资源昆虫黑水虻的利用与开发探讨

杜娟

摘要    在农业畜牧业发展进程中，牲畜养殖给环境带来了大面积粪便污染，蝇蛆、大麦虫以及黄粉虫等资源昆虫已成为有机废弃物资源提升利用率、改善污染现状的有效手段。本文以资源昆虫黑水虻为研究对象，结合黑水虻的生物学特征，探究黑水虻在粪便处理、饲料价值、药用价值、生物柴油提取等方面的应用，以期为黑水虻资源化利用提供参考。

关键词    黑水虻;资源化利用;生态治理

中图分类号    X713        文献标识码    A

文章编号   1007-5739（2020）12-0221-02                                                                                     开放科学（资源服务）标识码（OSID）

早期阶段黑水虻分布在南美洲热带草原，由于人们意识到黑水虻具有资源化利用的效益，因而将该昆虫引入美国和日本等地。当前我国华北与华南地区也有黑水虻的分布，黑水虻的资源化利用不仅仅局限于畜禽粪便处理，还可以用在动物饲料、医学药品以及生物石油提炼等领域，从而提升我国资源绿色化水平，为各行业生产发展奠定坚实的资源基础。

1    黑水虻生物学特征研究

黑水虻的生命周期大致可以劃分为4个时期，即卵期、幼虫期、蛹期以及成虫期，黑水虻的生长周期有35 d。卵期阶段的黑水虻拥有乳白色光洁的外表，以卵块的形式集中产卵。孵化时黑水虻容易受气温和季节变化的影响，孵化周期可能有所差异，在4～14 d之间。最适宜黑水虻孵化的温度是25 ℃以上，最高不超过33 ℃，最佳孵化湿度为60%。黑水虻需要经历15 d左右的幼虫期，这一阶段的最佳生长温度为25～30 ℃。结合黑水虻蜕皮次数，其幼虫期详细分为6个龄期，低龄黑水虻幼虫为白色，随着龄期的增长，幼虫颜色开始加深，一龄幼虫部基本不进食，二龄黑水虻幼虫为了满足身体生长所需开始大量进食，六龄幼虫也开始预蛹，颜色黑黄，外皮具有韧性，这一阶段的黑水虻不再进食，需要温暖且干燥的环境准备化蛹。在取食方面，黑水虻可以食用几丁质与骨骼物质，还可以以其他固体有机废弃物为食。因此，人们可以利用黑水虻对厨余垃圾、畜禽粪便以及食用加工废料展开处理[1]。

2    资源昆虫黑水虻的利用与开发

2.1    黑水虻在畜禽粪便处理中的资源化利用

经统计可知，当前我国畜禽养殖中猪养殖每天需要排出 82.3万t粪便，在畜牧产业污染中占据14.3%的比例。随着人类环保意识的加强，做好畜禽粪便的有效管理十分重要，可以凭借着黑水虻资源化利用优势解决该问题。黑水虻幼虫属于腐食性昆虫，以畜禽粪便为食物后黑水虻的繁殖能力有所提升，预蛹化蛹之前有着迁徙特性。黑水虻在食用有机腐食后不仅不会产生致病菌，而且不会污染人们的生活住所，这是因为黑水虻并不喜爱人类的居住环境。

黑水虻在畜禽粪便处理过程中的资源化利用，具体总结有如下几方面内容。一是降低粪便给环境带来的污染，减少畜禽粪便堆积，避免异味对空气产生污染。黑水虻幼虫取食粪便，14 d内可以让畜禽粪便堆积减少56%。经过黑水虻取食之后的畜禽粪便营养元素含量有所降低，以猪粪为例，粪便中的氮、磷、钾元素分别降低55.1%、44.1%、52.8%。经过空气质量检测得知，黑水虻幼虫处理猪粪便之后，异味基本消除，畜牧养殖环境有所改善。二是趋避家蝇。黑水虻可以抑制家蝇滋生，避免传染病传播，黑水虻幼虫自身能够产生某种趋避家蝇的物质，导致家蝇幼虫在黑水虻幼虫取食之后的粪便中的成活率很低，减少家蝇在粪便中的滋生数量。三是抑制粪便内有害微生物的活动。在鸡的粪便中养殖黑水虻可以抑制粪便中的沙门氏肠杆菌与大肠杆菌滋生。黑水虻幼虫可以对奶牛粪便内的大肠杆菌O157∶H7产生抑制效果[2]。

