温湿度对黑水虻繁殖率及幼虫转化鸡粪效率的研究

孙振涛, 赵爱民,高鹏翔,王桂英,雷鸣港,董丙强,李路胜*

(1. 山东省聊城市东昌府区农业农村局，山东 聊城 252000；2.东省聊城市畜牧站，山东 聊城 252000；3. 聊城大学农学院，山东 聊城 252000)

黑水虻(BlackSoldierFly)，学名亮斑扁角水虻，起源于南美洲的稀树草原[1]，后分布于全世界，主要集中在热带、亚热带和温带的大部分地区[2]。目前在我国华南、西南、华中、华北等均有标本记录或报道[3]。作为食腐性的资源化昆虫，黑水虻具有幼虫取食广泛、转化能力快、成虫不取食、预蛹营养价值高等特点，近年来正越来越受到重视[4]。人们正在尝试其作为厨余垃圾[5]、畜禽粪便[6]等有机废弃物的末端处理方式，将这些有机废弃物转化为营养丰富的昆虫蛋白和油脂[7]。

温度被认为是最主要的影响因素之一。郭凤达[8]报道，温度过低和过高都严重影响黑水虻的存活率；Tomberlin等[9]认为黑水虻在28 ℃，相对湿度70%～75%时生长最佳。目前国内的研究基本上都是以此范围展开试验研究，有关黑水虻人工养殖环境的研究中，温度对黑水虻的研究较多，温度和湿度结合的研究较少。山东地区冬春季节天气干燥，相对湿度较低，本研究探讨冬季不同温度和湿度对黑水虻成虫繁殖率和幼虫对蛋鸡粪便的转化效率，为黑水虻对鸡粪转化的研究提供支撑。

1 材料与方法

1.1 材料

黑水虻由山东某农业科技有限公司自养场提供。虫卵来自于广东省农业科学院，经6个世代继代养殖。厨余垃圾由聊城大学学生食堂提供，匀浆机处理，含水量84%。日光温室根据试验需要，由毛毡隔成8 m2的若干隔间。

1.2 黑水虻成虫的制备

用厨余垃圾和小麦麸皮按照7∶3的比例混合，用自来水调整含水量为80%，作为人工饲料。将黑水虻虫卵放入27 ℃的环境中孵化，幼虫饲养于饲料盒中，每日添加2 cm的人工饲料进行饲养，当有50%幼虫预蛹变黑后停止喂料，待其全部变成蛹后，分拣到不同纱笼中待其羽化为成虫作为研究对象。

1.3 黑水虻冬季温湿度影响试验

1.3.1 试验分组 试验设计24、27、30、33 ℃四个温度梯度和75%与自然湿度两个相对湿度处理，共分成8组，每组设计3个重复，每个重复放入一个纱笼，放入大小相近的虫蛹500枚。加温方式为加热器加温，雾化喷头进行加湿处理，各组由温湿度自动控制器进行环境控制。相对湿度分别在每天的10：00、12：00、15：00进行测定，试验期间自然湿度平均为35%。

1.3.2 日常管理和测定方法 试验在2018年12月1日进行，各阶段处理方式相同。待虫蛹羽化后试验开始，每天收集虫卵至成虫全部死亡。记录每重复内成虫数量计算羽化率。每天收集各处理组的虫卵，采用分析天平进行称重，计算平均产卵量。随机挑选7 200粒，随机放在24 个培养皿中，每3个培养皿为1组，分别在温度24 ℃、27 ℃、30 ℃和33 ℃、自然湿度和人工加湿(75%)的环境中进行孵化，每重复记录获得的幼虫数量，计算孵化率。

1.4 黑水虻幼虫对鸡粪的转化试验

1.4.1 试验设计 取试验成虫繁殖的黑水虻虫卵，在28～30 ℃，湿度60%以上环境中孵化，用孵化专用料饲养至6 日龄(3 龄期)，按照5.0 g幼虫/盘的接种量，分别接种于9个相同规格、初次放入1.5 kg新鲜鸡粪的塑料方盘(65 cm×38 cm×25 cm)中，幼虫规格平均11.28 mg/条，新鲜鸡粪平均水分78.35%，饲养环境为温度26 ℃、相对湿度70%。

1.4.2 日常管理和测定方法 试验于2018年12月17日开始，试验过程中观察黑水虻幼虫采食情况，当鸡粪质地蓬松时补料，每次补料时测定虫子规格和虫粪水分。为保证不影响采食速度，补料时均匀覆盖于原物料上面。接种11 d后开始收虫，采用震动分级筛进行虫粪分离，鲜虫和虫粪分别称重。根据记录分别统计幼虫增重、料虫比和采食速度。

料虫比=鸡粪累计添加量/虫子增重

干物质转化率={[虫子增重×(100%虫子水分)]/[鸡粪用量×(100%-鸡粪水分)]}×100%

采食速度=投料量/采食时间

1.5 数据统计

试验数据采用EXCEL2010进行整理，利用SPSS 19.0进行温度、相对湿度双因素方差分析，各参数均值之间的差异性采用Fisher's LSD进行检验。数据以平均数±标准差(mean±SD)表示。

2 结果与分析

2.1 温度和相对湿度对虫蛹羽化率、平均产卵量和虫卵孵化率的交互影响

由表1可知，在虫蛹羽化率方面，各因素差异均不显著(P>0.05)；温度对平均产卵量影响极显著(P<0.01)，但相对湿度差异不显著(P>0.05)，温度和相对湿度具有明显的交互作用(P<0.05)。环境的相对湿度显著影响了虫蛹孵化率(P<0.05)，且温度和相对湿度也具有明显的交互作用(P<0.05)。

