【原】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12 2019.01-2019.06  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

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  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）》。