■本報記者 甘曉
在位於浙江杭州市餘杭區崇賢街道的一小型農場內，立體貨架上擺放著一個個藍色塑料筐。筐裡，一隻只白色的幼蟲正在蠕動。「這是我的萌寶寶！」浙江大學環境與資源學院副教授張志劍告訴《中國科學報》。
張志劍所說的「萌寶寶」，實際上應該寫為「虻寶寶」，是他對「黑水虻」這種昆蟲的暱稱。
最近，基於黑水虻喜愛食用餐廚垃圾、畜禽糞便的習性，他帶領的團隊創建了黑水虻昆蟲農場，讓「虻寶寶」在廢棄物減量化、無害化、資源化方面交上了一份令人滿意的成績單。
可持續發展「壓力山大」
數據顯示，當前，我國餐廚垃圾產生量已突破每年6500萬噸，且每年增速在10％以上；中國畜禽糞便在2030年將達到37.4億噸，很可能達到工業固廢的2倍之多。
張志劍指出，如果不及時處理與處置，上述有機廢棄物極易引發土壤與水體汙染，在自然腐敗過程中，還會導致惡臭、溫室氣體以及病源微生物等二次汙染。合理處置包括餐廚垃圾、畜禽糞便等在內的廢棄物對可持續發展至關重要。
另一方面，基於麥、肉、蛋等全球人類傳統糧食及魚粉、豆粕、玉米等養殖業基礎性原料供應趨緊，找到可持續的昆蟲蛋白及其製品作為替代品，也被視為緩解當前可持續發展壓力的途徑之一。為此，2013年聯合國糧農組織（UN-FAO）提出基於廢棄物昆蟲轉化的「蟲粉計劃」，開闢食品與飼料的替代市場。
正是基於上述思路，多年的「廢棄物資源化」產學研工作中，張志劍一直在尋找一種合適的昆蟲完成這一任務。
另類「清道夫」
被張志劍盯上的，是家蠅、黑水虻、屎殼螂、蟑螂等這些讓大多數人皺起眉頭的昆蟲。這類喜愛啃食腐爛的垃圾、糞便和動物屍體的昆蟲長相讓人「一言難盡」，還經常會收到蒼蠅貼、殺蟲燈以及蟑螂藥之類的「回敬」。
「儘管不受待見，但它們是地球生態系統中名副其實的清道夫。」張志劍表示。
近年來，科學家和工程師開始利用這些「清道夫」的另類習性，創建昆蟲農場，分解人類日常生活與生產中的餐廚垃圾、畜禽糞便、果蔬垃圾等，同時收穫昆蟲蛋白和蟲糞有機肥。
從技術上看，科學家通常參考家蠶的飼養模式來養殖上述食腐性昆蟲。
具體做法是，首先建造種蟲繁育房，模擬並調控昆蟲的最佳生活環境獲得低齡幼蟲。然後再將低齡幼蟲「播種」到廢棄物中，讓它們與微生物協同作戰快速分解廢棄物，也讓幼蟲快速長成「老熟幼蟲」。
「隨後，篩選一部分留種，其餘混合物分離獲得昆蟲蛋白和蓬鬆的蟲渣殘料。」張志劍介紹。最後，將種蟲配送至種蟲繁育房，蟲渣殘料輸送至二次堆肥車間，繼續發酵獲得穩定的蟲糞有機肥。
佼佼者「黑水虻」
張志劍團隊眼中的「虻寶寶」便是這些另類「清道夫」中的佼佼者。經過研究團隊測試，烘乾黑水虻蛋白質含量達42%，其中必需胺基酸含量是魚粉的1至2倍，脂肪含量36%，同時富含昆蟲抗菌肽、殼聚糖和酶、維生素等。
2018年12月，荷蘭瓦赫寧根大學教授範譫特（Van Zanten）團隊在《自然—可持續發展》上發表研究顯示，單位黑水虻生產所需的耕地面積和二氧化碳負荷均遠低於傳統肉類或穀物，採用廢棄生物質生產黑水虻作為未來食品與飼料的技術方案更具環境友好優勢。
實踐中，張志劍也發現，黑水虻昆蟲農場在廢棄物減量化、無害化、資源化方面效能突出，二次汙染隱患少。例如，在孵化後的低齡幼蟲變為老熟幼蟲的12至15天內，平均1公斤虻鮮蟲可「吃掉」4公斤廢棄物。「連湯帶水」一起吃的黑水虻有望讓昆蟲農場不排放汙水，其對廢棄物一次性減量達80%，加上蟲糞有機肥再利用，廢棄物整體減量化與資源化可達95%以上。
此外，研究人員使用特種菌劑和生態濾床除臭設施，這一過程可顯著減少惡臭氣體排放，真正實現清潔生產。
近年來，在張志劍團隊的技術領導下，杭州谷勝農業科技有限公司形成了有機廢棄物黑水虻高效生物轉化與再利用技術應用模式，建成了該模式運行下的昆蟲農場。
工程運行數據顯示，利用黑水虻分解廢棄物達到了預期效果。以城鄉餐廚垃圾處理為例，平均含水量為75%的餐廚垃圾每噸可產出虻鮮蟲110至150公斤，虻糞有機肥150至250公斤。在經濟效益方面，如果按魚粉價格和有機肥600元計算，處理每噸餐廚垃圾可獲得550至650元的產值。
張志劍期待，黑水虻農場將這些廢棄物「汙點」高效、安全、生態地轉化為資源「亮點」。「讓我們的『虻寶寶』為可持續發展多做貢獻吧！」他說。
《中國科學報》 (2019-04-16 第6版 農業科技)