不同含水量豆腐渣對黑水虻生長的影響

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(西南民族大學生命科學與技術學院, 四川 成都 610041)

0 引言

黑水虻(Hermetia illucens)是一種雙翅目水虻科昆蟲，最早發(fā)現(xiàn)于南美熱帶草原，現(xiàn)分布于世界各地，主要生長在45°N～40°S的熱帶和溫帶地區(qū)[1]。在歐洲、非洲、亞洲和大洋洲島嶼均有黑水虻存在的報道[2]。我國主要分布于北京、天津、河南、河北、山東、福建、四川、云南、湖南、湖北、廣東、廣西、海南、臺灣、香港等地[3-5]。

黑水虻幼蟲營腐生[3]，喜歡在腐敗的動物尸體、瓜果上采食[6]，常被用于處理畜禽糞便[7]。黑水虻屬于完全變態(tài)的昆蟲，發(fā)育過程經(jīng)歷卵、幼蟲、蛹和成蟲四個階段。黑水虻的卵呈橢圓形，乳白色，其總體大小1.4×0.4 mm[6]，多聚集成塊狀。黑水虻幼蟲可根據(jù)生長情況分為6齡，孵化1齡時是乳白色，其大小1.8×0.4 mm[8]，成熟的幼蟲體長為15～20mm。隨著幼蟲的生長，幼蟲背部顏色逐漸加深為深褐色，腹部仍顯白色。到6齡時進入預蛹期，黑水虻蛹呈黑色，長度13～15 mm，短于成熟幼蟲，表皮較幼蟲粗糙且皺條較多。成蟲的體型較大，頭部顯黑色，體長13～20 mm[8]。

黑水虻幼蟲可以無害的處理餐廚垃圾[9]，避免不合理的處理方式給環(huán)境造成的污染，也避免了巨大的資源浪費。養(yǎng)殖產(chǎn)出的幼蟲和預蛹蛋白質(zhì)和脂肪含量較高，可以作為較高經(jīng)濟價值的動物飼料[2]。所以利用黑水虻幼蟲來處理餐廚垃圾是一種環(huán)保、高效無殘留的生物轉(zhuǎn)化技術。已有的研究結(jié)果表明：黑水虻生長情況受光照強度[10]、溫度[11]、飼料種類[12]等影響。部分文獻指出，黑水虻的生長還受飼料的含水量影響。當黑水虻幼蟲在含水量適宜的飼料中生長時[2]，幼蟲生長狀況最好。本次實驗將用不同含水量的豆腐渣飼養(yǎng)黑水虻，探究黑水虻幼蟲在不同含水量飼料中飼養(yǎng)時的生長情況。

1 材料及方法

1.1 蟲卵及養(yǎng)殖設備

黑水虻蟲卵購自廣西省欽州市黑水虻養(yǎng)殖中心。 養(yǎng)殖用具及設備如下：750 mL長方形塑料養(yǎng)殖盒(14.3 cm×8.5 cm×5.6 cm)、普通不銹鋼網(wǎng)一張、精宏烘箱一臺、電子秤一臺。

1.2 黑水虻的飼料

選取益加益發(fā)酵劑廠家的麥麩作為1～4日齡幼蟲飼料；在市場選取手工磨制后的豆腐渣作為后期階段幼蟲飼料。由四川威爾檢測技術股份有限公司對采集豆腐渣營養(yǎng)成分進行檢測(表1)。

表1 豆腐渣營養(yǎng)成分

1.2.1 1～4日齡幼蟲飼料

稱取20 g麥麩放入養(yǎng)殖盒中，加入30 g蒸餾水，含水量保持在60%，攪拌均勻，然后平鋪開。在沸水中燜煮15 min，確保殺死對黑水虻幼蟲有害的微生物。

1.2.2 幼蟲飼料

用75℃烘箱烘干豆腐渣至含水量接近30%后停止烘干，然后放入低溫-6℃冰箱保存?zhèn)溆?。含水?5%、75%、85%的飼料分別通過添加蒸餾水配制而成。含水量=(未烘干飼料重量-烘干后飼料重量)/未烘干飼料重量×100%。

