于觀留 劉紀(jì)園 王 葉 蔡玉梅* 柴同杰* 高 靜

(1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院，山東省中德疫源人獸共患病研究中心，泰安 271018;2.泰安市中心醫(yī)院，泰安 271018)

長期以來，我國北方農(nóng)村肉鴨的養(yǎng)殖多采取低成本、設(shè)施簡陋的大棚養(yǎng)殖方式［1］。大棚多采用草簾和塑料薄膜覆蓋，地面鋪以墊料，采用自然通風(fēng)、消毒及糞便清掃的衛(wèi)生管理方式，該方式雖在一定程度上減少了投入，但也帶來一系列的負(fù)面問題。如在冬季為保溫的需要，大棚通風(fēng)次數(shù)和時間均減少，進(jìn)而導(dǎo)致大棚內(nèi)的微生物氣溶膠濃度在短時間內(nèi)升高。微生物氣溶膠是空氣環(huán)境質(zhì)量的重要指征［2］。氣載細(xì)菌、氣載真菌、氣載革蘭氏陰性菌及其代謝產(chǎn)物(如內(nèi)毒素)等是微生物氣溶膠的重要成分。畜禽舍空氣中的微生物及其代謝產(chǎn)物所形成的氣溶膠可導(dǎo)致環(huán)境污染，且高濃度的微生物氣溶膠可導(dǎo)致畜禽機(jī)體免疫負(fù)荷過重，抵抗力下降，易感性升高，以及相關(guān)疫病發(fā)生與流行［3-4］，對動物健康和生產(chǎn)性能造成較重的危害。另外，動物在受不良環(huán)境刺激的應(yīng)激生理反應(yīng)中，下丘腦-垂體-腎上腺皮質(zhì)軸(HPAA)激活及由此引起促腎上腺皮質(zhì)激素(ACTH)等“應(yīng)激激素”分泌水平的上升，為此人們將其分泌量的多少作為反映應(yīng)激強(qiáng)度的客觀指標(biāo)［5］。

截至目前，畜禽舍微生物氣溶膠的研究多集中在氣溶膠的種類、濃度以及向周圍環(huán)境的傳播［6-11］。然而，其對動物體生產(chǎn)性能的影響、環(huán)境應(yīng)激的評價、以及不同衛(wèi)生管理措施對畜禽舍空氣環(huán)境質(zhì)量的影響等方面很少問津。為此，本研究設(shè)置肉鴨的冬季大棚養(yǎng)殖模型，通過前期的探索采取不同的衛(wèi)生管理方式形成不同的微生物氣溶膠濃度，在監(jiān)測不同飼養(yǎng)衛(wèi)生管理狀態(tài)下的肉鴨舍主要微生物氣溶膠參數(shù)的基礎(chǔ)上，從動物環(huán)境應(yīng)激的角度出發(fā)，研究微生物氣溶膠對鴨群生產(chǎn)性能的影響，揭示控制環(huán)境空氣質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)問題、應(yīng)激及其造成的危害，以期為制定家禽的飼養(yǎng)環(huán)境空氣微生物氣溶膠標(biāo)準(zhǔn)奠定理論基礎(chǔ)。

表1 各組的衛(wèi)生管理方式Table 1 Health managementmode of each group

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計

該研究于2014年1—3月在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)畜牧獸醫(yī)試驗站進(jìn)行。試驗設(shè)1個對照組(A組)和4個清潔程度逐步變差的試驗組(B、C、D、E組)，1日齡時隨機(jī)分組，每組3個重復(fù)，每個重復(fù)40只。5個試驗鴨舍的建筑構(gòu)造相同，各組配備有同等規(guī)格的排氣扇、暖氣片、日光燈(80 W)等設(shè)備。各鴨舍溫度控制在20～24℃。舍長寬高為5 m×4 m×3 m，向陽面各有一個窗戶(2.0 m×1.5 m)，每個鴨舍都有一個玻璃門(0.8 m×1.6 m)，用于觀察肉鴨活動。試驗動物為1日齡櫻桃谷肉鴨600只，飼糧為全價肉鴨料(泰安市六和有限公司)。厚墊料方式平養(yǎng)，自由采食和飲水。定期采用撒磷酸、磷酸鈣、生石灰、明礬等方式吸收各組鴨舍空氣中的有害氣體［12-13］。光照時間為 16 h(05:00—21:00)，肉鴨眼睛處的光照強(qiáng)度大約為60 lx。為形成不同濃度的微生物氣溶膠，對5組鴨舍進(jìn)行不同的衛(wèi)生管理，各組的衛(wèi)生管理方式如表1所示。

