羊粪养殖黑水虻技术应用研究
一、立项依据（包括项目的研究意义、国内外研究现状分析和发展趋势）1．我国的禽畜便处理现状随着畜牧业生产向现代化、集约化和规模化方向发展，养殖废弃物由点向面迅速扩大，禽畜粪便呈现面上开花的局势，每年产生量达到40亿吨以上。大量的粪便被堆积在养殖场周边或排放在河湖系统中，已成为巨大的农业污染源，严重污染农田生态环境，而且造成地表水的富营养化，粪便中的大量寄生虫虫卵和病原微生物，还含有各种抗生素、药物的残留以及重金属残留，严重危害了城镇郊区环境，阻碍了养殖业本身的可持续发展，禽畜粪便的有效管理和资源化处理已经迫在眉睫。近年来，国家十分重视畜禽粪污的资源化利用。2016年，六部委联合制定了《关于推进农业废弃物资源化利用试点的方案》，农业部发布了《关于做好农业废弃物处理利用典型模式遴选推荐工作的通知》；2017年，国务院办公厅发布《关于加快推进畜禽养殖废弃物资源化利用的意见》，农业部印发《畜禽粪污资源化利用行动方案（2017—2020年）》；指出南方水网地区可优先采用“病死畜禽无害化处理中心+若干畜禽粪污资源化利用点+若干农作物秸秆综合利用点”模式开展综合治理。2018年中央一号文件指出，要加强农村突出环境问题综合治理。加强农业面源污染防治，开展农业绿色发展行动，实现投入品减量化、生产清洁化、废弃物资源化、产业模式生态化。推进有机肥替代化肥、畜禽粪污处理、农作物秸秆综合利用、废弃农膜回收、病虫害绿色防控。为处理大量堆积的养殖粪便，我国曾推广过不少粪便处理方法，如粪便挤压脱水、集中堆肥、沼气处理等。但这些方法通常投入大量资金、设备和能源，而且处理周期长，效果差，二次污染严重，经济效益差，维护成本高。因此，需要有一种切实可行的畜禽粪便处理途径，那就是利用食粪的资源昆虫来处理禽畜粪。2．禽畜粪便处理的新型生物资源-黑水虻禽畜粪便营养含量十分丰富，利用某些腐食性昆虫的食粪特性，将畜禽粪便转化为高质量的昆虫蛋白饲料，从而实现废弃物的无害化、减量化和资源化利用，成为当今禽畜粪便处理的新思路。新型资源昆虫黑水虻，作为一种常见的养殖场粪食性昆虫，引起了科学家的重视。经证实，黑水虻能够将粪便转化成高附加价值的昆虫蛋白饲料，虫砂用于生产有机肥料。还能够抑制家蝇滋生，降低有毒有害物质残留，在有效的处理禽畜粪便同时，变废为宝，使畜禽粪便成为重要的再生资源，创造巨大的经济效益，对保护农村生态环境，实现畜牧业可持续发展意义重大。目前已在畜禽粪便、餐饮垃圾等废弃物的处理等方面得到应用。3．利用黑水虻处理禽畜粪便的优势黑水虻处理禽畜粪便转化效率高，经济价值高。另外，黑水虻不是害虫，应用安全，无安全卫生风险。利用黑水虻处理禽畜粪便能够高效实现粪便的减量化、无害化、资源化，全程无二次废弃物产生。黑水虻的趋势和转化粪便，相当于微生物堆肥过程。利用黑水虻处理动物粪便，可以很好的去除臭味和杀灭有害菌，同时使粪便的堆积量减少50%以上。黑水虻处理粪便等有机废弃物后得到高质量的虫砂，可用作有机肥还田。经黑水虻处理后，粪便残渣含水量降到了40% 以下。虫砂颗粒度均匀，无异味，适于包装和运输。经检测，黑水虻处理后的猪粪虫砂总养分（氮+五氧化二磷+氧化钾）的含量在10% 以上，达到了国家规定有机肥的标准。利用黑水虻虫砂作为有机肥种植植物，可以显著增加农作物产量，并增加土壤的疏松度，提升土壤中微生物的活性，增加蚯蚓等动物数量。昆虫蛋白是优质的饲料，可用于代替精饲料喂养畜禽和名优鱼品，降低养殖成本，提高养殖产量和经济效益。