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　　1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 2.3 (22)申请日 2018.02.07 (71)申请人 西安洁姆环保科技有限责任公司 地址 710000 陕西省西安市雁塔区高新区 锦业路69号创业研发园C区1号瞪羚谷 F503室 (72)发明人 杨逢春 武峥 武宏量 (74)专利代理机构 西安嘉思特知识产权代理事 务所(普通合伙) 61230 代理人 刘长春 (51)Int.Cl. A01K 67/033(2006.01) (54)发明名称 黑水虻成虫繁育方法及其适用的人工光源 (57)摘要 本发明。

　　2、公开一种黑水虻成虫繁育适用的人 工光源， 所述人工光源至少可产生蓝光、 绿光和 紫外光中的至少一种， 所用蓝光的波长范围为 420nm至470nm， 所用绿光的波长范围为500nm至 535nm， 所用紫外光的波长范围为355nm至380nm。 所述人工光源还可产生色温范围为3000K至 7000K的白光。 这种人工光源用作黑水虻成虫养 殖空间内的补光光源或是唯一光源。 本发明还给 出了黑水虻成虫繁育方法， 在黑水虻成虫养殖空 间内， 采用所述的人工光源照射黑水虻成虫。 本 发明基于黑水虻成虫头部的两个复眼和三个单 眼的视觉特点以及其对特定波长光刺激的敏感 程度， 提高了黑水虻成虫繁育率， 减。

　　3、少无用光的 产生， 降低了黑水虻成虫养殖空间内的人工光源 能耗。 权利要求书1页 说明书8页 CN 108012996 A 2018.05.11 CN 108012996 A 1.黑水虻成虫繁育适用的人工光源， 其特征在于， 所述人工光源至少可产生蓝光、 绿光 和紫外光中的至少一种， 所用蓝光的波长范围为420nm至470nm， 所用绿光的波长范围为 500nm至535nm， 所用紫外光的波长范围为355nm至380nm。 2.根据权利要求1所述黑水虻成虫繁育适用的人工光源， 其特征在于， 所述人工光源还 可产生色温范围为3000K至7000K的白光。 3.根据权利要求1或2所述黑水虻成虫繁育。

　　4、适用的人工光源， 其特征在于， 所述人工光 源用作黑水虻成虫养殖空间内的补光光源或是唯一光源。 4.根据权利要求3所述黑水虻成虫繁育适用的人工光源， 其特征在于， 所述人工光源的 照射角度与黑水虻成虫养殖空间内的地面成40 至90 夹角。 5.根据权利要求3所述黑水虻成虫繁育适用的人工光源， 其特征在于， 所述人工光源选 用LED灯， 所述LED灯发出的光束角度为60 ， 且所述LED灯由直流电驱动。 6.黑水虻成虫繁育方法， 在黑水虻成虫养殖空间内， 采用权利要求1至5中任一项所述 的人工光源照射黑水虻成虫。 7.根据权利要求6所述黑水虻成虫繁育方法， 其特征在于， 所述人工光源可产生蓝光、。

　　5、 绿光和紫外光中的至少一种， 所用蓝光的波长范围为420nm至470nm， 所用绿光的波长范围 为500nm至535nm， 所用紫外光的波长范围为355nm至380nm。 8.根据权利要求6所述黑水虻成虫繁育方法， 其特征在于， 所述人工光源可产生波长范 围为420nm至470nm的蓝光、 波长范围为500nm至535nm的绿光、 波长范围为355nm至380nm的 紫外光以及色温范围为3000K至7000K的白光。 9.根据权利要求7或8所述黑水虻成虫繁育方法， 其特征在于， 所述人工光源用作黑水 虻成虫养殖空间内的补光光源或是唯一光源。 10.根据权利要求9所述黑水虻成虫繁育方法， 其特征。

　　6、在于， 所述人工光源在黑水虻成 虫养殖空间内的光照需要昼夜交替， 24小时内所述单色光、 白光的照射时长不超过12小时。 权 利 要 求 书 1/1 页 2 CN 108012996 A 2 黑水虻成虫繁育方法及其适用的人工光源 技术领域 0001 本发明属于昆虫养殖技术领域， 涉及黑水虻的养殖， 具体涉及一种黑水虻成虫繁 育适用的人工光源， 以及采用这种人工光源的黑水虻成虫繁育方法。 本发明所述繁育方法 采用特定光源照射黑水虻成虫以提高黑水虻繁育率。 背景技术 0002 黑水虻(Hermitia illucens L.)是双翅目水虻科扁角水虻属的一种昆虫， 又称光 亮扁角水虻， 在全球热带和。

　　7、亚热带的大部分地区均有分布。 黑水虻作为当前一种全世界广 泛分布的资源昆虫， 其幼虫能够以餐厨垃圾、 畜禽粪便、 农副产品下脚料等作为食物， 转化 为自身物质如蛋白质、 脂类等， 并能减轻居民生活垃圾造成的城市环境污染问题。 0003 我国黑水虻主要分布于华北、 华中及华南地区， 一年发生35代， 世代重叠性明 显。 在适宜的环境中， 35天即可完成一个世代， 一对黑水虻可产卵近千粒， 从卵到成熟幼虫， 个体增长近4000倍。 但需要指出的是， 目前黑水虻的养殖方式比较粗放， 导致黑水虻的繁殖 效率较低、 养殖规模有限， 并且一般的养殖工厂都是完成从卵到成虫的整个养殖过程， 导致 养殖资源没有。