1.2 樣品采集與分析

1.2.1 氣載需氧菌、真菌、革蘭氏陰性菌的檢測

使用國際標(biāo)準(zhǔn)的Andersen-6級撞擊式空氣微生物采樣器采集鴨舍空氣樣品［14］，氣流速率28.3 L/m in，采樣時間 1～ 2 m in，地點(diǎn)為每組鴨舍中心，高度為0.2 m，采樣次數(shù)為每周1次。采樣介質(zhì)分別為5%脫纖綿羊血大豆瓊脂培養(yǎng)基、沙氏培養(yǎng)基、革蘭氏陰性菌選擇性培養(yǎng)基。培養(yǎng)完成后依照Andersen［14］校正表校正后計算各自的氣載菌落數(shù)(CFU/m3)。

1.2.2 氣載內(nèi)毒素的檢測

使用國際標(biāo)準(zhǔn)的AGI-30液體噴沖式采樣器收集鴨舍空氣樣品，檢測其內(nèi)毒素［15］。介質(zhì)為50 m L的無熱原水，氣流速率為 12.5 L/m in，采集時間20 m in，采樣地點(diǎn)為每組鴨舍中心，采樣高度為0.2 m，采樣次數(shù)為每周1次。鱟阿米巴樣細(xì)胞裂解物(limulus amebocyte lysate，LAL)試驗測得樣品中內(nèi)毒素含量。采用國際單位EU(endotoxin unit)為氣載內(nèi)毒素的含量單位，1 EU=0.1μg標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)毒素。

1.2.3 有害氣體的檢測

使用復(fù)合式氣體檢測儀(GC310)檢測各組鴨舍內(nèi)的氨氣和硫化氫氣體，檢測高度為0.2 m，采集次數(shù)為每周1次。

1.2.4 ACTH 的檢測

分別在第 4、5、6、7、8周齡時，每組隨機(jī)取 20只肉鴨，趾靜脈采血，離心分離血清，使用鴨ACTH檢測試劑盒(南京森貝伽，LOT:201410)檢測其濃度。

1.2.5 肉鴨生產(chǎn)性能的測定

在第4、6、8周齡時的每天08:00(飼喂前)記錄每組的肉鴨體重、采食量，并計算平均日采食量(ADFI)、平均日增重(ADG)和料重比(F/G)。出欄當(dāng)天肉鴨空腹8 h，每組隨機(jī)抽取30只，稱重記錄活重、屠體重、胸肌重、全凈膛重，并按公式計算屠宰率、全凈膛率等屠宰指標(biāo)。

1.3 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)用SAS 9.1軟件中的GLM進(jìn)行單因素方差分析(one-way ANOVA)，并對不符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化?？諝猸h(huán)境參數(shù)用最大值和最小值反映數(shù)值的波動范圍，具體值以“平均值”表示，其他結(jié)果均以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。并用Pearson’s進(jìn)行微生物氣溶膠主要成分、氨氣與生產(chǎn)性能指標(biāo)的相關(guān)性分析，最后用逐步回歸法建立函數(shù)方程。顯著性差異水平為P＜0.05，極顯著性差異水平為 P＜0.01。

2 結(jié)果

2.1 不同清潔衛(wèi)生條件下的各組微生物氣溶膠及有害氣體的濃度

由表2可知，隨肉鴨舍衛(wèi)生條件的逐步變差，氣載需氧菌、真菌、革蘭氏陰性菌、內(nèi)毒素及氨氣濃度整體均呈一定程度的遞增。

表2 不同清潔衛(wèi)生條件下肉鴨舍氣載需氧菌、真菌、革蘭氏陰性菌、內(nèi)毒素和有害氣體的濃度Table 2 Concentration of airborne aerobe，airborne fungi，airborne gram-negative，airborne endotoxin and noxious gas under different sanitary conditions(n=15)

2.2 不同清潔衛(wèi)生條件下肉鴨ACTH濃度的比較

由圖1可知，隨肉鴨舍內(nèi)衛(wèi)生條件的逐步變差，C、D、E組在4、5周齡時ACTH濃度呈上升的趨勢，但在6、7、8周齡時則呈先上升后下降的趨勢。另外，隨著飼養(yǎng)周齡的延長，B組整體上均呈現(xiàn)上升趨勢。

