利用黑水虻幼蟲對禽畜糞便資源化處理的進展

1 前言

環境保護是2017年飼料與養殖業的主題。從業人員應該不會否認，2017年飼料與養殖業談論最多的話題應該是環境保護。本人涉足飼料與養殖行業已20年，我個人感覺從來沒有哪一年像今年一樣，養殖場的糞、水及臭氣處理受到如此高度關注，無論是政府管理部門、老百姓，還是飼料生產與養殖企業。主要的原因應該是政府高度重視養殖業糞、水及臭氣造成的環境污染，并下決心加以整治;同時，老百姓對環境污染的不滿導致的壓力;全球氣候變暖，我國減少二氧化碳排放承諾的要求等等。

養殖糞、水資源化利用是未來的方向。其中大家最關注的應該是糞、水的資源化問題。剛剛結束的于2017年6月27日在湖南長沙召開的“全國畜禽養殖廢棄物資源化利用會議”就是很好的說明。本屆大會召開期間，中共中央政治局委員、國務院副總理汪洋出席會議并做了重要發言，農業部部長韓長斌主持會議。此會釋放的信息相當明確：政府高度重視;資源化利用將是處理畜禽養殖廢棄物的方法。汪洋副總理強調：抓好畜禽養殖廢棄物資源化利用，是事關畜禽產品有效供給和農村居民生產生活環境改善的重大民生工程。他進一步強調：圍繞就地就近用于農村能源和農用有機肥，加快發展農村沼氣和生物天然氣，暢通還田渠道，促進種養結合、農牧循環的綠色發展，多形式推進養殖廢棄物資源化利用。

利用黑水虻幼蟲處理畜禽糞便是資源化利用的新方法。黑水虻(black soldier fly),學名為亮斑扁角水虻，為雙翅目水虻科昆蟲，目前國內外研究熱點的資源昆蟲。其作為一種營腐生性昆蟲，可以動物糞便為食，因而被視為處理畜禽糞便等有機廢棄物的資源昆蟲之一。

目前畜禽糞便資源化處理的三種主要方法：堆肥處理法、沼氣發酵法、蚯蚓處理法，都存在明顯的缺陷，如堆肥法歷時長，會產生大量甲烷、氨氣和二氧化碳，同時受季節因素的影響(盧輝，等，2008);使用豬糞便制備沼氣，對設備有較高的要求，必須使用高耐腐蝕材料，使得運營成本高，且沼氣發電無法并網，所產生的沼液、沼渣的處理更令人頭痛;蚯蚓法受蚯蚓生理特性的影響，生物緩慢，歷時三個月，且對溫度敏感，高于35℃蚯蚓死亡，而溫度不高則會有大量病原菌生長(Ndegwa等，2001)。

與以上三種常規方法相比，利用黑水虻幼蟲對畜禽糞便作資源化處理，基本上克服了它們的缺陷，并且由于幼蟲可作為飼料蛋白源與能量來源，因此還能產生額外的經濟效益(Marrjorie等，2013;Sanchez-Muros等，2014)。

從理論到實踐，黑水虻資源化處理畜禽糞便技術獲得了長足的進步，并發現了不少的問題。自2012年開始，華南農業大學食品學院應用微生物團隊就開展了利用資源昆蟲資源化處理有機廢棄物，之后與貴州都勻市黔昌畜牧發展有限責任公司合作進行了豬糞處理的研究。2014年成立了由研究生和大學生組成的創新企業，廣州無兩生物科技有限公司，專門從事黑水虻處理畜禽糞便的業務。通過幾年的實踐，我們獲得了一些實踐經驗，并發現不少急需解決的問題?，F與讀者分享如下。

2 黑水虻處理畜禽糞便的技術進展、流程與優勢

2.1技術進展

首先，黑水虻是一種全球性分布的雙翅目水虻科昆蟲，中國也有廣泛的分布。因此大規模養殖用于處理畜禽糞便不用擔心外來物種的入侵。其次，在自然界，其幼蟲就以腐爛的有機物或動物糞便為食(劉巧林，2008)，利用它們處理畜禽糞便沒有改變其天然食性。

國外的研究發現，黑水虻幼蟲取食動物糞便，可以減少糞便堆積，并消除臭氣(Sheppard and Newton, 1994);同時還能控制家蠅滋生(Sheppard, 1983; Bradley and Sheppard, 1984);此外，還能減少雞糞中的大腸桿菌(Erickson等，2004)。

Sheppard(1994)的研究結果表明，黑水虻可以消化大約50%的糞便重量和62%的氮素營養，同時將雞糞(干重)以8%的轉化率轉化為42%的粗蛋白和35%的脂肪。黑水虻對于糞便的消化速率也取決于糞便和幼蟲的比例，由于投喂糞便量不一樣，Myers測得黑水虻對牛糞干重的轉化率由33%(70g/d/300頭)到58%(27g/d/300頭)不等(Myers et al., 2008)。Newton等設計了適用于養豬場的黑水虻糞便處理系統，并測試了在一個含有18頭豬的系統中，平均每頭豬的豬糞每天可產生0.214kg黑水虻，并可以減少約56%的豬糞堆積，無機鹽和其他營養物質可被消耗40%到55%不等(2005)。實驗室的研究表明，黑水虻幼蟲處理雞糞(Sheppard and Newton, 1994;Newton, Sheppard, et al., 2005)、牛糞(Newton等，1977)以及豬糞(Newton等，2005)取得了理想的效果。