浅谈山东省黑水虻养殖及开发利用前景
2018-03-23张明海
黑水虻,学名亮斑扁角水虻,隶属双翅目水虻科、扁角水虻属,是一种营腐生生活的昆虫,广泛分布于温带、亚热带及热带地区。黑水虻起源于美洲,近些年传入我国,目前在全国许多省区均有分布。黑水虻还是一种环境资源昆虫,能够取食畜禽粪便及餐厨垃圾等有机废弃物并高效转化为昆虫蛋白,在缓解环保压力的同时能够创造可观的经济效益。黑水虻繁殖迅速,饲养操作简单,在生产实践中易于管理;山东省地理位置优越,气候条件适宜,十分适合黑水虻生长、繁殖。因此,在山东地区开展黑水虻养殖及开发利用具有十分广阔的前景。
一、黑水虻生物学特性
黑水虻属于完全变态类昆虫,它的一生共需经历四个虫态,分别为卵、幼虫、蛹和成虫,大约需要35天。黑水虻最适宜生长温度为25~28℃,最适湿度为60%~90%,因此它广泛分布于南北纬40°之间。在其世代发育过程中,若温度恒定则卵期历时4天左右,幼虫期为15天左右,蛹期9~15天,成虫期约为10天。
黑水虻幼虫共分为6个龄期,每蜕皮一次便增长一龄。低龄幼虫体色为乳白色,成蛆状,随着生长发育体色不断加深,进而由淡黄色逐渐转变成为深褐色。黑水虻幼虫喜群居,且具有避光特性,从3龄开始进入盛食期,食量增大;黑水虻6龄时即到达预蛹期,在此阶段幼虫便不再取食,转而爬离食物寻找阴凉、干燥、避光的隐蔽处等待化蛹。预蛹期同蛹期时间弹性较大,在非适宜(如变温、湿度不佳)条件下,预蛹可持续15~150天,经研究发现,此阶段也具有良好的抗逆性。
黑水虻成虫除腹部前端具半透明斑纹以及足的白色胫节外,通体为黑色且具有金属光泽。成虫体型较大,体长大约为13~22毫米,雌虫较雄虫体型偏大,寿命也略长。与幼虫生长条件不同,成虫不再取食,只摄取植物汁液和蜜露,交配时则需要充足的光照,交配后不久待体内脂肪耗尽便死亡。
二、黑水虻饲养技术
黑水虻幼虫营腐生生活,因此具有良好的环境耐受能力。黑水虻栖息与取食范围都十分广泛,能够取食并有效转化有机废弃物,且幼虫期在整个世代发育过程中所占时间相对较长,其特有的生物学习性决定了黑水虻养殖有十分良好的发展空间,同时可以带来巨大的经济价值及生态价值。
黑水虻在生长发育过程中,对于温度、湿度及光照条件都有较高的要求,因此虽然黑水虻分布广泛,但是在野外其种群密度却很低。早在2002年,国外一些昆虫专家便研究了利用人工饲料配方来饲养黑水虻幼虫并探究其对预蛹及成虫的性状影响,并利用紫花苜蓿、麸皮等材料对黑水虻进行室内饲养与传代技术的研究。在自然界,黑水虻主要以动物粪便及尸体、厨余废弃物等为来源获得有机质,这也为黑水虻的人工饲养提供了新思路和方法。由于黑水虻传入我国时间较晚,且随着近年来我国人民生活水平不断提高、畜牧业迅速发展而产生了过量的生活垃圾和畜禽粪便,为了解决这些问题,黑水虻才逐渐走进了人们的视线,国内对于黑水虻的研究及养殖才陆续开始。
在生产应用过程中,对黑水虻幼虫的饲养可以利用不同配方的人工饲料进行。一般饲料配比采用麸皮、苜蓿粉和玉米粉三者比例为5∶3∶2,饲料含水量控制在70%左右为最佳。也可采用发酵豆粕饲料,即在上述人工饲料配方基础上用等量豆粕代替苜蓿粉,并用纳豆芽孢杆菌进行发酵,同样需控制饲料含水量不能过低,若人工饲料含水量低于70%则不利于黑水虻的生长发育。除此之外,也可利用畜禽粪便、餐厨垃圾等有机废弃物对黑水虻幼虫进行饲养,不仅可以降低养殖成本,还可缓解环境压力。
黑水虻成虫养殖则对环境要求较高,由于成虫具有访花习性且以植物的汁液为食,因此成虫的生长场所须种有大量植被,以大叶片的植物为最佳。黑水虻成虫交配需要充足的光照条件,一般发生在正午,而后雌虫选择在腐败有机质周围干燥的缝隙中产卵,因此可利用这一生物学特性设计成虫诱集产卵器。
三、山东省黑水虻养殖现状
