CN108684612A - 一种利用黑水虻处理禽畜粪便的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种利用黑水虻处理禽畜粪便的方法，包括(1)收集禽畜粪便，将糖粗粮粉和菌剂搅拌混合后添加到粪便中搅拌，将混合物在发酵池中密闭处理12‑24h，获得饲养原料，再将饲养原料均匀摊开；(2)往饲养原料中接种黑水虻6‑8日龄幼虫，所述饲养料供黑水虻幼虫取食，进行生物转化6‑10日；(3)饲养原料转变成松散的小颗粒状残渣后，进行虫渣分离得到黑水虻虫体和剩余残渣；(4)所述黑水虻虫体作为饲料或高蛋白昆虫幼虫，所述剩余残渣用于制作高效固体有机肥。本发明能快速有效地将粪便发酵降解至利于昆虫幼虫取食的程度，无需添加其他营养物，同样能高效的转化粪便和得到高产量的幼虫，很大程度上降低了成本。

Description

一种利用黑水虻处理禽畜粪便的方法

技术领域

本发明涉及资源与环境保护技术领域，尤其涉及一种利用黑水虻处理禽畜粪便的方法。

背景技术

目前，随着人们对环境保护的意识越来越强，环境污染和资源的问题受到人们的极大关注，合理利用资源，变废为宝，资源循环利用。而在养殖产业中黑水虻、蝇蛆和蚯蚓等产业异军突起，特别是黑水虻能将牲畜排除的粪便有效的转化成有机肥，同时产出高质量的蛋白质。黑水虻属于双翅目水虻科，是一种世界性分布的昆虫。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。

现有技术中，常将虫卵接入到粪便中，待虫卵孵化后，通过幼虫取食粪便，从而实现粪便的处理，但是由于昆虫幼虫的口器有一定程度的退化，而现有技术方案常常是直接将粪便直接供给幼虫食用，这样不便于幼虫进食，而且不利于幼虫的消化吸收，会大大降低处理粪便的效率和有机肥的产率，降低幼虫的产量，从而影响昆虫蛋白的产量和质量，而有的为了追求昆虫幼虫的质量和产量，则直接向粪便中添加各种营养物：如肉骨粉、羽毛粉、血球蛋白粉等，如此则相应的提高了粪便处理的成本和养殖昆虫幼虫的成本。

利用黑水虻对禽畜粪便资源化处理，一方面减少禽畜粪便堆放过程中的二次污染，有效保护环境，减少由于禽畜粪便不合理处置而可能引起的环境污染及疫情传播，改善环境质量，促进农业循环经济水平的提高；另一方面将禽畜粪便变废为宝。引进先进成熟经验技术，与中国实际情况相结合。真正实现禽畜粪便无害化，资源化，减量化，改善生态环境，保证食品安全，促进低碳环保绿色农业的发展。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明旨在提供一种利用黑水虻处理禽畜粪便的方法，能快速有效地将粪便发酵降解至利于昆虫幼虫取食的程度，无需添加其他营养物，同样能高效的转化粪便和得到高产量的幼虫，很大程度上降低了成本。

为了实现上述技术目的，本发明采用下述技术方案：一种利用黑水虻处理禽畜粪便的方法，包括以下步骤：

(1)收集禽畜粪便，并将收集得来的禽畜粪便集中放入处理池中，将生酵剂和降解剂按重量份数比为1∶1的比例混合制成菌剂；按粪便重量的0.02-0.04％称取菌剂；按粪便重量的3-5％称取含糖粗粮粉；然后将含糖粗粮粉和菌剂搅拌混合后添加到粪便中继续搅拌，再将混合物于25-30℃下在发酵池中密闭处理12-24h，获得饲养原料，再将饲养原料均匀摊开；

