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蒋爱国

黑水虻人工饲养及其应用的研究进展

一、黑水虻人工饲料饲养

    黑水虻  (blacksoldierfl又价  rmezsaillucensL.)外形类似黄蜂，是一种大型双翅目、虹科昆虫。黑水虻成虫体长约13一22~，最早由LinnaeuS于 1738年描述并定名。

   Tomberlin等(2002b)通过研究三种人工饲料配方饲养黑水虻的生活史，以及三种人工饲料饲养黑水虻预蛹和成虫的特性，并将这些与采集到的野生黑水虻预蛹和羽化的成虫特性进行比较，选择出合适黑水虻生长的人工饲料配方。结果显示，这三种人工饲料对黑水虻蛹前期的发育和存活率没有显著的影响，但通过人工饲料饲养的成虫羽化率显著低于野生种群。以人工饲料在27OC饲养的个体从卵发育到成虫需要40一43天，幼虫期持续22一24天。蛹前期的幼虫存活率大于%%，雌虫占羽化成虫的55一60%。使用人工饲料饲养的成虫大小、长度和卡路里含量都低于野生种群。无论是人工饲料饲养的还是野生的黑水虻雄虫都显著小于雌虫。利用人工饲料饲养的雄虫在提供水的情况下可以活gd，雌虫可以活sd。shePPard等(2002)还报道了使用紫花首蓓、鼓皮和玉米粉的人工饲料实现黑水虻的室内种群传代的技术。

二、影响黑水虻成虫交配和产卵的因素研究

    Tomberlin和Sheppard(ZOoZa)研究了光照强度、温度和湿度对交配行为的影响，其中光照强度只测定了可见光(400一7O0nln)的光照强度。研究结果表明，光照强度与交配的数量成正比，在光照强度低于63林molm，S一’时，没有观察到交配行为，而75%的交配行为发生在光照强度大于200;molmZs一’。此外，每日的时间段与交配成负相关，在8:00到17o间，随着时间的推移，交配减少，交配主要发生在15:00以一前。在温度大约为22℃，相对湿度60一70%的房间里，光源对于黑水虹的交配至关重要，然而使用40w的Sylvania公司生产的Gro一Lux灯(波长在蓝光和红光波区，用于促进植物生长用)和使430W的Pro超轻型灯光系统照明(Hydrofarm公司生产)代替阳光对成虫进行照射，都没有观察到交配的发生 (TomberlinandshePPaul，2002a)。因此要使得黑水虻能够在阴雨天或室内等没有阳光照射的条件下成功交配、繁殖、传达下去，找到一种能够替代阳光的人工光源是至关重要的  (ShePPardetal.，2002)。

   温度和湿度与产卵率呈正相关关系，所有的卵均产于温度高于26℃时，且随着一天时间的推移，产卵量与时间间呈现正相关，时间越晚，产卵量越高。湿度也与不同光源对黑水虻生活史的影响及其对猪粪的转化产卵量呈正相关，80%的产卵发生在相对湿度超过60%。此外，研究还发现69%的成虫交配发生在羽化后Zd，72%的产卵发生在羽化后  4d(TomberlinandshePpard，ZOOZa)。

三、黑水虻应用的研究

   1、减少粪便积累和污染

   黑水虻对粪便的转化效率高，通过黑水虻幼虫的取食，在14d内，能够将 55kg的新鲜粪便干物质降解成 24kg粪便干物质，减少了56%的粪便累积  (Newtonetal.，2005)。不仅处理后粪便干物质所含的各种营养元素得到不同程度的降低，还消除了粪便的臭味，极大的减少了粪便对环境的影响。

    Newton等 (1995)研究了利用黑水虻处理鸡粪的可行性，其在养鸡笼的下部设计一个盆，使笼中饲养鸡的粪便直接落入盆中，黑水虻幼虫在盆中取食鸡粪，预蛹后通过自动收集系统收集，部分预蛹置于鸡舍的一侧的小型温室中，温室与鸡舍空间相连，交配的黑水虻成虫可直接回到鸡粪中产卵，使系统正常运行。由于系统主要利用野生黑水虻种群，只能在黑水虻出现的季节使用。在这一段时间，利用喂养的460只鸡，产出黑水虻 242.8kg，减少了粪便堆积50%。按照这个数据估算，一个10万只鸡规模的养鸡场，能够在相应的时间生产黑水虻52.8t。

Newton等(2005)设计了2个利用黑水虻处理猪粪的系统，其中一个通过传送带将猪粪收集、压滤后，传往水泥制作的盆中，每个盆按 85000一 100000只/mZ的密度投入混合龄期的黑水虻幼虫种群，水泥盆的一边制成35度角，利于预蛹的幼虫爬出，以实现自动收集，并利用收集的预蛹羽化成虫所产的卵补充到系统中，使系统正常运行。研究结果表明，在一个含有18头猪的系统中，平均每头猪每日的粪便可产生 0.214kg的黑水虻，按照这个计算，每年 1000头猪的粪粪便，可以生产 64000kg黑水虻预蛹。到实验结束时，猪粪中千物质的56%被黑水虻处理掉。

