不同物料基質對冷藏亮斑扁角水虻預蛹化蛹和羽化的影響

胡青 白義川 胡霞 劉曉琳 何亮 谷希樹

摘??? 要：為探索不同物料基質對亮斑扁角水虻冷藏預蛹化蛹和羽化的影響。將同一地理品系的水虻放入3種物料基質中，對其蛹化率和化蛹進度進行測定。將魯、桂兩個地理品系的水虻幼蟲分別用不同的飼料喂養，生成的預蛹分別放入裝有刨花粉、蛭石和雙層濾紙三種物料基質的育蟲盒中，對其水虻預蛹的羽化率和羽化進度進行測定。結果表明，當基質為刨花粉時，有利于冷藏預蛹化蛹，同時干燥的基質則能加速預蛹的化蛹。預蛹在不同基質中的總羽化率存有差異，刨花粉的成蛹羽化率高達96.75%，其次是蛭石（93.5%）、濾紙（89.50%）。綜觀3種基質物料對預蛹羽化的影響，刨花粉可明顯延遲其羽化進度和提高總羽化率。這一研究結果有助于水虻種源保存與水虻群體繁育技術的優化。

關鍵詞：亮斑扁角水虻;物料;冷藏;化蛹率;羽化率

中圖分類號：S186;Q969.97????????? 文獻標識碼：A???????? DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2022.01.011

Response? of? Different? Materials on the Pupution and Eclosion of the Prepupa in Hermetia illucens L. after Lower Temperature? Storage

HU Qing1，2， BAI Yichuan2， HU Xia2， LIU Xiaolin2，HE Liang2，GU XiShu2

（1.Tianjin Normal University，Tianjin 300387，China;2.Institute of Plant Protection， Tianjin Academy of Agricultural Sciences， Tianjin 300384， China）

Abstract： To explore the response of prepupa with cold storage in the different material substrates for the pupation and eclosion.Theprepupa put into three different material and explore the influence of different substrate materials on the pupation and pupation progress of the Hermetia illucens L.The full prepupa was placed in three material matrices， and measured the emergence rate and emergence progress of the prepupa.The result showed the particle powder was beneficial to promote the prepupaization and the dry substrates could speed up the pupation. Different substrate treatments had a significant effect on the total emergence rate of prepupa of Hermetiaillucens L. The emergence rate of pupae of shavings powder was the highest（96.75%）， followed by vermiculite（93.5%）and filter paper? （89.50%）.In conclusion， comparing the three different substrate materials， the shavings powder could delay the emergence progress and enhance the total emergence rate.The results of the study were helpful to further optimize the provenance preservation technology and the breeding technology of Hermetia illucens L.

Key words： Hermetia illucens L.;substrates;lower-tempteraturestorage;pupalization rate; emergence rate

