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利用黑水虻处理养殖场粪便的可行性报告及展望
利用黑水虻处理养殖场粪便的可行性报告及展望一、养殖粪便现状及现有处理模式2014年我国生猪出栏量为7.35亿头，占世界养猪总量一半以上。随着我国畜牧产业化的快速发展，规模化养猪场的数量呈逐年增加趋势，因此每天产生的猪粪引起的环境问题已成为众多养猪场头疼的问题。如果处理不当，就会对水及空气造成污染，给当地环境保护造成很大的压力，继而引起周边社区的抱怨和投诉。又据联合国粮农组织(FAO )2013年10月报告：畜牧业可通过饲料、饲养、保健、粪尿处理的技术，从而减少排放温室气体30%，其中养猪业可以减少0.7亿吨二氧化碳当量，大约是畜牧业总排放的9%。近年来，各级政府一直以农业发展为重中之重，随着国家对环保问题日益重视，各职能部门更是重视畜禽业的污染治理。虽然政府在污染治理上投入大量的资金和项目，养殖户也投入相应的资金处理废弃物，然而治理结果却很难有真正长期稳定达标。 国务院新条例草案中指出，在大力支持畜牧发展的同事应重视环境污染问题，并将采用法律手段促进养殖污染防治。这就使得规模化养殖场不得不对猪场的废弃物进行合理的处理。 传统的猪粪处理方式主要包括返田处理模式、堆肥模式及沼气发酵模式，这些处理模式在一定程度上缓解了猪粪所带来的各种污染及环境压力，但也存在诸多的弊端主要包括（1）有机肥生产周期长，另外有机肥价格偏低，大多数养猪场无法承担收集和运输的成本；（2）使用猪粪便制备沼气，对设备有较高的要求，必须使用高耐腐蚀材料，使得运营成本大大提高，且沼气发电后所产生的沼液沼渣的处理也是一个头痛的事情；采用上述两种方式，并未减少碳排放。诸多因素使得粪便难以得到合理有效的处理。如何将猪粪便就地转化为高附加值产品就成为一种经济、可行的途径。 二、新型微生物处理体系水虻，双翅目(Diptera)水虻科(Stratiomyidae)昆虫的统称(James,1935)，根据其翅脉可辨认。由Linnaeus于1738年最早记录，幼虫体长可达到20mm，起源于美洲，现在已成为世界性分布的昆虫，在北纬450和南纬400间均有分布，在美洲、欧洲、亚洲、非洲、澳洲、新西兰和多个太平洋岛屿上都有记录(Callan1974)。水虻属(Stratiomys)的腹部宽扁，但长腹水虻属(Ptecticus)的腹部长而基部窄。具鲜明的黄、绿或黑色条纹，外形似蜜蜂或黄蜂，亦常出现于花的附近。幼虫蠕虫状，肉食性或草食性，其生境多样，如水中、腐败有机质和蔬菜中。在蜕的皮内化蛹。虻特殊的口器结构和敏捷的幼虫允许它们在潮湿泥土生长，这就要求它们尽可能地利用大面积的土壤资源，蛆将喂养的粪肥转化成食物来增重虫体，这成为我们喂养家畜最有效最优效的途径。黑水虻幼虫需要新鲜的粪肥，过期和堆肥都只能支持基础生长，因为对粪肥的极度需求，昆虫的消化最好是个持续的，直接在新鲜家禽粪便和畜类粪便中进行的过程(Sheppard et al. 2002)。这要求在细菌和其他操作消耗残留之前进行直接的分解消耗。粪肥适当的减少和较小的改变是有必要的，黑水虻很适合在动物排泄时候立即进行分解消化(Sheppard et al.1994)。黑水虻的生活习惯和其非害虫地位允许低成本生产开发。昆虫，尤其是各种蝇幼虫（蛆）和甲虫容易利用新鲜粪便饲养，以生物量转换剩余的蛋白质和其他营养物质，便成为一种高质量的动物饲料。已在此基础进行了相当多的研究了解并利用这个活动粪肥管理，科学家在越南，泰国，中国，苏联，美国，墨西哥，东欧，欧洲，以色列，澳大利亚，中美洲和南美洲已研究出昆虫消化粪肥生产高品质的饲料。