宦海琳, 馮國興, 李 健, 閆俊書, 潘孝青, 徐小明, 顧洪如
(江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧研究所,江蘇 南京 210014)
隨著現(xiàn)代養(yǎng)豬業(yè)規(guī)模的不斷擴大,豬糞、尿的排放量也在急驟增加,對環(huán)境造成很大壓力。養(yǎng)豬業(yè)環(huán)保壓力主要源自飼養(yǎng)過程沖洗欄舍而產(chǎn)生的大量高濃度污水,如何從源頭上減少和控制污水的排放,探討新型養(yǎng)豬模式日益成為關(guān)注的熱點。發(fā)酵床養(yǎng)殖技術(shù)是基于控制畜禽糞便和污水的排放與污染,實現(xiàn)畜禽糞便原位降解的新型養(yǎng)殖技術(shù),其技術(shù)理念就是實現(xiàn)養(yǎng)殖與生態(tài)環(huán)境之間的協(xié)調(diào)發(fā)展。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),與傳統(tǒng)水沖圈飼養(yǎng)模式相比,發(fā)酵床飼養(yǎng)模式可明顯提高豬舍內(nèi)的溫度,降低舍內(nèi)氨氣和顆粒物的濃度,顯著改善豬舍環(huán)境[1-3]。
空氣微生物的污染程度是衡量豬舍空氣質(zhì)量的重要標(biāo)志之一[4]。隨著集約化規(guī)模化畜禽生產(chǎn)的發(fā)展,畜禽舍動物高度集中,傳播途徑縮短,空氣微生物更容易蓄積,甚至導(dǎo)致疾病的發(fā)生和流行[5-6],因此,探究舍內(nèi)空氣微生物種類和含量在集約化養(yǎng)豬生產(chǎn)過程中具有重要指導(dǎo)意義。目前不同飼養(yǎng)模式下豬舍空氣微生物狀況的研究較少,因此,本研究主要對1年不同季節(jié)內(nèi)發(fā)酵床養(yǎng)豬舍的氣載微生物進(jìn)行監(jiān)測,并對發(fā)酵床和水沖清糞2個飼養(yǎng)模式豬舍的氣載微生物含量進(jìn)行比較,探討消毒前后發(fā)酵床豬舍氣載微生物和墊料微生物的變化規(guī)律,為發(fā)酵床模式下的豬舍空氣管理和疾病防控提供理論依據(jù)。
發(fā)酵床養(yǎng)豬豬舍在南京市郊發(fā)酵床示范基地。水沖圈養(yǎng)豬豬舍在南京市郊規(guī)模豬場,與發(fā)酵床養(yǎng)殖豬舍相鄰。
營養(yǎng)瓊脂(NA)、虎紅氯霉素瓊脂(RBC)、甘露醇氯化鈉瓊脂(MSA)、伊紅美蘭瓊脂培養(yǎng)基(EMB)及沙門和志賀菌屬瓊脂(S.S)[7-8],均購自北京奧博星生物科技有限公司。
1.2.1 樣品采集 ①空氣樣品:取樣參照中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)公共場所空氣微生物檢驗方法細(xì)菌總數(shù)測定中的自然沉降法。采樣時間為春(2013年3月)、夏(2012年7月)、秋(2012年 10月)和冬(2012年12月),每季分別連續(xù)監(jiān)測3 d,于取樣當(dāng)天11∶00~13∶00采樣。每個豬舍取四角、中央5個點,避開窗戶及其他通風(fēng)處,每個點各用5種培養(yǎng)基[營養(yǎng)瓊脂(NA)、虎紅氯霉素瓊脂(RBC)、甘露醇氯化鈉瓊脂(MSA)、伊紅美蘭瓊脂(EMB)及沙門和志賀菌屬瓊脂(S.S)]進(jìn)行取樣,取樣地點距離地面1 m,打開平皿在空氣中暴露5 min后立即加蓋。所得樣品直接放置恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。②發(fā)酵床墊料采集,使用土鉆取0~20 cm的發(fā)酵功能區(qū),發(fā)酵床每欄取四角、中央5個點,5個點樣本混合后放至滅菌的離心管中迅速帶回實驗室測定。
1.2.2 消毒處理 在夏季(2012年 7月)于11∶00~12∶00,將發(fā)酵床豬舍帶豬消毒,分別采集消毒前及消毒后1 h、24 h、48 h、72 h空氣樣品和墊料樣品。消毒劑為磷酸鹽、硅酸鹽的復(fù)合礦物質(zhì)干粉,按照30 g/m2的劑量用噴灑機噴灑消毒。