分析顯示:在4周齡時，D、E組的ACTH濃度分別為(18.80±2.23)和(18.65±1.31)ng/L，為 A組的 1.2倍(P＜0.05);5 周齡時，D、E 組的 ACTH濃度分別為(24.14±1.97)和(24.26±1.53)ng/L，為 A 組的 1.5 倍(P＜0.01);6 周齡時，C、D、E 組的ACTH 濃度分別為(22.15±2.06)、(23.56±3.13)、(21.40±1.56)ng/L，為 A 組的 1.2～ 1.4 倍(P＜0.05或 P＜0.01);7 周齡時，B、E 組的 ACTH 濃度分別為(19.94±1.27)和(19.85±1.29)ng/L，為 A組的 1.2 倍(P＜0.05);C、D 組的 ACTH 濃度分別為(20.53±1.49)和(24.35±1.11)ng/L，為 A 組的1.2～1.4 倍(P＜0.01);8 周齡時，C、D、E 組的ACTH 濃度分別為(20.72±1.25)、(23.59±2.74)、(20.22±2.54)ng/L，為 A 組的 1.2～ 1.4 倍(P＜0.05或 P＜0.01)。

圖1 不同清潔衛(wèi)生條件下肉鴨促腎上腺皮質(zhì)激素濃度的比較Fig.1 Comparison of ACTH concentration ofmeat ducks under different sanitary conditions(n=20)

2.3 不同清潔衛(wèi)生條件下肉鴨生長性能和屠宰指標(biāo)的比較

2.3.1 生長性能

由表3可知，隨肉鴨舍衛(wèi)生條件的不斷變差，ADFI、ADG整體均呈下降趨勢，F(xiàn)/G呈上升趨勢。

分析顯示:對于 ADFI，4 周齡時，C、D、E 組均顯著低于 A 組(P＜0.05)，分別降低 14.20%、10.92%、13.43%;6和 8周齡時，E 組顯著均低于A 組(P＜0.05)，分別降低 22.98%、20.82%。對于ADG，4周齡時，D、E組均顯著低于 A組(P＜0.05)，分別降低 30.54%、31.56%;6 周齡時，D、E組均顯著或極顯著低于 A組(P＜0.05或 P＜0.01)，分別降低 30.43%、42.82%;8 周齡時，C、D、E組均顯著或極顯著低于 A組(P＜0.05或 P＜0.01)，分別降低 27.46%、29.53%和 45.60%。對于F/G，4和6周齡時，D、E組均顯著高于 A組(P＜0.05)，分別提高 28.24%、26.39%和 26.03%、34.70%;8周齡時，D、E組均顯著或極顯著高于A組(P＜0.05 或 P＜0.01)，分別提高 37.24%和45.52%。

2.3.2 死淘率和屠宰指標(biāo)

由表4可知，隨肉鴨舍衛(wèi)生條件的不斷變差，肉鴨的死淘率呈上升趨勢，而屠宰率、屠體重、全凈膛率、胸肌重和胸肌率則總體呈下降趨勢。

分析顯示:對于死淘率，C、D、E組均顯著或極顯著高于 A 組(P＜0.05或 P＜0.01);對于屠宰率，D、E組均極顯著低于 A 組(P＜0.01)，分別降低9.72%、7.91%;對于屠體重，D、E 組均極顯著低于A 組(P＜0.01)，分別降低 25.91%、31.56%;對于全凈膛率，各組間差異不顯著(P＞0.05);對于胸肌重，D、E組均極顯著低于 A 組(P＜0.01)，分別下降 39.58%、41.67%;對于胸肌率，D、E 組均顯著低于 A 組(P＜0.05)，分別降低 21.04%、19.40%。

表3 不同清潔衛(wèi)生條件下肉鴨生產(chǎn)性能的比較Table 3 Comparison of the performance ofmeat ducks under different sanitary conditions

表4 不同清潔衛(wèi)生條件下肉鴨死淘率和屠宰指標(biāo)的比較Table 4 Comparison of themortality and slaughter index ofmeat ducks under different sanitary conditions(n=30)