　　8、得到充分利用。 0004 黑水虻人工养殖的技术难点之一在于黑水虻成虫的繁育。 黑水虻成虫繁殖率较低 的主要原因为： 一是黑水虻成虫交配需要在太阳直射光照射刺激下才能完成， 而且光照的 质量与强度直接关系到虫卵的受精率； 二是黑水虻成虫生命周期短， 繁殖窗口非常小， 黑水 虻成虫的繁殖窗口一般为24天， 若黑水虻成虫在这24天时间内没有接受到适宜的光 照， 黑水虻虫就会逐渐丧失繁殖能力。 另外， 光照质量直接影响黑水虻成虫的交配率， 在成 虫交配(配对时长可达三十分钟)过程中的光照质量还会影响到产卵量与受精率。 在绝大多 数地域， 光照的质量常因天气或季节原因而有大幅度变化， 无法为黑水虻工厂化。

　　9、养殖提供 稳定的光照保障。 0005 现有文献中已涉及黑水虻人工养殖技术中的光照问题， 例如， 专利CN101978823A 和CN103598148A均指出在黑水虻成虫养殖室内设置碘钨灯， 用于在阴雨天等光强度较弱的 情况下补光， 促进黑水虻成虫抱对繁殖； 专利CN103598148A并没有给出碘钨灯的照射光强 以及照射时间； 专利CN101978823A虽公开碘钨灯在光强度大于80 mol m-2s-1时， 可部分替 代太阳光光源， 但同样没有具体给出碘钨灯的照射光强以及照射时间。 据研究， 使用500W的 碘钨灯诱导黑水虻成虫交配， 并可达到直射阳光60的效果(Zhang J,et al。

　　11、较明显， 易对黑水虻成虫造成困惑。 说 明 书 1/8 页 3 CN 108012996 A 3 发明内容 0006 本发明要解决的技术问题： 光照质量是影响黑水虻成虫繁育的直接因素之一， 太 阳光照在多数地域因天气或季节原因而有大幅度变化， 难以作为黑水虻工厂化养殖的稳定 光源。 现有人工光源， 例如碘钨灯和荧光灯等， 通常作为太阳光照的补充光源使用， 诱导黑 水虻成虫交配的效果并不理想， 并且能耗高。 0007 为解决上述技术问题， 本发明提供一种黑水虻成虫繁育适用的人工光源， 所述人 工光源至少可产生蓝光、 绿光和紫外光中的至少一种， 所用蓝光的波长范围为420nm至 470nm， 所用。

　　12、绿光的波长范围为500nm至535nm， 所用紫外光的波长范围为355nm至380nm。 0008 进一步优选地， 所述人工光源还可产生色温范围为3000K至7000K的白光。 0009 关于所述人工光源的使用， 所述人工光源用作黑水虻成虫养殖空间内的补光光源 或是唯一光源。 0010 优选地， 所述人工光源的照射角度与黑水虻成虫养殖空间内的地面成40 至90 夹 角。 0011 优选地， 所述人工光源选用LED灯， 所述LED灯发出的光束角度为60 ， 且所述LED灯 由直流电驱动。 0012 另一方面， 本发明还提供黑水虻成虫繁育方法， 在黑水虻成虫养殖空间内， 采用所 述的人工光源照射黑。

　　13、水虻成虫。 本发明所述繁育方法基于黑水虻成虫的视觉特点， 采用含 有特殊光波段的人工光源并以特定角度照射黑水虻成虫， 加强了光照质量对黑水虻成虫繁 育过程的刺激作用， 显著提高了黑水虻成虫交配率与繁育产量。 具体而言， 这种繁育方法在 黑水虻成虫养殖空间内， 采用特定波长的单色光照射黑水虻成虫， 所述单色光选用蓝光、 绿 光和紫外光中的至少一种， 所用蓝光的波长范围为420nm至470nm， 所用绿光的波长范围为 500nm至535nm， 所用紫外光的波长范围为355nm至380nm。 0013 黑水虻成虫在其头部两侧具有两个复眼。 本专利发明人在长期、 严谨的黑水虻成 虫繁育研究实践中发现，。

　　14、 黑水虻成虫复眼可以感受到特殊波段光的刺激， 并对蓝光、 绿光还 有紫外线产生强烈的反应。 在此基础上， 本专利发明人假定只有蓝光、 绿光还有紫外线的光 源即可刺激黑水虻成虫交配， 而其余波长的光源都为无用光。 经过研究， 有效蓝光的波长范 围在420nm到470nm之间， 有效绿光的波长范围在500到535nm之间， 有效紫外线nm之间， 采用所述波长范围的蓝光、 绿光和紫外光作为人工光源， 可成功地刺 激黑水虻幼虫交配， 并促使其受精成功。 0014 在黑水虻成虫养殖空间内， 若以太阳光照作为黑水虻成虫繁殖窗口期内的主要光 源， 所述人工光源可以作为黑水虻成。

　　15、虫养殖空间内的补光光源， 保证黑水虻成虫接受到合 适的光照。 作为本发明技术方案的优选， 可选用上述波长范围内的蓝光、 绿光和紫外光中的 至少一种照射黑水虻成虫。 在另一实施例中， 采用所述人工光源作为黑水虻成虫养殖空间 内的唯一光源， 也可选用上述波长范围内的蓝光、 绿光和紫外光中的至少一种照射黑水虻 成虫。 作为本发明技术方案的进一步优选， 为了确保黑水虻成虫在繁殖窗口期光照的质量， 减少无用光波的发射能耗， 采用上述波长范围内的蓝光、 绿光和紫外光作为黑水虻成虫养 殖空间内的唯一光源， 并且黑水虻成虫接受蓝光、 绿光和紫外光的照射。 0015 本发明对发出蓝光、 绿光和紫外光的灯具没有特。