1.2.3 樣品處理 墊料樣品采集后,用生理鹽水梯度稀釋,按照倍比稀釋法,吸取梯度稀釋液1 ml于培養(yǎng)皿中,分別加入NA、RBC培養(yǎng)基搖勻,放平面處凝固,NA放37℃恒溫培養(yǎng)箱中倒置培養(yǎng)48 h,RBC放28℃恒溫培養(yǎng)箱中倒置培養(yǎng)5 d,記錄平板上菌落數(shù)。空氣樣品 NA、EMB、MSA、SS培養(yǎng)基直接放置37℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48 h,RBC培養(yǎng)基放28℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)5 d。NA平皿計數(shù)所有菌落數(shù)為細(xì)菌總數(shù),RBC平皿計數(shù)所有菌落數(shù)為真菌總數(shù)。EMB平皿計數(shù)紫金屬色菌落數(shù),通過生化鑒定是否為大腸菌群;MSA平皿計數(shù)圓形光滑隆起的黃色菌落,通過染色鏡檢鑒定是否為葡萄球菌;S.S平皿檢查是否有透明細(xì)小菌落,通過生化鑒定是否為沙門氏菌[7]。按奧氏公式計算菌落總數(shù):C=50 000 N/AT。式中,C:每立方米菌落總數(shù)(CFU/m3);N:每皿菌落數(shù)(個);A:培養(yǎng)皿面積(cm2);T:采樣時間(min)。
因為空氣微生物數(shù)據(jù)的非正態(tài)分布性,對每棟豬舍的空氣細(xì)菌含量先采取統(tǒng)計中間值方法統(tǒng)計[9],再采用SPSS1 1.0統(tǒng)計軟件對每棟豬舍的中間值數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。
2種飼養(yǎng)模式(發(fā)酵床飼養(yǎng)、水沖清糞飼養(yǎng))豬舍內(nèi)空氣微生物狀況如表1所示。由表1可知,兩種模式下的豬舍氣載細(xì)菌總數(shù)含量為 4.57×104~10.00×104CFU/m3,氣載真菌總數(shù)含量為1.26×104~ 2.60× 104CFU/m3。葡萄球菌是2種豬舍氣載需氧菌中的主要菌群,含量為 3.10 ×104~6.52 ×104CFU/m3,大腸菌群在2種豬舍氣載需氧菌含量中都較低,含量為1.77×103~3.07×103CFU/m3,沙門氏菌在兩種豬舍中都未檢出。發(fā)酵床豬舍環(huán)境中氣載細(xì)菌總數(shù)、真菌總數(shù)、葡萄球菌的濃度低于水沖圈養(yǎng)殖模式,但兩者間差異不顯著(P>0.05)。
由表1可知,不同季節(jié)發(fā)酵床豬舍空氣微生物濃度呈現(xiàn)出不同的水平。發(fā)酵床豬舍氣載細(xì)菌總數(shù)、真菌總數(shù)的變化趨勢是夏季>冬季>春季>秋季,氣載葡萄球菌含量的變化趨勢是冬季>夏季>春季>秋季,氣載大腸菌群的數(shù)目各個季節(jié)間沒有明顯差異。
表1 不同飼養(yǎng)方式豬舍內(nèi)氣載需氧菌含量Table 1 Counting of airborne aerobic microorganisms in pigsties with different feeding modes
針對夏季發(fā)酵床豬舍氣載需氧菌濃度最高,在夏季開展了干粉消毒劑的應(yīng)用效果試驗。消毒前后,發(fā)酵床豬舍空氣微生物檢測結(jié)果見圖1。由圖1可知,豬舍空氣細(xì)菌總數(shù)、真菌總數(shù)、葡萄球菌含量在消毒后1 h明顯下降,消毒后24 h又上升,72 h后接近消毒前水平。發(fā)酵床豬舍消毒前后墊料微生物含量的檢測結(jié)果見表2,由表2可知,墊料微生物中細(xì)菌占優(yōu)勢,消毒前后墊料中細(xì)菌數(shù)量均高于真菌數(shù)量;消毒前后墊料0~20 cm發(fā)酵功能區(qū)的細(xì)菌總數(shù)、真菌總數(shù)均沒有顯著差異。
表2 消毒前后發(fā)酵床墊料微生物含量Table 2 Counting of microorganism in bio-bed litter before and after disinfection
