張芳婷 龍巖市農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境與能源技術(shù)推廣站 福建龍巖 364000

近年來(lái)，由于人口增長(zhǎng)和人民消費(fèi)水平的提高，我國(guó)的畜禽需求量也在不斷增加， 促進(jìn)了畜禽養(yǎng)殖業(yè)的迅速發(fā)展。 如何保證充足的飼料資源和有效處置畜禽糞便污染是養(yǎng)殖業(yè)健康發(fā)展的重要問(wèn)題。2020 年以來(lái)， 我國(guó)每年進(jìn)口大豆9 000 多萬(wàn)噸，占糧食進(jìn)口總量的70%，所以，解決蛋白質(zhì)資源短缺問(wèn)題尤為重要。黑水虻作為生物處理媒介，在自然界食物鏈中起著非常重要的作用， 可以處理禽畜糞便等多種有機(jī)廢棄物， 不僅能夠有效解決畜禽污染問(wèn)題， 而且還可以提供高質(zhì)量的蛋白質(zhì)資源， 成為家禽、魚(yú)類(lèi)和蝦類(lèi)等動(dòng)物的主要飼料，蟲(chóng)糞也可以直接當(dāng)做有機(jī)肥料使用， 可以很好地串聯(lián)種植業(yè)、 養(yǎng)殖業(yè)，是發(fā)展健康、綠色、高效、生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)的一種重要環(huán)保昆蟲(chóng)。本文介紹黑水虻的生物特性、處理畜禽糞便和將其用作飼料方面的研究進(jìn)展情況， 分析龍巖市一個(gè)黑水虻生態(tài)養(yǎng)殖項(xiàng)目在處理禽畜糞便方面所達(dá)到的生產(chǎn)效益，探討創(chuàng)建“畜禽-黑水虻-種養(yǎng)業(yè)”生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)模式。

1 黑水虻的生物特性

黑水虻因?yàn)榫哂惺匙V廣泛、 食量大、 營(yíng)養(yǎng)需求低、繁殖速度快、吸收轉(zhuǎn)化效率高、成蟲(chóng)無(wú)病菌、傳播疾病的概率低、蟲(chóng)體含有豐富的資源、能夠抵御逆境及安全無(wú)害等特點(diǎn)，被贊譽(yù)為“鳳凰蟲(chóng)”[1]。 用黑水虻幼蟲(chóng)處理糞便的研究結(jié)果表明， 可以處理新鮮雞糞的量達(dá)到50%，而對(duì)豬糞中的干物質(zhì)轉(zhuǎn)化率可達(dá)到56%[2]。黑水虻良好的特性已被廣泛用于處理有機(jī)廢棄物， 特別是在畜禽養(yǎng)殖業(yè)中的糞便處理中得到了普遍應(yīng)用。

2 黑水虻處理畜禽糞污的優(yōu)勢(shì)

我國(guó)畜牧業(yè)發(fā)展迅速，養(yǎng)殖規(guī)?；?、集約化導(dǎo)致畜禽糞污大量產(chǎn)生，給環(huán)境治理帶來(lái)了巨大壓力，而畜禽糞污的污染問(wèn)題已經(jīng)成為制約畜牧業(yè)發(fā)展的重要難題。農(nóng)業(yè)面源污染是一個(gè)需要解決的重要問(wèn)題，針對(duì)畜禽養(yǎng)殖所產(chǎn)生的糞便和廢物的治理與利用，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)農(nóng)村環(huán)境治理的緊迫任務(wù)。 傳統(tǒng)的處理畜禽糞便的方法包括歸田堆肥和沼氣發(fā)酵等， 雖然在一定程度上解決了污染問(wèn)題， 但這些方法存在一些問(wèn)題，如處理周期長(zhǎng)、易傳播疾病、資源化程度不高、經(jīng)濟(jì)附加值低等。

