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　　隨著我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)的規(guī)?；?、集約化發(fā)展， 糞污污染問題愈發(fā)嚴重，糞污管理難度加大。為知道決畜禽糞便贈周邊環(huán)境帶來的壓力， Miller 等于20 世紀70 年代開始了蠅蛆處理糞便的研究，但蠅蛆養(yǎng)殖存在生產(chǎn)成本過高、不衛(wèi)生等弊端， 所以不陷入人類居室的黑水虻 引起了廣泛關(guān)注。黑水虻是一種資源性食腐昆蟲， 幼蟲具有食性雜、食量大、抗逆性強、不傳播疾病等優(yōu)點，與蠅蛆、黃粉蟲等齊名，被譽為“鳳凰蟲”， 預(yù)蛹營養(yǎng)價值高，可作為動物源蛋白利用。不僅如此， 黑水虻還能夠通過生存競爭起到抑制家蠅的作用， 抑制率高達100%。

　　1、黑水虻管理養(yǎng)殖糞污的契機

　　厭氧生物技術(shù)是養(yǎng)殖業(yè)中糞污資源化管理的有效手段之一，具有產(chǎn)生生物能、對氮磷營養(yǎng)元素需求量低、對某些有機物有較好的降解能力等優(yōu)點，目前已廣泛應(yīng)用于養(yǎng)殖糞污處理。由圖1 可知，我國大中型沼氣工程建設(shè)呈快速增長的趨勢，預(yù)計2020 年沼氣工程將籠罩84% 的現(xiàn)有大中型畜牧場。近幾年，中央一號文件向來勉勵沼氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展，但厭氧生物技術(shù)不具備氮、磷脫除和歸收的功能，所以沼氣工程的副產(chǎn)物——厭氧發(fā)酵液很簡單成為二次污染源，對于周邊沒有足夠土地消納的養(yǎng)殖企業(yè)而言， 沼氣工程不能盡全實現(xiàn)治污和盈利的雙重目的。

　　黑水虻養(yǎng)殖以豬場固體廢棄物的資源化利用為目標。豬是單胃雜食動物，有限的消化系統(tǒng)容積和微弱的微生物發(fā)酵活動導(dǎo)致其對纖維等物質(zhì)的消化能力較差。由表1 可知，豬糞中依然含有大量未消化吸收的蛋白質(zhì)、脂肪等有機物質(zhì)。水虻幼蟲能夠轉(zhuǎn)化豬糞中的氮、磷、鉀等營養(yǎng)成分和大量的蛋白及脂肪，并將一部分用于機體構(gòu)建，從而成為畜禽養(yǎng)殖的高能蛋白原料。Newton 等利用黑水虻對豬糞進行了15 d 的處理，氮、磷、鉀的消除率分辭達55.1%、44.1% 和52.8%，堆積減少56%。黑水虻養(yǎng)殖能較好地解決豬糞中的大腸桿菌污染問題， 規(guī)避家蠅帶來的衛(wèi)生問題，尤其是有助于解決養(yǎng)殖場糞便堆積和惡臭等問題。黑水虻可以抑制沙門氏菌，但需要注意的是，其對蛔蟲卵沒有殺滅作用。

　　2、 黑水虻養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)化潛力

　　2.1 原料來源廣泛且養(yǎng)殖成本低廉

　　我國規(guī)模化豬場普通采用營養(yǎng)均衡的日糧飼喂生豬，豬糞中含有大量未被吸收的有機物、礦物質(zhì)和維生素等，這些營養(yǎng)豐富的清新豬糞可直接作為黑水虻的飼養(yǎng)基。利用清新豬糞養(yǎng)殖黑水虻，可以節(jié)省生產(chǎn)成本，而且豬糞價格低廉，由于沒有足夠的土地進行糞污消納，許多豬場的干糞無償贈周邊農(nóng)戶使用，部分豬場甚至出運輸費讓種植戶將豬場糞污運走，相比之下，黑水虻的養(yǎng)殖成本更加低廉。蚯蚓養(yǎng)殖周期普通為4~5 個月， 黑水虻養(yǎng)殖周期多為32 d，相對較短的養(yǎng)殖周期利于減少場地面積及設(shè)備數(shù)量和資金的快速周轉(zhuǎn)，能夠降低養(yǎng)殖風(fēng)險。黑水虻對糞污轉(zhuǎn)化率高，經(jīng)黑水虻處理后的豬糞可作為有機肥施用。利用豬糞養(yǎng)殖黑水虻可以同時達到豬糞資源化、減量化、無害化的目的，為了消除豬糞對環(huán)境產(chǎn)生的負面影響，黑水虻研究會更加深入，規(guī)?；蜆藴驶B(yǎng)殖技術(shù)的推廣也指日可待。

　　2.2 生豬養(yǎng)殖規(guī)?；癁楹谒档囊?guī)?；B(yǎng)殖奠定了基礎(chǔ)

