不同有機物飼料對黑水虻生產性能和營養價值的影響

石 磊，湯曉艷，劉建亮，劉宏運，朱麗可

（常州維爾利農業科技發展有限公司，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]，同時自身營養價值較高，幼蟲可作為畜禽及水產動物的飼料。黑水虻在處理有機廢棄物方面應用較為廣泛[2-3]。黑水虻既可以充當飼料原料，也可以起到保護凈化環境的作用，因而研究黑水虻具有現實意義。

作為畜禽或水產動物飼料的原料需要營養成分相對穩定，否則會對該種飼料的整體營養價值造成影響，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]研究發現，黑水虻幼蟲的生長在預蛹期前會受物料蛋白質（P）和碳水化合物（C）濃度與比例的影響，幼蟲產量和成蟲體重在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育狀況，并且與野生黑水虻進行了比較，結果表明用不同比例的蛋白質、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]研究發現，虻蛆利用的營養成分和能量主要是脂肪、無氮浸出物和蛋白質。黑水虻生長情況是由飼料中碳水化合物和蛋白質含量決定的。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，配比出營養更加均衡的飼料，從而使黑水虻具有最佳的轉化產出。同時也有研究針對黑水虻生長所需營養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飼養黑水虻以及傳代的技術。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成分的影響，并評價其營養價值，以期為黑水虻成為一種替代魚粉等原料的優質蛋白質飼料資源開發提供數據支持。

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，由餐廚垃圾原料經分選-除渣-除砂預處理后產生餐廚漿液，再進一步經三相提油獲取有機細渣（粒徑≤5 mm），來源及生產工藝穩定；雞糞烘干物，由常州恒鑫農業生態園有限公司提供；麩皮，購于常州市大港畜禽養殖專業合作社；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成分見下表1。

表1 不同有機原料的營養成分

1.2 試驗蟲卵孵化及蟲苗的培養

黑水虻蟲卵為常州維爾利農業科技發展有限公司黑水虻種蟲繁殖棚中成蟲所產，屬武漢品系，每盒蟲卵50 g。蟲卵經3 d孵化，再經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%）培養箱中孵化3 d。育苗時將孵化3 d 形成的蟲苗倒入養殖盒（0.6 m×0.4 m×0.17 m）底部，均勻鋪設約2 kg 飼料（75%含水率麩皮，0.6 kg 麩皮+1.4 kg 水），持續3 d 無需喂料，第4 天添加1 kg 飼料，第5天將該養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6～8 mm后開始不同有機物飼料喂養試驗。

1.3 試驗設計及飼料配方

養殖試驗持續6 d，第7 天進行蟲和蟲糞的分離。育苗完成后（蟲苗長度達6～8 mm 后），每個養殖盒（0.6 m×0.4 m×0.17 m）的虻卵量設計為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3個平行樣。

表2 飼料配方

1.4 試驗飼養管理

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

1.5 營養成分測定

對有機物原料、配方飼料及養殖結束后獲得幼蟲及蟲糞進行營養成分檢測。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（根據樣品設定不同抽提時間：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。其他指標測定參考地方標準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 生產性能測定

幼蟲養殖第7天進行蟲與糞分離，收集幼蟲和蟲糞，進行稱量。對于養殖結束后物料較為疏松的組可采用篩網的形式進行分離，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，根據黑水虻幼蟲聚堆的生物學特性進行收集。按公式計算生產性能：

昆蟲轉化率=產蟲量/飼料總量×100%

蟲糞轉化率=產糞量/飼料總量×100%

蟲卵比=產蟲量/蟲卵量

減重率=（飼料總量-蟲糞量）/飼料總量×100%

1.7 統計分析

用Excel 2020軟件進行數據整理，SPSS 20.0進行單因素方差分析，用Duncan's法進行多重比較。結果以“平均值±標準差”表示，P＜0.05表示差異顯著。

2 結果與分析

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）氨味嚴重，蟲體個頭最大，存在相當部分黑蟲，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

2.2 生產性能

50%麩皮+30%苜蓿粉+20%玉米粉組（Ⅲ組）“蓋式飼料配方”昆蟲轉化率可達18.95%；餐廚有機固渣組（Ⅰ組）昆蟲轉化率最高，達到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）昆蟲轉化率上升了4.3百分點。麩皮組（Ⅱ組）蟲糞轉化率最高，但除Ⅳ組外，與其余各試驗組蟲糞轉化率相差不大（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。具體試驗結果見表3。

表3 各飼料配方組的生產性能測定結果

2.3 營養成分分析

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

表4 各營養組分物料平衡核算結果

3 討 論

不同有機物原料喂養的黑水虻幼蟲，各組外觀品相、生長性能和營養成分有一定差異性。其中餐廚有機固渣投喂的黑水虻外觀品相較好、個體大、轉化率高、營養價值高，較為適合作為畜禽/水產飼料原料，這也與餐廚有機固渣本身營養豐富有關；且蟲卵比顯著高于其余各組，表明在相同養殖條件下，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出更多的蟲體。麩皮及“蓋式飼料配方”飼養的黑水虻昆蟲轉化率相比較餐廚有機固渣略低，但轉化率尚可，養殖期間臭味較小，品相及個體大小也相對較好。但烘干雞糞飼養的黑水虻幼蟲，轉化率較低，蟲體個頭較小，且外觀發黑，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物質[6]。同時根據“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 進行調整，結果發現餐廚有機固渣和麩皮的混合料昆蟲轉化率下降，烘干雞糞與麩皮混合料昆蟲轉化率上升，分析原因可能是餐廚有機固渣本身營養物質豐富，添加麩皮減少了蛋白質等部分營養物質含量，造成了轉化率的下降。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物質，使轉化率提高。對于調整飼養黑水虻的物料的C/P是否可以提高黑水虻昆蟲轉化率還需進一步驗證。

以不同原料為昆蟲飼料進行飼喂時，各營養組分均會有一定的物質轉化[18]。體現在三個方面：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出的蟲、糞中灰分低于餐廚、雞糞飼料養殖；蟲體較難吸收粗纖維，吸收率僅為7%～11%；以餐廚、雞糞原料喂養的幼蟲，蛋白質吸收率分別約31%～35%、12%～26%，蛋白質散失率＞50%，這可能是導致其養殖中氨味較大的原因；脂肪總轉化率為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54%～64%。

通過養殖黑水虻來消耗預處理產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化成了優質蛋白飼料，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，既打通了環保行業發展的痛點，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，獲得的經濟效益是相當可觀的。

同時，用生產出的優質蛋白飼料（黑水虻產品）來替代傳統畜禽/水產養殖所需的魚粉等蛋白飼料，可以減少漁業捕撈量，改善生態環境，降低畜禽/水產養殖生產成本，具有較好的環境和社會效益[22]。

4 結 論

利用餐廚有機固渣進行黑水虻幼蟲養殖，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的黑水虻幼蟲，同等喂料量下轉化率最高，個體大，蟲體外觀品相較好，所含蛋白質、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。