目前,對畜禽舍環(huán)境中氣載需氧菌的研究,主要集中在某一特定時間段內(nèi)和某些特定的病原菌上,如乳牛舍環(huán)境中氣載需氧菌(腸桿菌、葡萄球菌、沙門氏菌)[7];家兔飼養(yǎng)環(huán)境中的氣載需氧菌(需氧菌總數(shù)、金黃色葡萄球菌)[10],雞舍環(huán)境中真菌和致病菌(大腸桿菌、沙門氏菌和葡萄球菌)[8,11]。本研究采用自然沉降法,對2種模式(發(fā)酵床、水沖清糞)豬舍環(huán)境氣載需氧總菌(細(xì)菌總數(shù)、真菌總數(shù))、病原菌(葡萄球菌、大腸菌群、沙門氏菌)進(jìn)行了監(jiān)測,結(jié)果顯示2種模式下的豬舍氣載細(xì)菌總數(shù)含量為4.57×104~10.00 ×104CFU/m3,這與鐘召兵等[12]對封閉式、半封閉式豬舍氣載細(xì)菌總數(shù)的結(jié)果一致。葡萄球菌是2種豬舍氣載需氧細(xì)菌的主要菌群,含量為3.10 ×104~6.52 ×104CFU/m3。葡萄球菌廣泛分布于人和動物的皮膚及其鼻咽腸道中,其中金黃色葡萄球菌致病力最強,是上呼吸道感染的主要致病菌,可以導(dǎo)致豬的多種疾病,豬舍環(huán)境中濃度較高的葡萄球菌對飼養(yǎng)員及豬群的健康將會造成潛在的威脅,在對豬舍的空氣管理中應(yīng)重點加強對葡萄球菌的防治。
傳統(tǒng)水沖清糞飼養(yǎng)中的糞便未能得到及時清理,其釋放到空氣中的病原菌也會增多,而發(fā)酵床養(yǎng)殖豬舍由于發(fā)酵床體中有益菌群發(fā)酵糞便,抑制了腐敗菌等有害微生物的繁殖和有害氣體的產(chǎn)生,從而減少空氣中氣載微生物的含量,對豬舍內(nèi)空氣環(huán)境的改善有一定積極的影響。本研究對2種模式(發(fā)酵床、水沖清糞)豬舍環(huán)境氣載需氧總菌、致病菌進(jìn)行了比較,結(jié)果發(fā)現(xiàn)發(fā)酵床豬舍環(huán)境中氣載細(xì)菌總數(shù)、真菌總數(shù)、葡萄球菌的濃度低于水沖清糞養(yǎng)殖模式,但兩者間差異不顯著。林莉莉等[13]發(fā)現(xiàn)發(fā)酵床養(yǎng)豬豬舍與傳統(tǒng)豬舍相比,環(huán)境中和豬體表的菌落總數(shù)、大腸菌群、金黃色葡萄球菌數(shù)均較少,這與本試驗結(jié)果一致。
為了加強發(fā)酵床豬舍空氣環(huán)境的管理,對一年不同季節(jié)里的發(fā)酵床豬舍氣載需氧菌進(jìn)行了監(jiān)測。結(jié)果表明,發(fā)酵床豬舍氣載需氧總菌(細(xì)菌總數(shù)和真菌總數(shù))濃度變化的基本趨勢是夏季最高,秋季最低。這與袁文等[14]研究結(jié)果相反。
冬季發(fā)酵床產(chǎn)熱,豬舍溫度高,有利于豬群生長[2],但在夏季發(fā)酵熱往往成為熱應(yīng)激源。在夏季高溫高濕環(huán)境下,發(fā)酵床豬舍如何降低豬舍溫度是發(fā)酵床推廣應(yīng)用中的一個普遍問題。龔俊勇等[15]采用水簾降溫系統(tǒng)后,發(fā)現(xiàn)發(fā)酵床豬舍內(nèi)濕度增加,濕度的增加有利于細(xì)菌的生長繁殖[16]而容易導(dǎo)致傳染病的發(fā)生。本試驗中發(fā)酵床豬舍采取的夏季噴霧降溫措施,這也在一定程度地提高了豬舍空氣濕度,從而增加了夏季豬舍空氣微生物濃度。因此在發(fā)酵床飼養(yǎng)管理中,夏季豬舍空氣質(zhì)量管理尤為重要,應(yīng)當(dāng)重點加強夏季豬舍空氣消毒。傳統(tǒng)水沖清糞飼養(yǎng)模式往往采用戊二醛溶液等化學(xué)消毒劑進(jìn)行空氣消毒,但化學(xué)消毒劑抑制氣載微生物活性的同時也會影響發(fā)酵床體微生物的活性。針對發(fā)酵床的特點,本試驗研究了磷酸鹽、硅酸鹽的復(fù)合粉劑對夏季發(fā)酵床豬舍氣載微生物的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)復(fù)合粉劑消毒后1 h氣載需氧總菌、葡萄球菌的含量都有了明顯的下降,而消毒前后發(fā)酵床墊料中的微生物含量沒有明顯變化。其原因可能是磷酸鹽等礦物質(zhì)吸附空氣中的懸浮顆粒,從而減少氣載微生物的含量,但磷酸鹽等礦物質(zhì)并不能抑制微生物的活性,所以未能對發(fā)酵床墊料微生物產(chǎn)生影響。表明在夏季發(fā)酵床豬舍中,可采用磷酸鹽、硅酸鹽的復(fù)合粉劑進(jìn)行空氣消毒,減少夏季傳染病的發(fā)生。