　　16、别的限定。 即蓝光、 绿光和紫外光 说 明 书 2/8 页 4 CN 108012996 A 4 可分别作为独立的光源， 分别由产生蓝光、 绿光和紫外光的灯具发出， 并且蓝光灯具、 绿光 灯具和和紫外光灯具可选择同步或是不同步照射黑水虻成虫。 另外， 本发明也未对蓝光灯 具、 绿光灯具和和紫外光灯具的数量以及在黑水虻成虫养殖空间内的排布方式做出特别的 限定。 作为本发明技术方案的一种优选实施方式， 上述波长范围内的蓝光、 绿光和紫外光由 同一个灯具发出， 至于产生蓝光、 绿光和紫外光的灯芯在这种同一灯具上的分布， 本发明未 对此做出特别的限定。 优选地， 产生蓝光、 绿光和紫外光的灯芯以1:1。

　　17、:1的等量排列方式组 成发光灯源， 这样上述波长范围内的蓝光、 绿光和紫外光可同步照射黑水虻成虫。 0016 黑水虻成虫除了在其头部两侧具有两个复眼外， 在其头顶部还有三个单眼。 单眼 对昆虫具有不容忽视的功能， 比如可以感知物体影子和光亮强度等。 黑水虻成虫单眼对黑 水虻的生物行为， 例如活跃度等， 具有一定的影响。 本专利发明人进一步探寻了黑水虻成虫 单眼对光的感知作用， 研究发现黑水虻成虫可以识别白光， 并且用白光照射黑水虻成虫， 黑 水虻成虫的活跃度明显提升。 另外， 需要指出的是， 由蓝光、 绿光和紫外光构成的人工光源 亮度非常低， 可照亮的范围非常有限， 并且只能在特定高度区域内(。

　　18、例如距离黑水虻成虫的 高度范围5至30cm)照射黑水虻成虫才会有效； 另外， 由于这种人工光源的亮度非常低， 不利 于工人在黑水虻成虫养殖空间内的管理操作。 0017 基于上述多种因素的考虑， 在黑水虻成虫养殖空间内， 还采用特定色温的白光照 射黑水虻成虫， 所述白光的色温范围为3000K至7000K。 本发明选用的白光同太阳光一样， 均 为一种混杂光， 在光谱上表现为一个连续波段。 另外， 采用3000K至7000K色温范围的白光照 射黑水虻成虫， 可以覆盖所述蓝光、 绿光和紫外光波无法覆盖的有效波段， 使得黑水虻成虫 接受更为有效的光照刺激， 诱导黑水虻成虫繁育。 易于理解地， 白光的加入。

　　19、， 提高了黑水虻 成虫养殖空间内的可见度， 为养殖空间内的作业管理提供了便利。 作为本发明技术方案的 实施方式， 上述波长范围内的蓝光、 绿光和紫外光， 与所述白光配合使用。 这里所述的配合 使用， 可以是上述波长范围内的蓝光、 绿光和紫外光中的一种光或是多种光的组合， 与白光 同步使用， 或是与白光交替使用， 或是其他的配合使用方式。 另外， 本发明对产生白光的灯 具设计没有特别的限定。 作为本发明技术方案的一种优选实施方式， 上述波长范围内的蓝 光、 绿光和紫外光的组合灯具与产生白光的灯具同步照射黑水虻成虫。 需要说明的是， 无论 所述哪种配合使用方式， 照射黑水虻成虫的光照时长应依照黑水。

　　20、虻成虫的生理习性， 光照 的配合使用需要有昼夜更替的效果， 24小时内所述单色光、 白光的照射时长不超过12小时， 例如每天早上9:00打开灯源， 下午3:00关闭灯源。 0018 在黑水虻成虫繁育过程中， 本专利发明人注意到， 光照入射角度对黑水虻成虫也 有一定的影响。 光照入射角度处于适宜的范围内， 黑水虻成虫才可接受更为有效的光照刺 激， 并对黑水虻成虫繁育产生有利的影响。 经本专利发明人多次的对比试验获知， 上述波长 范围内的蓝光、 绿光和紫外光， 以及3000K至7000K色温的白光的照射角度最好与黑水虻成 虫养殖空间内的地面成40 至90 夹角。 在黑水虻成虫养殖空间内设置所述人工。

　　21、光源时， 可 参照所述光的照射角度， 使得尽可能多的光照成为刺激黑水虻成虫交配的有效光源， 提高 光源使用效率。 0019 LED灯是一块电致发光的半导体材料芯片， 寿命长且性能稳定， 作为典型的绿色照 明光源已经被广泛应用于各种照明设备中， 如电池供电的闪光灯、 微型声控灯、 安全照明 灯、 室外道路和室内楼梯照明灯以及建筑物与标记连续照明灯等。 作为本发明技术方案的 说 明 书 3/8 页 5 CN 108012996 A 5 一种优选实施方式， 上述波长范围内的蓝光、 绿光和紫外光的组合灯具与产生白光的灯具 选用LED灯。 通过采用LED发光芯片技术， 可以让灯具只发出有效光源， 减少无。