(2)往饲养原料中接种黑水虻6-8日龄幼虫，所述饲养料供黑水虻幼虫取食，进行生物转化6-10日；

(3)饲养原料转变成松散的小颗粒状残渣后，进行虫渣分离得到黑水虻预蛹和剩余残渣；

(4)所述黑水虻预蛹作为饲料或高蛋白昆虫幼虫，所述剩余残渣用于制作高效固体有机肥。

优选的，所述步骤(1)处理池中饲养原料均匀摊开的厚度为10-20cm。

优选的，步骤(4)中的虫渣分离包括自然迁出法和筛分法。

优选的，所述自然迁出法是在处理池中设置带出口的通道，出口处放置收集容器，所述通道倾斜角度小于15°，利用黑水虻预蛹阶段有迁出食料的习性，黑水虻在夜晚时通过倾斜的通道自行迁出处理池，分离得到黑水虻预蛹。

优选的，所述筛分法是指根据饲养原料颗粒大小选择适宜的筛目，通过分离过大和过小的饲养原料，得到含有少量杂质的黑水虻预蛹。

相较于现有技术，本发明具有如下有益效果：

利用黑水虻对禽畜粪便资源化处理，一方面减少禽畜粪便堆放过程中的二次污染，有效保护环境，减少由于禽畜粪便不合理处置而可能引起的环境污染及疫情传播，改善环境质量，促进农业循环经济水平的提高；另一方面将禽畜粪便变废为宝，能快速有效地将粪便发酵降解至利于昆虫幼虫取食的程度，无需添加其他营养物，同样能高效的转化粪便和得到高产量的幼虫，很大程度上降低了成本。本发明引进先进成熟经验技术，与中国实际情况相结合。真正实现畜禽粪便无害化，资源化，减量化，改善生态环境，保证食品安全，促进低碳环保绿色农业的发展。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例一

一种利用黑水虻处理禽畜粪便的方法，包括以下步骤：

(1)收集禽畜粪便，并将收集得来的禽畜粪便集中放入处理池中，将生酵剂和降解剂按重量份数比为1∶1的比例混合制成菌剂；按粪便重量的0.02％称取菌剂；按粪便重量的3％称取含糖粗粮粉；然后将含糖粗粮粉和菌剂搅拌混合后添加到粪便中继续搅拌，再将混合物于25℃下在发酵池中密闭处理12h，获得饲养原料，再将饲养原料均匀摊开；

(2)往饲养原料中接种黑水虻6日龄幼虫，所述饲养料供黑水虻幼虫取食，进行生物转化6日；

(3)饲养原料转变成松散的小颗粒状残渣后，进行虫渣分离得到黑水虻预蛹和剩余残渣；

(4)所述黑水虻预蛹作为饲料或高蛋白昆虫幼虫，所述剩余残渣用于制作高效固体有机肥。

作为更好地实施方式，所述步骤(1)处理池中饲养原料均匀摊开的厚度为10cm。

作为更好地实施方式，步骤(4)中的虫渣分离包括自然迁出法和筛分法。

作为更好地实施方式，所述自然迁出法是在处理池中设置带出口的通道，出口处放置收集容器，所述通道倾斜角度为14°，利用黑水虻预蛹阶段有迁出食料的习性，黑水虻在夜晚时通过倾斜的通道自行迁出处理池，分离得到黑水虻预蛹。

作为更好地实施方式，所述筛分法是指根据饲养原料颗粒大小选择适宜的筛目，通过分离过大和过小的饲养原料，得到含有少量杂质的黑水虻预蛹。

实施例二

一种利用黑水虻处理禽畜粪便的方法，包括以下步骤：

(1)收集禽畜粪便，并将收集得来的禽畜粪便集中放入处理池中，将生酵剂和降解剂按重量份数比为1∶1的比例混合制成菌剂；按粪便重量的0.03％称取菌剂；按粪便重量的4％称取含糖粗粮粉；然后将含糖粗粮粉和菌剂搅拌混合后添加到粪便中继续搅拌，再将混合物于28℃下在发酵池中密闭处理18h，获得饲养原料，再将饲养原料均匀摊开；

