溫濕度對黑水虻繁殖率及幼蟲轉化雞糞效率的研究

孫振濤, 趙愛民,高鵬翔,王桂英,雷鳴港,董丙強,李路勝*

(1. 山東省聊城市東昌府區農業農村局，山東 聊城 252000；2.東省聊城市畜牧站，山東 聊城 252000；3. 聊城大學農學院，山東 聊城 252000)

黑水虻(BlackSoldierFly)，學名亮斑扁角水虻，起源于南美洲的稀樹草原[1]，后分布于全世界，主要集中在熱帶、亞熱帶和溫帶的大部分地區[2]。目前在我國華南、西南、華中、華北等均有標本記錄或報道[3]。作為食腐性的資源化昆蟲，黑水虻具有幼蟲取食廣泛、轉化能力快、成蟲不取食、預蛹營養價值高等特點，近年來正越來越受到重視[4]。人們正在嘗試其作為廚余垃圾[5]、畜禽糞便[6]等有機廢棄物的末端處理方式，將這些有機廢棄物轉化為營養豐富的昆蟲蛋白和油脂[7]。

溫度被認為是最主要的影響因素之一。郭鳳達[8]報道，溫度過低和過高都嚴重影響黑水虻的存活率；Tomberlin等[9]認為黑水虻在28 ℃，相對濕度70%～75%時生長最佳。目前國內的研究基本上都是以此范圍展開試驗研究，有關黑水虻人工養殖環境的研究中，溫度對黑水虻的研究較多，溫度和濕度結合的研究較少。山東地區冬春季節天氣干燥，相對濕度較低，本研究探討冬季不同溫度和濕度對黑水虻成蟲繁殖率和幼蟲對蛋雞糞便的轉化效率，為黑水虻對雞糞轉化的研究提供支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

黑水虻由山東某農業科技有限公司自養場提供。蟲卵來自于廣東省農業科學院，經6個世代繼代養殖。廚余垃圾由聊城大學學生食堂提供，勻漿機處理，含水量84%。日光溫室根據試驗需要，由毛氈隔成8 m2的若干隔間。

1.2 黑水虻成蟲的制備

用廚余垃圾和小麥麩皮按照7∶3的比例混合，用自來水調整含水量為80%，作為人工飼料。將黑水虻蟲卵放入27 ℃的環境中孵化，幼蟲飼養于飼料盒中，每日添加2 cm的人工飼料進行飼養，當有50%幼蟲預蛹變黑后停止喂料，待其全部變成蛹后，分揀到不同紗籠中待其羽化為成蟲作為研究對象。

1.3 黑水虻冬季溫濕度影響試驗

1.3.1 試驗分組 試驗設計24、27、30、33 ℃四個溫度梯度和75%與自然濕度兩個相對濕度處理，共分成8組，每組設計3個重復，每個重復放入一個紗籠，放入大小相近的蟲蛹500枚。加溫方式為加熱器加溫，霧化噴頭進行加濕處理，各組由溫濕度自動控制器進行環境控制。相對濕度分別在每天的10：00、12：00、15：00進行測定，試驗期間自然濕度平均為35%。

1.3.2 日常管理和測定方法 試驗在2018年12月1日進行，各階段處理方式相同。待蟲蛹羽化后試驗開始，每天收集蟲卵至成蟲全部死亡。記錄每重復內成蟲數量計算羽化率。每天收集各處理組的蟲卵，采用分析天平進行稱重，計算平均產卵量。隨機挑選7 200粒，隨機放在24 個培養皿中，每3個培養皿為1組，分別在溫度24 ℃、27 ℃、30 ℃和33 ℃、自然濕度和人工加濕(75%)的環境中進行孵化，每重復記錄獲得的幼蟲數量，計算孵化率。

1.4 黑水虻幼蟲對雞糞的轉化試驗

1.4.1 試驗設計 取試驗成蟲繁殖的黑水虻蟲卵，在28～30 ℃，濕度60%以上環境中孵化，用孵化專用料飼養至6 日齡(3 齡期)，按照5.0 g幼蟲/盤的接種量，分別接種于9個相同規格、初次放入1.5 kg新鮮雞糞的塑料方盤(65 cm×38 cm×25 cm)中，幼蟲規格平均11.28 mg/條，新鮮雞糞平均水分78.35%，飼養環境為溫度26 ℃、相對濕度70%。

1.4.2 日常管理和測定方法 試驗于2018年12月17日開始，試驗過程中觀察黑水虻幼蟲采食情況，當雞糞質地蓬松時補料，每次補料時測定蟲子規格和蟲糞水分。為保證不影響采食速度，補料時均勻覆蓋于原物料上面。接種11 d后開始收蟲，采用震動分級篩進行蟲糞分離，鮮蟲和蟲糞分別稱重。根據記錄分別統計幼蟲增重、料蟲比和采食速度。

料蟲比=雞糞累計添加量/蟲子增重

干物質轉化率={[蟲子增重×(100%蟲子水分)]/[雞糞用量×(100%-雞糞水分)]}×100%

采食速度=投料量/采食時間

1.5 數據統計

試驗數據采用EXCEL2010進行整理，利用SPSS 19.0進行溫度、相對濕度雙因素方差分析，各參數均值之間的差異性采用Fisher's LSD進行檢驗。數據以平均數±標準差(mean±SD)表示。

2 結果與分析

2.1 溫度和相對濕度對蟲蛹羽化率、平均產卵量和蟲卵孵化率的交互影響

由表1可知，在蟲蛹羽化率方面，各因素差異均不顯著(P>0.05)；溫度對平均產卵量影響極顯著(P<0.01)，但相對濕度差異不顯著(P>0.05)，溫度和相對濕度具有明顯的交互作用(P<0.05)。環境的相對濕度顯著影響了蟲蛹孵化率(P<0.05)，且溫度和相對濕度也具有明顯的交互作用(P<0.05)。