　　22、用光的转化， 从而降低整体能耗。 需要补充的是， 本发明对这种LED芯片的数量和配比不作特别的限定， 在LED灯制造和选用时， 产生不同波长范围光的LED芯片可根据需要自由配比， 并且LED芯片 在灯具上的分布形式， 可集中排布， 也可交叉排布或是交替排布。 另外， LED芯片产生的光呈 120 角度发出， 不利于定向集中于所需区域， 通过在LED灯板上增加一个聚光透镜， 可以将 所发120 光束聚变成60 光束， 使目标区域内受到的光源加倍， 从而达到降低能耗的需求。 人工灯源的频闪问题会对动物视觉产生迷惑作用， 在频闪强烈的情况下会对黑水虻成虫的 刺激作用失效。 所以， 对黑水虻成虫繁育有。

　　23、效的人工灯源需要适配直流电转换器， 让发光体 使用直流电驱动， 降低频闪对黑水虻成虫的不利影响。 0020 与现有技术相比， 本发明所述黑水虻的繁育方法至少具有下述的有益效果或优 点。 0021 (1)基于黑水虻成虫头部的两个复眼和三个单眼的视觉特点， 以及其对特定波长 光刺激的敏感程度， 本发明筛选出特定波长范围的蓝光、 绿光还有紫外光作为可刺激黑水 虻成虫交配的有效光源， 具体地， 有效蓝光的波长范围在420nm到470nm之间， 有效绿光的波 长范围在500到535nm之间， 有效紫外线nm之间。 采用所述波长范 围的蓝光、 绿光和紫外光作为人工光源， 减少。

　　24、其余波长无用光的产生， 降低了黑水虻成虫养 殖空间内的人工光源能耗， 节省了黑水虻规模化养殖的整体费用投入。 0022 (2)本发明照射黑水虻成虫的光还进一步包括色温范围为3000K至7000K的白光， 保证覆盖所有对黑水虻成虫交配有效的光源， 同时为操作人员在黑水虻成虫养殖空间内的 作业提供舒适的可视操作环境。 另外， 选用直流稳压电源驱动的LED灯， 减少频闪对黑水虻 成虫交配的负面影响。 0023 (3)采用本发明技术方案制备的人工光源， 光源稳定， 可应用于大空间开放养殖车 间， 或是笼养车间； 可作为太阳光照养殖车间的补光灯源， 也可在全黑暗空间中作为唯一灯 源。 具体实施方式 00。

　　25、24 为了使本发明的目的、 技术方案及有益效果更加清楚明白， 以下结合实施例， 对本 发明作进一步详细阐述。 0025 实施例1 0026 本实施例探究单一波段的蓝光、 绿光和紫外光作为光源对黑水虻成虫繁育的影 响。 所用单一波段的光(本实施例所述单色光)分别由不同的LED芯片发出。 根据LED芯片所 产生的光的波长的不同， 对所使用LED芯片进行编号区别， 具体地， 发出375nm特定波长光 (紫外光)的LED芯片标记为芯片A， 发出525nm特定波长光(绿光)的LED芯片标记为芯片B， 发 出465nm特定波长光(蓝光)的LED芯片标记为芯片C， 发出色温为6000k白光的LED芯片标记 。

　　26、为芯片D。 0027 供试试虫为3日龄性成熟黑水虻成虫， 实验在同一笼养车间内进行， 温度保持在27 上下， 相对湿度保持在70上下。 具体的实验设计如下： 在35cm35cm35cm的实验笼子 中放入50头3日龄性成熟黑水虻成虫， 公母比为1:1。 用发光LED芯片距笼顶5cm处照射， 所有 说 明 书 4/8 页 6 CN 108012996 A 6 实验处理均采用垂直(90 )照射。 照射30分钟后， 观察黑水虻成虫交配情况并记录配对的黑 水虻成虫数。 黑水虻雌性成虫会于交配后72小时在集卵板上产卵， 通常一头黑水虻雌性成 虫会在产卵板上产下一个卵块， 每个卵块约有900个虫卵。 在黑水。

　　27、虻成虫交配72小时后， 记 录集卵板上的卵块数量并收集虫卵。 黑水虻雌性成虫产下的虫卵在室温27摄氏度， 相对湿 度70的环境下需要72小时即可孵化成幼虫。 刚产下的虫卵为白色， 若虫卵成功受精， 则会 随时间推移颜色变深， 成浅黄色， 没有受精的虫卵则保持为白色。 另外， 黑水虻成功受精的 虫卵会在24小时后发育出两个黑色的单眼， 在显微镜下可以很明显的观察到， 可据此判断 虫卵的受精率。 本实施例选用同一显微镜观察虫卵的受精情况， 统计虫卵受精率， 并且放大 倍数统一设定为放大40倍。 每处理三次重复， 单一波段的光对黑水虻成虫繁育的影响实验 结果见表1， 表1所示数据均为三次重复实验结果。

　　28、的平均值。 0028 表1 单一波段的光对黑水虻成虫繁育的影响 0029 编号灯芯组合配对数(对)产卵量(卵块数)受精率() 实验一芯片A4260 实验二芯片B2250 实验三芯片C4450 实验四芯片D7490 0030 表1结果可以看出： 375nm紫外光、 525nm绿光、 465nm蓝光以及6000k色温的白光均 可刺激黑水虻成虫交配， 黑水虻雌性成虫会于交配后72小时后产卵并可成功受精孵化。 其 中， 6000k色温的白光对刺激黑水虻成虫交配的综合效果优于375nm紫外光、 525nm绿光和 465nm蓝光。 0031 实施例2 0032 在实施例1的基础上， 本实施例进一步探究了组。