表1 温度和相对湿度对虫蛹羽化率、平均 产卵量和虫卵孵化率的交互影响Table 1 Interaction effects of temperature and relative humidity on pupa emergence rate, average oviposition and egg hatchability

2.2 温度和相对湿度对黑水虻虫蛹羽化率的影响

由表2可见，温度和相对湿度对黑水虻虫蛹的羽化率均没有显著影响(P>0.05)。这说明在温度24～33 ℃之间，冬季不采用加湿处理，黑水虻虫蛹均能正常羽化。

表2 温度和相对湿度对黑水虻虫蛹羽化率的影响Table 2 Effect of temperature and relative humidity on pupal emergence rate of Black Soldier Fly

2.3 温度和相对湿度对平均产卵量的影响

从表3可以看出，与24 ℃相比，27 ℃、30 ℃和33 ℃均极显著提高了黑水虻的平均产卵量(P<0.01)，33 ℃与27 ℃、30 ℃相比平均产卵量明显下降(P<0.05)。人工加湿方式明显增加了24 ℃、27 ℃和33 ℃的平均产卵量(P<0.05)，30 ℃时虽然差异不显著(P>0.05)，但仍有6.53%的增幅。

表3 温度和相对湿度对黑水虻平均产卵量的影响Table 3 Effect of temperature and relative humidity on the average oviposition of Black Soldier Fly

2.4 温度和相对湿度对虫卵孵化率的影响

从表4可以看出，在自然湿度情况下，黑水虻虫卵在33 ℃时孵化率最低，与之相比，27 ℃、30 ℃均极显著提高了黑水虻的虫卵孵化率(P<0.01)，24 ℃时差异显著(P<0.05)；在人工加湿情况下，24 ℃与33 ℃的孵化率没有差异(P>0.05),但极显著低于27 ℃和30 ℃(P<0.01)。与自然湿度相比，除24 ℃差异不显著(P>0.05)之外，其余三组人工加湿均显著提高了虫卵的孵化率(P<0.05)。

表4 温度和相对湿度对黑水虻虫卵孵化率的影响Table 4 Effect of temperature and relative humidity on hatchability

2.5 黑水虻幼虫对鸡粪转化率的影响

经5次鸡粪添加，黑水虻幼虫增重为72.16 mg，料虫比为8.79，干物质转化率为33.28。由图1可以看出，接虫后黑水虻采食速度快速增加，第5天最快，达到8.98 mg/h，之后缓慢下降，说明黑水虻幼虫在转化鸡粪过程中存在着一定的采食规律。

图1 黑水虻幼虫采食速度变化Fig.1 Change of ingestion speed of the larvae of the Black Soldier Fly

3 讨 论

3.1 冬季温湿度对黑水虻成虫繁殖率的影响

温度可以显著影响黑水虻各阶段的生长发育。研究认为，黑水虻成虫繁殖的最佳温度是28 ℃，低于这个温度的黑水虻不能频繁交配，繁殖率下降；27 ℃沉积量最大，36 ℃时仅占27 ℃的57%[9]。姬越等[10]研究发现，黑水虻虫蛹的羽化率对温度具有较宽泛的适应范围，在24～34 ℃范围内均能正常羽化。郭凤达[8]研究发现，在17～30 ℃下黑水虻可以完成生活史，且经历的时间随温度升高而缩短。

空气湿度与产卵量呈现正相关，当相对湿度达到60%以上时，黑水虻的产卵行为达到80%[11]。Tomberlin等[9]认为黑水虻的最佳饲养环境相对湿度为70%～75%。目前国内开展的试验对相对湿度的控制基本上都是在这个范围进行的[10]。本研究中，温度和相对湿度对虫蛹羽化率没有明显影响，这与姬越等[10]研究结果一致；但是在平均产卵量和虫卵孵化率方面，温度和相对湿度均有明显作用，从温度上看，27 ℃和30 ℃得到的结果明显要好于24 ℃和33 ℃，这与Tomberlin等[12]结果基本一致；与人工加湿相比，平均产卵量有明显下降，除24 ℃情况外，其余三个温度范围中，人工加湿也明显提高了虫卵孵化率。温度和相对湿度在平均产卵量和虫卵孵化率方面具有明显的交互作用，而对虫蛹羽化率方面则不明显。

3.2 黑水虻幼虫对鸡粪转化效率的影响

黑水虻幼虫具有很强的摄食能力，采食废弃物种类不同，其机体组成和转化效率也不同[13]。马加康等[14]应用鸭粪、玉米和麸皮混合饲料饲喂黑水虻幼虫，随着鸭粪比例的不同，转化效率有着明显的差异，且随着日龄的增加，幼虫日增重先增加后下降，10日龄为日增重曲线变化的转折点。代发文等[5]黑水虻幼虫处理餐厨垃圾，经8 d处理后其转化效率为7.93，干物质转化率为31.81%，且采食速度与增重速度存在正相关。在生产管理中应通过温度、湿度、适口性等调整使采食速度最大化，进而提高增重速度以缩短幼虫养殖期，提高养殖经济效益。

4 结 论

本研究表明，黑水虻成虫冬季产卵温度27～30 ℃，相对湿度70%；24～33 ℃正常羽化，黑水虻幼虫对新鲜鸡粪的转化效率为8.79，干物质转化效率为33.28%，采食速度在接虫后5 d最快。