　　截止2015 年底，我國規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖所占比例已達54%，但現(xiàn)階段我國生豬養(yǎng)殖依然是小戶飼養(yǎng)、專業(yè)戶飼養(yǎng)和企業(yè)規(guī)模化飼養(yǎng)共存。隨著生豬產(chǎn)業(yè)的標準化和規(guī)模化進程加快，豬場運營越來越規(guī)范化，黑水虻養(yǎng)殖將逐漸實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。黑水虻的生態(tài)處理系統(tǒng)能夠?qū)⒇i糞這一生物質(zhì)資源轉(zhuǎn)化為高附加值的動物源蛋白，實現(xiàn)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。在養(yǎng)豬業(yè)標準化和規(guī)?；倪M程中，豬糞隨之呈現(xiàn)了持續(xù)聚量的態(tài)勢，這為黑水虻規(guī)?；B(yǎng)殖技術(shù)的推廣和應(yīng)用提供了堅實的物質(zhì)基礎(chǔ)。

　　2.3 多元化的應(yīng)用

　　2013 年10 月，聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織在《可食用昆蟲報告》中將黑水虻作為最主要的蛋白飼料替代昆蟲。我國黑水虻種質(zhì)資源較為豐富，除了已知的250 余種(世界有3 000 余種)， 我國還有大量未知種類的黑水虻，其中90% 以上分布在華中、華南和華北地區(qū)。黑水虻有生物量大、蟲體資源含量高等特點，富含17 種氨基酸，其中飽和脂肪酸以月桂酸和棕櫚酸為主，不飽和脂肪酸則主要是油酸，直接利用清新豬糞養(yǎng)殖的黑水虻幼蟲蛋白質(zhì)可達40.6%，且蟲沙總養(yǎng)分含量為8.76%，可達到國家有機肥標準。由表1 可知，黑水虻粗蛋白含量與大豆粕相近，而且預(yù)蛹中含有豐富的氨基酸和礦物質(zhì)，可以作為其他動物源飼料的替代品， 現(xiàn)已用于魚類養(yǎng)殖、鵪鶉養(yǎng)殖、肉仔雞養(yǎng)殖等研究。Li 等利用豬糞飼養(yǎng)黑水虻10 d，在酯化和酯交換反應(yīng)中制備了57.8 g 生物柴油。黑水虻在處理偽狂犬病和高致病性藍耳病病死豬時，蟲體中檢測不到相應(yīng)病原微生物，而且黑水虻對家蠅、小家蠅的抑制近乎100%，對其他食腐昆蟲也有一定的抑制作用，如黃粉蟲。除了上述養(yǎng)殖業(yè)方向和能源等領(lǐng)域的應(yīng)用外，黑水虻也可以應(yīng)用于營養(yǎng)保健、醫(yī)藥等領(lǐng)域， 幼蟲提取物中的己二酸具有抗菌功能，部分提取物還具有抑制淋球菌等細菌活力的功能，黑水虻成為了抗菌肽藥物的重要研究對象，這些高端產(chǎn)品的市場利潤更為可觀。

　　3、 黑水虻養(yǎng)殖的需求分析

　　在2014 年6 月6—8 攘①行的第2 屆食用昆蟲與微生物轉(zhuǎn)化廢棄物及資源化利用研討會上，黑水虻因其在環(huán)境保護、食品和飼料安全方面的特性及市場潛力而備受關(guān)注。

　　3.1 聚量化豬場糞便管理的迫切需求

　　由于資金、運行成本等因素限制，我國大多數(shù)豬場無害化處理糞污的難度較大。農(nóng)田消納是一種符合國情的綠色利用豬場糞污的方式，按每畝需10 kg 氮磷/ 茬計算，一個萬頭豬場產(chǎn)生的糞污需要333 hm2 土地種植2 茬作物進行消納，但我國大多養(yǎng)豬場沒有足夠的土地，而且施用清新豬糞簡單造成植物根區(qū)浮現(xiàn)酸化環(huán)境，浮現(xiàn)燒苗等問題。雖然沼氣工程對豬糞具有較好的消化功能，但是厭氧發(fā)酵BOD5:N:P 為(200~300):5:1，未被微生物利用的大量氮磷仍滯留在沼液之中，要是處理不當(dāng)，同樣會嚴重污染豬場周邊的環(huán)境。黑水虻能夠快速處理豬糞，且生物量大， 6 t 鮮豬糞可養(yǎng)殖收獲1 t 鮮蟲，按每只鮮蟲0.223 g 計，消耗1 t 豬糞約需要7.47×105 只黑水虻。清新豬糞經(jīng)黑水虻處理后可以作為有機肥，而且堆積和含水量會減少。

