随着人口增长与养殖业扩张，厨房垃圾与禽畜粪便的产生量持续攀升。如何在不制造更多环境负担的前提下，实现高效、可持续的有机废弃物处理，成为当前环保与农业面临的重大课题。近年来，黑水虻幼虫（BSFL）作为一种能“吃垃圾、产蛋白”的昆虫，被广泛关注。然而，要让黑水虻真正高效“转废为宝”，背后靠的不只是虫子的嘴巴，还有它肚子里的“微生物朋友圈”。

本研究通过建立“无菌—有菌”的对比系统，系统探索了黑水虻在三类不同基质（人工饲料、厨房垃圾、鸡粪）中的生长差异。研究发现，即使是在无菌环境中孵化的黑水虻，仍能从周围环境主动招募特定的功能菌群，用于提升自身的存活率、增长速度、饲料转化效率，并缩短发育时间。这种“宿主介导型微生物招募机制”不仅展现了昆虫与微生物之间的共生智慧，也为未来废弃物资源化提供了可拓展的微生物策略。

研究首先构建了12组组合实验，涉及正常与无菌黑水虻、带菌与灭菌的三类废弃物，评估其在相同温度、湿度条件下的生长参数。结果显示，无菌黑水虻在无菌鸡粪中存活率最低，仅为31%。但只要添加了外源菌群，其存活率便迅速提升至81%以上，体重也显著增长。厨房垃圾组与人工饲料组也呈现类似趋势。更有趣的是，来自黑水虻卵表面的微生物同样具有促进作用，尤其在鸡粪组中，能够使无菌幼虫的发育时间从102天缩短至42天，表明卵源微生物可显著改善初生阶段的发育效率。

为了进一步验证这些微生物的功能，研究者分离出27株菌株，通过相关性分析与冗余分析（RDA）筛选出五株代表性益生菌：两株肠球菌、两株芽孢杆菌和一株乳酸杆菌，并组建了人工复合微生物群体。将其接种至无菌黑水虻系统后，幼虫在三类废弃物中均表现出显著的生长促进作用。其中在鸡粪组中，存活率提高72%，体重增加193%，饲料转化率提升439%，发育周期缩短62%。这一结果表明，功能性菌群可以显著增强黑水虻对低营养基质的转化能力。

微生物的“加持”不仅提升了黑水虻的物理生长指标，还改变了其肠道微生物多样性结构。16S rDNA测序数据显示，在正常组别中，优势菌属包括肠球菌、芽孢杆菌、放线菌等，这些菌群具有参与毒素分解、增强免疫和营养合成等功能。尤其是肠球菌，不仅在多个处理组中相对丰度超过20%，还与幼虫体重和存活率呈正相关关系。乳酸杆菌则可能通过调节代谢通路和免疫反应来促进虫体发育。芽孢杆菌则通过分泌多种降解酶，提高虫体对低质饲料的利用效率。研究还指出，黑水虻可能对这些核心微生物表现出主动选择倾向，从而形成以“虫-菌共生”为核心的稳定转化系统。

这项研究验证了黑水虻能主动选择、定向招募并依赖环境中的有益菌群来优化自身发育，进而提升对复杂废弃物的生物转化能力。通过微生物的“组合搭配”，不仅提升了转化效率，更降低了处理周期与资源损耗，为实现“虫转肥、肥生蛋白”的循环农业路径提供了理论支持与实践模板。

参考来源：

Zhe Li, Yuchen Zhou, Lin Lv, Yinguang Long, Mengyao Dong, Qi Xiao, Xianyue Jia, Dechen Ju, Xiaowen Sun, Feng Huang, Minmin Cai, Jibin Zhang, Ziniu Yu, Longyu Zheng. Host-mediated environmental microbiome recruitment by black soldier fly (Hermetia illucens) enhances waste biotransformation[J]. Waste Management, 2025, 204: 114886.