為產(chǎn)卵誘集物。

關(guān)鍵詞：黑水虻（Hermetia illucens L.）；光照；溫度；交配；產(chǎn)卵

中圖分類號：Q968.1 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2017）22-4304-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.22.023

Abstract： In order to solve the problem that the black soldier fly （Hermetia illucens） population was not easy to raise druing the cloudy and low temperature days of winter. The effects of the artificial light and temperature on mating and oviposition of the insect during the winter were studied. The results showed that the function of quartz-iodine lamp could meet the light and temperature requirements of the mass rearing the insect during winter. Under the stimulus of 3 h quartz-iodine lamp of 1 000 W during the winter in 8 m2 room，the accumulated mating females could get 17～25 in a single day， and about 3 333.3 eggs were collected everyday. The core of the apple could be used to collect the egg masses of the insect.

Key words： black soldier fly （Hermetia illucens）； light； temperature； mating； oviposition

近年來，中國迅速發(fā)展的禽畜飼養(yǎng)業(yè)產(chǎn)生了大量的畜禽糞便，巨量的畜禽糞便會對環(huán)境造成氮、磷污染，糞便中還含有大量的有害微生物、致病菌及寄生蟲卵，形成病原菌污染。畜禽養(yǎng)殖糞污的資源化利用已經(jīng)受到國家及各級部門的重視。對畜禽糞便處理最為有效的方式是將畜禽糞便轉(zhuǎn)化成無臭、無害的作物有機肥。

黑水虻（Hermetia illucens），又稱亮斑扁角水虻，屬于雙翅目水虻科，其幼蟲（又稱鳳凰蟲）取食各種有機物，是一種可以高效處理畜禽糞便的生物反應(yīng)器[1，2]。畜禽糞便經(jīng)黑水虻轉(zhuǎn)化后，可使糞便總重減少36%以上，糞便中的總氮減少31%以上[3，4]，糞便中沙門氏菌降低2 000倍以上[5，6]，處理后的殘余物是優(yōu)質(zhì)的有機肥料，這種有機肥可替代培養(yǎng)牧草所需的商業(yè)性肥料[7]；可明顯減少葉部及土傳病害的發(fā)生[8]。在黑水虻消化畜禽糞便的同時，黑水虻老熟幼蟲及蛹還是一種優(yōu)質(zhì)的動物蛋白質(zhì)，可以作為飼養(yǎng)寵物、水產(chǎn)的蛋白質(zhì)飼料或添加劑[1，9]，進一步提高了畜禽糞便的利用價值。利用黑水虻處理畜禽糞便生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)有機肥的產(chǎn)業(yè)前景廣闊。

黑水虻適宜生長的溫度為27 ℃左右[10]，成蟲交配、產(chǎn)卵需要強烈的光照，而在長江流域如湖北省，冬季的月均溫度為2～12 ℃，降水較多，光照不足，這限制了黑水虻種群的發(fā)育，也成為制約黑水虻產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵問題。因此需要探索冬季飼養(yǎng)黑水虻的方法，以滿足黑水虻飼養(yǎng)產(chǎn)業(yè)化的需要。

1 材料與方法

1.1 材料

黑水虻，野外采集成蟲后擴繁1代；1 000 W碘鎢燈；新鮮雞糞，采自于湖北省武漢市江夏區(qū)超拓養(yǎng)雞場；蘋果，普通紅富士蘋果。

1.2 方法

用新鮮雞糞將黑水虻養(yǎng)至蛹后單頭裝入培養(yǎng)皿待其羽化至成蟲。在2017年2～3月（自然環(huán)境月均溫度為8.3～11.9 ℃），將200頭2日齡黑水虻成蟲放入40 cm×80 cm×60 cm的紗籠內(nèi)，然后分別做以下處理。處理1，將紗籠放入16 m2日光溫室內(nèi)，光照為自然光照，將空調(diào)[格力，KFR-75LW/（72566）Aa-2]溫度設(shè)置為25 ℃，RH為50%～70%；處理2，將紗籠放入8 m2室內(nèi)養(yǎng)蟲室，設(shè)置普通日光燈光照（36 W×3盞，飛利浦），將空調(diào)[美的，KFR-26GW/DY-GC（R3），下同]溫度設(shè)置為25 ℃，RH為50%～70%。此種光照及溫、濕條件是飼養(yǎng)其他昆蟲的通常設(shè)置；處理3，將紗籠放入8 m2室內(nèi)玻璃養(yǎng)蟲室內(nèi)，設(shè)置 1 000 W碘鎢燈光照（燈頭距離紗籠1 m，下同），連續(xù)光照3 h，不開空調(diào)控制溫、濕度，光照結(jié)束后開啟空調(diào)設(shè)置為25 ℃；處理4， 將紗籠放入8 m2室內(nèi)玻璃養(yǎng)蟲室內(nèi)，設(shè)置1 000 W碘鎢燈光照，連續(xù)光照3 h，同時將室內(nèi)空調(diào)設(shè)置為25 ℃，并用加濕器加濕，保持相對濕度50%～70%；處理5，將紗籠放入8 m2室內(nèi)玻璃養(yǎng)蟲室內(nèi)，設(shè)置1 000 W碘鎢燈光照，連續(xù)光照6 h，不開室內(nèi)空調(diào)控制溫、濕度，光照結(jié)束后開啟空調(diào)設(shè)置為25 ℃；處理6，將紗籠放入8 m2室內(nèi)玻璃養(yǎng)蟲室內(nèi)，設(shè)置1 000 W碘鎢燈光照，連續(xù)光照 3 h，不開室內(nèi)空調(diào)控制溫度，光照結(jié)束后開啟空調(diào)設(shè)置為25 ℃，用多層瓦楞紙作為產(chǎn)卵誘集物。除處理6外，所有處理均用蘋果核作為產(chǎn)卵誘集物，每個處理重復(fù)3次。每日觀察、記錄交配的蟲數(shù)，連續(xù)處理3 d后結(jié)束，之后連續(xù)3 d調(diào)查誘集到的卵量。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同光源對黑水虻生殖行為的影響

