竇永芳 吉 紅 徐歆歆

1.西北農(nóng)林科技大學(xué)動物科技學(xué)院，陜西楊凌712100；2.青海畜牧獸醫(yī)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，西寧812100

黑水虻（Hermetia illucensL.）又名亮斑扁角水虻，屬雙翅目水虻科昆蟲，原產(chǎn)于南美洲的熱帶草原，現(xiàn)廣泛分布于45°N 40°S 的熱帶和暖溫帶區(qū)域。黑水虻幼蟲營腐生性，取食范圍廣，繁殖力強(qiáng)，能夠迅速將餐廚垃圾、動物糞便等有機(jī)廢棄物轉(zhuǎn)化為自身的生物量，是一種重要的資源性環(huán)保昆蟲。目前，黑水虻在動物蛋白源開發(fā)和有機(jī)廢物處理方面已經(jīng)得到公認(rèn)[1]。而隨著黑水虻人工養(yǎng)殖技術(shù)的不斷提高，工廠化養(yǎng)殖已成為一種普遍模式，為提高幼蟲單位面積的產(chǎn)量，有人選擇盲目增加養(yǎng)殖密度。過高的養(yǎng)殖密度會使黑水虻產(chǎn)生應(yīng)激脅迫，出現(xiàn)生長減緩、飼料利用率降低、病害增多等系列問題。所以，選擇合適的養(yǎng)殖密度對于提高黑水虻養(yǎng)殖的經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。國外研究表明，黑水虻幼蟲密度和喂食速度對其生物轉(zhuǎn)化有著重要影響，而國內(nèi)這方面的研究很少。因此，本試驗通過探究不同養(yǎng)殖密度下黑水虻的生長狀況及體成分變化，旨在弄清黑水虻大規(guī)模處理餐廚垃圾時的合理密度，以便為其選育和工廠化生產(chǎn)提供理論依據(jù)和技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

取新鮮合格的黑水虻卵，置于環(huán)境溫度為28～30 ℃、相對濕度為70%～80%的孵化裝置，孵化3～5 d，準(zhǔn)備一批幼蟲。幼蟲飼養(yǎng)盒（小號規(guī)格為280 mm×190 mm×80 mm、大號規(guī)格為370 mm×250 mm×110 mm）、養(yǎng)殖架由安康水產(chǎn)試驗示范站提供。試驗用的麥麩（粒徑為150 μm）和大米均購于陜西省安康市周邊地區(qū)；麥麩含水量12.65%、粗蛋白18.56%，投喂前按1∶1 比例將風(fēng)干麥麩和水混合拌勻；生米經(jīng)煮熟后晾涼使用，含水量66.76%，粗蛋白7.6%，投喂前確保食料要新鮮安全。試驗地點(diǎn)為陜西省安康市西北農(nóng)林科技大學(xué)水產(chǎn)試驗示范站有機(jī)廢棄物循環(huán)利用實(shí)驗室，試驗時間2018年8-9月。