收稿日期：2021-09-30

基金項目：天津市農業科技成果轉化與推廣項目（201701070）;天津市自然科學基金面上項目（19JCYBJC29600）

作者簡介：胡青（1995—），女，重慶人，在讀碩士生，主要從事資源昆蟲與利用方面研究。

通訊作者簡介：谷希樹（1965—），男，河北廊坊人，研究員，碩導，主要從事農業害蟲綜合防治方面研究。

亮斑扁角水虻（Hermetia illucens L.），又名黑水虻，是一種重要的資源型昆蟲，其幼蟲能以畜禽糞便、餐余剩余物、農業廢棄物等為食。研究發現，水虻的幼蟲取食畜禽糞便后可以減少糞便堆積和臭氣[1]，同時控制家蠅的滋生[2]，并減少糞便中大腸桿菌的數量[3]。水虻的幼蟲可以用來處理咖啡加工的廢棄物[4]、中藥渣[5]，并取得良好的效果。水虻幼蟲共有6個蟲齡期，在6齡后期的老熟幼蟲通常不再進食，而是進行化蛹和休眠，這時的幼蟲也常被稱為預蛹[6]。將預蛹期的水虻進行低溫冷藏處理對水虻種蟲儲存以及集體繁育具有重要意義。水虻作為一種重要的資源型昆蟲，前人主要對其生長發育、繁殖，以及幼蟲作為飼料做了大量研究。姬越等[7]發現亮斑扁角水虻蟲卵最佳的孵化溫度為32 ℃，孵化時間最短、孵化率最大，幼蟲、蛹和成蟲最佳的發育溫度為28 ℃。王鳳英等[8]探究了不同發育階段的亮斑扁角水虻蟲卵經12 ℃冷藏不同天數后的孵化情況，認為發育13 h的原腸期蟲卵較適合于冷藏。黃苓等[9]指出，當陽光光照強度 7 800 lux 以上時，成蟲活躍度高并進行產卵行為，交配主要集中在上午時段。亮斑扁角水虻預蛹在一定的濕度、溫度下可以冷藏3個月，其羽化率分別可達到84.40%，但預蛹蛹化和羽化不整齊，可能對成蟲的集體繁育和獲得較為整齊的大量后代造成影響，可以利用不同的基質物料對其冷藏預蛹進行處理，來縮短或者延長其蛹化和羽化進度，更加有利于水虻的群體繁育。研究不同基質物料對冷藏預蛹的蛹化、蛹化進度以及羽化、羽化進度的影響，更加有利于來獲得大量較為整齊的成蛹和成蟲，進一步優化水虻種源保存技術與水虻群體繁育技術。

1 材料和方法

1.1 供試材料

試蟲卵分別購自山東曹縣、廣西玉林，簡稱為魯系、桂系，經餐余和面麩料（玉米面：麥麩：豆粉=7：3：1）按一定比例飼養而成，經冷藏約3個月正常存活的預蛹。

育蟲盒：直徑10 cm，高15 cm的透明塑料盒。

3種物料基質：刨花粉（直徑7.5 mm）、蛭石（含水1.6%）、吸水紙（按盒底直徑10 cm裁圓、鋪底）

1.2 試驗設計

1.2.1 不同基質物料對預蛹蛹化的影響 采用魯系、桂系相同食料飼養獲得的活躍預蛹，在一定濕度和溫度下冷藏3個月后，在育蟲盒中裝入不同基質，其處理設計見表1。基質類型和濕度設置六個處理，分別設定為A-F。每處理4次重復，共24個育蟲盒。每瓶裝入預蛹50頭。將挑好的預蛹投入盒中，置于27 ℃、RH 65%、L/D（12：12）人工氣候箱內培養。待試驗進行到第8天開始，每日早8：00定時檢查水虻預蛹的化蛹進度，記錄并剔除不動的蛹數，直至全部化蛹。

1.2.2 不同基質物料對冷藏預蛹羽化的影響 將不同食料飼養獲得的活躍預蛹，在一定濕度和溫度下冷藏3～4個月后，挑選出活躍的預蛹，放入不同基質維持不同濕度。每處理3盒，每盒100頭預蛹，4次重復，處理設計見表2。試驗第12天開始觀察羽化情況，每日早8：00檢查1次，記錄水虻成蛹羽化數。

1.3 數據分析

采用 Microsoft Excel 2017 進行數據整理，利用 SPSS 22.0 軟件進行數據分析，用多因素方差分析檢驗不同物料基質和不同濕度對冷藏預蛹化蛹和化蛹進度影響，用多因素方差分析檢驗不同處理下成蛹羽化率和羽化進度的影響。

2 結果與分析

2.1 不同基質物料對冷藏預蛹蛹化的影響

當基質維持相同濕度時，不同基質對預蛹化蛹的影響如圖1所示。比較三種不同基質的化蛹率，刨花粉能夠明顯縮短水虻的化蛹歷期，加快水虻的化蛹，蛭石次之，雙層濾紙的效果最差。

