不同有機物飼料對黑水虻生產(chǎn)性能和營養(yǎng)價值的影響

石 磊，湯曉艷，劉建亮，劉宏運，朱麗可

（常州維爾利農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限公司，江蘇 常州 213002）

黑水虻（Hermetia illucensL.），英文名black soldier fly，是一種腐生性的水虻科昆蟲，主要取食畜禽糞便、餐廚垃圾等有機物[1]，同時自身營養(yǎng)價值較高，幼蟲可作為畜禽及水產(chǎn)動物的飼料。黑水虻在處理有機廢棄物方面應(yīng)用較為廣泛[2-3]。黑水虻既可以充當(dāng)飼料原料，也可以起到保護(hù)凈化環(huán)境的作用，因而研究黑水虻具有現(xiàn)實意義。

作為畜禽或水產(chǎn)動物飼料的原料需要營養(yǎng)成分相對穩(wěn)定，否則會對該種飼料的整體營養(yǎng)價值造成影響，甚至需要更改飼料配方。而黑水虻因其自身營養(yǎng)成分具有可塑造性，會因攝取的物料不同而不同。K.B.Fonseca 等[4]研究發(fā)現(xiàn)，黑水虻幼蟲的生長在預(yù)蛹期前會受物料蛋白質(zhì)（P）和碳水化合物（C）濃度與比例的影響，幼蟲產(chǎn)量和成蟲體重在P+C為50%和75%且P∶C=1∶4 時最高。J. K. Tomberlin等[5]研究了黑水虻在不同人工飼料中的生長發(fā)育狀況，并且與野生黑水虻進(jìn)行了比較，結(jié)果表明用不同比例的蛋白質(zhì)、脂肪和纖維素配制的人工飼料對黑水虻幼蟲期的影響不顯著，但是通過人工飼料飼養(yǎng)的黑水虻，蛹的羽化率明顯低于野生黑水虻。張曉林等[6]研究發(fā)現(xiàn)，虻蛆利用的營養(yǎng)成分和能量主要是脂肪、無氮浸出物和蛋白質(zhì)。黑水虻生長情況是由飼料中碳水化合物和蛋白質(zhì)含量決定的。雞糞中盡管粗蛋白含量較高，但是總糖和脂肪等能量成分含量較低，導(dǎo)致黑水虻體重較小、料蟲比較大。而餐廚垃圾中總糖和脂肪含量較高，通過與雞糞配比可補足雞糞短板，配比出營養(yǎng)更加均衡的飼料，從而使黑水虻具有最佳的轉(zhuǎn)化產(chǎn)出。同時也有研究針對黑水虻生長所需營養(yǎng)特性給出了特定的配合飼料，D.C.Sheppard 等[7]研究了不同比例紫花苜蓿、麥麩和玉米粉配制的人工飼料對黑水虻生長的影響，并且給出了人工室內(nèi)飼養(yǎng)黑水虻以及傳代的技術(shù)。其中適合的比例為麩皮50%+紫花苜蓿粉30%+玉米粉20%，稱為“蓋式昆蟲飼料”。也有研究表明，投喂不同的有機廢棄物對黑水虻的生長性能也有所影響，分別以家禽飼料、動物肝臟、糞便、餐廚垃圾、腐爛的水果蔬菜和腐爛的魚為黑水虻飼料，家禽飼料和餐廚垃圾中的黑水虻平均體重顯著高于其他飼料組，但動物肝臟、餐廚垃圾以及腐爛的魚中黑水虻幼蟲的死亡率顯著高于其他三種飼料，腐爛的魚以及動物肝臟中的黑水虻蛹期死亡率顯著高于其他組，以腐爛的魚以及動物肝臟為飼料的成蟲死亡率顯著高于其他組[8]。因此，本研究以餐廚有機固渣、麩皮、苜蓿粉、玉米粉和烘干雞糞等5種單一原料或其組合作為黑水虻飼料，探究不同飼料對黑水虻幼蟲生長性能及營養(yǎng)成分的影響，并評價其營養(yǎng)價值，以期為黑水虻成為一種替代魚粉等原料的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)飼料資源開發(fā)提供數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 飼料原料

餐廚有機固渣，由常州維爾利餐廚廢棄物處理有限公司提供，由餐廚垃圾原料經(jīng)分選-除渣-除砂預(yù)處理后產(chǎn)生餐廚漿液，再進(jìn)一步經(jīng)三相提油獲取有機細(xì)渣（粒徑≤5 mm），來源及生產(chǎn)工藝穩(wěn)定；雞糞烘干物，由常州恒鑫農(nóng)業(yè)生態(tài)園有限公司提供；麩皮，購于常州市大港畜禽養(yǎng)殖專業(yè)合作社；玉米粉，購于吉林中糧生化能源銷售有限公司；苜蓿粉，購于陜西新夢想食品有限公司。