(2)往饲养原料中接种黑水虻7日龄幼虫，所述饲养料供黑水虻幼虫取食，进行生物转化8日；

(3)饲养原料转变成松散的小颗粒状残渣后，进行虫渣分离得到黑水虻预蛹和剩余残渣；

(4)所述黑水虻预蛹作为饲料或高蛋白昆虫幼虫，所述剩余残渣用于制作高效固体有机肥。

作为更好地实施方式，所述步骤(1)处理池中饲养原料均匀摊开的厚度为15cm。

作为更好地实施方式，步骤(4)中的虫渣分离包括自然迁出法和筛分法。

作为更好地实施方式，所述自然迁出法是在处理池中设置带出口的通道，出口处放置收集容器，所述通道倾斜角度为12°，利用黑水虻预蛹阶段有迁出食料的习性，黑水虻在夜晚时通过倾斜的通道自行迁出处理池，分离得到黑水虻预蛹。

作为更好地实施方式，所述筛分法是指根据饲养原料颗粒大小选择适宜的筛目，通过分离过大和过小的饲养原料，得到含有少量杂质的黑水虻预蛹。

实施例三

一种利用黑水虻处理禽畜粪便的方法，包括以下步骤：

(1)收集禽畜粪便，并将收集得来的禽畜粪便集中放入处理池中，将生酵剂和降解剂按重量份数比为1∶1的比例混合制成菌剂；按粪便重量的0.04％称取菌剂；按粪便重量的5％称取含糖粗粮粉；然后将含糖粗粮粉和菌剂搅拌混合后添加到粪便中继续搅拌，再将混合物于30℃下在发酵池中密闭处理24h，获得饲养原料，再将饲养原料均匀摊开；

(2)往饲养原料中接种黑水虻8日龄幼虫，所述饲养料供黑水虻幼虫取食，进行生物转化10日；

(3)饲养原料转变成松散的小颗粒状残渣后，进行虫渣分离得到黑水虻预蛹和剩余残渣；

(4)所述黑水虻预蛹作为饲料或高蛋白昆虫幼虫，所述剩余残渣用于制作高效固体有机肥。

作为更好地实施方式，所述步骤(1)处理池中饲养原料均匀摊开的厚度为20cm。

作为更好地实施方式，步骤(4)中的虫渣分离包括自然迁出法和筛分法。

作为更好地实施方式，所述自然迁出法是在处理池中设置带出口的通道，出口处放置收集容器，所述通道倾斜角度为10°，利用黑水虻预蛹阶段有迁出食料的习性，黑水虻在夜晚时通过倾斜的通道自行迁出处理池，分离得到黑水虻预蛹。

作为更好地实施方式，所述筛分法是指根据饲养原料颗粒大小选择适宜的筛目，通过分离过大和过小的饲养原料，得到含有少量杂质的黑水虻预蛹。

黑水虻属于双翅目水虻科，是一种世界性分布的昆虫。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。

黑水虻起源于南美洲热带草原，之后逐渐遍布整个美洲大陆，至二十世纪中叶，从阿根廷的最南端到美国的西雅图已都有黑水虻的分布。二战期间，黑水虻随美军迅速扩散到全世界。目前，在全球的热带、亚热带和温带的大部分地区都有分布。我国的广东、广西、海南、云南、四川、福建、山东、河北、北京等地区也有黑水虻的分布，但数量不多。

成虫体长12毫米左右。触角宽、扁且长，体黑色并具蓝紫色光泽，腹部前端两侧各具一白色半透明的斑，足的胫节白色，其余黑色。幼虫乳白色，有毛，体形肥胖，半头式，老熟幼虫长约20毫米。蛹为深褐色，表皮革质，较硬。卵长椭圆形，初期半透明，后渐变为淡黄色。