(1)用電子秤稱取烘制后的豆腐渣10 g，平作為 30%含水量組。

(2)稱取烘制后豆腐渣10 g，加入12.22 g蒸餾水，作為55%含水量組。

(3)稱取烘制后豆腐渣10 g，加入30 g蒸餾水，作為75%含水量組。

(4)稱取烘制后豆腐渣10 g，加入56.67 g蒸餾水，作為85%含水量組。

1.3 孵化

將不銹鋼網(wǎng)固定在剛孵化的幼蟲的養(yǎng)殖盒上，把獲得的黑水虻卵用毛筆慢慢分散在不銹鋼網(wǎng)上，盡量分散有利于幼蟲鉆過鋼網(wǎng)。將養(yǎng)殖盒放入恒溫培養(yǎng)箱中，保持溫度30℃，相對濕度65%。每天觀察孵化情況。

1.4 養(yǎng)殖

同一批卵孵化的4日齡幼蟲接入含水量為30%、50%、75%、85%的飼料進行飼養(yǎng)，每個處理3個重復，每個重復100只幼蟲。養(yǎng)殖盒上用紗布網(wǎng)蓋住，防止幼蟲爬出。將四組養(yǎng)殖盒放置于空調(diào)養(yǎng)殖房中飼養(yǎng)，溫度控制在27.8℃[13]，每天觀察黑水虻幼蟲的生長情況，并觀察飼料的消耗狀況。根據(jù)飼料剩余情況，整個養(yǎng)殖過程中分5次投飼料。第一次投料時，以每頭0.1 g干物質(zhì)計算，每組喂10 g豆腐渣。后面2次根據(jù)飼料消耗情況按干物質(zhì)0.1 g/頭的量添加飼料，保證實驗結(jié)束后每組剩余的飼料重量相等。

1.5 數(shù)據(jù)收集和分析

1.5.1 幼蟲增重與幼蟲存活情況

收集幼蟲在1～6齡階段的體重變化：每2日在每組不同重復的幼蟲中隨機挑選10條稱重，求3個相同組平均重量，然后計算出每條幼蟲的平均重量。每次稱量時，盡量刷凈幼蟲身上的飼料。當達到50%幼蟲預蛹時，停止稱重。剛孵化1齡的幼蟲用不同含水量飼料處理，每2天記錄幼蟲死亡個數(shù)。

1.5.2 預蛹

當黑水虻到達6齡時即預蛹(這時黑水虻體色變褐，不再進食)，每日挑取預蛹，刷掉黑水虻蛹身上的飼料，然后用濾紙吸干蛹表面的水份，稱取每只蛹的重量，記錄數(shù)據(jù)。比較不同處理的預蛹差異，統(tǒng)計出每日每組預蛹數(shù)量，求出預蛹率及達到全部預蛹的天數(shù)。

1.5.3 統(tǒng)計公式

幼蟲成活率=預蛹數(shù)量/100×100%

化蛹率=(預蛹數(shù)量-未化蛹預蛹數(shù)量)/預蛹數(shù)量×100%

1.5.4 數(shù)據(jù)分析

收集的數(shù)據(jù)均使用SPSS24.0統(tǒng)計分析軟件中的方差分析和LSD多重比較判斷不同處理間是否存在差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 實驗涉及黑水虻3個蟲態(tài)

卵、幼蟲、預蛹3種蟲態(tài)見圖1。

圖1 黑水虻三個蟲態(tài)

2.2 不同含水量飼料對黑水虻幼蟲生長發(fā)育的影響

2.2.1 不同含水量對幼蟲外形的影響

對3日齡幼蟲外觀形態(tài)觀察表明：不同含水量飼料飼養(yǎng)的黑水虻幼蟲外觀形態(tài)差異明顯，30%含水量組的幼蟲表皮干燥粗糙，略帶暗黑色，有脫皮現(xiàn)象；55%、75%、85%含水量組的幼蟲表皮光澤，呈乳白色。30%和55%組的幼蟲體型小于75%和85%組的幼蟲，其中85%組幼蟲體型最大。