2.2    黑水虻幼虫与预蛹饲料价值分析

黑水虻幼虫的蛋白质含量丰富，与豆粕蛋白含量接近。黑水虻体内矿物质含量仅有10%，粗脂肪含量>30%，对黑水虻与预蛹体内的氨基酸进行检测，得知黑水虻和预蛹氨基酸含量和豆粕很接近。黑水虻在粪便养殖领域内有着较高的营养价值，可以将其添加在动物饲料内。鸡饲料内加入黑水虻幼虫可有效提升饲料品质，可以代替饲料内的豆粕粉成分。在猪饲料内加入黑水虻幼虫粉，能够提高猪饲料营养成分。在水产领域内应用黑水虻幼虫粉，比如将其填入泥鳅饲料内，由于预蛹含有多聚几丁质，建议在饲料配置时对多聚几丁质含量加以控制，防止其对其他营养成分造成消化与吸收的影响。

2.3    黑水虻药用价值分析

资源昆虫黑水虻有着较大的药用价值，通过诱导后的黑水虻幼虫可以产生凝集素、溶菌酶以及抗菌肽等免疫成分。虽然黑水虻所处的生活环境很差，但黑水虻的免疫能力很强，幼虫体内可以消化霍乱或疟疾等病原微生物。黑水虻体内有着抗菌肽，如果黑水虻幼虫受到了来自外界环境的刺激，幼虫就会打开身体免疫反应，并产生小分子活性肽，该物质的抗菌能力很强，即黑水虻抗菌肽[3]。由于黑水虻抗菌肽的热稳定性较强、水溶性良好、分子量较小，对产生病变的真核细胞和原核细胞有着较强的作用，对正常的真核细胞不会产生免疫反应。黑水虻分泌的己二酸有着抗菌能力，目前已被用于烧伤与创伤伤口愈合等临床治疗领域，在治疗皮肤疾病时，如果乙二酸浓度为120 μg/mL，则可以有效抑制耐甲氧西林金黄色葡萄球菌和痢疾的生长。

2.4    黑水虻幼虫提取生物柴油

由于黑水虻的幼虫体内有着大量脂肪，将其用在生物柴油提炼方面有着较强的市场前景。应用超临界流体萃取的方法提取黑水虻体内油脂，其柴油特征指标已达到国家标准。黑水虻幼虫也是一种生物柴油生产的优质原料，防止传统柴油制造中产生环境污染，提高资源利用效率[3]。将黑水虻幼虫和微生物协同用于厨余垃圾和水稻秸秆中，经过培养可得到生物柴油。厨余垃圾经处理后水分下降10%，黑水虻幼虫体内脂肪含量达39.2%。因黑水虻生产得到的生物柴油内有着十二烷酸甲酯、十六烷酸甲酯等成分，这些成分的存在使黑水虻提取的生物柴油更接近于以动物油脂为原料提取的生物柴油。与菜籽原料生物柴油相比，黑水虻幼虫提取的生物柴油具有更强的抗氧化能力[4]。

3    结语

由于黑水虻的腐食特性较强，将黑水虻幼虫用于畜禽粪便处理中，可有效实现黑水虻资源化利用，降低粪便对环境的污染。黑水虻幼虫体内粗脂肪丰富，且含有蛋白质与钙质等营养成分，将其用于饲料中可提升畜禽饲料和水产饲料的营养价值。综上所述，黑水虻在我国有着广阔的市场应用前景。

4    参考文献

[1] 黄友良，欧玲利.黑水虻资源化利用研究[J].中国资源综合利用，2019，37（7）：48-50.

[2] 杨开路，罗长荣.利用黑水虻处理畜禽粪污的效果[J].四川畜牧兽医，2018，45（4）：43.

[3] 雷小文，谢华亮，张强，等.利用黑水虻资源化处理集约化鸡场养殖废弃物技术初探[J].湖南畜牧兽医，2019（6）：15-18.

[4] 黄友良，欧玲利.黑水虻资源化利用研究[J].中国资源综合利用，2019， 37（7）：48-50.