隨著我國畜禽養殖業的規?；?、集約化發展， 糞污污染問題愈發嚴重，糞污管理難度加大。為了解決畜禽糞便給周邊環境帶來的壓力， Miller 等于20 世紀70 年代開始了蠅蛆處理糞便的研究，但蠅蛆養殖存在生產成本過高、不衛生等弊端， 所以不進入人類居室的黑水虻 引起了廣泛關注。黑水虻是一種資源性食腐昆蟲， 幼蟲具有食性雜、食量大、抗逆性強、不傳播疾病等優點，與蠅蛆、黃粉蟲等齊名，被譽為“鳳凰蟲”， 預蛹營養價值高，可作為動物源蛋白利用。不僅如此， 黑水虻還能夠通過生存競爭起到抑制家蠅的作用， 抑制率高達100%。

1、黑水虻治理養殖糞污的契機

厭氧生物技術是養殖業中糞污資源化管理的有效手段之一，具有產生生物能、對氮磷營養元素需求量低、對某些有機物有較好的降解能力等優點，目前已廣泛應用于養殖糞污處理。由圖1 可知，我國大中型沼氣工程建設呈快速增長的趨勢，預計2020 年沼氣工程將覆蓋84% 的現有大中型畜牧場。近幾年，中央一號文件一直鼓勵沼氣產業發展，但厭氧生物技術不具備氮、磷脫除和回收的功能，所以沼氣工程的副產物——厭氧發酵液很容易成為二次污染源，對于周邊沒有足夠土地消納的養殖企業而言， 沼氣工程不能完全實現治污和盈利的雙重目的。

黑水虻養殖以豬場固體廢棄物的資源化利用為目標。豬是單胃雜食動物，有限的消化系統容積和微弱的微生物發酵活動導致其對纖維等物質的消化能力較差。由表1 可知，豬糞中仍然含有大量未消化吸收的蛋白質、脂肪等有機物質。水虻幼蟲能夠轉化豬糞中的氮、磷、鉀等營養成分和大量的蛋白及脂肪，并將一部分用于機體構建，從而成為畜禽養殖的高能蛋白原料。Newton 等利用黑水虻對豬糞進行了15 d 的處理，氮、磷、鉀的去除率分別達55.1%、44.1% 和52.8%，堆積減少56%。黑水虻養殖能較好地解決豬糞中的大腸桿菌污染問題， 規避家蠅帶來的衛生問題，特別是有助于解決養殖場糞便堆積和惡臭等問題。黑水虻可以抑制沙門氏菌，但需要注意的是，其對蛔蟲卵沒有殺滅作用。

2、 黑水虻養殖產業化潛力

2.1 原料來源廣泛且養殖成本低廉

我國規?；i場一般采用營養均衡的日糧飼喂生豬，豬糞中含有大量未被吸收的有機物、礦物質和維生素等，這些營養豐富的新鮮豬糞可直接作為黑水虻的飼養基。利用新鮮豬糞養殖黑水虻，可以節省生產成本，而且豬糞價格低廉，由于沒有足夠的土地進行糞污消納，很多豬場的干糞無償給周邊農戶使用，部分豬場甚至出運輸費讓種植戶將豬場糞污運走，相比之下，黑水虻的養殖成本更加低廉。蚯蚓養殖周期一般為4~5 個月， 黑水虻養殖周期多為32 d，相對較短的養殖周期利于減少場地面積及設備數量和資金的快速周轉，能夠降低養殖風險。黑水虻對糞污轉化率高，經黑水虻處理后的豬糞可作為有機肥施用。利用豬糞養殖黑水虻可以同時達到豬糞資源化、減量化、無害化的目的，為了消除豬糞對環境產生的負面影響，黑水虻研究會更加深入，規?；蜆藴驶B殖技術的推廣也指日可待。