黑水虻属完全变恋昆虫，一生要经历卵、幼虫、蛹、成虫四个阶段。成虫羽化后即能交尾，雌成虫约2天后开始产卵，单雌产卵量约900粒，完成产卵后即死亡，寿命约为9天。雄成虫的寿命约为6～7天。成虫通常栖息在绿色的灌木丛中，多以植物的汁液和蜜露为食。雌成虫寻找新鲜的有机质作为产卵场地，并将卵产在有机质附近的干燥缝隙中。幼虫共6龄，营腐生性，取食范围非常广泛，主要以新鲜的猪粪、鸡粪、腐烂的水果和蔬菜为食。幼虫自3龄之后取食量增大，6龄后进入预蛹期，体色从乳白色转为深褐色，并从取食环境中迁出，寻找干燥，阴凉、隐蔽的化蛹场所，有明显的趋缝性。蛹期的弹性很大，从7天到6个月不等。黑水虻世代历期约35天，随环境变化很大，适宜条件下28天就能完成一代，而在非适宜条件下则有可能需要8个月。

黑水虻的繁育方法包括下列步骤：

(1)成虫饲养

黑水虻成虫寿命较短，雌成虫平均寿命只有7-9天，雄成虫平均寿命只有6-7天，羽化的成虫从土层中钻出后需要静息一段时间(约半小时或更长)，完成展翅以及表皮的鞣化增色过程，能够飞翔的成虫通常停留在灌木或草本植物的叶片上，飞行速度快，有一定的趋光性。成虫口器为舔吸式，消化功能有一定程度的退化，不能分泌唾液进行体外消化，但是能吸食水份或植物汁液，实验显示，以蜂蜜水或蔗糖水饲喂的成虫具有较强的活动能力，但是与清水对照的成虫在存活天数方面没有显著差异，分析认为黑水虻成虫仍然需要补充糖份作为飞行能源，但取食过程与成虫寿命和生殖发育过程可能无关。

黑水虻成虫羽化1-2天后即能交配，交配过程较为复杂，交配前期存在雄成虫对雌成虫的识别和求偶行为，交配中期的产卵瓣与抱握器的对接在飞行中完成，交配后期的授精过程在地面或叶片上完成，授精过程大约需要半小时左右，强烈的日光照射能够诱导成虫的交配行为，但同时还受到时间和温度的影响，自然条件下，成虫于接近正午时分达到交配高峰，随后交配行为逐渐减少，雄成虫交配后不久即死亡，雌成虫交配2-3天后开始寻找适宜的产卵场所一次性产卵约800粒，产卵后不久亦死亡。

成虫饲养条件参数：环境温度不低于16℃，补充蔗糖水或蜂蜜水(浓度低于10％)，较为宽敞的空间，具有宽大叶片的灌木植物，日光照射。

(2)采卵

是否能够方便、迅速地集中采卵是黑水虻规模化养殖的关键环节，唯其如此，才能有效地控制环境因子、实现操作过程的程序化和标准化、以及获得龄期一致的幼虫从而方便时间序列的控制，幸运的是，黑水虻的产卵习性非常适宜于集中采卵的实现，首先，黑水虻雌成虫产卵场所的选择受食物信息的诱导，因此可以利用饵料诱集黑水虻在固定区域产卵；其次，黑水虻雌成虫是一次性产卵，卵粒晶莹透明、排列整齐，形成卵块，利于集中收获；第三，黑水虻并不会将卵直接产于食料上，而是选择附近较为干燥的缝隙。根据此特性，设计了适宜于黑水虻产卵的一次性卵诱集器，置于食料附近，就能方便地收获大量的黑水虻卵用于后续生产。

(3)常温孵化

将收集的卵诱集器置于透明的塑料盒内，盒底均匀铺垫一层由鱼粉、麦麸、花生麸配制的初孵幼虫饲料，环境温度为室温(25℃)、相对湿度(RH)大于80％，加盖防蝇网，必要时用喷壶补充水份，大约3天左右就能孵化，同一卵块的幼虫孵化时间非常接近，因此可以获得龄期非常一致的虫态。