最近，重点已从用昆虫饲料生产来解决大量粪肥相关问题的生产转变为动物饲养业务，同时将昆虫幼虫减少营养物质的浓度混合浓缩和从大部分残留肥料肥料养分提取到更有价值的生物量（动物饲料)，从而减少50-60％或更多潜在的污染。适口性实验的结果表示，用幼虫配置的饲料与添加脂肪的豆粕粉配置饲料无差。同时结合鱼类加工的废弃物与粪便饲养黑水虻，能够显著提高黑水虻预蛹的饲料价值，主要是提高预蛹脂肪替代鱼油的价值(St-Hilaire S. et al,2007)。因为其价值高得多（500美元/吨），这饲料可改变经济上重大的差距，减轻当地施肥过度。此外，蛆改变微生物肥料，可能减少有害细菌。高价值的昆虫饲料，既降低肥料质量、水分含量，也减少恶臭和污染。三、黑水虻处理流程四、黑水虻+有益微生物处理猪粪优势及效益利用黑水虻及微生物处理猪粪优势明显。首先，有益微生物对猪粪进行前期的稳定化无害化处理，同时可以杀灭多种致病菌。之后利用黑水虻的食性，取食量大，养殖方法简单，以发酵粪便为食，转化率60%。 黑水虻能够有效地减少粪便堆积、粪便臭味，防止家蝇滋生等，是自然界碎屑食物链的重要环节，也是非常值得开发的资源昆虫和环境昆虫，同时营养丰富，幼虫和蛹是较好饲料原料。具体概括如下：1、有益微生物可使猪粪稳定化、无害化并杀灭致病菌。2、黑水虻个体较大。黑水虻成熟幼虫个重是家蝇蛆的十倍左右，个体十分可观，方便进行虫料分离和进一步的加工处理。3、黑水虻幼虫历期长，并且有明显的预蛹期，能够实现较长时间的活体存储，根据环境条件，时长可达一周到数月。而一般的蝇类幼虫缺乏明显的预蛹期，发育较快，活体贮存较难。4、黑水虻成虫不取食，只需要补充水分即可，生命周期只有数天，即可完成交配产卵，每雌产卵近1000粒。而家蝇、金蝇成虫不断取食，寿命可达一个月以上，养殖时需要不断补充食物。5、黑水虻成虫不扰民，不随易进入人类居室、厨房。而家蝇、金蝇却是典型的公害。家蝇不仅烦人，甚至可能传播疾病。6、黑水虻可选择食物种类广泛，从禽畜粪便、动植物残体，餐厨垃圾，到食品工业废料，都能轻易处理。家蝇与黑水虻食性相近，但金蝇喜食动物尸体，要求高蛋白饲料才能养殖。7、猪粪处理速度比制堆肥快，且幼虫粪是良好的有机肥。8、养殖黑水虻可以大大减少养殖场苍蝇数目。9、能耗低，减少二氧化碳、甲烷以及含氮化合物排放，属于低碳处理工艺。五、由猪粪养殖的黑水虻营养丰富：
利用鸡粪、牛粪、猪粪饲养黑水虻幼虫营养成分（表1. 表2.）及猪粪处理前后无机盐变化（表3.）见下表。
表1. 鸡粪和猪粪饲养的黑水虻干幼虫无机盐含量及主要成分分析表2. 牛粪和猪粪饲养的黑水虻干幼虫氨基酸含量表3. 黑水虻处理猪粪前后无机盐含量变化六、我们的实力与现有基础
我们以广州华南农业大学为技术依托，以广州无两生物科技有限公司为项目实施单位。目前我们在广州从化建立了800平方米的黄粉虫养殖基地；在山东聊城建立1个500平方米的养殖基地，已正常运作3年；在贵州都匀黔昌畜牧公司建立了黄粉虫及黑水虻养殖实验基地。同时，申请发明专利1项，计划申请的专利2项。此外，我们拥有一批有志于昆虫养殖和猪粪资源化处理的人才。博士1名，研究生2名，其中1名为荷兰瓦赫宁根大学毕业，研究课题为黑水虻养殖，本科毕业生4名。另外，还有多年从事黄粉虫、黑水虻养殖和推广的技术人员，积累了丰富的经验，为本项目的实施打下了良好的基础。联系人：符先生 广州无两生物科技有限公司华南农业大学创业团队公司业务：生活垃圾、城市餐厨余处理项目、猪场猪粪废弃物处理、鸡场鸡粪废弃物处理、黑水虻养殖技术推广、黑水虻饲养技术推广、农业科技项目申请、环保项目申请、黑水虻延伸产品开发（黑水虻饲料、黑水虻虫浆、虫子鸡、多宝鱼、泥鳅、水鱼、桂花鱼、鲤鱼）
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黑水虻的生活习性