2.4 微生物氣溶膠主要成分、氨氣與肉鴨生產(chǎn)性能指標(biāo)的相關(guān)性

由表5可知，肉鴨的F/G與氣載真菌濃度、氣載革蘭氏陰性菌濃度、氣載內(nèi)毒素濃度有強(qiáng)的正相關(guān)(分別為:r=0.99，P=0.000 3;r=0.85，P=0.011 6;r=0.88，P=0.001 4);死淘率與氣載需氧菌濃度、氣載內(nèi)毒素濃度有強(qiáng)的正相關(guān)(分別為:r=0.95，P=0.010 2;r=0.710，P=0.030 9);屠宰率與氣載真菌濃度、氣載革蘭氏陰性菌濃度、氣載內(nèi)毒素濃度有強(qiáng)的負(fù)相關(guān)(分別為:r=-0.73，P=0.021 0;r=-0.78，p=0.011 1;r=-0.82，P=0.025 9);胸肌率與氣載革蘭氏陰性菌濃度、氣載內(nèi)毒素濃度也有強(qiáng)的負(fù)相關(guān)(分別為:r=-0.89，P=0.038 7;r=-0.91，P=0.027 3)。預(yù)測模型分別如下:

式中:Y為F/G;X1為氣載真菌;X2為氣載革蘭氏陰性菌;X3為氣載內(nèi)毒素。

式中:Y為死淘率;X1為氣載需氧菌;X2為氣載內(nèi)毒素。

式中:Y為屠宰率;X1為氣載真菌;X2為氣載革蘭氏陰性菌;X3為氣載內(nèi)毒素。

式中:Y為胸肌率;X1為氣載革蘭氏陰性菌;X2為氣載內(nèi)毒素。

表5 微生物氣溶膠主要成分、氨氣與生產(chǎn)性能指標(biāo)的相關(guān)性Table 5 Correlation between majorm icrobial aerosol components，NH3 and performance indicators

3 討 論

3.1 不同衛(wèi)生管理方式對鴨舍微生物氣溶膠濃度的影響

在本研究中，通過改變?nèi)怿喩岬耐L(fēng)方式、通風(fēng)時間和清洗料槽、水槽及消毒的頻率等把鴨舍環(huán)境設(shè)置成清潔衛(wèi)生程度逐步變差的4個試驗組和1個正常對照組，監(jiān)測并比較了不同衛(wèi)生環(huán)境質(zhì)量中微生物氣溶膠的濃度。隨著試驗組飼養(yǎng)衛(wèi)生條件的變差，其內(nèi)的微生物氣溶膠濃度整體不斷增加。盡管目前對鴨舍的氣載需氧菌、真菌、革蘭氏陰性菌、內(nèi)毒素等尚無統(tǒng)一的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，但以上大部分相關(guān)數(shù)據(jù)已遠(yuǎn)高于公共場所衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的細(xì)菌總數(shù)＜6.0×103CFU/m3(GB 9663—9673-88)、室內(nèi)空氣細(xì)菌總數(shù)≤4.0×103CFU/m3(GB/T 17093—1997)，Krzysztofik 等［16］所建議的禽舍氣載細(xì)菌和真菌濃度分別不可超出1.0×105和2.0×103CFU/m3，革蘭氏陰性菌濃度不可高于2.0×104CFU/m3［17］，Rylander等［18］所提出的引起人肺炎的氣載內(nèi)毒素濃度標(biāo)準(zhǔn)2.0×103EU/m3?？梢?，本研究中鴨舍微生物氣溶膠對肉鴨和飼養(yǎng)人員的健康構(gòu)成一定的威脅。

由以上結(jié)果可知，有計劃的通風(fēng)、更換墊料、消毒等衛(wèi)生管理方式能夠顯著減少鴨舍環(huán)境空氣中的微生物氣溶膠濃度，是保障空氣環(huán)境質(zhì)量的重要措施。

3.2 微生物氣溶膠對肉鴨應(yīng)激水平的影響

動物舍環(huán)境生物氣溶膠的不斷地產(chǎn)生和積聚，通過直接接觸呼吸道、眼結(jié)膜、鼻黏膜等途徑反作用于動物體。動物體受到應(yīng)激時，應(yīng)激信號刺激下丘腦室旁核分泌ACTH釋放激素增多，使垂體前葉分泌的ACTH濃度增加［19］，且一定程度的冷應(yīng)激會對雞的血清ACTH濃度產(chǎn)生顯著影響［20］。