分別于2017年2～3月3個不同的時間段觀察，室外日均溫度低于12 ℃，最低溫度低至2.1 ℃，不適合黑水虻種群生存（表1）。處理1，在光照強烈的時間段12：00～14：00，日光溫室內(nèi)可以看到大量的黑水虻飛行交配，單日累積交配雌蟲數(shù)為20～32只，而處理3 d后，未誘集到卵塊；處理2，在普通日光燈照射下，未見成蟲交配，處理3 d后，也未誘集到卵塊；處理3，發(fā)現(xiàn)黑水虻交配，單日累積交配雌蟲數(shù)為17～25只，處理3與處理1的單日累積交配雌蟲數(shù)無顯著差異，但顯著高于處理2，且處理3 d后，在蘋果核上發(fā)現(xiàn)大量卵塊，觀察發(fā)現(xiàn)1 d時為 2 000粒，3 d時達5 000粒，3日日均收集卵量為 3 333.3粒（圖1）。

2.2 人工光照對黑水虻生殖行為的影響

由圖2可知，處理4用碘鎢燈照射，并將室內(nèi)空調(diào)溫度設(shè)置為25 ℃，因碘鎢燈同時具有照明和加熱作用，養(yǎng)蟲籠內(nèi)實際溫度高達38～41 ℃，在使用加濕器的條件下，RH為50%～70%，成蟲在3 d內(nèi)幾乎全部死亡，此處理未收集到黑水虻卵。處理3和處理5均為只用碘鎢燈照射，不開空調(diào)，室內(nèi)RH為40%～60%，處理3、處理5光照時間分別為3、6 h，處理5單日累積交配雌蟲數(shù)均值為27.3只，多于處理3，但二者無顯著差異；處理5日均收集卵量為2 666.7粒，與處理3也無顯著差異。

2.3 人工光照下不同誘卵物誘集卵差異性

分別用瓦楞紙及蘋果核放入紗籠中誘集黑水虻產(chǎn)卵。瓦楞紙上有直徑2～3 mm空隙以便雌蟲產(chǎn)卵，但在試驗中，瓦楞紙上未發(fā)現(xiàn)卵塊；而用蘋果核每日均可誘集到大量卵塊（圖3）。

3 小結(jié)與討論

冬季黑水虻的養(yǎng)殖中涉及的重要因子有光照、溫、濕度等，這幾個關(guān)鍵因子解決好才能使黑水虻在冬季形成穩(wěn)定種群。

太陽光照時間的長短和強度顯著影響黑水虻的交配及產(chǎn)卵量，冬季及陰天由于缺乏足夠的陽光照射，黑水虻很少交配、產(chǎn)卵[10]，只有當(dāng)光強達到200 μmol/（m2·s）時才發(fā)生交配[10，11]。本試驗觀察到在冬季正午陽光最充足的時間段，大量黑水虻飛行交配，但是沒有誘集到卵塊，說明湖北省冬季即使在有陽光的條件下也可能無法收集到卵塊。因此冬季飼養(yǎng)黑水虻有必要用人工光源刺激其交配、產(chǎn)卵，然而許多人造光源如稀土燈不能達到理想效果[3，11]，本試驗中普通日光燈也沒有效果，但1 000 W碘鎢燈光照較好地解決了這個問題。

溫度也是影響冬季黑水虻成蟲交配、產(chǎn)卵的重要因子[9]。在本試驗中不需要開空調(diào)設(shè)置溫度，僅開碘鎢燈產(chǎn)生的熱量就可以滿足黑水虻交配、產(chǎn)卵需要的溫度條件。在開燈3 h的條件下，產(chǎn)卵量與6 h沒有差異，說明3 h碘鎢燈照射產(chǎn)生的熱量足以滿足黑水虻交配、產(chǎn)卵的所需溫度，同時可以節(jié)約用電，從總體上降低冬季飼養(yǎng)黑水虻的成本。

有研究表明瓦楞紙可作為黑水虻產(chǎn)卵的誘集物[12]，黑水虻也可在一種家蠅（Musca domestica）飼料上產(chǎn)卵[12]。瓦楞紙是一種方便、廉價的誘卵物，但在本試驗中，利用瓦楞紙未誘集到黑水虻卵塊，而利用蘋果核誘集到了大量的卵塊，說明水果核也是一種較好的黑水虻產(chǎn)卵誘集物。

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