[1]郭 彤,郭秀山,馬建民,等.發(fā)酵床飼養(yǎng)模式對斷奶仔豬生長性能、腹瀉、腸道菌群及畜舍環(huán)境的影響[J].中國畜牧雜志,2012,48(20):56-62.
[2]盛清凱,王 誠,武 英,等.冬季發(fā)酵床養(yǎng)殖模式對豬舍環(huán)境及豬生產(chǎn)性能的影響[J].家畜生態(tài)學(xué)報,2009,30(1):82-85.
[3]PHILIPPEA F X ,LAITAT M,CANART B,et a1.Comparison of ammonia and greenhouse gas emissions during the fattening of pigs,kept either on fully slatted floor or on deep litter[J].Livestock Science,2007,111(12):144-152.
[4]BROWN J K,HOVMOLLER M S.Aerial dispersal of pathogens on the global and continental scales and its impact on plant disease[J].Science,2002,297:537-541.
[5]劉敬博,柴同杰,苗增民,等.奶牛舍環(huán)境中氣載微生物含量的檢測[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2010,38(5):56-60.
[6]黃藏宇,李永明,徐子偉.舍內(nèi)氣態(tài)及氣載有害物質(zhì)對豬群健康的影響及其控制技術(shù)[J].家畜生態(tài)學(xué)報,2012,33(2):80-84.
[7]金蘭梅,伍清林,呂麗珍,等.不同乳牛舍環(huán)境空氣中細(xì)菌含量的比較研究[J].中國畜牧獸醫(yī),2010,37(12):131-136.
[8]王雅玲,呂國忠,柴同杰.雞舍空氣真菌濃度及多樣性研究[J].菌物學(xué)報,2005,24(4):510-516.
[9]金丕煥.醫(yī)學(xué)統(tǒng)計方法[M].上海:上海醫(yī)科大學(xué)出版社,1992:20-21.
[10]段會勇,王 磊,柴同杰.兔舍內(nèi)氣載需氧菌和氣載葡萄球菌的檢測[J].家畜生態(tài)學(xué)報,2005,26(4):96-99.
[11]屈風(fēng)琴.雞舍空氣中致病微生物的監(jiān)測[J].中國家禽,2000,22(4):29-30.
[12]鐘召兵,段會勇,柴同杰.豬舍環(huán)境中氣載需氧菌及氣載葡萄球菌的研究[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報,2008,21(3):802-807.
[13]林莉莉,姜 雪,馮 聰,等.發(fā)酵床養(yǎng)豬豬舍環(huán)境與豬體表微生物分布狀況的研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,38(34):19530-19532.
[14]袁 文,柴同杰,苗增民,等.豬舍環(huán)境氣載需氧菌含量的季節(jié)性變化及其健康風(fēng)險評估[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2010,38(5):51-55.
[15]龔俊勇,廖新銻,楊 平,等.南方夏季水簾降溫系統(tǒng)對發(fā)酵床豬舍與傳統(tǒng)豬舍空氣質(zhì)量的影響[J].養(yǎng)豬,2011,5:65-69.
[16]REN P,JANKUN T M ,BELANGER M,et al.Relation between fungal propagules in indoor air and home characteristics[J].Allergy,2001,56:419-424.