黑水虻预蛹中的粗蛋白含量高达45%、脂肪酸含量接近35%，水虻油脂中亚油酸含量高达20%，亚油酸为动物必需脂肪酸，对于动物的生长发育十分有利，并富含各种维生素、微量元素，具有很高的营养价值，是优质的动物蛋白源饲料添加剂，欧盟2015年对昆虫蛋白在禽畜养殖中的使用进行了解禁。据研究证实，黑水虻预蛹的营养成份与鲱鱼粉相似，优于普通的豆粉和骨粉，我国鱼粉年供给的缺口约80万吨左右，黑水虻是不可多得的鱼粉替代性饲料，目前水虻产业正以每年10~30倍的规模在扩大，几年时间，全国水虻产业所涉及的产值额度到达了2亿元，未来几年，水虻产业有望达到1万亿的年产值规模，成为真正的第一大资源昆虫。黑水虻作为一种新型的环保昆虫和饲料资源昆虫，在禽畜粪便处理和动物蛋白饲料的生产方面具有极大的优势。如果黑水虻处理禽畜粪便的技术能够得到推广，将从根本上解决我国目前存在的禽畜粪便排放和污染问题。二、研究方案（一）研究内容、研究目标和拟解决的关键问题1. 研究内容：1）建立完善的黑水虻精简化家庭养殖技术2）黑水虻集约化处理粪便的研究3）黑水虻作为动物饲料的研究及推广2. 研究目标：1) 利用黑水虻幼虫处理羊粪，降低50%的粪便积累。2) 黑水虻鲜虫产量达到100Kg/吨羊粪。3) 培训农民200人次3. 拟解决的关键问题：1）黑水虻成虫交配的环境条件2）温湿度对黑水虻的影响3）黑水虻处理粪便的技术推广（二）拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析1. 拟采取的研究方法：1）建立完善的黑水虻精简化家庭养殖技术（1)成虫室建设：按长、宽均3米左右，棚顶高1.8～2米规格建设中型的网室一间，其中一半用窗纱网覆盖，另一半用塑料布覆盖，里面种植大叶片的植物。棚顶部安装 500 瓦的碘钨灯泡，用于饲养黑水虻成虫和完成交配、产卵等行为。黑水虻种虫养殖密度以每平方米2万～3万只为宜。（2)种虫室建设：配有空调的房间１~２间（可控温）。用于黑水虻卵的孵化和低龄幼虫的饲养。配备人工气候箱１~２套。用于黑水虻孵化时精确控制环境条件。（3)养殖池建设：单个池规格300cm×500cm×20-30cm，单个池处理羊粪能力在0.5吨左右，水泥槽有一个35°的斜面，黑水虻幼虫发育到预蛹阶段后会自行沿着斜面迁出水泥槽，斜面的顶部是一个PVC管，将迁出的预蛹导入收集箱，完成黑水虻预蛹的收获。2）黑水虻集约化处理粪便的研究将羊粪与羊尿液等混匀得到混合料，调节混合料适宜湿度，投入黑水虻幼虫，待黑水虻消化吸收粪便中的有机物使虫体长大并在生长过程中排泄，在黑水虻的生长过程中将粪便消化处理，黑水虻的排泄物与粪便消化剩余物形成颗粒状的有机物（虫砂），将黑水虻的虫体与虫砂分离，虫体用于加工高价值的蛋白粉。3）黑水虻作为动物饲料的研究及推广黑水虻做成饲料饲喂家禽，或者经清洗、消毒后直接活体饲喂家禽，参照正常饲料饲喂的家禽，饲喂时设置一系类的黑水虻饲料或活体添加量比例，观察记录家禽的生长状况、产蛋率，计算投入与产出的经济效益，并将其技术总结推广。2.技术路线：
3. 可行性分析：1）项目申请者一直致力于农业技术服务与推广的工作，在农业技术推广方面有着扎实的专业基础和丰富的研究经验。因此，可以借鉴研究方法并运用在黑水虻养殖技术的研究与推广中。项目组成员组成“利用羊粪养殖黑水虻技术应用”项目专家团队，推进产学研相结合，整合资源，着力解决羊粪养殖黑水虻技术的共性和关键性技术难题，提高技术、装备和工艺水平。构建服务支撑体系，强化培训指导，加快先进、成熟技术的推广普及，为项目提供全方位技术支持。2）方案设计合理，思路清晰，重点实验方法及关键技术成熟；3）项目团队执行能力强，思想活跃，为整个项目完成提供了人力保障；4）本实验主要依托的校内实验平台，满足本研究设备要求。