本文来源于海潮天下(Marine Biodiversity)
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海潮天下·导读
这个最新研究中,鱼类排泄产生的多余养分,随着尾水排入浮萍培植区;浮萍将溶解态的氮磷转化为植物蛋白,黑水虻再通过摄食将植物蛋白浓缩为动物蛋白,最后这种蛋白重新回到鱼类的食谱。
从更宏观的视角审视的话,这一流程实际上打通了养殖废弃物的内循环通道,解决了尾水处理难题,降低了污水排放对周边水体生态的冲击,且显著减少了对外部野生捕捞鱼粉的需求,为实现水产养殖的碳中和与零废弃提供了实证依据。这种基于生态链梯级转化的方案,或将成为解决未来水产行业蛋白质短缺与环境治理双重挑战的一把钥匙。
本文约2200字,阅读约5分钟
出品 | 海潮天下
在传统水产养殖体系里,鱼粉始终是核心蛋白来源之一。但过去十多年,鱼粉价格持续波动,原料又高度依赖海洋捕捞,这使“替代鱼粉”成为全球饲料行业长期攻关的方向。植物蛋白虽然便宜,却常常存在氨基酸组成不平衡、消化率偏低的问题;昆虫蛋白近年快速兴起,但昆虫本身吃什么,同样决定了整个体系是否真正可持续。
海潮天下(Marine Biodiversity)小编读到一篇最新论文,2026年4月,匈牙利农业与生命科学大学(MATE)水产养殖与环境安全研究团队在《Environmental Challenges》期刊发表的一项研究,把“废水-浮萍-黑水虻-鱼类”串成了一条完整链条。他们尝试解决的问题是,如何把养殖废弃物重新拉回生产循环?
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▲原理图:一个旨在实现水产养殖养殖尾水资源化利用的循环农业实验流程。引入黑水虻(Hermetia illucens)作为生物媒介,打通了从养殖废弃物到高价值鱼类非洲鲶鱼(Clarias gariepinus)饲料的营养回环。论文出处:Bartucz T, Várkonyi D, Kathi L, et al.(2026)
该研究中出现的主角之一,是浮萍(Lemna spp.)。这种漂浮在水面的微小植物,在许多池塘和尾水系统里都很常见。由于生长极快,它能够大量吸收水中的氮、磷等营养盐,因此常被用于养殖尾水净化。但问题在于,净化之后会产生大量浮萍生物量。如果直接废弃,不仅浪费,还会增加后续处理成本。
另一位主角黑水虻(Hermetia illucens)则是近年来昆虫蛋白研究中的“明星物种”。黑水虻幼虫食性极广,能够快速消耗有机废弃物,并在短时间内积累大量蛋白和脂肪。由于生长速度快、转化效率高,它们被不少研究者称为生物转化系统中的“大胃王”。
MATE团队的思路很直接:既然浮萍本身难以直接、大比例地替代鱼粉,那么,是否可以先让黑水虻“加工”一次?
实验里,研究人员先利用浮萍饲喂黑水虻幼虫,再将获得的黑水虻幼虫粉加入非洲鲶鱼(Clarias gariepinus)饲料中,用于替代部分鱼粉。他们设计了不同替代比例,重点观察鱼类生长、饲料利用率、健康指标以及鱼体组成变化。
结果显示,当鱼粉替代比例达到33%时,非洲鲶鱼依然能够维持稳定生长,部分指标甚至与传统鱼粉组接近。这意味着,在一定范围内,黑水虻来源蛋白已经具备替代鱼粉的实际潜力。
该研究中,特别值得关注的是“间接转化”这一环节。浮萍虽然蛋白含量不低,但直接作为鱼饲料存在纤维高、消化利用率有限等问题。黑水虻幼虫则相当于一个天然“生物反应器”——它们先把浮萍中的营养重新整合,再转化成更适合鱼类利用的昆虫蛋白、脂肪。经过这一步后,原本利用效率有限的植物生物量,被重新包装成了更高价值的饲料原料。
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▲上图:本研究探讨的循环水产养殖系统阶段示意图:实验通过利用浮萍饲养黑水虻幼虫,并将所得幼虫作为生物饲料投喂至非洲鲶鱼苗,以验证其在循环系统中的营养替代价值与实际应用潜力。论文出处:Bartucz T, Várkonyi D, Kathi L, et al.(2026)
研究团队还分析了黑水虻幼虫的营养组成。结果发现,以浮萍为基础饲料培养出的幼虫,依然能够保持较高蛋白水平,并含有一定比例的中链脂肪酸。这类脂肪酸在水产营养研究中一直受到关注,因为它们与能量代谢、免疫调节等过程有关。
从系统角度看,这项研究真正重要的地方,在于它把尾水治理与饲料生产连接了起来。
传统养殖中,尾水富营养化往往意味着额外治理成本。浮萍能够吸收尾水中的氮磷,相当于先完成一次“污染物回收”;随后,这些浮萍又成为黑水虻幼虫的食物;最后,昆虫蛋白重新进入鱼类养殖体系。这么一来,原本可能被视作废弃物的营养元素,被连续利用了至少3次。
这种模式也体现了当前循环水产养殖的发展方向:不再单纯追求“废弃物处理”,而是尽量把废弃物流重新变成生产资源。
当然,距离大规模商业化应用,这类体系还有不少现实问题需要解决。比如说,不同来源浮萍的营养组成波动较大;黑水虻规模化养殖过程中,温度、湿度和基质稳定性都会影响产量;昆虫蛋白在不同鱼种中的适口性、以及长期健康效应,也仍需要更多长期数据。
此外,昆虫饲料产业还面临法规问题。不同国家对于昆虫来源饲料允许使用的原料范围并不一致,尤其涉及养殖废弃物时,监管标准通常更严格。因此,实验室里的循环模型,要真正进入产业链,还需要经过食品安全和生产规范层面的验证。
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▲上图:在中国南方的野外湿地中,菱角与浮萍共生的一个水面的植物群落。©Linda Wong 摄影 | 海潮天下(Marine Biodiversity)
不过,从技术逻辑上看,这项研究已经展示出一种较清晰的路径:利用快速生长的水生植物回收养殖废水中的营养,再通过黑水虻完成蛋白升级,最终减少对传统鱼粉的依赖。
在全球水产养殖规模持续扩大的背景下,未来饲料来源很可能不再局限于海洋捕捞或传统农作物。越来越多研究开始把目光投向“被浪费的营养”——尾水中的氮磷、食品废弃物中的有机质、农业副产物中的残余蛋白。谁能把这些低价值物质重新纳入生产循环,谁就可能重塑下一代养殖体系的资源结构。
本文参考资料
感兴趣的海潮天下(Marine Biodiversity)读者可以参看该研究的全文:
Bartucz T, Várkonyi D, Kathi L, et al. A step further from waste to feed: integrating duckweed (Lemna spp.) into circular aquaculture via black soldier fly (Hermetia illucens) production[J]. Environmental Challenges, 2026: 101503.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2667010026000971
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资讯源 | Bartucz T, Várkonyi D, Kathi L, et al.(2026)
文 | 王海诗
编辑 | 海潮君
排版 | 卢晓雨
时间 | 2026年5月7日
联系小编 | editor@oceanbiodiversity.cn
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