　　29、合光作为光源对黑水虻成虫繁育 的影响。 本实施例所用的LED芯片、 实验条件及具体的实验设计均参照实施例1， 不同的是， 所有实验处理光照采用所述LED芯片的组合。 每处理三次重复， 组合光对黑水虻成虫繁育的 影响实验结果见表2， 表2所示数据均为三次重复实验结果的平均值。 0033 表2 组合光对黑水虻成虫繁育的影响 0034 编号灯芯组合配对数(对)产卵量(卵块数)受精率() 实验五芯片A&D11580 实验六芯片B&D7370 实验七芯片C&D13990 实验八芯片A&B&D121090 实验九芯片B&C&D14990 实验十芯片A&B&C12970 实验十一芯片A&B&C&D14129。

　　30、5 0035 表2结果可以看出： 375nm紫外光、 525nm绿光、 465nm蓝光以及6000k色温的白光的 任意组合(所示组合)刺激黑水虻成虫繁育的效果均优于单一波段的光对黑水虻成虫繁育 的影响。 其中， 375nm紫外光、 525nm绿光、 465nm蓝光以及6000k色温的白光的光照组合在配 说 明 书 5/8 页 7 CN 108012996 A 7 对数、 产卵量、 受精率方面的表现最佳， 说明四种光照的组合利于黑水虻成虫繁育。 0036 实施例3 0037 本实施例探究本发明所述人工光源、 市售人工光源对黑水虻成虫繁育的影响。 本 发明所述人工光源为不同的LED芯片(灯珠)排列。

　　31、组成的LED灯， 本实施例所用本发明所述人 工光源的设计方案参见表3， 表3所示每种LED芯片(灯珠)数量等同， LED芯片(灯珠)在LED灯 上交叉排列。 市售人工光源作为本实施例的对照处理组， 分别选用市售的CFL灯(荧光灯， 150W)、 碘钨灯(500W)， CFL灯处理标记为对照组一， 碘钨灯处理标记为对照组二。 0038 表3 本实施例采用的本发明所述人工光源设计方案 0039 编号蓝光(nm)绿光(nm)紫外光(nm)白光功率 1#00K150W 2#00K200W 3#00K150W 4#0。

　　32、0K100W 5#00K150W 6#00K150W 0040 实验设计基本同实施例1。 实验笼子尺寸为1m1m1m， 在每个实验笼子中放置 100头3日龄性成熟成虫， 公母比为1:1。 灯具悬挂于笼顶20cm处， 所有实验处理均采用垂直 (90 )照射。 每天点亮6小时， 在开灯后30分钟观察黑水虻成虫配对情况。 成虫交配后， 在各 个笼子中放入等量的70水分的小鸡饲料做产卵诱饵， 并在诱饵上放置产卵板。 成虫交配 后3日， 收集虫卵并称量计重(保留两位小数)。 黑水虻雌性成虫产下的虫卵在室温27摄氏 度， 相对湿度70的环境下需要72小时即可孵化。

　　33、成幼虫。 刚产下的虫卵为白色， 若虫卵成功 受精， 则会随时间推移颜色变深， 成浅黄色， 没有受精的虫卵则保持为白色。 另外， 黑水虻成 功受精的虫卵会在24小时后发育出两个黑色的单眼， 在显微镜下可以很明显的观察到， 可 据此判断虫卵的受精率。 本实施例选用同一显微镜观察虫卵的受精情况， 统计虫卵受精率， 并且放大倍数统一设定为放大40倍。 每处理三次重复， 不同人工光源对黑水虻成虫繁育的 影响实验结果见表4， 表4所示数据均为三次重复实验结果的平均值。 0041 表4 不同人工光源对黑水虻成虫繁育的影响 说 明 书 6/8 页 8 CN 108012996 A 8 0042 0043 表2结果可以看出： 采用表3设计方案的本发明所述人工光源在刺激交配效率对 比、 产卵量对比、 受精率对比等方面优于市售的150W荧光灯和500W碘钨灯。 这说明， 特定波 说 明 书 7/8 页 9 CN 108012996 A 9 长范围的紫外光、 绿光、 蓝光以及特定色温范围的白光均可有效刺激黑水虻成虫交配， 提高 黑水虻成虫繁育效果。 说 明 书 8/8 页 10 CN 108012996 A 10 。

　　本发明公开一种黑水虻成虫繁育适用的人工光源，所述人工光源至少可产生蓝光、绿光和紫外光中的至少一种，所用蓝光的波长范围为420nm至470nm，所用绿光的波长范围为500nm至535nm，所用紫外光的波长范围为355nm至380nm。所述人工光源还可产生色温范围为3000K至7000K的白光。这种人工光源用作黑水虻成虫养殖空间内的补光光源或是唯一光源。本发明还给出了黑水虻成虫繁育方法，在黑水虻成虫养殖空间内，采用所述的人工光源照射黑水虻成虫。本发明基于黑水虻成虫头部的两个复眼和三个单眼的视觉特点以及其对特定波长光刺激的敏感程度，提高了黑水虻成虫繁育率，减少无用光的产生，降低了黑水虻成虫养殖空间内的人工光源能耗。