　　3.2 飼料原料替代的迫切需求

　　魚粉是養(yǎng)殖所需的大宗動物源蛋白原料，具有B 族維生素豐富、有效能值高、鈣磷含量高且比例適宜等特點，而且氨基酸比例與動物生長所需最為接近，向來以來被廣泛地應(yīng)用于豬、雞、水產(chǎn)養(yǎng)殖和研究領(lǐng)域。我國進口的魚粉主要來自秘魯?shù)葒?，而且外國出于資源保護和高利潤的追逐，導(dǎo)致魚粉產(chǎn)量也受到影響。2003 年我國進口魚粉80 萬t，2005 年進口量激增至世界貿(mào)易量的40%。養(yǎng)殖行業(yè)對于魚粉的需求量增添，而全球漁業(yè)資源減少，導(dǎo)致魚粉呈現(xiàn)了趨貴的態(tài)勢，2017 年2 月17 日廣州港秘魯超級蒸氣魚粉報價為11 400~11 600 元/t，供需雙方潞傍僵持， 由于生豬市場疲軟導(dǎo)致2 月價格相比1 月略有下降。此外，單一的魚粉配方飼料已較難滿意日糧營養(yǎng)均衡的需求，而且為了緩解養(yǎng)殖業(yè)快速發(fā)展帶來的動物源蛋白飼料需求壓力，食用昆蟲替代魚粉的研究和產(chǎn)業(yè)化引起了廣泛關(guān)注。

　　在成本上，黑水虻替代魚粉有一定的優(yōu)勢，安新城等研究報道，2007 年黑水虻國際價格為1 200 美元/t，2009 年為800 美元/t， 按2009 年的人民幣兌美元匯率1:6.823，2009 年黑水虻國際市場價格折合人民幣為5 458.4 元/t，而2009 年國內(nèi)各港口秘魯魚粉報價為10 500~11 500 元/t。由此可見，黑水虻不僅具有價格優(yōu)勢，而且含有大量的粗蛋白、多種抗菌肽、功能性酶等成分， 對于養(yǎng)殖業(yè)疫病防控也能夠起到一定作用。

　　3.3 扶貧和秀媚鄉(xiāng)村建設(shè)的需求

　　黑水虻養(yǎng)殖具有投資規(guī)模小、抑制家蠅、周期短資金周轉(zhuǎn)快等優(yōu)點，且黑水虻養(yǎng)殖技術(shù)已被陜西、重慶、廣東等地的一些企業(yè)應(yīng)用于養(yǎng)殖場固廢資源化的管理領(lǐng)域， 成功案例為黑水虻在農(nóng)村脫貧、村容整齊、環(huán)境提升等方面的應(yīng)用提供借鑒。黑水虻產(chǎn)業(yè)集低碳環(huán)保、綠色農(nóng)業(yè)、廢棄物資源化等理念于一身，將對我國農(nóng)村脫貧和秀媚鄉(xiāng)村建設(shè)起到一定的推動作用。

　　4 黑水虻養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)化的阻力

　　黑水虻的幼蟲對于農(nóng)藥的抗性遠低于家蠅， 因此濫用農(nóng)藥會對黑水虻種群產(chǎn)生一定影響，而且對生豬養(yǎng)殖過程中微量元素添加劑利用率較低，夏嬙等研究表明當(dāng)豬糞中鋅超過600 mg/kg 時會顯著降低黑水虻5 齡幼蟲、預(yù)蛹和蛹的分量，延長幼蟲發(fā)育光陰且具有世代累積效應(yīng);

　　當(dāng)豬糞中銅含量達到1 200 mg/kg 時會顯著延長黑水虻蛹的發(fā)育光陰，所以需要對豬的日糧中添加劑投入量需嚴厲限制。

　　另外，黑水虻對于光照的請求相對較高，光照強度不低于140 μmol/(m2·s)成蟲才浮現(xiàn)交配行為，南方的梅雨季節(jié)和西南地區(qū)的大霧等會影響自然光照強度，因此會對黑水虻的產(chǎn)卵及其他生產(chǎn)活動產(chǎn)生一定影響。

　　北方冬季較為寒寒，也較難滿意黑水虻27~30℃的適宜發(fā)育溫度，而且溫度低于26℃時，成蟲會停止產(chǎn)卵。由此可見，黑水虻的抗逆境脅迫育種有較大的研究空間。

　　5、 結(jié)語

　　黑水虻養(yǎng)殖不僅可以緩解豬場糞污的管理壓力，還可以進行生物質(zhì)轉(zhuǎn)化，將養(yǎng)殖糞污轉(zhuǎn)化為動物源蛋白原料，但這些目標的實現(xiàn)需要以黑水虻種群繁育的規(guī)模化為前提。黑水虻在豬場糞處理方面具有速度快、堆積減少程度大等優(yōu)點，還能在一定程度上起到惡臭控制的踴躍作用。隨著環(huán)保行業(yè)對于養(yǎng)殖廢棄物排放標準的日漸嚴苛，惡臭物質(zhì)的達標排放必將很快提上日程，黑水虻在惡臭物質(zhì)控制領(lǐng)域的研究約摸會成為新的熱點。