《Cogent Food & Agriculture》：Effects of local climate and nutritional substrates on the biological performance of Hermetia illucens (Diptera: Stratiomyidae) under semi-natural conditions in Western Burkina Faso
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摘要：昆虫作为人类直接食物来源和牲畜饲料的可持续替代蛋白质来源具有显著潜力。本研究旨在利用当地可获得的有机底物优化黑水虻（BSF）幼虫的大规模生产，以提高家禽生产中可负担的富含蛋白质饲料原料的可及性，并支持本地化饲养系统。采用完全随机设计，包含六种底物处理，每
摘要：昆虫作为人类直接食物来源和牲畜饲料的可持续替代蛋白质来源具有显著潜力。本研究旨在利用当地可获得的有机底物优化黑水虻（BSF）幼虫的大规模生产，以提高家禽生产中可负担的富含蛋白质饲料原料的可及性，并支持本地化饲养系统。采用完全随机设计，包含六种底物处理，每种重复12次，使用陶土饲养容器。评估的底物包括家禽粪便（PM）、工业啤酒废料（IBW）、玉米麸（CB）、棉籽饼（CSC）、猪粪（PgM）和当地啤酒废料（LBW），以及涉及CB的混合底物。研究人员从10月到6月每月测量幼虫生物量。在单一底物中，玉米麸产生的幼虫生物量最大，10月为99.2?±?6?克，11月为48.7?±?10.6?克。混合底物表现出更高的生产力，特别是CB+PM和CB+LBW处理，平均幼虫生物量分别达到113.67?±?19.20?克和94.5?±?17.21?克。总体而言，12月的幼虫生产力最高。在成虫BSF饲养试验中，PM支持了最多的卵块数量和最大的幼虫生物量。平均成虫羽化率为85.5%。雄性苍蝇数量约为雌性的2至3倍。研究结果表明，CB是BSF幼虫生产的有效主要底物，而CB+PM或LBW的组合可以进一步提高生物量产量。因此，推荐在10月、11月、12月和6月这些饲养条件最为有利的时期使用这些底物进行幼虫生产。
论文解读文章
研究背景与目的
在全球粮食安全挑战日益严峻的背景下，昆虫作为一种可持续的蛋白质来源，在人类食品和动物饲料领域展现出巨大潜力。昆虫养殖能够直接通过人类消费改善粮食安全，同时间接为牲畜（尤其是家禽）提供富含蛋白质的饲料资源，从而缓解人畜争粮的矛盾。然而，尽管黑水虻（Hermetia illucens，BSF）等昆虫因其繁殖快、生长率高、饲料转化效率好以及富含蛋白质和脂类等优点受到广泛关注，但在布基纳法索西部地区，关于其最优饲养条件的信息仍然匮乏。特别是，如何利用当地可获取的有机废弃物作为底物，在不同气候条件下实现BSF幼虫的高效大规模生产，是亟待解决的关键问题。因此，本研究旨在通过评估多种当地有机底物及其混合物，并结合生产周期和环境因素的分析，优化BSF幼虫的批量生产技术，从而为家禽生产者提供低成本、可持续的蛋白质饲料来源。
主要技术方法
研究人员在布基纳法索西部的Guiriko地区，于“农村发展研究所”（IDR）的动物生产设施内开展实验。研究采用了完全随机设计，共设置72个室外饲养容器。关键技术方法包括：（1）底物选择与制备：选取家禽粪便（PM）、工业啤酒废料（IBW）、玉米麸（CB）、棉籽饼（CSC）、猪粪（PgM）和当地啤酒废料（LBW）六种单一底物，并配制了五种含CB的混合底物（CB+PM、CB+CSC、CB+IBW、CB+LBW、CB+PgM）。所有底物均经称重、加水润湿并覆盖防水布发酵24小时。（2）幼虫生产试验：将准备好的容器暴露在空气中7天，吸引野生雌性BSF产卵，随后覆盖聚丙烯袋，21天后通过筛网收获幼虫，并测量鲜重、个体长度、宽度和重量等指标。（3）成虫饲养试验：将来自不同底物的150只蛹放入12个饲养笼中，评估成虫羽化率、卵块数量、幼虫质量及死亡率。（4）气候监测：每日上午8点和下午2点记录温度和相对湿度，并使用Pearson相关系数分析其与幼虫产量的关联。
研究结果
3.1 基于生产周期的单一底物生产力