當基質保持相同時，不同濕度對預蛹化蛹的影響，如圖2 所示。當相同基質時，不加水的基質能縮短化蛹歷期，加快水虻的化蛹。

2.2 不同基質物料對冷藏預蛹羽化的影響

2.2.1 不同基質對成蛹羽化率的影響 分別比較A1、B1、C1，A2、B2、C2， A3、B3、C3三組處理數據，同一組處理內水虻保持相同的地方品系，喂養飼料相同，且盒蓋都開孔，保持相同的濕度和通風條件。比較不同的基質對成蛹羽化的影響，結果見表3，A1、B1、C1，A2、B2、C2，兩組處理內不同基質間≥5%的日羽化率、總羽化率均無顯著性差異，在A3、B3、C3處理內≥5%的日羽化率無顯著性差異，但總羽化率C3顯著低于A3、B3。

①通風情況差異：比較通風良好（盒蓋有孔）和封閉環境（盒蓋無孔）下成蛹的羽化情況，分別比較A1、D1，B1、E1，C1、F1三組數據，見表3。兩兩處理間總羽化率無顯著性差異，C≥5%的日羽化率C1顯著高于F1，表明同批次預蛹，刨花粉、蛭石在相應處理下，通風條件對水虻預蛹的羽化無顯著影響;雙層濾紙處理在通風良好的情況下能夠使蛹的羽化緊湊集中，封閉環境則加大盒內環境濕度從而延遲羽化。

②品系差異：分別比較A1、A3，B1、B3，C1、C3三組數據，結果表明魯系、桂系品系間的總羽化率、≥5%的日羽化率均無顯著性差異。表明通氣良好的情況下，不同品系間成蛹羽化率未受影響，與三種基質材料無關（表3）。

③幼蟲食料差異：分別比較A1、A2，B1、B2，C1、C2三組數據，總羽化率、≥5%的日羽化率均無顯著性差異。表明通氣良好的情況下，同一品系成蛹羽化率差異與幼蟲食料選用餐余或面麩料無關（表3）。

2.2.2 食料、基質類型對成蛹羽化率的復合影響 在通風良好的情況下，不同的基質條件下，不同食料處理對A1、B1、C1，A2、B2、C2兩組處理間的≥5%日羽化率無顯著性影響，同一品系總羽化率因幼蟲期食料差異導致存在明顯差異，即餐余飼喂獲得的預蛹在后期羽化率顯著高于面麩料飼喂獲得的預蛹。結果見表4。

同一批預蛹，通風條件不同，不同基質類型處理的A1、B1、C1，D1、E1、F1兩組數據間≥5%日羽化率無顯著差異，總羽化率則有明顯變化;蛭石處理羽化率最高達92.75%，刨花粉次之（羽化率91.25%），濾紙處理的羽化率（86.25%）與蛭石處理之間存在顯著差異。結果見表5。

通風良好情況下，相同食料飼喂的兩個品系、不同基質處理對成蛹羽化率（魯系：A1、B1、C1;桂系：A3、B3、C3）日羽化率超5%的羽化率無顯著性影響;總羽化率之間存在顯著差異，刨花粉的成蛹羽化率（96.75%）最高，其次是蛭石（93.5%），濾紙處理的羽化率最低（89.50%）（表6）。

3 結論與討論

目前大量研究只是探究了不同溫度對于昆蟲卵和蛹的發育情況，適合少量昆蟲的種源的儲存，對于大量昆蟲冷藏后生長發育進度沒有進行探究。有研究發現老熟和預蛹階段的水虻對于酒精毒性、氧脅迫和高滲透壓條件下的耐受特性，結果顯示水虻幼蟲和預蛹在3種脅迫因子處于 20% ～ 60% （濃度）的較低水平時，其平均死亡率低于20% ，表現出良好的抗逆性[10]。預蛹階段的水虻停止取食，表皮革化，對于特定的環境具有一定程度的耐受性，可對預蛹階段的水虻進行低溫冷藏，以對種源起到保存作用。水虻成蟲交配產卵條件苛刻，對溫度和濕度的依賴性強，產卵率低，成蟲在亞熱帶無法正常越冬，成為制約水虻應用的關鍵因子。 北方冬季溫度和濕度較低，幼蟲和成蟲無法進行正常的生長和繁殖，對水虻規模化養殖造成一定的影響。將水虻生長高峰期的預蛹進行冷藏，在生長低峰期拿出進行羽化，可解決低峰期產卵量和幼蟲量不足的情況。同時不同批次冷藏預蛹的的化蛹進度和羽化進度的不同，會對成蟲的產卵量以及幼蟲量造成一定的影響，影響水虻的規模化和集約化養殖。對冷藏水虻預蛹進行不同的處理，可以加速或者延遲水虻預蛹的化蛹和羽化的進度為成蟲調整投放量、產卵時長提供了數據支撐，更加有利于水虻的規模化和集約化養殖。同時本試驗未對預蛹冷藏的溫度范圍、濕度范圍進行進一步的探索，冷藏是否會對其成蟲的產卵量造成影響還需深入研究。