A:30%含水量組的幼蟲;B:55%含水量組的幼蟲;C:75%含水量組的幼蟲;D:85%含水量組的幼蟲

圖2不同含水量組的3日齡黑水虻幼蟲

2.2.2 不同含水量飼料黑水虻幼蟲體重和存活的影響

其中在0～2 d時30%含水量組的幼蟲的體重下降，2 d有80%±4.241%死亡，過3 d后，由于水分含量少，導致幼蟲無法生存，100%死亡，最終幼蟲平均體重0.0013±0.0001 g；55%含水量組的幼蟲在0～5 d增長緩慢，2～4 d已經(jīng)有70%±2.341%已經(jīng)死亡，但到第5天后，水分無法滿足幼蟲的生長，100%死亡,幼蟲平均體重0.0031±0.0002 g。75%含水量組的幼蟲在0～5 d時的體重無明顯變化；在11～17 d、21～23 d、33～35 d的體重都快速增長，其中在21～23 d體重增長最迅速，35～40 d時幼蟲體重趨于平穩(wěn)。黑水虻幼蟲能在75%含水量的豆腐渣飼料中正常生長，100%存活。當預蛹達到50%時，幼蟲的平均體重0.1300±0.0036 g。85%含水量組的幼蟲體重在0～7 d、17～21 d、23～27 d時緩慢增長；7～11 d、13～17 d、21～23 d、27～29 d時體重快速增長，35～40 d幼蟲的平均體重趨于穩(wěn)定；由于黑水虻預蛹數(shù)量的增加，在29～35 d開始體重趨于平穩(wěn)狀態(tài)。黑水虻幼蟲可在85%含水量豆腐渣中全部正常生長,100%存活，當預蛹達到50%時，幼蟲的平均體重0.1229±0.0055 g(圖3、圖4)。

2.2.3 黑水虻幼蟲平均體重多重比較分析

對黑水虻幼蟲平均體重進行LSD檢驗(表2)。75%和85%含水量組飼養(yǎng)的黑水虻幼蟲平均體重極顯著高于30%和55%含水量組的黑水虻幼蟲平均體重(P<0.01)；30%和55%含水量組的黑水虻幼蟲平均體重相比無顯著差異(P>0.05)；75%和85%含水量組的黑水虻幼蟲平均體重相比也無顯著差異(P>0.05)。

圖3 不同含水量豆腐渣飼料對黑水虻幼蟲的體重變化曲線

圖4 不同含水量豆腐渣飼料對黑水虻幼蟲的體重

注：黑水虻幼蟲達到50%的預蛹率時黑水虻幼蟲的平均體重對比圖(由于30%含水量組的黑水虻幼蟲存活時間過短，未進行比較)

表2 不同含水量飼料飼養(yǎng)的黑水虻幼蟲平均體重的多重比較

注：* 平均值差值的顯著性水平為0.05

2.3 黑水虻預蛹情況

2.3.1 飼料含水量對黑水虻預蛹均重、收獲量和預蛹率的影響

在75%和85%含水量組的黑水虻預蛹平均重量、收獲量、預蛹率無顯著差異(表3)。但當50%黑水虻預蛹時，平均重量為：75%<85%；收獲量：75%>85%。這兩種含水量的飼料都能讓黑水虻全部預蛹成功，預蛹率100%。30%和55%含水量組的黑水虻都死亡，未能成功預蛹，預蛹率為0%。

表3 不同含水量飼料對黑水虻預蛹重量的影響 g、%

釋：表中數(shù)據(jù)為平均數(shù)±SD，同行數(shù)據(jù)后不同的小寫和大寫字母分別表示方差分析差異顯著(P<0．05)和極顯著(P<0．01);下表同。