一、前语 & & & Hermetia illucens是一种双翅目水虻科的昆虫，英文名称Black Soldier Fly，又称亮光扁角水虻，幼虫营腐食性，取食规模非常广泛，是自然界中碎屑食物链中首要的组成部分，多见于乡村的猪栏鸡舍附近，取食新鲜的猪粪和鸡粪。 &黑水虻原产于南美的热带稀树草原，随后分散至北美，二战后，跟着人员与物资的广泛运送与活动，黑水虻灵敏传播到温带、亚热带和热带的大部分地区，在我国海南、广东、广西、福建、安徽、河北、四川等地均有标本记载，是一种非常广布的多见昆虫。 &
& 1.1形状特征 &成虫体长12 mm支配；触角宽、扁且长，体黑色并具蓝紫色光泽，腹部前端两头各具一白色半透明的斑，足的胫节白色，余黑色。幼虫乳白色，有毛，体型肥壮，半头式，老熟幼虫长约20 mm。蛹为围蛹，深褐色，表皮革质，较硬，化蛹前尚有预蛹时期，体色与蛹相同，不取食，能活动。卵长椭圆形，前期半透明，后渐变为淡黄色，孵化前可见两个赤色单眼。 & & &1.2 日子史 &黑水虻在华南地区1年有8-9代代，代代堆叠，以老熟幼虫或预蛹越冬，越冬场所为掩盖有树叶、杂物的浅土层。蛹通常在3月初温度增加时羽化，羽化的成虫寿数短，结束交配和产卵后即去世。代代历期约35天支配，但跟着环境的合适度而有很大弹性，实际上，黑水虻在合适条件下28 天就能结束1代，而在极点严格环境下则有或许延伸至8个月，其间蛹期的弹性最大，从1周至6个月不等。 &成虫羽化后即能交尾，约2-3天后初步产卵，单雌产卵量约800粒，聚产。雌雄性比约为1：1，雌成虫寿数8-9天，雄成虫寿数约6-7天。成虫有时有访花习性，以植物分泌的汁液和蜜露为食。成虫通常的栖息地为有矮灌木的绿地，雌成虫寻觅新鲜的有机质作为产卵场所，并将卵产在食物附近单调的缝隙中。幼虫共有6龄，自3龄今后取食量增大，6龄后进入预蛹期，从乳白色转为深褐色，并从取食环境中迁出，寻觅单调、阴凉、荫蔽的化蛹场所，有显着的避光和趋缝性。 & & & 1.3交配行 &为黑水虻的成虫羽化后通常停歇在绿色植物的叶片上，因而合适交配的环境为有矮灌木的绿地，交配举动通常发生在有强烈阳光的正午时分，尤其是温度较低的冬天。阳光是可以诱导发生交配举动的首要环境因子。的交配举动在翱翔进程中进行，雄成虫在空中追逐雌成虫，并灵敏进行外生殖器的对接，然后落在附近的叶片或地面上，头背向、尾相接成“一”字形进行授精，授精进程继续大约20-30 min，授精结束后生殖器别离，交配举动结束。 & & & 二、场所选择和养殖设备 & & & 建立黑水虻养殖场所，最好选择在具有许多禽畜粪便和日子废物的本地。如养殖场内，乡村菜商场周围，造酒厂等本地。可以就近获得许多便宜饲料，不会形成环境不协调。以养殖场、村落为单位进行养殖，通过进步计划来减缩办理本钱。在这些本地交通便当，靠近商场，而且可以运用现有厂房本钱快速进入出产。 & & &中小计划的黑水虻养殖不需要特别设备，常规需求如下： & & & &1.中大型的网室：用于养殖黑水虻成虫和结束交配、产卵等举动； & 2.配有空调的房间1-2间：用于黑水虻卵的孵化和低龄幼虫的养殖； & 3.人工气候箱1-2套：用于黑水虻孵化时准确操控环境条件； & & & &4.塑料饭盒、养虫盘若干：用于养殖黑水虻初孵、低龄幼虫； & 5.花生麸、麦麸、动物油脂：用于养殖幼虫的饲料； & 6.脱氢醋酸钠、水杨酸纳等防腐剂少量，用于给刚刚孵化出来的幼虫饲料坚持不馊变； & 7.木制或不锈钢制架子若干：用于摆放养虫盘； & 8.冰箱1台：用于存放养殖资料或贮存预蛹。
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黑水虻处理养殖废物的研究现状
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