通過對調節預蛹物料基質的濕度和改變物料基質的類型可以調節水虻預蛹蛹化進度，比較三種不同的基質，刨花粉能夠明顯縮短水虻的化蛹歷期，加快水虻的化蛹，蛭石次之，雙層濾紙的效果最差。當基質相同時，基質濕度為0%，即基質干燥時的能縮短化蛹歷期，加快水虻的化蛹，但3種基質處理只能加速預蛹的蛹化，不能提高預蛹的蛹化率。在通風良好的情況下，水虻品系、供飼食料對成蛹羽化無顯著性影響，刨花粉和雙層濾紙都能延遲成蛹的羽化，且刨花粉的效果明顯優于雙層濾紙，但在封閉環境中，蛭石可以加速成蛹的羽化。通過對預蛹進行冷藏處理，同時對預蛹進行不同的處理，可以調節其蛹化和羽化進度，使成蟲羽化更集中和提供大量整齊一致的預蛹，同時成蟲羽化進度快慢為成蟲調整投放量、產卵時長提供了數據支撐，對有計劃組織水虻群體繁育具有重大意義。

參考文獻：

[1] MAY B M. The occurence in New Zealand and the life-history of the soldier fly Hermetia illucens L.（Diptera：Stratiomyidae）[J]. New Zealand Journal of Science， 1961， 4： 55-65.

[2] SHEPPARD D C， NEWTON G L， THOMPSON S A， et al. A value added manure management system using the black soldier fly[J]. Bioresource Technology， 1994， 50（3）： 275-279.

[3] BRADLEY S W， SHEPPARD D C. House fly oviposition inhibition by larvae of Hermetia illucens， the black soldier fly[J]. Journal of Chemical Ecology， 1984， 10（6）： 853-859.

[4] ERICKSON M C， ISLAM M， SHEPPARD C， et al. Reduction of escherichia coli O157：H7 and salmonella entericaserovarenteritidis in chicken manure by larvae of the black soldier fly[J]. Journal of Food Protection， 2004， 67（4）： 685-690.

[5] 劉瑜彬， 金鑫， 葛亞中， 等. 利用中藥渣養殖飼用昆蟲黑水虻[J]. 中國飼料， 2017， 000（5）： 38-40， 45.

[6] 蕭鴻發， 王國霞， 彭凱， 等. 黑水虻生物學特點及其應用研究進展[J]. 廣東畜牧獸醫科技， 2020， 45（2）： 27-33.

[7] 姬越， 任德珠， 葉明強， 等. 亮斑扁角水虻人工飼養條件下適宜溫度的研究[J]. 環境昆蟲學報， 2017， 39（2）： 390-395.

[8] 王鳳英， 肖乾鵬， 王星. 黑水虻蟲卵冷藏保存技術研究[J]. 廣東農業科學， 2019， 046（10）： 82-86.

[9] 黃苓. 不同光源對黑水虻生活史的影響及其對豬糞的轉化[D]. 武漢： 華中農業大學， 2008： 24-28.

[10] 沈媛， 徐齊云， 安新城. 黑水虻幼蟲及預蛹抗逆性的初步研究[J]. 環境昆蟲學報， 2012， 34（2）： 240-242.