餐廚有機固渣、雞糞等有機原料的具體營養(yǎng)成分見下表1。

表1 不同有機原料的營養(yǎng)成分

1.2 試驗蟲卵孵化及蟲苗的培養(yǎng)

黑水虻蟲卵為常州維爾利農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限公司黑水虻種蟲繁殖棚中成蟲所產(chǎn)，屬武漢品系，每盒蟲卵50 g。蟲卵經(jīng)3 d孵化，再經(jīng)7 d育苗后開始試驗。孵化時將卵盒放在恒溫恒濕（28 ℃，濕度75%）培養(yǎng)箱中孵化3 d。育苗時將孵化3 d 形成的蟲苗倒入養(yǎng)殖盒（0.6 m×0.4 m×0.17 m）底部，均勻鋪設(shè)約2 kg 飼料（75%含水率麩皮，0.6 kg 麩皮+1.4 kg 水），持續(xù)3 d 無需喂料，第4 天添加1 kg 飼料，第5天將該養(yǎng)殖盒物料和幼蟲攪拌均勻平均分為5盒（每盒含卵量10 g），每盒添加2 kg飼料，第6 天繼續(xù)添加2 kg 飼料，育雛第7 天無需喂料，將每盒再次均勻分為5 盒（每盒含卵量2 g），蟲苗長度達(dá)6～8 mm后開始不同有機物飼料喂養(yǎng)試驗。

1.3 試驗設(shè)計及飼料配方

養(yǎng)殖試驗持續(xù)6 d，第7 天進(jìn)行蟲和蟲糞的分離。育苗完成后（蟲苗長度達(dá)6～8 mm 后），每個養(yǎng)殖盒（0.6 m×0.4 m×0.17 m）的虻卵量設(shè)計為2 g，采用每天加料1次2 kg不同有機物試驗飼料的方式連續(xù)添加6 d，共添加試驗飼料12 kg。用飼料原料配制6種試驗飼料，6種試驗飼料配方見表2，每組設(shè)3個平行樣。

表2 飼料配方

1.4 試驗飼養(yǎng)管理

飼養(yǎng)環(huán)境溫度為（30±2）℃，環(huán)境濕度60%～80%，試驗期間利用水空調(diào)、風(fēng)扇等進(jìn)行降溫。幼蟲養(yǎng)殖到第7 天進(jìn)行蟲糞分離，收集幼蟲和蟲糞。試驗過程中進(jìn)行環(huán)境溫度濕度、物料溫度的記錄和蟲糞稱重。

1.5 營養(yǎng)成分測定

對有機物原料、配方飼料及養(yǎng)殖結(jié)束后獲得幼蟲及蟲糞進(jìn)行營養(yǎng)成分檢測。水分含量測定參考GB5009.3—2016 第一法——直接干燥法[9]；粗脂肪含量測定參考GB 5009.6—2016 第一法——索氏抽提法（根據(jù)樣品設(shè)定不同抽提時間：蟲子類7 h，蟲糞類5 h，干草類5 h，粉類5 h，餐廚類7 h，其他7 h）[10]；粗蛋白含量測定參考GB 5009.5—2016 第一法——凱氏定氮法[11]；灰分含量測定參考GB 5009.4—2016 第一法[12]；碳水化合物含量測定（蟲子類）參考GB 9695.31—2008 第一法——分光光度法。其他指標(biāo)測定參考地方標(biāo)準(zhǔn)DB 12/T 847—2018）[13-14]；粗纖維含量測定采用蒽酮比色法試劑盒[15]；鹽分含量測定參考GB 6439—2007[16]。

1.6 生產(chǎn)性能測定

幼蟲養(yǎng)殖第7天進(jìn)行蟲與糞分離，收集幼蟲和蟲糞，進(jìn)行稱量。對于養(yǎng)殖結(jié)束后物料較為疏松的組可采用篩網(wǎng)的形式進(jìn)行分離，物料較為黏的采用人工扒料，把物料聚成一堆，一層層向下扒料，根據(jù)黑水虻幼蟲聚堆的生物學(xué)特性進(jìn)行收集。按公式計算生產(chǎn)性能：

