黑水虻資源化利用分析

周樂曦

近年來，隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人們生活水平的提高，禽畜產(chǎn)品需求量不斷增加，生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大，我國禽畜養(yǎng)殖模式逐漸從散戶養(yǎng)殖轉(zhuǎn)向規(guī)?；?、集約化養(yǎng)殖，這種集約經(jīng)營的養(yǎng)殖場每天產(chǎn)生大量的禽畜糞便，如果處理不當，就會形成污染，對當?shù)丨h(huán)境造成很大的壓力。目前我國對畜禽養(yǎng)殖廢棄物的處理主要依靠傳統(tǒng)方法，包括有機肥料法（堆肥）、飼料利用法（比如雞糞直接飼喂魚）、能源轉(zhuǎn)化法（沼氣化發(fā)酵、發(fā)電），這些方法周期長，見效慢、效益低，同時還有容易傳播疾病、投資成本高等弊端。如何更加合理地利用畜禽養(yǎng)殖資源、更加注重保護畜禽養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境，對推進新農(nóng)村建設(shè)、發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)具有非常重要的意義。

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，因此將牲畜糞便轉(zhuǎn)化為高附加值的產(chǎn)品就成為一種較為經(jīng)濟的、可行的途徑，對于養(yǎng)殖場來說，既能解決污染問題，又能獲得可觀的經(jīng)濟效益。

1 黑水虻處理禽畜糞便研究背景

黑水虻（Hermitia illucense L.），英文名Black Solider Fly，是雙翅目水虻科扁角屬研究最多的一種資源昆蟲，又稱光亮扁角水虻，在全球熱帶及亞熱帶大部分地區(qū)都有所分布。黑水虻因為能與家蠅種群形成競爭，具有抑制家蠅種群繁殖的效果，遂引起了科研人員的關(guān)注并對這一種昆蟲進行養(yǎng)殖，大量的科研試驗表明，黑水虻對家蠅繁殖有明顯的抑制效果，而且對其它共生的雙翅目昆蟲幼蟲也具有明顯的抑制作用。黑水虻幼蟲以動物糞便、腐爛的水果及蔬菜等為食，食量大、食性雜，生活史重疊，抗逆性強，在化蛹前有遷徙的特性等。因此，許多國家利用黑水虻幼蟲進行禽畜糞便及餐廚垃圾的無害化處理。黑水虻幼蟲無害化處理后的副產(chǎn)品亦有很高的利用及研發(fā)價值，在禽畜糞便、餐廚垃圾轉(zhuǎn)化為昆蟲蛋白、動物飼料添加劑、提煉生物柴油等的研究開發(fā)領(lǐng)域，黑水虻很快就從眾多的雙翅目昆蟲中脫穎而出，受到了廣泛的青睞及推廣。

2 黑水虻飼養(yǎng)方法

2.1 低齡幼蟲及幼蟲

配方：雞飼料+包谷面+麥麩用水拌濕，注意濕度不能太大，以免拌好的飼料裹住低齡幼蟲而窒息死亡。3-4天后，待蟲體稍大，便可轉(zhuǎn)入到水泥池槽里，加入雞糞、豬糞等禽畜糞便，每天觀察溫度、濕度及幼蟲的生長情況。

2.2 幼蟲黑化、羽化

用禽畜糞便喂養(yǎng)約2個星期后，幼蟲開始黑化，當黑化率達到60%-70%時，便進行蟲糞分離，分離后的黑蟲轉(zhuǎn)入到成蟲轉(zhuǎn)化室待羽化。

2.3 成蟲交配、產(chǎn)卵

成蟲室的蛹慢慢的開始羽化，羽化后的成蟲在適宜的光照條件下交配，并開始產(chǎn)卵。

2.3 卵塊孵化

收集卵塊，放入到培養(yǎng)箱，在適宜的溫度、濕度下，卵塊開始孵化成小幼蟲，孵化后的小幼蟲轉(zhuǎn)入到幼蟲生長室，加入雞飼料+包谷面+麥麩用水拌濕進行喂養(yǎng)。

這樣，黑水虻的一個生長周期結(jié)束，開始下一個生長周期的生長發(fā)育。

3 黑水虻禽畜糞便處理系統(tǒng)

研究探索利用養(yǎng)殖場產(chǎn)生的畜禽糞便飼喂水虻幼蟲，通過水虻幼蟲進食畜禽糞便，將其轉(zhuǎn)化為高質(zhì)量的生物有機肥，同時飼喂的水虻預(yù)蛹期蟲體又是優(yōu)質(zhì)的動物性蛋白資源，達到有害化資源無害化生物處理，并產(chǎn)生經(jīng)濟效益、資源循環(huán)利用。水虻的生物轉(zhuǎn)化有兩個方面的優(yōu)勢：一是快速消除臭氣，降低空氣污染。水虻能快速降低糞便中的COD、BOD、氨氮、總氮、總磷等富營養(yǎng)物質(zhì)，通過食物鏈轉(zhuǎn)化氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)，同時蠕動產(chǎn)熱發(fā)酵除臭、能使富營養(yǎng)物質(zhì)臭味含量最高可下降95%。二是快速吞噬畜禽廢棄物，生產(chǎn)蟲體蛋白。畜禽對飼料利用率一般在60-70%，通過資源昆蟲（水虻）再次將剩余的30-40%充分利用，轉(zhuǎn)化為蟲體蛋白，產(chǎn)生優(yōu)質(zhì)動物性蛋白資源。