　　1.黑水虻成虫繁育适用的人工光源，其特征在于，所述人工光源至少可产生蓝光、绿光和紫外光中的至少一种，所用蓝光的波长范围为420nm至470nm，所用绿光的波长范围为500nm至535nm，所用紫外光的波长范围为355nm至380nm。 2.根据权利要求1所述黑水虻成虫繁育适用的人工光源，其特征在于，所述人工光源还可产生色温范围为3000K至7000K的白光。 3.根据权利要求1或2所述黑水虻成虫繁育适用的人工光源，其特征在于，所述人工光源用作黑水虻成虫养殖空间内的补光光源或是唯一光源。 4.根据权利要求3所述黑水虻成虫繁育适用的人工光源，其特征在于，所述人工光源的照射角度与黑水虻成虫养殖空间内的地面成40°至90°夹角。 5.根据权利要求3所述黑水虻成虫繁育适用的人工光源，其特征在于，所述人工光源选用LED灯，所述LED灯发出的光束角度为60°，且所述LED灯由直流电驱动。 6.黑水虻成虫繁育方法，在黑水虻成虫养殖空间内，采用权利要求1至5中任一项所述的人工光源照射黑水虻成虫。 7.根据权利要求6所述黑水虻成虫繁育方法，其特征在于，所述人工光源可产生蓝光、绿光和紫外光中的至少一种，所用蓝光的波长范围为420nm至470nm，所用绿光的波长范围为500nm至535nm，所用紫外光的波长范围为355nm至380nm。 8.根据权利要求6所述黑水虻成虫繁育方法，其特征在于，所述人工光源可产生波长范围为420nm至470nm的蓝光、波长范围为500nm至535nm的绿光、波长范围为355nm至380nm的紫外光以及色温范围为3000K至7000K的白光。 9.根据权利要求7或8所述黑水虻成虫繁育方法，其特征在于，所述人工光源用作黑水虻成虫养殖空间内的补光光源或是唯一光源。 10.根据权利要求9所述黑水虻成虫繁育方法，其特征在于，所述人工光源在黑水虻成虫养殖空间内的光照需要昼夜交替，24小时内所述单色光、白光的照射时长不超过12小时。

　　黑水虻人工养殖的技术难点之一在于黑水虻成虫的繁育。黑水虻成虫繁殖率较低的主要原因为：一是黑水虻成虫交配需要在太阳直射光照射刺激下才能完成，而且光照的质量与强度直接关系到虫卵的受精率；二是黑水虻成虫生命周期短，繁殖窗口非常小，黑水虻成虫的繁殖窗口一般为2～4天，若黑水虻成虫在这2～4天时间内没有接受到适宜的光照，黑水虻虫就会逐渐丧失繁殖能力。另外，光照质量直接影响黑水虻成虫的交配率，在成虫交配(配对时长可达三十分钟)过程中的光照质量还会影响到产卵量与受精率。在绝大多数地域，光照的质量常因天气或季节原因而有大幅度变化，无法为黑水虻工厂化养殖提供稳定的光照保障。

　　现有文献中已涉及黑水虻人工养殖技术中的光照问题，例如，专利CN101978823A和CN103598148A均指出在黑水虻成虫养殖室内设置碘钨灯，用于在阴雨天等光强度较弱的情况下补光，促进黑水虻成虫抱对繁殖；专利CN103598148A并没有给出碘钨灯的照射光强以及照射时间；专利CN101978823A虽公开碘钨灯在光强度大于80μmol m-2s-1时，可部分替代太阳光光源，但同样没有具体给出碘钨灯的照射光强以及照射时间。据研究，使用500W的碘钨灯诱导黑水虻成虫交配，并可达到直射阳光60％的效果(Zhang J,et al.(2010)An artificial light source influences mating and oviposition of black soldier flies,Hermetia illucens.Journal of Insect Science 10(202))。上述文献均通过碘钨灯补光，但碘钨灯功率太高，消耗大量能源，使得黑水虻人工养殖成本大大提高。另外，也有使用荧光灯源成功诱导黑水虻成虫交配的案例，但荧光灯光不是理想的人工光源，一是因为荧光灯光衰期太短，所发出的光源光谱会在两个月内就产生变化导致光源失效；二是因为荧光灯使用交流电源，频闪比较明显，易对黑水虻成虫造成困惑。

　　另一方面，本发明还提供黑水虻成虫繁育方法，在黑水虻成虫养殖空间内，采用所述的人工光源照射黑水虻成虫。本发明所述繁育方法基于黑水虻成虫的视觉特点，采用含有特殊光波段的人工光源并以特定角度照射黑水虻成虫，加强了光照质量对黑水虻成虫繁育过程的刺激作用，显著提高了黑水虻成虫交配率与繁育产量。具体而言，这种繁育方法在黑水虻成虫养殖空间内，采用特定波长的单色光照射黑水虻成虫，所述单色光选用蓝光、绿光和紫外光中的至少一种，所用蓝光的波长范围为420nm至470nm，所用绿光的波长范围为500nm至535nm，所用紫外光的波长范围为355nm至380nm。

　　黑水虻成虫在其头部两侧具有两个复眼。本专利发明人在长期、严谨的黑水虻成虫繁育研究实践中发现，黑水虻成虫复眼可以感受到特殊波段光的刺激，并对蓝光、绿光还有紫外线产生强烈的反应。在此基础上，本专利发明人假定只有蓝光、绿光还有紫外线的光源即可刺激黑水虻成虫交配，而其余波长的光源都为无用光。经过研究，有效蓝光的波长范围在420nm到470nm之间，有效绿光的波长范围在500到535nm之间，有效紫外线nm之间，采用所述波长范围的蓝光、绿光和紫外光作为人工光源，可成功地刺激黑水虻幼虫交配，并促使其受精成功。