昆蟲轉(zhuǎn)化率=產(chǎn)蟲量/飼料總量×100%

蟲糞轉(zhuǎn)化率=產(chǎn)糞量/飼料總量×100%

蟲卵比=產(chǎn)蟲量/蟲卵量

減重率=（飼料總量-蟲糞量）/飼料總量×100%

1.7 統(tǒng)計分析

用Excel 2020軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，SPSS 20.0進(jìn)行單因素方差分析，用Duncan's法進(jìn)行多重比較。結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示，P＜0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 蟲體外觀品相

不同試驗組黑水虻幼蟲蟲體外觀見圖1。餐廚有機固渣組（Ⅰ組）氨味嚴(yán)重，蟲體個頭最大，存在相當(dāng)部分黑蟲，糞黏度大。麩皮組（Ⅱ組）基本無臭味，蟲體品相較好，蟲體大小中等。50%麩皮+30%苜蓿粉+20%玉米粉組（Ⅲ組）基本無臭味，蟲品相較好，蟲體大小中等。75%餐廚有機固渣+25%麩皮組（Ⅳ組）氨味較嚴(yán)重，存在少部分黑蟲。烘干雞糞組（Ⅴ組）臭味一般，蟲體較小，偏黑。64%烘干雞糞+36%麩皮組（Ⅵ組）氨味弱，蟲體大小中等，蟲體品相一般。

圖1 各試驗組幼蟲的外觀狀態(tài)

2.2 生產(chǎn)性能

50%麩皮+30%苜蓿粉+20%玉米粉組（Ⅲ組）“蓋式飼料配方”昆蟲轉(zhuǎn)化率可達(dá)18.95%；餐廚有機固渣組（Ⅰ組）昆蟲轉(zhuǎn)化率最高，達(dá)到24.75%，顯著高于其余其他各組（P＜0.05）；烘干雞糞組（Ⅴ組）昆蟲轉(zhuǎn)化率最低，僅為12.70%，顯著低于其他各組（P＜0.05）。通過添加麩皮調(diào)整烘干雞糞及餐廚有機固渣的C/P，75%餐廚有機固渣+25%麩皮組（Ⅳ組）昆蟲轉(zhuǎn)化率下降了3.68 百分點，64%烘干雞糞+36%麩皮混合料（Ⅵ組）昆蟲轉(zhuǎn)化率上升了4.3百分點。麩皮組（Ⅱ組）蟲糞轉(zhuǎn)化率最高，但除Ⅳ組外，與其余各試驗組蟲糞轉(zhuǎn)化率相差不大（P＞0.05）。餐廚有機固渣組（Ⅰ組）蟲卵比顯著高于其余各組（P＜0.05）。各試驗組減重率基本處于60%左右。具體試驗結(jié)果見表3。

表3 各飼料配方組的生產(chǎn)性能測定結(jié)果

2.3 營養(yǎng)成分分析

不同有機物喂養(yǎng)的黑水虻幼蟲營養(yǎng)成分見表4，餐廚有機固渣飼養(yǎng)的黑水虻幼蟲粗蛋白、粗脂肪和鹽分含量最高；烘干雞糞飼養(yǎng)的黑水虻的灰分含量最高，這與文獻(xiàn)報道相一致[17]；“蓋式飼料配方”飼養(yǎng)的黑水虻粗纖維含量最高，主要是其飼養(yǎng)原料中纖維含量較高的原因；麩皮飼養(yǎng)的黑水虻糖類含量最高。