研究发现，生产周期显著影响单一底物的幼虫生产力。10月份的总体幼虫产量显著高于11月份。在10月份，玉米麸（CB）的平均幼虫鲜重最高（99.2?±?5.99?g），其次是当地啤酒废料（LBW）（79?±?8.47?g），而猪粪（PgM）产量最低（1.5?±?0.45?g）。11月份的趋势相似，CB仍为最高产底物（48.7?±?10.63?g），其他底物产量均较低。
3.2 生产周期和底物混合物对黑水虻幼虫生产力的影响
通过对九个月（12月至次年6月）的数据分析，发现幼虫产量随月份波动显著。对于单一CB底物，12月产量最高（87.75?±?14.60?g），2月无幼虫产出。对于混合底物，CB+PM和CB+LBW组合在12月表现最佳，平均幼虫生物量分别高达113.67?±?19.20?g和94.50?±?17.21?g。总体而言，12月是产量最高的月份，而从1月到3月产量普遍偏低。统计分析表明，CB+PM和CB+LBW处理的整体产量显著高于CB+IBW和CB+PgM混合物。
3.3 黑水虻成虫羽化的时间模式
成虫羽化试验显示，在7月31日至8月8日期间，羽化成虫数量增加。家禽粪便（PM）和玉米麸（CB）处理组的羽化峰值出现较早（约在第6天），而对照组和LBW组则较晚（约在第10天）。此后，所有处理的羽化数量均下降。
3.4 底物处理下成虫死亡率的时空模式
成虫死亡率在7月31日至8月8日期间上升，其中PM处理组死亡率最高。之后，PM、CB和对照组的死亡率下降，但LBW组的死亡率持续上升至8月20日左右才下降。
3.5 卵块产量和平均幼虫质量
在成虫饲养阶段，PM处理组产生了最高的平均卵块数量（0.88?±?0.40）和最大的幼虫质量（19.16?±?7.01?g），其次为CB处理组。LBW和空盘对照组的产量较低。尽管PM组数值更高，但统计检验显示各组间差异不显著。
3.6 玉米麸上幼虫形态特征的时间变化
在CB底物上，幼虫体长从第2天的5.10?mm增长到第16天的26.65?mm，增长了约300%；体宽从1.82?mm增至6.11?mm；体重从4?mg迅速增至第8天达最大值，随后增速放缓，预示进入预蛹期。
3.7 不同底物饲养的幼虫形态特征
底物类型显著影响幼虫体长，CB单独饲养的幼虫最长（20.66?±?0.61?mm），而CB+CSC组合最短（17.29?±?0.75?mm）。底物对幼虫体宽无显著影响。幼虫体重受底物中度影响，CB+PgM、CB+LBW和CB+PM组合的幼虫平均体重较高（约194-202?mg），但统计检验未达显著水平。
3.8 气候条件对幼虫生产和成虫饲养的影响
Pearson相关性分析显示，平均幼虫质量与所测量的温度及相对湿度之间无显著相关性。
讨论与结论
讨论部分指出，BSF幼虫生产力受生产周期和底物类型的双重影响。10月产量高于11月可能与更适宜的温度和湿度有关。玉米麸（CB）作为单一底物表现最佳，可能与其营养成分和发酵产生的挥发性化合物有关。混合底物中，CB+PM和CB+LBW组合产量最高，这归因于营养互补、质地、保湿性和气味对雌蝇的吸引力。CB+工业啤酒废料（IBW）组合产量较低，可能是因为两者成分相似，互补性差。成虫羽化率达85.5%，与先前研究接近。但成虫繁殖力低，可能与饲养笼空间狭小、光照控制不足等因素有关。虽然环境温湿度在理论范围内，但统计分析显示它们与幼虫产量无显著线性相关，暗示在本研究条件下，底物特性对产量的影响可能大于气候变量。研究局限性包括缺乏底物化学成分分析、未进行全年连续生产评估以及半自然条件下可能存在天敌影响。
研究结论翻译
均衡的饮食含有充足的蛋白质，是可持续家禽生产的基础。本研究评估了黑水虻（Hermetia illucens）幼虫的大规模生产和成虫饲养，作为一项适用于当地的策略，旨在改善布基纳法索西部地区家禽生产者获得可持续蛋白质资源的途径。在所评估的半自然条件下，玉米麸（CB）是用于黑水虻幼虫生产的最有效的单一底物。在混合底物中，CB+家禽粪便（PM）和CB+当地啤酒废料（LBW）产生了最高的幼虫产量。幼虫生产力通常在10月至12月以及4月至6月较为有利，而在1月和2月产量特别低。尽管温度和相对湿度与产量变化有关，但在本研究的条件下，底物特性似乎对幼虫产量有更大的影响。底物的营养特性、保水能力和发酵相关气味可能共同影响成虫的吸引、产卵和幼虫发育。未来的研究应开展全年和多年的生产试验，以更精确地确定生产窗口，并在有利时期支持强化幼虫生产。对底物进行化学表征以及在半自然饲养条件下评估天敌，将进一步阐明黑水虻生产力的决定因素。