利用黑水虻的轉(zhuǎn)化作用分解并降解畜禽糞便，其獨(dú)特之處在于處理快速、 成本低廉且可以獲得高附加值。黑水虻可以用來(lái)轉(zhuǎn)化禽畜糞便，以減少糞便的堆積和臭味，防止家蠅滋生，降低疾病傳播風(fēng)險(xiǎn)，并有效降低糞便中細(xì)菌（大腸桿菌、沙門(mén)氏菌和金黃色葡萄球菌）的含量[3]。 陳吉紅等[4]研究指出，在適宜溫度下，一個(gè)約3 m2的飼養(yǎng)池每天可以快速處理40～60 kg 含水率約75%的豬糞或雞糞。 黑水虻能夠在25～30 ℃下迅速處理豬糞和雞糞。 經(jīng)過(guò)黑水虻處理后，豬糞原本黏性、坨狀的狀態(tài)不可見(jiàn)，2 h 后整個(gè)飼養(yǎng)池中的糞便呈現(xiàn)出無(wú)數(shù)顆粒狀，5～8 h 后糞便呈蓬松沙粒狀。與豬糞相比，黑水虻處理雞糞的速度更快。有研究發(fā)現(xiàn)，黑水虻可以將雞糞轉(zhuǎn)化為高達(dá)42%的粗蛋白和35%的脂肪，轉(zhuǎn)化率達(dá)到8%。另外，黑水虻還能夠消化50%左右的糞便重量，并吸收其中的氮、 磷、 鉀， 從而有效地降低糞便中的富集元素[5]。 研究顯示，黑水虻能夠分解糞便中的銅、鋅、錳、鎘、鉻等重金屬，從而降低這些物質(zhì)對(duì)土壤的污染，減少對(duì)農(nóng)田環(huán)境的不利影響[6]。

3 黑水虻的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值

黑水虻幼蟲(chóng)的干物質(zhì)中含粗蛋白42%～44%，粗脂肪31%～35%，灰分11%～15%，鈣4.8%～5.1%，磷0.60%～0.63%[7]。 黑水虻幼蟲(chóng)干重為42%～43%，幼蟲(chóng)含10%以上礦物質(zhì)， 粗蛋白與豆粕相近達(dá)40%，粗脂肪達(dá)30%[8]。 與豆粕相比，黑水虻幼蟲(chóng)蛋白含量高得多，甚至接近國(guó)產(chǎn)魚(yú)粉水平；而脂肪含量則接近膨化大豆； 黑水虻蛹中的必需氨基酸含量接近于豆粕中必需氨基酸含量[9]，因此，被認(rèn)為是一種優(yōu)質(zhì)的高能高蛋白飼料原料。

4 黑水虻的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用

Watson D W 等[10]設(shè)計(jì)了一項(xiàng)試驗(yàn)，旨在測(cè)試黑水虻幼蟲(chóng)干燥粉作為豬飼料添加劑的消化性和適口性，使用的飼料分別由幼蟲(chóng)粉、豆粕配制而成，其中包含兩種不同含量為20%的粗蛋白和13%的脂肪。研究指出，使用幼蟲(chóng)粉飼料與豆粕飼料相比，在干物質(zhì)、氮、粗脂肪等物質(zhì)的表觀消化率方面，幼蟲(chóng)粉飼料的表觀消化率較低； 使用幼蟲(chóng)粉制作的飼料與添加脂肪的豆粕粉飼料在適口性試驗(yàn)中表現(xiàn)相同。 林啟訓(xùn)等[11]繁育黑水虻幼蟲(chóng)用于喂養(yǎng)魚(yú)類(lèi)，并對(duì)黑水虻的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值進(jìn)行研究， 結(jié)果表明黑水虻對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值十分有益。 有研究使用活體黑水虻作為飼料，增加黑水虻的投喂量可以使對(duì)蝦體重增加，土雞增重更加顯著，此外，蝦類(lèi)在食用黑水虻時(shí)會(huì)增強(qiáng)其抗病能力，從而大大降低蝦的死亡率，投喂黑水虻還能提高土雞和蝦肉的鮮美程度[12]，與傳統(tǒng)飼料對(duì)比，在對(duì)蝦和土雞飼養(yǎng)中可以獲得不錯(cuò)的效果。以上表明， 將適量的黑水虻幼蟲(chóng)和預(yù)蛹用作飼料添加劑，加入豬、雞、魚(yú)和蝦的飼料中，可促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)并提高免疫力，因此，黑水虻幼蟲(chóng)是很好的蛋白源和脂肪源飼料添加劑，被譽(yù)為“動(dòng)物的營(yíng)養(yǎng)寶庫(kù)”。