1.2 試驗分組與設(shè)計

用沙網(wǎng)篩選出蟲齡整齊、規(guī)格相近的幼蟲若干只，然后挑選健康活躍、規(guī)格均一的7日齡幼蟲（初始重8.26 mg、體長5.48 cm、體寬0.2 cm）22 500只，隨機(jī)分配到尺寸統(tǒng)一的15 個小號飼養(yǎng)盒（下徑280 mm×190 mm×80 mm，上經(jīng)350 mm×250 mm×80 mm）中，為防止幼蟲逃跑，每個小號盒子外套一個大號飼養(yǎng)盒（規(guī)格為370 mm×250 mm×110 mm）。試驗共設(shè)5 個養(yǎng)殖密度組，分別是D500、D1000、D1500、D2000、D2500 組，初始放蟲依次為500、1 000、1 500、2 000、2 500 只，每個密度組設(shè)3 個重復(fù)。試驗正式開始前，所有幼蟲饑餓24 h。正式試驗第1天，每盒加入200 g 潮麥麩（風(fēng)干麥麩與水的比例1∶1），作為幼蟲的過度食物、添加物載體和活動及隱蔽的場所；第2 天起每天上午10:00 按各密度組幼蟲數(shù)等比例飽食投喂米飯，后期隨蟲體長大、攝食變化靈活增減并記錄投喂量。試驗過程中，嚴(yán)格放置食料到常溫冷卻狀態(tài)，每個飼養(yǎng)盒保持同溫同濕同光照狀態(tài)；每3 d 測定1 次幼蟲體重、體長、體寬并記錄數(shù)據(jù)；同時掌握幼蟲的生長發(fā)育狀態(tài)、活動及死亡情況；保持養(yǎng)殖室溫28～30 ℃，濕度60%～70%，飼養(yǎng)盒上方用沙網(wǎng)蓋住，以防家蠅產(chǎn)卵。當(dāng)D500 組出現(xiàn)化蛹時停止加料，靜置48 h 后結(jié)束試驗[2]。隨后，分離所有幼蟲蛹蟲并馬上保存在-20 ℃冰箱待用，收集殘渣烘干。

1.3 數(shù)據(jù)采集與成分測定

試驗結(jié)束后，采集所有的幼蟲、蛹蟲分別計數(shù)、稱重，并計算成活率、化蛹率、增重率、特定生長率等指標(biāo)。然后，分批次將幼蟲、蛹蟲在103 ℃烘箱中烘干2 h，烘掉蟲體大量水分，再調(diào)制65 ℃烘干4 h，烘干過程中多次翻動以保均勻受熱、烘干徹底[3]。最后將烘干樣品粉碎后用塑封袋分類包裝，置于4 ℃冰箱冷藏備用。

用制備好的樣本，及時檢測試驗原料及蟲體樣品的水分、粗蛋白、粗脂肪和灰分等常規(guī)成分組成。具體參考標(biāo)準(zhǔn)：水分采用105 ℃常壓干燥恒重法（GB/T 6435-1986），粗蛋白質(zhì)采用凱氏定氮法（GB/T 6432-1994），粗脂肪采用索氏抽提法（GB/T 6433-2006），灰分采用550 ℃灼燒法（GB/T 6438-1992）。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

本試驗結(jié)果均采用“平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（mean ±SD）”表示，用SPSS 22.0 軟件對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析（One-way ANOVA），若存在差異顯著進(jìn)一步做Duncan's 多重比較來確定檢驗組間差異顯著性；若差異顯著（P<0.05）或差異極顯著（P<0.01），則在同行數(shù)據(jù)做相應(yīng)肩標(biāo)區(qū)別。所有圖表均采用Microsoft Excel 軟件繪制。

表1 養(yǎng)殖密度對黑水虻生長性能的影響

2 結(jié)果與分析

2.1 養(yǎng)殖密度對黑水虻生長性能的影響

養(yǎng)殖密度對黑水虻生長性能的影響見表1。試驗期5 個密度組間特定生長率無顯著差異（P>0.05）。蟲體增重率D1500 組及D2000 組顯著大于D500、D1000 組（P<0.05），D2500 組與其他各組間無顯著差異（P>0.05）。成活率D1500 組、D2000 組和D2500組顯著高于D1000 組（P<0.05），D1000 組顯著高于D500 組（P<0.05）?；悸蔇1000 組、D1500 組、D2000 組和D2500 組顯著高于D500 組（P<0.05）。料重比隨密度增加呈下降趨勢，D500 組顯著高于D1500 組、D2000 組和D2500 組（P<0.05），D1000 組顯著高于D2500 組（P<0.05），而D1500 組、D2000組和D2500 組間差異不顯著（P>0.05）。單產(chǎn)量隨密度增加穩(wěn)呈上升趨勢，且各組間差異顯著（P<0.05）。從基礎(chǔ)生長數(shù)據(jù)來看，前期D2000 組和D2500 組的黑水虻幼蟲生長較快，后期D2500 組幼蟲生長變慢。