2.2 生豬養殖規?；癁楹谒档囊幠；B殖奠定了基礎

截止2015 年底，我國規?；笄蒺B殖所占比例已達54%，但現階段我國生豬養殖依然是小戶飼養、專業戶飼養和企業規?；曫B共存。隨著生豬產業的標準化和規?；M程加快，豬場運營越來越規范化，黑水虻養殖將逐漸實現產業化。黑水虻的生態處理系統能夠將豬糞這一生物質資源轉化為高附加值的動物源蛋白，實現環境的可持續發展。在養豬業標準化和規?；倪M程中，豬糞隨之呈現了連續聚量的態勢，這為黑水虻規?；B殖技術的推廣和應用提供了堅實的物質基礎。

2.3 多元化的應用

2013 年10 月，聯合國糧食及農業組織在《可食用昆蟲報告》中將黑水虻作為最主要的蛋白飼料替代昆蟲。我國黑水虻種質資源較為豐富，除了已知的250 余種（世界有3 000 余種）， 我國還有大量未知種類的黑水虻，其中90% 以上分布在華中、華南和華北地區。黑水虻有生物量大、蟲體資源含量高等特點，富含17 種氨基酸，其中飽和脂肪酸以月桂酸和棕櫚酸為主，不飽和脂肪酸則主要是油酸，直接利用新鮮豬糞養殖的黑水虻幼蟲蛋白質可達40.6%，且蟲沙總養分含量為8.76%，可達到國家有機肥標準。由表1 可知，黑水虻粗蛋白含量與大豆粕相近，而且預蛹中含有豐富的氨基酸和礦物質，可以作為其他動物源飼料的替代品， 現已用于魚類養殖、鵪鶉養殖、肉仔雞養殖等研究。Li 等利用豬糞飼養黑水虻10 d，在酯化以及酯交換反應中制備了57.8 g 生物柴油。黑水虻在處理偽狂犬病和高致病性藍耳病病死豬時，蟲體中檢測不到相應病原微生物，而且黑水虻對家蠅、小家蠅的抑制近乎100%，對其他食腐昆蟲也有一定的抑制作用，如黃粉蟲。除了上述養殖業方向和能源等領域的應用外，黑水虻也可以應用于營養保健、醫藥等領域， 幼蟲提取物中的己二酸具有抗菌功能，部分提取物還具有抑制淋球菌等細菌活力的功能，黑水虻成為了抗菌肽藥物的重要研究對象，這些高端產品的市場利潤更為可觀。

3、 黑水虻養殖的需求分析

在2014 年6 月6—8 日舉行的第2 屆食用昆蟲與微生物轉化廢棄物及資源化利用研討會上，黑水虻因其在環境保護、食品和飼料安全方面的特性及市場潛力而備受關注。

3.1 聚量化豬場糞便管理的迫切需求

由于資金、運行成本等因素限制，我國大多數豬場無害化處理糞污的難度較大。農田消納是一種符合國情的綠色利用豬場糞污的方式，按每畝需10 kg 氮磷/ 茬計算，一個萬頭豬場產生的糞污需要333 hm2 土地種植2 茬作物進行消納，但我國大多養豬場沒有足夠的土地，而且施用新鮮豬糞容易造成植物根區出現酸化環境，出現燒苗等問題。雖然沼氣工程對豬糞具有較好的消化功能，但是厭氧發酵BOD5:N:P 為(200~300):5:1，未被微生物利用的大量氮磷仍滯留在沼液之中，如果處理不當，同樣會嚴重污染豬場周邊的環境。黑水虻能夠快速處理豬糞，且生物量大， 6 t 鮮豬糞可養殖收獲1 t 鮮蟲，按每只鮮蟲0.223 g 計，消耗1 t 豬糞約需要7.47×105 只黑水虻。新鮮豬糞經黑水虻處理后可以作為有機肥，而且堆積和含水量會減少。