5 蟲(chóng)沙的有機(jī)肥潛能

黑水虻幼蟲(chóng)具有處理多種糞便的能力， 且具有良好的除臭效果。經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)化處理后，糞便質(zhì)地變成了沙粒狀、蓬松型，并且細(xì)菌數(shù)量大大減少，對(duì)于控制人類(lèi)疾病具有重要意義[13]。 新鮮豬糞經(jīng)黑水虻處理后的蟲(chóng)沙，檢測(cè)到含71.88%有機(jī)物，總營(yíng)養(yǎng)素（N+P2O5+K2O）為8.76%，pH 7.3，符合有機(jī)肥料標(biāo) 準(zhǔn)[14]。雞糞經(jīng)黑水虻處理后的蟲(chóng)沙， 檢測(cè)到含60%有機(jī)物，總養(yǎng)分為10.60% ，pH 8.4，蛔蟲(chóng)卵死亡率100%，未檢測(cè)到大腸菌群，符合有機(jī)肥料標(biāo)準(zhǔn)[15]。經(jīng)黑水虻處理后的蟲(chóng)沙，富含有機(jī)質(zhì)，質(zhì)地疏松，作為有機(jī)肥料施用于農(nóng)田，具有良好的效果。

6 黑水虻種養(yǎng)效益分析

對(duì)某擁有黑水虻養(yǎng)殖場(chǎng)的生態(tài)循環(huán)養(yǎng)殖園進(jìn)行效益分析。 該生態(tài)園養(yǎng)殖10 萬(wàn)羽雞，擁有16.5 hm2生態(tài)果林、17 333 m2小龍蝦養(yǎng)殖場(chǎng)和53 334 m2魚(yú)塘。

6.1 生態(tài)效益分析 10 萬(wàn)羽種雞養(yǎng)殖場(chǎng)每天可產(chǎn)生7 萬(wàn)t 雞糞， 年產(chǎn)雞糞量高達(dá)2 500 萬(wàn)t， 其中70%雞糞被排放，僅有40%能夠降解，不加以利用將造成資源浪費(fèi)， 同時(shí)對(duì)土壤、 大氣和水環(huán)境造成污染。 用黑水虻處理雞糞，處理后雞糞完全降解，排放量為零。同時(shí)，養(yǎng)殖黑水虻的幼蟲(chóng)和蟲(chóng)粉可以作為小龍蝦和魚(yú)的飼料， 而蟲(chóng)糞也可以作為有機(jī)肥料用于果樹(shù)種植，有效解決環(huán)境污染問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)糞污“減量化、資源化、再利用”的目標(biāo)。

6.2 經(jīng)濟(jì)效益分析 該生態(tài)園利用黑水虻處理雞糞，成功降低垃圾處理費(fèi)用10 萬(wàn)元。另外，將黑水虻添加到飼料中也取得顯著成效， 成功減少蝦料和魚(yú)料的用量，分別節(jié)省10 萬(wàn)元和40 萬(wàn)元。使用蟲(chóng)糞作肥料，可節(jié)省肥料費(fèi)用10 萬(wàn)元，總體預(yù)計(jì)可節(jié)約成本70 萬(wàn)元。 飼養(yǎng)的雞新增產(chǎn)值1 200 萬(wàn)元，養(yǎng)殖的魚(yú)類(lèi)增值160 萬(wàn)元、 蝦類(lèi)增值42 萬(wàn)元， 果樹(shù)增值140 萬(wàn)元， 共新增產(chǎn)值約1 500 萬(wàn)元， 可新增利潤(rùn)150 萬(wàn)元。

