黑水虻資源化利用分析

周樂曦

近年來，隨著經濟的發展和人們生活水平的提高，禽畜產品需求量不斷增加，生產規模不斷擴大，我國禽畜養殖模式逐漸從散戶養殖轉向規?；?、集約化養殖，這種集約經營的養殖場每天產生大量的禽畜糞便，如果處理不當，就會形成污染，對當地環境造成很大的壓力。目前我國對畜禽養殖廢棄物的處理主要依靠傳統方法，包括有機肥料法（堆肥）、飼料利用法（比如雞糞直接飼喂魚）、能源轉化法（沼氣化發酵、發電），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殖資源、更加注重保護畜禽養殖生態環境，對推進新農村建設、發展現代農業具有非常重要的意義。

黑水虻是一種環保資源昆蟲和飼料資源昆蟲，可以將禽畜糞便轉化為高質量的昆蟲蛋白，因此將牲畜糞便轉化為高附加值的產品就成為一種較為經濟的、可行的途徑，對于養殖場來說，既能解決污染問題，又能獲得可觀的經濟效益。

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注并對這一種昆蟲進行養殖，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品亦有很高的利用及研發價值，在禽畜糞便、餐廚垃圾轉化為昆蟲蛋白、動物飼料添加劑、提煉生物柴油等的研究開發領域，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，分離后的黑蟲轉入到成蟲轉化室待羽化。

2.3 成蟲交配、產卵

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，并開始產卵。

2.3 卵塊孵化

收集卵塊，放入到培養箱，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。

這樣，黑水虻的一個生長周期結束，開始下一個生長周期的生長發育。

3 黑水虻禽畜糞便處理系統

研究探索利用養殖場產生的畜禽糞便飼喂水虻幼蟲，通過水虻幼蟲進食畜禽糞便，將其轉化為高質量的生物有機肥，同時飼喂的水虻預蛹期蟲體又是優質的動物性蛋白資源，達到有害化資源無害化生物處理，并產生經濟效益、資源循環利用。水虻的生物轉化有兩個方面的優勢：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、總磷等富營養物質，通過食物鏈轉化氮、磷等營養物質，同時蠕動產熱發酵除臭、能使富營養物質臭味含量最高可下降95%。二是快速吞噬畜禽廢棄物，生產蟲體蛋白。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，轉化為蟲體蛋白，產生優質動物性蛋白資源。

4 黑水虻的價值作用

4.1 黑水虻的營養價值

黑水虻含有豐富的礦物質和人體必需氨基酸，粗蛋白含量為40.5%，粗脂肪含量為11.4%，是禽畜養殖的良好飼料來源。利用畜禽糞便飼養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，黑水虻的幼蟲和預蛹作為豆粉和魚粉的替代飼料，飼養了包括雞、豬、牛蛙等，這些實驗結果都顯示黑水虻幼蟲能夠很好的替代傳統的蛋白源和脂肪添加劑。

4.2 黑水虻的工業價值

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。月桂酸應用于表面活性劑工業最為廣泛，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、化學纖維油劑、殺蟲劑、合成香料、塑料穩定劑、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。月桂酸還是是生產香皂、洗滌劑、化妝品表面活性劑和化學纖維油劑的原料。

研究顯示，黑水虻幼蟲中天門冬氨酸含量為4.6%，天門冬氨酸在醫藥，食品和化工等方面有著廣泛的用途。在醫藥方面，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，疲勞恢復劑。在食品工業方面，是一種良好的營養增補劑，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性添加劑等。

4.3 黑水虻的醫學價值

黑水虻在體外有較弱的抗凝血酶作用，體外和體內均有活化纖溶系統的作用。虻蟲水提取物540mg/（kg/d）和270mg/（kg/d）灌胃，連續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”，而發揮活血、逐瘀、破積和通經的臨床效果。

5 黑水虻的國際前景

2013年10月，聯合國FAO推出《可食用昆蟲報告》，力推在世界范圍內用昆蟲替代畜禽蛋白飼料的來源，黑水虻即為其中應用前景很廣的一種。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、美國等多家企業聯合建設中國最大的種蟲繁殖基地，旨意在打造最強昆蟲繁殖中心，為黑水虻事業快速發展起到催化加速作用。

6 黑水虻處理禽畜糞便的發展瓶頸

黑水虻雖然具有群體數量大、蛋白含量高、轉化糞便率高、易于飼養、繁殖速度快等優點，并廣泛分布在我國各地，但目前對黑水虻的營養價值、飼養技術、開發利用、病蟲害等基礎性研究和規模性生產還相對較少。黑水虻幼蟲處理禽畜糞便及餐廚垃圾的技術還不成熟，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育、交配、產卵、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，再如黑水虻在養殖過程中會出現對溫度、濕度、光照等不適應時發生脅迫性死亡，從而導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研究，尤其是對黑水虻生物學特性的研究。