表1 溫度和相對濕度對蟲蛹羽化率、平均 產卵量和蟲卵孵化率的交互影響Table 1 Interaction effects of temperature and relative humidity on pupa emergence rate, average oviposition and egg hatchability

2.2 溫度和相對濕度對黑水虻蟲蛹羽化率的影響

由表2可見，溫度和相對濕度對黑水虻蟲蛹的羽化率均沒有顯著影響(P>0.05)。這說明在溫度24～33 ℃之間，冬季不采用加濕處理，黑水虻蟲蛹均能正常羽化。

表2 溫度和相對濕度對黑水虻蟲蛹羽化率的影響Table 2 Effect of temperature and relative humidity on pupal emergence rate of Black Soldier Fly

2.3 溫度和相對濕度對平均產卵量的影響

從表3可以看出，與24 ℃相比，27 ℃、30 ℃和33 ℃均極顯著提高了黑水虻的平均產卵量(P<0.01)，33 ℃與27 ℃、30 ℃相比平均產卵量明顯下降(P<0.05)。人工加濕方式明顯增加了24 ℃、27 ℃和33 ℃的平均產卵量(P<0.05)，30 ℃時雖然差異不顯著(P>0.05)，但仍有6.53%的增幅。

表3 溫度和相對濕度對黑水虻平均產卵量的影響Table 3 Effect of temperature and relative humidity on the average oviposition of Black Soldier Fly

2.4 溫度和相對濕度對蟲卵孵化率的影響

從表4可以看出，在自然濕度情況下，黑水虻蟲卵在33 ℃時孵化率最低，與之相比，27 ℃、30 ℃均極顯著提高了黑水虻的蟲卵孵化率(P<0.01)，24 ℃時差異顯著(P<0.05)；在人工加濕情況下，24 ℃與33 ℃的孵化率沒有差異(P>0.05),但極顯著低于27 ℃和30 ℃(P<0.01)。與自然濕度相比，除24 ℃差異不顯著(P>0.05)之外，其余三組人工加濕均顯著提高了蟲卵的孵化率(P<0.05)。

表4 溫度和相對濕度對黑水虻蟲卵孵化率的影響Table 4 Effect of temperature and relative humidity on hatchability

2.5 黑水虻幼蟲對雞糞轉化率的影響

經5次雞糞添加，黑水虻幼蟲增重為72.16 mg，料蟲比為8.79，干物質轉化率為33.28。由圖1可以看出，接蟲后黑水虻采食速度快速增加，第5天最快，達到8.98 mg/h，之后緩慢下降，說明黑水虻幼蟲在轉化雞糞過程中存在著一定的采食規律。

圖1 黑水虻幼蟲采食速度變化Fig.1 Change of ingestion speed of the larvae of the Black Soldier Fly

3 討 論

3.1 冬季溫濕度對黑水虻成蟲繁殖率的影響

溫度可以顯著影響黑水虻各階段的生長發育。研究認為，黑水虻成蟲繁殖的最佳溫度是28 ℃，低于這個溫度的黑水虻不能頻繁交配，繁殖率下降；27 ℃沉積量最大，36 ℃時僅占27 ℃的57%[9]。姬越等[10]研究發現，黑水虻蟲蛹的羽化率對溫度具有較寬泛的適應范圍，在24～34 ℃范圍內均能正常羽化。郭鳳達[8]研究發現，在17～30 ℃下黑水虻可以完成生活史，且經歷的時間隨溫度升高而縮短。

空氣濕度與產卵量呈現正相關，當相對濕度達到60%以上時，黑水虻的產卵行為達到80%[11]。Tomberlin等[9]認為黑水虻的最佳飼養環境相對濕度為70%～75%。目前國內開展的試驗對相對濕度的控制基本上都是在這個范圍進行的[10]。本研究中，溫度和相對濕度對蟲蛹羽化率沒有明顯影響，這與姬越等[10]研究結果一致；但是在平均產卵量和蟲卵孵化率方面，溫度和相對濕度均有明顯作用，從溫度上看，27 ℃和30 ℃得到的結果明顯要好于24 ℃和33 ℃，這與Tomberlin等[12]結果基本一致；與人工加濕相比，平均產卵量有明顯下降，除24 ℃情況外，其余三個溫度范圍中，人工加濕也明顯提高了蟲卵孵化率。溫度和相對濕度在平均產卵量和蟲卵孵化率方面具有明顯的交互作用，而對蟲蛹羽化率方面則不明顯。

3.2 黑水虻幼蟲對雞糞轉化效率的影響

黑水虻幼蟲具有很強的攝食能力，采食廢棄物種類不同，其機體組成和轉化效率也不同[13]。馬加康等[14]應用鴨糞、玉米和麩皮混合飼料飼喂黑水虻幼蟲，隨著鴨糞比例的不同，轉化效率有著明顯的差異，且隨著日齡的增加，幼蟲日增重先增加后下降，10日齡為日增重曲線變化的轉折點。代發文等[5]黑水虻幼蟲處理餐廚垃圾，經8 d處理后其轉化效率為7.93，干物質轉化率為31.81%，且采食速度與增重速度存在正相關。在生產管理中應通過溫度、濕度、適口性等調整使采食速度最大化，進而提高增重速度以縮短幼蟲養殖期，提高養殖經濟效益。

4 結 論

本研究表明，黑水虻成蟲冬季產卵溫度27～30 ℃，相對濕度70%；24～33 ℃正常羽化，黑水虻幼蟲對新鮮雞糞的轉化效率為8.79，干物質轉化效率為33.28%，采食速度在接蟲后5 d最快。