　　在黑水虻成虫养殖空间内，若以太阳光照作为黑水虻成虫繁殖窗口期内的主要光源，所述人工光源可以作为黑水虻成虫养殖空间内的补光光源，保证黑水虻成虫接受到合适的光照。作为本发明技术方案的优选，可选用上述波长范围内的蓝光、绿光和紫外光中的至少一种照射黑水虻成虫。在另一实施例中，采用所述人工光源作为黑水虻成虫养殖空间内的唯一光源，也可选用上述波长范围内的蓝光、绿光和紫外光中的至少一种照射黑水虻成虫。作为本发明技术方案的进一步优选，为了确保黑水虻成虫在繁殖窗口期光照的质量，减少无用光波的发射能耗，采用上述波长范围内的蓝光、绿光和紫外光作为黑水虻成虫养殖空间内的唯一光源，并且黑水虻成虫接受蓝光、绿光和紫外光的照射。

　　本发明对发出蓝光、绿光和紫外光的灯具没有特别的限定。即蓝光、绿光和紫外光可分别作为独立的光源，分别由产生蓝光、绿光和紫外光的灯具发出，并且蓝光灯具、绿光灯具和和紫外光灯具可选择同步或是不同步照射黑水虻成虫。另外，本发明也未对蓝光灯具、绿光灯具和和紫外光灯具的数量以及在黑水虻成虫养殖空间内的排布方式做出特别的限定。作为本发明技术方案的一种优选实施方式，上述波长范围内的蓝光、绿光和紫外光由同一个灯具发出，至于产生蓝光、绿光和紫外光的灯芯在这种同一灯具上的分布，本发明未对此做出特别的限定。优选地，产生蓝光、绿光和紫外光的灯芯以1:1:1的等量排列方式组成发光灯源，这样上述波长范围内的蓝光、绿光和紫外光可同步照射黑水虻成虫。

　　黑水虻成虫除了在其头部两侧具有两个复眼外，在其头顶部还有三个单眼。单眼对昆虫具有不容忽视的功能，比如可以感知物体影子和光亮强度等。黑水虻成虫单眼对黑水虻的生物行为，例如活跃度等，具有一定的影响。本专利发明人进一步探寻了黑水虻成虫单眼对光的感知作用，研究发现黑水虻成虫可以识别白光，并且用白光照射黑水虻成虫，黑水虻成虫的活跃度明显提升。另外，需要指出的是，由蓝光、绿光和紫外光构成的人工光源亮度非常低，可照亮的范围非常有限，并且只能在特定高度区域内(例如距离黑水虻成虫的高度范围5至30cm)照射黑水虻成虫才会有效；另外，由于这种人工光源的亮度非常低，不利于工人在黑水虻成虫养殖空间内的管理操作。

　　基于上述多种因素的考虑，在黑水虻成虫养殖空间内，还采用特定色温的白光照射黑水虻成虫，所述白光的色温范围为3000K至7000K。本发明选用的白光同太阳光一样，均为一种混杂光，在光谱上表现为一个连续波段。另外，采用3000K至7000K色温范围的白光照射黑水虻成虫，可以覆盖所述蓝光、绿光和紫外光波无法覆盖的有效波段，使得黑水虻成虫接受更为有效的光照刺激，诱导黑水虻成虫繁育。易于理解地，白光的加入，提高了黑水虻成虫养殖空间内的可见度，为养殖空间内的作业管理提供了便利。作为本发明技术方案的实施方式，上述波长范围内的蓝光、绿光和紫外光，与所述白光配合使用。这里所述的配合使用，可以是上述波长范围内的蓝光、绿光和紫外光中的一种光或是多种光的组合，与白光同步使用，或是与白光交替使用，或是其他的配合使用方式。另外，本发明对产生白光的灯具设计没有特别的限定。作为本发明技术方案的一种优选实施方式，上述波长范围内的蓝光、绿光和紫外光的组合灯具与产生白光的灯具同步照射黑水虻成虫。需要说明的是，无论所述哪种配合使用方式，照射黑水虻成虫的光照时长应依照黑水虻成虫的生理习性，光照的配合使用需要有昼夜更替的效果，24小时内所述单色光、白光的照射时长不超过12小时，例如每天早上9:00打开灯源，下午3:00关闭灯源。

　　在黑水虻成虫繁育过程中，本专利发明人注意到，光照入射角度对黑水虻成虫也有一定的影响。光照入射角度处于适宜的范围内，黑水虻成虫才可接受更为有效的光照刺激，并对黑水虻成虫繁育产生有利的影响。经本专利发明人多次的对比试验获知，上述波长范围内的蓝光、绿光和紫外光，以及3000K至7000K色温的白光的照射角度最好与黑水虻成虫养殖空间内的地面成40°至90°夹角。在黑水虻成虫养殖空间内设置所述人工光源时，可参照所述光的照射角度，使得尽可能多的光照成为刺激黑水虻成虫交配的有效光源，提高光源使用效率。