(4)幼虫饲养

黑水虻的初孵幼虫至3龄幼虫体积小，食量不大，为提高禽畜粪便的处理效率和黑水虻幼虫的成活率，最优的方案是将黑水虻幼虫饲养至3龄后再进入禽畜粪便的处理程序。黑水虻幼虫的饲养程序相对简单，以透明塑料盒或塑料盘为饲养器具，畜禽废弃物为主要饲料，环境温度为室温(25℃)、盘内食料温度为70-80％、环境相对湿度(RH)不低于60％、盘内湿度不大于80％，加盖防蝇网，每24小时更换一次食料，初孵幼虫至3龄幼虫的发育期约为6-7天，获得大小一致、体色乳白、健康活泼的3龄幼虫即可用于禽畜粪便、畜禽尸体、腐败蔬果的生物处理过程。

(5)预蛹

黑水虻幼虫经5龄后体色逐渐变为黑褐色，体壁硬化，停止取食，进入预蛹阶段。预蛹阶段的黑水虻肠道内没有食物，寻找干燥、阴凉、隐蔽的场所化蛹，有迁出食物的行为，但同样有避光性和趋缝性。黑水虻预蛹具有更强的抗逆性，因此是较为理想的贮存虫态。

用于补充黑水虻成虫种群数量的预蛹收集后，在残余的食料中加入适量木糠和泥土，使其在养殖盘底部化蛹，然后置于成虫饲养室内，避雨避光，约2周后即可羽化出黑水虻成虫，从而进行新一轮的循环。

(6)分离

黑水虻与食料残余的分离可通过两种方法进行：其一、自然迁出，黑水虻预蛹阶段有迁出食料的习性，因此在饲养容器中设计若干有通道的出口，通道倾斜角度小于15°，黑水虻在夜晚时即能通过倾斜的通道自行迁出饲养盘，在通道出口放置容器收集即能得到分离得十分干净的预蛹；其二、筛分，黑水虻取食后期食物残余已经相当干燥，因此可以根据饲料颗粒大小选择适宜的筛目，通过分离过大和过小的食物块，也能得到含有少量杂质的黑水虻预蛹。

(7)注意事项

黑水虻虽然抗逆性强，但不适宜的环境条件会严重影响黑水虻的发育和存活，因此需要尽可能避免粗放管理和饲养环节上的疏忽，需要注意的事项主要有：

1，温湿度。黑水虻幼虫对温湿度非常敏感，温度过低会导致取食量下降、发育缓慢，而在温度过高的情况下则会发生幼虫停止取食、逃离行为；湿度过高的危害最大，除诱发病害外，粘湿的食料因为透气性差而导致多数幼虫死亡，而过于干燥则会影响幼虫的取食效率。

2，透气性。黑水虻虽然在水中淹没数天也不会致死，但良好的透气性对于黑水虻的养殖环境仍然是非常重要的，在透气性不良而环境温度过高的情况下，会发生黑水虻幼虫集体逃离现象。

3，黑水虻幼虫富含抗菌肽。但在高温高湿，及饲料成份过于单一的情况下，容易患软腐病，防止方法是保持饲养环境的通风透气，并在饲料中添加适量的植物材料(瓜果蔬菜类)。成虫与幼虫饲养室应有防护措施，防止鸟类等天敌的偷食。

黑水虻具有多种重要用途，可在以下几方面对其加以开发利用。

1、营养价值利用

黑水虻幼虫和蛹有很高的营养价值，含有丰富的必需氨基酸、微量元素等营养成分，其脂肪中的脂肪酸含量也很丰富，可以把幼虫和蛹烘干后研磨成粉，作为畜禽的饲料添加剂。黑水虻幼虫的干物质中，粗蛋白质含量约为42.1％，脂肪含量约为34.8％，粗纤维为7.0％，灰份约占16.1％.而且氨基酸、钙含量也都很高。据研究，黑水虻幼虫的氨基酸含量与鲱鱼粉相似，而优于普通的豆粉和骨粉，特别适合于鸡、猪、牛蛙及鱼类的养殖。也可以将黑水虻幼虫和蛹中的脂肪、几丁质和蛋白质进行分离，获得的脂肪和几丁质都是重要的工业原料，而分离了脂肪和几丁质的昆虫蛋白，饲料优势也会得到提高。