7 探 討

7.1 養(yǎng)殖黑水虻是處理利用動(dòng)物糞便的有效方法中國(guó)每年畜禽養(yǎng)殖廢棄物的總量約為38 億t，其中畜禽糞便約18 億t，污水約20 億t。 畜禽生產(chǎn)所產(chǎn)生的糞便數(shù)量巨大，這些糞便會(huì)占據(jù)大量土地，滋生各種蟲(chóng)卵，同時(shí)還會(huì)排放出有毒臭氣和溫室氣體，對(duì)生活環(huán)境造成負(fù)面影響， 也不利于實(shí)現(xiàn)我國(guó)的碳達(dá)標(biāo)和碳中和目標(biāo)。 雖然傳統(tǒng)的糞便污染治理方法可以在一定程度上解決畜禽糞便帶來(lái)的問(wèn)題， 但其周期較長(zhǎng)、易傳播疾病并且不利于資源化利用。使用黑水虻分解轉(zhuǎn)化畜禽糞便，不僅可以加快速度，降低成本，還可以為產(chǎn)品賦予更高的附加值，從而實(shí)現(xiàn)資源“廢物變寶”再利用。

7.2 養(yǎng)殖黑水虻可以有效改變農(nóng)業(yè)發(fā)展的方式直接使用未經(jīng)處理的雞糞來(lái)種植果樹(shù)， 肥效利用率低且會(huì)殘留重金屬，還會(huì)污染土壤。 而魚(yú)、蝦和雞的飼料基本上都用植物蛋白，其營(yíng)養(yǎng)成分相對(duì)一般。通過(guò)飼養(yǎng)黑水虻并將廢棄物轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)蛋白和有機(jī)肥料，可建立包括養(yǎng)雞、養(yǎng)魚(yú)、養(yǎng)蝦以及果樹(shù)種植的生態(tài)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。該方式可有效改變傳統(tǒng)分散、低效的種養(yǎng)分離模式，向高效、優(yōu)質(zhì)、環(huán)保的農(nóng)業(yè)發(fā)展模式轉(zhuǎn)型。

7.3 養(yǎng)殖黑水虻是農(nóng)業(yè)循環(huán)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢(shì) 根據(jù)國(guó)家制定的 《全國(guó)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃 （2015-2030 年）》，要求優(yōu)化種養(yǎng)業(yè)結(jié)構(gòu)，推動(dòng)種養(yǎng)循環(huán)、農(nóng)牧結(jié)合和農(nóng)林結(jié)合。 借助黑水虻分解畜禽糞便是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)循環(huán)生態(tài)生產(chǎn)模式的關(guān)鍵技術(shù)， 能夠有效改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境、提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)并降低養(yǎng)殖成本。養(yǎng)殖黑水虻可有效解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄物問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)種養(yǎng)加一體、資源節(jié)約、環(huán)境友好的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化。 該方法是發(fā)展循環(huán)生態(tài)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式的有效途徑，也是我國(guó)農(nóng)業(yè)循環(huán)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。

8 結(jié) 語(yǔ)

利用黑水虻可將畜禽糞便轉(zhuǎn)化為高蛋白蟲(chóng)體和蟲(chóng)沙有機(jī)肥， 達(dá)到治理畜禽污染及減少化肥使用的目的，同時(shí)將畜牧業(yè)和種植業(yè)“串聯(lián)”起來(lái)，實(shí)現(xiàn)增加產(chǎn)量、效益和循環(huán)利用，有效提高農(nóng)業(yè)資源利用率。一個(gè)飼養(yǎng)10 萬(wàn)羽雞的農(nóng)場(chǎng)，產(chǎn)生的雞糞可以飼養(yǎng)獲得黑水虻幼蟲(chóng)58 t（干重）。黑水虻飼養(yǎng)條件簡(jiǎn)單，無(wú)論是大型農(nóng)企還是小規(guī)模散戶(hù)都可以通過(guò)養(yǎng)殖黑水虻處理農(nóng)業(yè)廢棄物[16]，不僅可以解決廢棄物污染問(wèn)題，還能帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。可以利用黑水虻建立一個(gè)現(xiàn)代生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)的新模式， 即 “畜禽-黑水虻-種養(yǎng)業(yè)”，將其推廣應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生態(tài)循環(huán)發(fā)展。