2.3.2 不同含水量飼料對黑水虻預蛹發(fā)育的影響

不同含水量飼料對黑水虻預蛹形成時間的影響，見圖5、表4。75%含水量組的黑水虻從19±0.940日齡開始預蛹，到50±0.234日齡全部完成預蛹；預蛹數(shù)量高峰出現(xiàn)在19～31 d、40～42 d、46～48 d。85%含水量組的黑水虻從15±0.474 d開始預蛹到40±0.612 d結(jié)束，比75%含水量組提前預蛹，預蛹數(shù)量增加峰出現(xiàn)在17～19 d、35～40 d。統(tǒng)計結(jié)果表明：85%含水量組的黑水虻開始預蛹時間、當預蛹數(shù)量達到50%時間以及完成預蛹的時間均顯著優(yōu)于于75%含水量組。

圖5 不同含水量飼料對黑水虻預蛹的影響

3 討論與分析

本次實驗采用不同含水量的豆腐渣飼養(yǎng)黑水虻幼蟲，探究飼料含水量對黑水虻的生長影響。實驗結(jié)果表明：不同含水量的豆腐渣飼養(yǎng)黑水虻對其生長發(fā)育和預蛹形成有顯著的影響。

表4 不同含水量飼料對黑水虻預蛹時間的影響

當50%黑水虻幼蟲預蛹時，75%和85%含水量組的黑水虻幼蟲平均體重極顯著高于30%和55%含水量組的黑水虻幼蟲平均體重。75%含水量組的黑水虻幼蟲平均體重與85%相比無顯著差異，但最終75%含水量組的黑水虻的平均體重略高于85%含水量。該結(jié)果與何國寶(2010)[8]認為含水量70%～80%飼料最適合黑水虻生長的結(jié)果相同。本研究結(jié)果表明：75%和85%含水量的豆腐渣飼養(yǎng)黑水虻幼蟲的平均體重均低于Tomberlin等(2002)[12]、何國寶(2010)[8]及喻國輝(2009)[2]等報道的結(jié)果。其原因主要與不同研究者在實驗中采用的飼料的成分不同有關。本研究結(jié)果還表明：在飼料含水率為30%和55%時，黑水虻幼蟲無法存活，與喻國輝等(2009)報道的結(jié)果相同。

本研究結(jié)果表明，黑水虻預蛹的開始日齡、持續(xù)時間、平均重量與其他研究者均有差異。例如：在75%含水量處理的黑水虻預蛹平均重量低于何國寶(2010)15.26±0.36g的報道[8]。在黑水虻預蛹持續(xù)時間上，75%和85%含水量處理的預蛹持續(xù)時間都長于喻國輝(2009)70%含水量處理的預蛹時間39.67±0.33[2]。這些差異可能與：溫度、飼料成分、光照強度等有關。由于成都3、4月份的氣溫變化較大，本研究在空調(diào)房進行。與何國寶(2010)及喻國輝(2009)利用人工氣候箱進行飼養(yǎng)有較大的環(huán)境差異。

從本實驗結(jié)果可知：實現(xiàn)人工養(yǎng)殖黑水虻，盡量要控制黑水虻飼料的含水量在75%。這樣有利于黑水虻的幼蟲的生長和增加預蛹重量，但想要縮短預蛹時間，可以把飼料含水量提高到85%。在不追求黑水虻幼蟲收獲量而只是處理動物糞便、餐廚垃圾等時，可以將處理物的含水量調(diào)整到75%-85%，并且在室溫下進行。這樣不僅可以處理動物糞便、餐廚垃圾等，還可以降低處理成本。

4 結(jié)論

本實驗采用不同含水量的豆腐渣作為飼料養(yǎng)殖黑水虻，結(jié)果表明30%和55%含水量處理的黑水虻在養(yǎng)殖過程中死亡，75%和85%含水量飼料能確保黑水虻全部存活。因此，在人工養(yǎng)殖黑水虻時應盡量要控制黑水虻飼料的含水量在75%～85%。這樣有利于黑水虻幼蟲的生長和增加預蛹重量，但想要縮短預蛹時間，可以把飼料含水量提高到85%。