2、转化畜禽粪便

黑水虻幼虫以动物粪便为食，可以用其处理动物粪便。随着我国养殖业的发展，畜禽粪便污染已经成为严重的环境问题。黑水虻作为一种重要的资源昆虫，在转化畜禽粪便方面，效果非常理想，并能有效祛除畜禽粪便中的臭味。经黑水虻处理的猪粪，氮减少55.1％，磷减少44.1％，钾减少52.8％，钙减少56.2％，镁减少41.2％，硫减少44.7％，铜减少45.8％等。这样，通过黑水虻幼虫的取食，不仅有效地解决了畜禽粪便的堆积，极大地减少了粪便对环境的污染，还可以增加农民的收入，带来良好的经济效益和社会效益。

另外，经黑水虻幼虫取食的粪便残余物含有大量的腐殖酸，是优良的固体有机肥，更是饲养蚯蚓、红虫的良好材料。

3、抑制蝇类繁殖

黑水虻与苍蝇生活习性相似，但是黑水虻不喜与人类亲近，通常栖息于绿色灌木丛中，没有进入人类居室的习惯。黑水虻生长数量的增多，可以有效抑制苍蝇的繁殖，消灭病原微生物，净化人类居住环境。

利用黑水虻对禽畜粪便资源化处理，一方面减少禽畜粪便堆放过程中的二次污染，有效保护环境，减少由于禽畜粪便不合理处置而可能引起的环境污染及疫情传播，改善环境质量，促进农业循环经济水平的提高；另一方面将禽畜粪便变废为宝，引进先进成熟经验技术，与中国实际情况相结合。真正实现畜禽粪便无害化，资源化，减量化，改善生态环境，保证食品安全，促进低碳环保绿色农业的发展。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种利用黑水虻处理禽畜粪便的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)收集禽畜粪便，并将收集得来的禽畜粪便集中放入处理池中，将生酵剂和降解剂按重量份数比为1∶1的比例混合制成菌剂；按粪便重量的0.02-0.04％称取菌剂；按粪便重量的3-5％称取含糖粗粮粉；然后将含糖粗粮粉和菌剂搅拌混合后添加到粪便中继续搅拌，再将混合物于25-30℃下在发酵池中密闭处理12-24h，获得饲养原料，再将饲养原料均匀摊开；

(2)往饲养原料中接种黑水虻6-8日龄幼虫，所述饲养料供黑水虻幼虫取食，进行生物转化6-10日；

(3)饲养原料转变成松散的小颗粒状残渣后，进行虫渣分离得到黑水虻预蛹和剩余残渣；

(4)所述黑水虻预蛹作为饲料或高蛋白昆虫幼虫，所述剩余残渣用于制作高效固体有机肥。

2.根据权利要求1所述的一种利用黑水虻处理禽畜粪便的方法，其特征在于：所述步骤(1)处理池中饲养原料均匀摊开的厚度为10-20cm。

3.根据权利要求1所述的一种利用黑水虻处理禽畜粪便的方法，其特征在于：步骤(4)中的虫渣分离包括自然迁出法和筛分法。

4.根据权利要求3所述的一种利用黑水虻处理禽畜粪便的方法，其特征在于：所述自然迁出法是在处理池中设置带出口的通道，出口处放置收集容器，所述通道倾斜角度小于15°，利用黑水虻预蛹阶段有迁出食料的习性，黑水虻在夜晚时通过倾斜的通道自行迁出处理池，分离得到黑水虻预蛹。

5.根据权利要求3所述的一种利用黑水虻处理禽畜粪便的方法，其特征在于：所述筛分法是指根据饲养原料颗粒大小选择适宜的筛目，通过分离过大和过小的饲养原料，得到含有少量杂质的黑水虻预蛹。