4 黑水虻的價值作用

4.1 黑水虻的營養(yǎng)價值

黑水虻含有豐富的礦物質(zhì)和人體必需氨基酸，粗蛋白含量為40.5%，粗脂肪含量為11.4%，是禽畜養(yǎng)殖的良好飼料來源。利用畜禽糞便飼養(yǎng)的黑水虻幼蟲干重達到42%-43%，其中粗蛋白含量占干重的 42%-44%，脂肪含量占干重的31%-35%，灰份占干重的11%-15%，鈣質(zhì)占干重的4.8%-5.1%，磷占干重的0.60%-0.63%。有研究表明，黑水虻的幼蟲和預(yù)蛹作為豆粉和魚粉的替代飼料，飼養(yǎng)了包括雞、豬、牛蛙等，這些實驗結(jié)果都顯示黑水虻幼蟲能夠很好的替代傳統(tǒng)的蛋白源和脂肪添加劑。

4.2 黑水虻的工業(yè)價值

黑水虻幼蟲中月桂酸含量高達53.2%，月桂酸主要用于生產(chǎn)醇酸樹脂、濕潤劑、洗滌劑、殺蟲劑、表面活性劑、食品添加劑和化妝品的原料。月桂酸應(yīng)用于表面活性劑工業(yè)最為廣泛，月桂酸還可以用作配制粘接用的表面處理劑，制造醇酸樹脂、化學(xué)纖維油劑、殺蟲劑、合成香料、塑料穩(wěn)定劑、汽油及潤滑油的抗腐蝕添加劑。并大量用于制造各種類型的表面活性劑，此外也用作食品添加劑及用于制造化妝品等。月桂酸還是是生產(chǎn)香皂、洗滌劑、化妝品表面活性劑和化學(xué)纖維油劑的原料。

研究顯示，黑水虻幼蟲中天門冬氨酸含量為4.6%，天門冬氨酸在醫(yī)藥，食品和化工等方面有著廣泛的用途。在醫(yī)藥方面，可以用于治療心臟病，肝臟病，高血壓癥，具有防止和恢復(fù)疲勞的作用，和多種氨基酸一起，制成氨基酸輸液，用作氨解毒劑，肝功能促進劑，疲勞恢復(fù)劑。在食品工業(yè)方面，是一種良好的營養(yǎng)增補劑，添加于各種清涼飲料;也是甜味素（阿斯巴甜）- 天冬酰苯丙氨酸甲酯的主要原料。在化工方面，可以作為制造合成樹脂的原料，亦可作為化妝品的營養(yǎng)性添加劑等。

4.3 黑水虻的醫(yī)學(xué)價值

黑水虻在體外有較弱的抗凝血酶作用，體外和體內(nèi)均有活化纖溶系統(tǒng)的作用。虻蟲水提取物540mg/（kg/d）和270mg/（kg/d）灌胃，連續(xù)7天，均能顯著延長大鼠的出血時間，顯著減少血漿纖維蛋白原含量;大劑量組對血小板最大聚集率也有明顯抑制作用。華虻水浸液560mg（生藥）/kg或粗蛋白提取液150mg/kg灌胃，每日1次，連續(xù)7天，能顯著減少家兔血漿中纖維蛋白原含量，抑制血小板粘附性，降低全血粘度比和血漿粘度比，并能一定程度地降低血細胞比容。這些實驗表明虻蟲可能通過降低血液的“粘、濃、凝、聚”，而發(fā)揮活血、逐瘀、破積和通經(jīng)的臨床效果。

5 黑水虻的國際前景

2013年10月，聯(lián)合國FAO推出《可食用昆蟲報告》，力推在世界范圍內(nèi)用昆蟲替代畜禽蛋白飼料的來源，黑水虻即為其中應(yīng)用前景很廣的一種。2013年10月，歐盟成立了PRPtelInsect的組織，旨在推動黑水虻在飼料蛋白替代中的應(yīng)用。

2016年5月，廣州無兩生物科技有限公司正式與新加坡、美國等多家企業(yè)聯(lián)合建設(shè)中國最大的種蟲繁殖基地，旨意在打造最強昆蟲繁殖中心，為黑水虻事業(yè)快速發(fā)展起到催化加速作用。

6 黑水虻處理禽畜糞便的發(fā)展瓶頸

黑水虻雖然具有群體數(shù)量大、蛋白含量高、轉(zhuǎn)化糞便率高、易于飼養(yǎng)、繁殖速度快等優(yōu)點，并廣泛分布在我國各地，但目前對黑水虻的營養(yǎng)價值、飼養(yǎng)技術(shù)、開發(fā)利用、病蟲害等基礎(chǔ)性研究和規(guī)模性生產(chǎn)還相對較少。黑水虻幼蟲處理禽畜糞便及餐廚垃圾的技術(shù)還不成熟，尚有很多問題亟待解決，如黑水虻在四季如春的云南昆明一年四季均可正常發(fā)育、交配、產(chǎn)卵、孵化，但在四季分明的昭通，尤其是在寒冷的冬季，幼蟲成長必須要在溫控條件下，成蟲交配必須在補光前提下才能進行，再如黑水虻在養(yǎng)殖過程中會出現(xiàn)對溫度、濕度、光照等不適應(yīng)時發(fā)生脅迫性死亡，從而導(dǎo)致整池的黑水虻全部死亡，這些都是黑水虻進行禽畜糞便、餐廚垃圾處理系統(tǒng)實施時需解決的問題。針對這些問題，必須加強對黑水虻基礎(chǔ)研究，尤其是對黑水虻生物學(xué)特性的研究。