3.2 飼料原料替代的迫切需求

魚粉是養殖所需的大宗動物源蛋白原料，具有B 族維生素豐富、有效能值高、鈣磷含量高且比例適宜等特點，而且氨基酸比例與動物生長所需最為接近，一直以來被廣泛地應用于豬、雞、水產養殖和研究領域。我國進口的魚粉主要來自秘魯等國家，而且外國出于資源保護和高利潤的追逐，導致魚粉產量也受到影響。2003 年我國進口魚粉80 萬t，2005 年進口量激增至世界貿易量的40%。養殖行業對于魚粉的需求量增加，而全球漁業資源減少，導致魚粉呈現了趨貴的態勢，2017 年2 月17 日廣州港秘魯超級蒸氣魚粉報價為11 400~11 600 元/t，供需雙方繼續僵持， 由于生豬市場疲軟導致2 月價格相比1 月略有下降。此外，單一的魚粉配方飼料已較難滿足日糧營養均衡的需求，而且為了緩解養殖業快速發展帶來的動物源蛋白飼料需求壓力，食用昆蟲替代魚粉的研究和產業化引起了廣泛關注。

在成本上，黑水虻替代魚粉有一定的優勢，安新城等研究報道，2007 年黑水虻國際價格為1 200 美元/t，2009 年為800 美元/t， 按2009 年的人民幣兌美元匯率1:6.823，2009 年黑水虻國際市場價格折合人民幣為5 458.4 元/t，而2009 年國內各港口秘魯魚粉報價為10 500~11 500 元/t。由此可見，黑水虻不僅具有價格優勢，而且含有大量的粗蛋白、多種抗菌肽、功能性酶等成分， 對于養殖業疫病防控也能夠起到一定作用。

3.3 扶貧和美麗鄉村建設的需求

黑水虻養殖具有投資規模小、抑制家蠅、周期短資金周轉快等優點，且黑水虻養殖技術已被陜西、重慶、廣東等地的一些企業應用于養殖場固廢資源化的管理領域， 成功案例為黑水虻在農村脫貧、村容整潔、環境提升等方面的應用提供借鑒。黑水虻產業集低碳環保、綠色農業、廢棄物資源化等理念于一身，將對我國農村脫貧和美麗鄉村建設起到一定的推動作用。

4 黑水虻養殖產業化的阻力

黑水虻的幼蟲對于農藥的抗性遠低于家蠅， 因此濫用農藥會對黑水虻種群產生一定影響，而且對生豬養殖過程中微量元素添加劑利用率較低，夏嬙等研究表明當豬糞中鋅超過600 mg/kg 時會顯著降低黑水虻5 齡幼蟲、預蛹和蛹的重量，延長幼蟲發育時間且具有世代累積效應；

當豬糞中銅含量達到1 200 mg/kg 時會顯著延長黑水虻蛹的發育時間，所以需要對豬的日糧中添加劑投入量需嚴格限制。

另外，黑水虻對于光照的要求相對較高，光照強度不低于140 μmol/（m2·s）成蟲才出現交配行為，南方的梅雨季節和西南地區的大霧等會影響自然光照強度，因此會對黑水虻的產卵及其他生產活動產生一定影響。

北方冬季較為寒冷，也較難滿足黑水虻27~30℃的適宜發育溫度，而且溫度低于26℃時，成蟲會停止產卵。由此可見，黑水虻的抗逆境脅迫育種有較大的研究空間。

5、 結語

黑水虻養殖不僅可以緩解豬場糞污的管理壓力，還可以進行生物質轉化，將養殖糞污轉化為動物源蛋白原料，但這些目標的實現需要以黑水虻種群繁育的規?；癁榍疤?。黑水虻在豬場糞處理方面具有速度快、堆積減少程度大等優點，還能在一定程度上起到惡臭控制的積極作用。隨著環保行業對于養殖廢棄物排放標準的日漸嚴苛，惡臭物質的達標排放必將很快提上日程，黑水虻在惡臭物質控制領域的研究可能會成為新的熱點。