表2 養(yǎng)殖密度對黑水虻常規(guī)成分的影響（%，干重）

2.2 養(yǎng)殖密度對黑水虻體成分的影響

養(yǎng)殖密度對黑水虻體成分的影響見表2。黑水虻幼蟲各組間蟲體蛋白含量差異顯著（P<0.05），且隨密度增加呈上升趨勢；體脂肪含量D2000 組顯著高于其他組（P<0.05），D1500 組及D2500 組顯著高于D500 組（P<0.05），D1000 組與D500 組、D1500組及D2500 組間無顯著差異（P>0.05）；各組間粗灰分含量無顯著差異（P>0.05）。蛹蟲體蛋白D2500 組顯著高于D2000 組（P<0.05），D1000 組、D1500 組和D2000 組及D2500 組間無顯著差異（P>0.05），D500組顯著低于其他組（P<0.05）；體脂肪各組間無顯著差異（P>0.05）；粗灰分D2500 組與其他各組間無顯著差異（P>0.05），而D1500 組和D2000 組的顯著高于D500 組和D1000 組（P<0.05）。對各組幼蟲、蛹蟲縱向比較發(fā)現(xiàn)，化蛹期蟲體蛋白含量顯著升高（P<0.05），粗脂肪含量顯著下降（P<0.05），水分含量隨蟲齡增加稍有增加。

3 討 論

3.1 養(yǎng)殖密度對黑水虻生長性能的影響

各類養(yǎng)殖密度試驗結(jié)果表明，合理的養(yǎng)殖密度能獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。養(yǎng)殖密度過低或過高，都不利于養(yǎng)殖對象的生長發(fā)育。在本研究中，5 個密度組轉(zhuǎn)化率和單產(chǎn)量隨密度增加呈上升趨勢，且各組間存在顯著差異（P<0.05）。由此說明，黑水虻喜營群居生活、其對餐廚垃圾轉(zhuǎn)化率較高[4]。從蟲體末重、蟲體增重率和特定生長率3 項指標(biāo)能夠看出：隨蟲體長大，D2500 組在后期出現(xiàn)了擁擠效應(yīng)；但這并未影響黑水虻的成活率和化蛹率。D500 組的各項指標(biāo)都較差，很顯然0.13 只/cm3的超低密度反而不利于黑水虻幼蟲生長發(fā)育；D1000 組蟲體末重、蟲體增重率、特定生長率、成活率、單產(chǎn)量、轉(zhuǎn)化率等指標(biāo)都偏低，該密度（0.25 只/cm3）也不適合黑水虻幼蟲生產(chǎn)；喻國輝等[5]發(fā)現(xiàn)這還可能與投喂飼料量少、投喂食料類型、養(yǎng)殖濕度低有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，黑水虻養(yǎng)殖密度還取決于轉(zhuǎn)化對象，當(dāng)轉(zhuǎn)化牛糞時較為合理的密度為0.25 只/ cm3，這與牛糞中粗纖維含量高、生物轉(zhuǎn)化率低有關(guān)[6]。由本試驗基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可知，D2000組（0.51 只/cm3）和D2500 組（0.64 只/cm3）更適合于19日齡前幼蟲養(yǎng)殖，D1500 組（0.38 只/cm3）較適合于19日齡后大齡幼蟲及蛹蟲的養(yǎng)殖。通過對生長數(shù)據(jù)相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，密度與體重、體長、體寬均不相關(guān)。所以整體來講，D2000 組（0.51 只/cm3）適合于小規(guī)模選育；D2500 組（0.64 只/cm3）適合于幼蟲在餐廚垃圾中的工廠化生產(chǎn)。

