養殖密度對黑水虻生長及體成分的影響

竇永芳 吉 紅 徐歆歆

1.西北農林科技大學動物科技學院，陜西楊凌712100；2.青海畜牧獸醫職業技術學院，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，原產于南美洲的熱帶草原，現廣泛分布于45°N 40°S 的熱帶和暖溫帶區域。黑水虻幼蟲營腐生性，取食范圍廣，繁殖力強，能夠迅速將餐廚垃圾、動物糞便等有機廢棄物轉化為自身的生物量，是一種重要的資源性環保昆蟲。目前，黑水虻在動物蛋白源開發和有機廢物處理方面已經得到公認[1]。而隨著黑水虻人工養殖技術的不斷提高，工廠化養殖已成為一種普遍模式，為提高幼蟲單位面積的產量，有人選擇盲目增加養殖密度。過高的養殖密度會使黑水虻產生應激脅迫，出現生長減緩、飼料利用率降低、病害增多等系列問題。所以，選擇合適的養殖密度對于提高黑水虻養殖的經濟效益具有重要意義。國外研究表明，黑水虻幼蟲密度和喂食速度對其生物轉化有著重要影響，而國內這方面的研究很少。因此，本試驗通過探究不同養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提供理論依據和技術參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

取新鮮合格的黑水虻卵，置于環境溫度為28～30 ℃、相對濕度為70%～80%的孵化裝置，孵化3～5 d，準備一批幼蟲。幼蟲飼養盒（小號規格為280 mm×190 mm×80 mm、大號規格為370 mm×250 mm×110 mm）、養殖架由安康水產試驗示范站提供。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；麥麩含水量12.65%、粗蛋白18.56%，投喂前按1∶1 比例將風干麥麩和水混合拌勻；生米經煮熟后晾涼使用，含水量66.76%，粗蛋白7.6%，投喂前確保食料要新鮮安全。試驗地點為陜西省安康市西北農林科技大學水產試驗示范站有機廢棄物循環利用實驗室，試驗時間2018年8-9月。

1.2 試驗分組與設計

用沙網篩選出蟲齡整齊、規格相近的幼蟲若干只，然后挑選健康活躍、規格均一的7日齡幼蟲（初始重8.26 mg、體長5.48 cm、體寬0.2 cm）22 500只，隨機分配到尺寸統一的15 個小號飼養盒（下徑280 mm×190 mm×80 mm，上經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盒（規格為370 mm×250 mm×110 mm）。試驗共設5 個養殖密度組，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3 個重復。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，嚴格放置食料到常溫冷卻狀態，每個飼養盒保持同溫同濕同光照狀態；每3 d 測定1 次幼蟲體重、體長、體寬并記錄數據；同時掌握幼蟲的生長發育狀態、活動及死亡情況；保持養殖室溫28～30 ℃，濕度60%～70%，飼養盒上方用沙網蓋住，以防家蠅產卵。當D500 組出現化蛹時停止加料，靜置48 h 后結束試驗[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 數據采集與成分測定

試驗結束后，采集所有的幼蟲、蛹蟲分別計數、稱重，并計算成活率、化蛹率、增重率、特定生長率等指標。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成分組成。具體參考標準：水分采用105 ℃常壓干燥恒重法（GB/T 6435-1986），粗蛋白質采用凱氏定氮法（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 數據統計分析

本試驗結果均采用“平均數±標準差（mean ±SD）”表示，用SPSS 22.0 軟件對試驗數據進行單因素方差分析（One-way ANOVA），若存在差異顯著進一步做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），則在同行數據做相應肩標區別。所有圖表均采用Microsoft Excel 軟件繪制。

表1 養殖密度對黑水虻生長性能的影響

2 結果與分析

2.1 養殖密度對黑水虻生長性能的影響

養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）。化蛹率D1000 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）。單產量隨密度增加穩呈上升趨勢，且各組間差異顯著（P<0.05）。從基礎生長數據來看，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 養殖密度對黑水虻常規成分的影響（%，干重）

2.2 養殖密度對黑水虻體成分的影響

養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、蛹蟲縱向比較發現，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 養殖密度對黑水虻生長性能的影響

各類養殖密度試驗結果表明，合理的養殖密度能獲得最大的經濟效益。養殖密度過低或過高，都不利于養殖對象的生長發育。在本研究中，5 個密度組轉化率和單產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 項指標能夠看出：隨蟲體長大，D2500 組在后期出現了擁擠效應；但這并未影響黑水虻的成活率和化蛹率。D500 組的各項指標都較差，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育；D1000 組蟲體末重、蟲體增重率、特定生長率、成活率、單產量、轉化率等指標都偏低，該密度（0.25 只/cm3）也不適合黑水虻幼蟲生產；喻國輝等[5]發現這還可能與投喂飼料量少、投喂食料類型、養殖濕度低有關。研究發現，黑水虻養殖密度還取決于轉化對象，當轉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、生物轉化率低有關[6]。由本試驗基礎數據可知，D2000組（0.51 只/cm3）和D2500 組（0.64 只/cm3）更適合于19日齡前幼蟲養殖，D1500 組（0.38 只/cm3）較適合于19日齡后大齡幼蟲及蛹蟲的養殖。通過對生長數據相關性分析發現，密度與體重、體長、體寬均不相關。所以整體來講，D2000 組（0.51 只/cm3）適合于小規模選育；D2500 組（0.64 只/cm3）適合于幼蟲在餐廚垃圾中的工廠化生產。

3.2 養殖密度對黑水虻體成分的影響

養殖密度對動物的生長發育和體成分的影響機制是較為復雜的；目前有關黑水虻營養指標和養殖密度關系的研究報道也較少。有學者認為，養殖密度對黑水虻生產性能產生影響的同時，也改變了營養物質和能量在體內的積累過程。本研究主要采用餐廚垃圾米飯飼養黑水虻幼蟲，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，發現幼蟲粗蛋白含量為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，隨著養殖密度的適度增加，蟲體干物質、粗蛋白和粗脂肪的含量呈逐漸升高的趨勢，而且單產量和食料轉化率也呈現增加趨勢；可能是蟲體代謝產熱使所處環境溫度升高、促進了機體對營養物質的轉化和積累；這一研究結果與前人在魚類等動物上的研究結果基本一致。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空間脅迫造成的，高密度造成了蟲體內大量的能量消耗，進而需要分解體脂肪用以產能抵抗外界刺激[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素轉化和富集還取決于食料特點[3]。縱向比較幼蟲和蛹蟲的營養成分發現，隨著蟲體日齡的增加，蟲體內水分、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，這可能與蟲體受環境脅迫和后期采食下降有關系。

4 結 論

養殖密度對黑水虻生產性能產生影響的同時，也影響著蟲體內營養物質的積累。養殖食料的特點決定著黑水虻幼蟲合適的養殖密度。從試驗中5 個密度組的蟲體發育情況和營養物質轉化來看，密度太小不利于幼蟲發育和生物轉化，密度較大時黑水虻在后期會出現空間脅迫而導致生長受阻。通過5個密度組的養殖結果得出：試驗條件下，D2000 組（0.51 只/cm3）和D2500 組（0.64 只/cm3）更適合于19日齡前幼蟲養殖，D1500 組（0.38 只/cm3）較適合于19日齡后大齡幼蟲及蛹蟲的養殖。在工廠化生產中，D2000 組（0.51 只/cm3）密度適合于小規模選育；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。