表4 各營養(yǎng)組分物料平衡核算結(jié)果

3 討 論

不同有機物原料喂養(yǎng)的黑水虻幼蟲，各組外觀品相、生長性能和營養(yǎng)成分有一定差異性。其中餐廚有機固渣投喂的黑水虻外觀品相較好、個體大、轉(zhuǎn)化率高、營養(yǎng)價值高，較為適合作為畜禽/水產(chǎn)飼料原料，這也與餐廚有機固渣本身營養(yǎng)豐富有關(guān)；且蟲卵比顯著高于其余各組，表明在相同養(yǎng)殖條件下，同等的卵量投喂相同的飼料量，投喂餐廚有機固渣比其他原料可以產(chǎn)出更多的蟲體。麩皮及“蓋式飼料配方”飼養(yǎng)的黑水虻昆蟲轉(zhuǎn)化率相比較餐廚有機固渣略低，但轉(zhuǎn)化率尚可，養(yǎng)殖期間臭味較小，品相及個體大小也相對較好。但烘干雞糞飼養(yǎng)的黑水虻幼蟲，轉(zhuǎn)化率較低，蟲體個頭較小，且外觀發(fā)黑，品相較差，分析原因可能是雞糞中雖然粗蛋白含量較高，但真蛋白含量較低，其余為非蛋白氮（尿酸、尿素、肌酸和氨等），所含能量較低，可利用的碳水化合物含量較低，黑水虻幼蟲取食無法獲得充足的營養(yǎng)物質(zhì)[6]。同時根據(jù)“蓋式飼料配方”的C/P，通過添加麩皮對餐廚有機固渣及烘干雞糞的C/P 進(jìn)行調(diào)整，結(jié)果發(fā)現(xiàn)餐廚有機固渣和麩皮的混合料昆蟲轉(zhuǎn)化率下降，烘干雞糞與麩皮混合料昆蟲轉(zhuǎn)化率上升，分析原因可能是餐廚有機固渣本身營養(yǎng)物質(zhì)豐富，添加麩皮減少了蛋白質(zhì)等部分營養(yǎng)物質(zhì)含量，造成了轉(zhuǎn)化率的下降。同時雞糞中可利用的碳水化合物含量較低，通過添加麩皮可補充黑水虻所需要的碳水化合物等營養(yǎng)物質(zhì)，使轉(zhuǎn)化率提高。對于調(diào)整飼養(yǎng)黑水虻的物料的C/P是否可以提高黑水虻昆蟲轉(zhuǎn)化率還需進(jìn)一步驗證。

以不同原料為昆蟲飼料進(jìn)行飼喂時，各營養(yǎng)組分均會有一定的物質(zhì)轉(zhuǎn)化[18]。體現(xiàn)在三個方面：蟲體吸收、能量消耗及微生物利用、蟲糞殘留。黑水虻幼蟲蟲體含水率在70%上下，鹽分含量為2.3%～3.5%；以麩皮、苜蓿粉和玉米粉等灰分含量（0.2～0.9 g·100 g-1干基）自身較低的原料為飼料產(chǎn)出的蟲、糞中灰分低于餐廚、雞糞飼料養(yǎng)殖；蟲體較難吸收粗纖維，吸收率僅為7%～11%；以餐廚、雞糞原料喂養(yǎng)的幼蟲，蛋白質(zhì)吸收率分別約31%～35%、12%～26%，蛋白質(zhì)散失率＞50%，這可能是導(dǎo)致其養(yǎng)殖中氨味較大的原因；脂肪總轉(zhuǎn)化率為98%～100%，以餐廚為原料的蟲體對脂肪的利用效率較高（81%）；糖類作為碳水化合物的重要成分，易于被蟲體吸收，蟲體吸收率可達(dá)54%～64%。

通過養(yǎng)殖黑水虻來消耗預(yù)處理產(chǎn)生的餐廚殘渣和畜禽糞便等有機廢棄物，借助生物繁殖的特性，將原本的二次污染物轉(zhuǎn)化成了優(yōu)質(zhì)蛋白飼料，變廢為寶，一舉兩得[19]。有效拓展了餐廚廢棄物和畜禽糞便處理工藝，既打通了環(huán)保行業(yè)發(fā)展的痛點，又有效解決了餐廚殘渣和畜禽糞便的出路問題，進(jìn)一步提高了餐廚廢棄物資源化利用和無害化處理水平[20-21]。目前，鮮蟲黑水虻的市場銷售價格為3 000～4 000元·t-1，產(chǎn)生的蟲糞做成有機肥的市場銷售價格為300～600 元·t-1，因此，獲得的經(jīng)濟效益是相當(dāng)可觀的。

同時，用生產(chǎn)出的優(yōu)質(zhì)蛋白飼料（黑水虻產(chǎn)品）來替代傳統(tǒng)畜禽/水產(chǎn)養(yǎng)殖所需的魚粉等蛋白飼料，可以減少漁業(yè)捕撈量，改善生態(tài)環(huán)境，降低畜禽/水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)成本，具有較好的環(huán)境和社會效益[22]。

4 結(jié) 論

利用餐廚有機固渣進(jìn)行黑水虻幼蟲養(yǎng)殖，相比較以麩皮、苜蓿粉、玉米粉和烘干雞糞等為單一原料或組合飼養(yǎng)的黑水虻幼蟲，同等喂料量下轉(zhuǎn)化率最高，個體大，蟲體外觀品相較好，所含蛋白質(zhì)、脂肪更高，具有較高的飼料研究價值，作為飼料原料可減少魚粉或豆粕等原料的使用量。