3.2 養(yǎng)殖密度對黑水虻體成分的影響

養(yǎng)殖密度對動物的生長發(fā)育和體成分的影響機(jī)制是較為復(fù)雜的；目前有關(guān)黑水虻營養(yǎng)指標(biāo)和養(yǎng)殖密度關(guān)系的研究報道也較少。有學(xué)者認(rèn)為，養(yǎng)殖密度對黑水虻生產(chǎn)性能產(chǎn)生影響的同時，也改變了營養(yǎng)物質(zhì)和能量在體內(nèi)的積累過程。本研究主要采用餐廚垃圾米飯飼養(yǎng)黑水虻幼蟲，試驗中檢測得到蟲體粗蛋白含量33.16%～40.47%，粗脂肪含量33.60%～40.55%，這與胡俊茹等[3]的研究結(jié)果一致。Zhu 等[7]用豆渣（粗蛋白22.3%，粗脂肪9.2%）飼喂黑水虻幼蟲，經(jīng)測幼蟲粗蛋白含量52.3%、粗脂肪含量22.6%。何釗等[8]用雞糞（粗蛋白15.0%～31.7%、粗脂肪2.34%～5.13%）飼喂黑水虻幼蟲，發(fā)現(xiàn)幼蟲粗蛋白含量為46.9%、脂肪含量為5.1%。由此可知，采食不同有機(jī)廢棄物對黑水虻生長及體組成有著顯著影響[9]。而本研究中，隨著養(yǎng)殖密度的適度增加，蟲體干物質(zhì)、粗蛋白和粗脂肪的含量呈逐漸升高的趨勢，而且單產(chǎn)量和食料轉(zhuǎn)化率也呈現(xiàn)增加趨勢；可能是蟲體代謝產(chǎn)熱使所處環(huán)境溫度升高、促進(jìn)了機(jī)體對營養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和積累；這一研究結(jié)果與前人在魚類等動物上的研究結(jié)果基本一致。試驗中，蟲體粗蛋白、粗脂肪含量在D2500 組有所下降，可能是幼蟲在后期生長中出現(xiàn)空間脅迫造成的，高密度造成了蟲體內(nèi)大量的能量消耗，進(jìn)而需要分解體脂肪用以產(chǎn)能抵抗外界刺激[10]。研究表明，利用牛糞飼喂黑水虻幼蟲時，粗蛋白和粗脂肪在適宜的低密度（0.25 只/cm3）下富集都較好，而高密度下粗脂肪含量會受影響[6]，這說明黑水虻在同密度條件下對廢棄物營養(yǎng)素轉(zhuǎn)化和富集還取決于食料特點(diǎn)[3]?？v向比較幼蟲和蛹蟲的營養(yǎng)成分發(fā)現(xiàn)，隨著蟲體日齡的增加，蟲體內(nèi)水分、粗蛋白、粗灰分都得到不同程度的富集，但粗脂肪含量卻在下降，這可能與蟲體受環(huán)境脅迫和后期采食下降有關(guān)系。

4 結(jié) 論

養(yǎng)殖密度對黑水虻生產(chǎn)性能產(chǎn)生影響的同時，也影響著蟲體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)的積累。養(yǎng)殖食料的特點(diǎn)決定著黑水虻幼蟲合適的養(yǎng)殖密度。從試驗中5 個密度組的蟲體發(fā)育情況和營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化來看，密度太小不利于幼蟲發(fā)育和生物轉(zhuǎn)化，密度較大時黑水虻在后期會出現(xiàn)空間脅迫而導(dǎo)致生長受阻。通過5個密度組的養(yǎng)殖結(jié)果得出：試驗條件下，D2000 組（0.51 只/cm3）和D2500 組（0.64 只/cm3）更適合于19日齡前幼蟲養(yǎng)殖，D1500 組（0.38 只/cm3）較適合于19日齡后大齡幼蟲及蛹蟲的養(yǎng)殖。在工廠化生產(chǎn)中，D2000 組（0.51 只/cm3）密度適合于小規(guī)模選育；D2500 組（0.64 只/cm3）及以上適合于幼蟲在餐廚垃圾中的工廠化生產(chǎn)。