　　LED灯是一块电致发光的半导体材料芯片，寿命长且性能稳定，作为典型的绿色照明光源已经被广泛应用于各种照明设备中，如电池供电的闪光灯、微型声控灯、安全照明灯、室外道路和室内楼梯照明灯以及建筑物与标记连续照明灯等。作为本发明技术方案的一种优选实施方式，上述波长范围内的蓝光、绿光和紫外光的组合灯具与产生白光的灯具选用LED灯。通过采用LED发光芯片技术，可以让灯具只发出有效光源，减少无用光的转化，从而降低整体能耗。需要补充的是，本发明对这种LED芯片的数量和配比不作特别的限定，在LED灯制造和选用时，产生不同波长范围光的LED芯片可根据需要自由配比，并且LED芯片在灯具上的分布形式，可集中排布，也可交叉排布或是交替排布。另外，LED芯片产生的光呈120°角度发出，不利于定向集中于所需区域，通过在LED灯板上增加一个聚光透镜，可以将所发120°光束聚变成60°光束，使目标区域内受到的光源加倍，从而达到降低能耗的需求。人工灯源的频闪问题会对动物视觉产生迷惑作用，在频闪强烈的情况下会对黑水虻成虫的刺激作用失效。所以，对黑水虻成虫繁育有效的人工灯源需要适配直流电转换器，让发光体使用直流电驱动，降低频闪对黑水虻成虫的不利影响。

　　(1)基于黑水虻成虫头部的两个复眼和三个单眼的视觉特点，以及其对特定波长光刺激的敏感程度，本发明筛选出特定波长范围的蓝光、绿光还有紫外光作为可刺激黑水虻成虫交配的有效光源，具体地，有效蓝光的波长范围在420nm到470nm之间，有效绿光的波长范围在500到535nm之间，有效紫外线nm之间。采用所述波长范围的蓝光、绿光和紫外光作为人工光源，减少其余波长无用光的产生，降低了黑水虻成虫养殖空间内的人工光源能耗，节省了黑水虻规模化养殖的整体费用投入。

　　本实施例探究单一波段的蓝光、绿光和紫外光作为光源对黑水虻成虫繁育的影响。所用单一波段的光(本实施例所述单色光)分别由不同的LED芯片发出。根据LED芯片所产生的光的波长的不同，对所使用LED芯片进行编号区别，具体地，发出375nm特定波长光(紫外光)的LED芯片标记为芯片A，发出525nm特定波长光(绿光)的LED芯片标记为芯片B，发出465nm特定波长光(蓝光)的LED芯片标记为芯片C，发出色温为6000k白光的LED芯片标记为芯片D。

　　供试试虫为3日龄性成熟黑水虻成虫，实验在同一笼养车间内进行，温度保持在27℃上下，相对湿度保持在70％上下。具体的实验设计如下：在35cm×35cm×35cm的实验笼子中放入50头3日龄性成熟黑水虻成虫，公母比为1:1。用发光LED芯片距笼顶5cm处照射，所有实验处理均采用垂直(90°)照射。照射30分钟后，观察黑水虻成虫交配情况并记录配对的黑水虻成虫数。黑水虻雌性成虫会于交配后72小时在集卵板上产卵，通常一头黑水虻雌性成虫会在产卵板上产下一个卵块，每个卵块约有900个虫卵。在黑水虻成虫交配72小时后，记录集卵板上的卵块数量并收集虫卵。黑水虻雌性成虫产下的虫卵在室温27摄氏度，相对湿度70％的环境下需要72小时即可孵化成幼虫。刚产下的虫卵为白色，若虫卵成功受精，则会随时间推移颜色变深，成浅黄色，没有受精的虫卵则保持为白色。另外，黑水虻成功受精的虫卵会在24小时后发育出两个黑色的单眼，在显微镜下可以很明显的观察到，可据此判断虫卵的受精率。本实施例选用同一显微镜观察虫卵的受精情况，统计虫卵受精率，并且放大倍数统一设定为放大40倍。每处理三次重复，单一波段的光对黑水虻成虫繁育的影响实验结果见表1，表1所示数据均为三次重复实验结果的平均值。

　　本实施例探究本发明所述人工光源、市售人工光源对黑水虻成虫繁育的影响。本发明所述人工光源为不同的LED芯片(灯珠)排列组成的LED灯，本实施例所用本发明所述人工光源的设计方案参见表3，表3所示每种LED芯片(灯珠)数量等同，LED芯片(灯珠)在LED灯上交叉排列。市售人工光源作为本实施例的对照处理组，分别选用市售的CFL灯(荧光灯，150W)、碘钨灯(500W)，CFL灯处理标记为对照组一，碘钨灯处理标记为对照组二。

　　实验设计基本同实施例1。实验笼子尺寸为1m×1m×1m，在每个实验笼子中放置100头3日龄性成熟成虫，公母比为1:1。灯具悬挂于笼顶20cm处，所有实验处理均采用垂直(90°)照射。每天点亮6小时，在开灯后30分钟观察黑水虻成虫配对情况。成虫交配后，在各个笼子中放入等量的70％水分的小鸡饲料做产卵诱饵，并在诱饵上放置产卵板。成虫交配后3日，收集虫卵并称量计重(保留两位小数)。黑水虻雌性成虫产下的虫卵在室温27摄氏度，相对湿度70％的环境下需要72小时即可孵化成幼虫。刚产下的虫卵为白色，若虫卵成功受精，则会随时间推移颜色变深，成浅黄色，没有受精的虫卵则保持为白色。另外，黑水虻成功受精的虫卵会在24小时后发育出两个黑色的单眼，在显微镜下可以很明显的观察到，可据此判断虫卵的受精率。本实施例选用同一显微镜观察虫卵的受精情况，统计虫卵受精率，并且放大倍数统一设定为放大40倍。每处理三次重复，不同人工光源对黑水虻成虫繁育的影响实验结果见表4，表4所示数据均为三次重复实验结果的平均值。