4. 技术成熟：本项目应用广东省生物资源应用研究所2014年完成的《黑水虻规模化人工繁育关键技术及应用》课题成果。参考相关技术规程和企业标准，引进利用羊粪养殖黑水虻技术，构建羊粪资源化利用新技术示范推广模式,采用湖羊圈养和羊粪生物处理技术发展湖羊生态养殖产业，技术先进、成熟、可靠。（三） 本项目创新点及特色本项目立足于畜禽粪便的资源化利用，通过羊粪养殖黑水虻，转化羊粪为昆虫蛋白和有机肥，控制羊粪排放，改善生态环境，推动当地畜禽养殖产业可持续发展。（四）年度研究计划及预期进展项目实施年限二年，2019年1月—2020年122019.01-2019.06 完成养殖车间、成虫室、养殖大棚、孵化室、养殖池等基础设施的建设2019.06-2019.07 完成养殖设备的安装调试2019.08-2019.12 黑水虻种虫和成虫养殖及羊粪处理2020.01-2020.06 制定黑水虻精简化家庭养殖技术2020.07-2020.10 推广黑水虻饲料喂养技术2020.11-2020.12 资料整理及项目验收（五）预期研究成果、提供成果的形式及预期成果要达到的技术、经济指标1）预期研究成果（1）黑水虻养殖技术规范。（2）提供成果的形式:（3）黑水虻养殖技术专利一项2） 预期成果要达到的技术、经济指标（1）利用黑水虻幼虫处理羊粪，降低50%的粪便积累。（2）黑水虻鲜虫产量达到100kg/吨羊粪。（3）培训农民200人次－ 3 －三、研究基础1. 与本项目有关的研究工作积累和已取得的研究工作成绩项目组已完成《九江农区湖羊高效规模养殖技术示范推广》和《玉米青贮饲料技术示范推广》项目，并且开展了利用羊粪与小麦秸秆种植草菇试验，充分进行资源化综合利用，增加企业经济效益。本项目已开展的前期工作，项目实施在技术、设备、人才、资金等方面具备的条件和优势，项目实现预期目标的基础条件。本项目依托江西省富民强县工程科技特派员团队支持，积极推广利用羊粪养殖黑水虻技术，目的是打造一个有机羊肉生产、羊粪资源化开发利用、生态养殖示范等功能为一体的健康养殖示范基地，建立“健康养殖示范基地+农户”的产业化经营模式。2．已具备的实验条件或资料准备情况，尚缺少的实验条件或资料，拟解决的途径项目实施地已具备条件：1) 养殖场：占地面积46000㎡；其中：圈舍5栋，2000㎡，饲料仓库500㎡，其他配套设施建筑面积400㎡，饲料种植用地200亩。2) 湖羊养殖设备：高床平养，全自动饮水，每栋配有帆布、冷风机等通风、保暖、降温、光照、药品储存冰柜等设施齐全。3) 水电路配套情况：有水塔供水1座，配有三相电，自配发电机1台、场区道路为3.5米水泥硬化路面，水电路配套设施比较完善。4）青贮饲料制作设备：饲料加工设备一套，青贮窖1000立方米。5）生产养殖规模：优质湖羊种羊10只，母系羊1500只。四、经费预算预算总经费其 中项目资助经费其他经费103（万元）3（万元）100（万元）支 出 科 目金 额（万元）支 出 说 明仪器设备费62基础设施建设低值易耗品及实验动植物费3.6黑水虻购买和培育研究及业务费16.25黑水虻的养殖实验室改装费15设备采购安装旅差费及协作费2考察及专家指导咨询管理费0.15管理费劳务费3工人工资及专家验收其它经费1合 计注: 预算支出科目按下列顺序填写: 1. 仪器设备费 2.低值易耗品及实验动植物费 3. 研究及业务费 4. 实验室改装费 5.旅差费及协作费 6.管理费 7.劳务费 8.其它经费。开支范围详见《江西省教育厅科学技术研究项目管理办法（修订）》。