山东省作为我国的农牧业大省及人口大省,在积极为社会创造经济价值、改善居民生活条件的同时也面临着巨大的挑战,畜禽粪便过量产出、日渐增多的生活垃圾带来了前所未有的环境压力。传统的处理方式已经远远不能满足需求并且还会带来二次污染,因此寻找经济、高效、无害的处理方法就显得十分必要。黑水虻作为一种环境资源昆虫,能高效地转化粪肥及生活有机垃圾,逐渐受到人们的关注和青睐,因此,越来越多的人加入到了黑水虻养殖的大军。
2014年,山东省菏泽市曹县创办了国内首家黑水虻养殖基地,该养殖基地是国内首家以黑水虻养殖为主的餐饮垃圾处理基地。此外聊城市、枣庄市、邹城市都建有大型黑水虻养殖场。在胶东地区,也有养殖黑水虻用于家禽饲养的报道。
四、当前黑水虻应用价值探析
1.处理畜禽粪便及餐厨垃圾。
研究证实,利用黑水虻幼虫处理畜禽粪便可降低50%以上的粪便积累,干物质转化率可达16%~24%。在黑水虻幼虫取食粪便减少粪便堆积的同时,还可有效降低粪便臭气的扩散,减少粪便中大肠杆菌和沙门氏菌的数量;此外,黑水虻还可与家蝇形成竞争关系,控制家蝇滋生,减少对周边环境的影响。经黑水虻幼虫处理过后的畜禽粪便还可二次利用,直接用于牧草施肥以提高牧草生长。
餐厨垃圾含水量、有机物含量、营养元素含量与其他垃圾相比都相对较高,利用餐厨垃圾饲养黑水虻,在适宜的工艺条件下,餐厨垃圾可被黑水虻幼虫有效转化,其中干物质含量中粗蛋白约占44.7%,脂肪约占37.2%,得到的老熟幼虫可进一步进行加工处理。在黑水虻幼虫处理餐厨垃圾过程中,能够快速消化其中易腐败成分并有效阻断同源性蛋白病毒在食物链中的传播,减少病菌滋生。
2.饲料产品开发。
黑水虻幼虫富含蛋白质和脂肪酸,在黑水虻幼虫干物质中粗蛋白含量约为42%~44%,粗脂肪含量为33%左右,氨基酸含量同鱼粉十分相似。若利用有机废弃物饲养黑水虻,幼虫还可高效转化其中大量蛋白和脂肪,由此提高自身养分与能量。黑水虻蛹中同样含有丰富的氨基酸和矿物质,可作为豆粉和鱼粉的替代饲料并应用于水产养殖。
五、黑水虻养殖在山东的发展前景
根据山东省现代畜牧业发展“十三五”规划得知,在“十二五”期间山东省畜牧业稳步发展,畜牧业产值居全国第一,标准化规模养殖水平不断提高,取得了十分喜人的成绩。山东畜牧业在取得巨大发展成就的同时,自身积累的矛盾也日益突出、面临的约束日渐显现。首当其冲的便是资源环境受到紧张约束,养殖污染和环境压力越来越大,其中畜禽养殖COD排放量占全省的68%,氨氮占37%。虽然政府大力扶持配套建设饲草种植基地,但仍不能满足过量粪便的消纳,因此急需一种快速、高效、绿色的方法来解决这一问题。
除此之外,《生活垃圾分类制度实施方案》于2017年3月18日经国务院同意,转发给国家发展与改革委、住房城乡建设部,且要求认真贯彻执行。《方案》对生活垃圾的收集、运输、资源化利用和终端处置都提出了具体规划。根据《方案》指示,山东省济南、青岛、泰安三市纳入实施生活垃圾强制分类的示范城市。为贯彻落实《方案》,有效缓解生态环境压力,资源化利用餐厨垃圾、回收利用再生资源将成为山东省今后工作的主要方向。
黑水虻能够以禽畜粪便和生活垃圾为食,是一种环境资源昆虫。若利用黑水虻幼虫集约化处理粪便和餐厨垃圾,不仅可以实现有机废弃物的无害化处理,还可获得高蛋白副产物以实现畜禽粪便与餐厨垃圾的资源化利用。黑水虻具有繁殖迅速、食性广泛、生物量大等特点,在生产实践中易于管理且饲养成本低,具有可行性。山东省得天独厚的气候环境,十分适合黑水虻的生长与繁殖,结合山东省情,可以尝试利用黑水虻资源化处理畜禽粪便、餐厨垃圾等有机废弃物这一生物学方法,不仅遵循“发展与环保并重”的工作思路,还可带动相关产业获得经济收益,同时产生积极的社会影响,为发展生态循环农业提供新思路。