    2、控制粪便中的有害微生物

    利用绿色荧光蛋白标一记大肠杆菌0157:H7和沙门氏肠杆菌，并按1护c彻g接种到牛粪、猪粪和鸡粪中。然后在粪便中加入10或11日龄的黑水虻幼虫(7一109)，在23、27和犯℃培养3一6d。研究显示，这种处理，可使鸡粪中大肠杆菌和沙门氏肠杆菌的量降低2000倍  (Erieksonetal.，2004)。华中农业人学2008届硕1学位论文4，3.3控制粪便中家蝇擎生

    Bradley和 Sheppard(1984)发现黑水虻幼虫可能产生对家蝇Musa如meszica有驱避作用的信息素，黑水虻幼虫取食过的粪便不适合家蝇的幼虫生长，家蝇的成虫不在黑水虻幼虫生活的粪便里产卵，利用黑水虻处理粪便，能够解决畜禽集约化养殖过程中家蝇亨生的问题。在夏季黑水虻大量发生的季节，鸡粪中生长的黑水虻，对家蝇的控制率达到100%，对小家蝇Fannia。aniculal，i、的控制率达到99.9%(ShePPard， 1983)。

    3、用于动物饲料添加剂

    有人研究畜禽粪便中收集的黑水虻幼虫干燥粉碎产品用于猪饲料添加剂，结果显示，黑水虻幼虫粉的氨基酸含量、粗脂肪含量、钙含量都很高，是猪饲料的合适添加成分。Bondari和 Sheppard(1981)利用鸡粪中收集的黑水虻幼虫，研究了幼虫单独、与高蛋白含量(45%)商品饲料混合、与低蛋白含量(30%)商品饲料混合等不同的处理，用于喂养斑点叉尾蛔 (channelcatfish，Iclalu、punctatus)和罗非鱼 (tilaPia，Olrochrom行。ureus)的可行性，10周后测定的结果表明，这六种饲料对两种鱼在体重和体长方面具有相同影响，通过对饲养的鱼的口味实验测定，发现消费者能够接受用黑水虹幼虫喂养的鱼。St一Hllaire等(ZOO7a)研究了利用猪粪饲养的黑水虹预蛹部分替代虹鳞鱼Oncor御nchu、mykiss配合饲料中的鱼粉和鱼油的可行性，研究使用的对照饲料含有40%的粗蛋白和巧%的脂肪，蛋白为鱼粉，脂肪为鱼油。

    实验设计利用家蝇蛹替代25%的鱼粉，利用黑水虻预蛹替代25%和50%的鱼粉用量，

    相应的利用黑水虻的脂肪减少36.2%和72.3%的鱼油添加量。研究结果显示，利用家蝇蛹和黑水虻预蛹替代总蛋白的巧%，在为期9周的实验期间，对虹鳍鱼的饲料消费率没有负面影响，可以允许利用黑水虻脂肪减少38%的鱼油使用量。4.4黑水虻转化粪便的应用前景及存在的问题利用黑水虻集约化处理粪便，不仅可以减少粪便堆积带来的各种污染问题，还能够将粪便转化成高附加价值的饲料添加剂，符合我国农业经济发展需要和环保需求。但黑水虻处理畜禽粪便的技术还不成熟，其应用还面临许多问题，如黑水虻处理系统冬季加温的问题、系统周年运作的问题、系统如何与现代集约化畜禽养殖有效对接的问题以及黑水虻饲养方面的关键技术。针对这些问题，必需加强黑水虻的基础研究，尤其是黑水虻的生态学特性研究，如温度对黑水虻生长发育影响;影响黑水虻求偶、交配和产卵的因素的研究和黑水虻幼虫的畜禽粪便处理能力研究等。

    对于我国而言，还需要加强本地黑水虻种群的生物学特性研究，了解黑水虻在小1司光源对黑水虻生活史的影{!向及共对猪粪的转化不同地区的自然发生世代和历期，人工饲养历期等基本生物学参数。通过这些研究，不仅可以推算不用加温和需要加温的时间段、需要加温的幅度和成本等，还可以通过成虫的周年产卵保证非自然发生季节的系统正常运行，并通过放大研究和其他应用技术的开发，实现黑水虻的集约化周年处理畜禽粪便。

此外，针对黑水虻预蛹的营养成分，还需要开发分离蛋白质、脂肪和几丁质的技术，使得系统转化粪便后获得的预蛹能够产生更高的经济价值。