在本研究中，隨著試驗組清潔衛(wèi)生條件的逐步惡化，肉鴨血清ACTH濃度整體呈現(xiàn)上升的趨勢，但在6、7、8周齡時，則呈現(xiàn)為先上升后下降的趨勢，這可能是由于在 D、E組出現(xiàn)了“惡性應(yīng)激”，即動物對短暫輕度的應(yīng)激可以通過代償反應(yīng)來適應(yīng)，但若長時間的應(yīng)激，則不論應(yīng)激程度強(qiáng)度如何都可能會對動物產(chǎn)生生理機(jī)能的減退、免疫器官的萎縮等有害影響［5］，從而使得E組肉鴨的應(yīng)激激素分泌量下降。

3.3微生物氣溶膠對肉鴨生產(chǎn)性能的影響

微生物氣溶膠是空氣環(huán)境質(zhì)量的主要指征［2］，高濃度的微生物氣溶膠及其代謝產(chǎn)物可能影響動物健康和生產(chǎn)能力［21］。飼養(yǎng)衛(wèi)生條件較差的環(huán)境可導(dǎo)致動物生長速度下降［22］。本研究將舍內(nèi)微生物濃度水平設(shè)置成逐漸增加的5個濃度梯度，濃度最小的一組為對照，定期測定氣載需氧菌、真菌、革蘭氏陰性菌微生物氣溶膠濃度。并使用復(fù)合式氣體檢測儀監(jiān)測經(jīng)磷酸、磷酸鈣、生石灰、明礬等吸附處理的各組鴨舍空氣。分析顯示:隨微生物氣溶膠濃度的逐漸升高，鴨的ADG、胸肌率等呈下降趨勢，F(xiàn)/G、死淘率等呈大幅上升趨勢。

在本研究中，由微生物氣溶膠主要成分、氨氣與肉鴨生產(chǎn)性能指標(biāo)的相關(guān)性分析及其所建立的預(yù)測模型可知，氣載革蘭氏陰性菌及其分解產(chǎn)物(內(nèi)毒素)與肉鴨的F/G、屠宰率和胸肌率等指標(biāo)都有極強(qiáng)的相關(guān)性，而氣載需氧菌只與死淘率有相關(guān)性，這可能是由于革蘭氏陰性菌中包含大量的致病菌和條件致病菌的原故［11］。此外，在整個試驗周期中，有害氣體硫化氫未檢測出，氨氣平均值＜10 mg/L(GB/T 1840.7—2001)，且由氨氣與肉鴨生產(chǎn)性能指標(biāo)的相關(guān)性分析可知，氨氣與生產(chǎn)性能指標(biāo)的相關(guān)性均不具有統(tǒng)計學(xué)意義，為此本研究可忽略氨氣對肉鴨生產(chǎn)性能的影響。以上結(jié)果充分說明在本研究中鴨舍空氣環(huán)境中微生物氣溶膠是影響鴨生產(chǎn)性能的主要因素，且高到一定濃度的微生物氣溶膠可顯著影響肉鴨的生產(chǎn)性能。原因可能是高濃度的微生物氣溶膠使受試動物形成應(yīng)激。而處于應(yīng)激狀態(tài)的動物胃腸蠕動減慢，胃腸內(nèi)容物停留時間延長，使胃內(nèi)充盈，并通過相應(yīng)感受器傳到下丘腦采食中樞，使采食中樞受到部分抑制，從而進(jìn)一步導(dǎo)致采食量的下降［19］。動物采食量的下降是導(dǎo)致生產(chǎn)性能降低的主要因素［23］。另外，隨著試驗組養(yǎng)殖環(huán)境的逐步變差，當(dāng)鴨舍環(huán)境質(zhì)量狀況達(dá)到 D、E組程度時，肉鴨的ADG、胸肌率、屠宰率等指標(biāo)均顯著或極顯著低于A組;F/G、死淘率顯著或極顯著高于A組。該結(jié)果表明飼養(yǎng)環(huán)境質(zhì)量的好壞對肉鴨的生長性能產(chǎn)生直接影響，差的養(yǎng)殖環(huán)境會對家禽的生產(chǎn)效益產(chǎn)生消極影響。

4 結(jié)論

①遞增微生物氣溶膠濃度方式誘導(dǎo)肉鴨產(chǎn)生環(huán)境生物應(yīng)激，長時間的應(yīng)激導(dǎo)致肉鴨的ADFI、屠宰率、屠體重、胸肌重、胸肌率等指標(biāo)顯著降低，F(xiàn)/G、死淘率等指標(biāo)顯著升高。

②微生物氣溶膠中的氣載革蘭氏陰性菌及氣載內(nèi)毒素對肉鴨生產(chǎn)性能的影響較大。

③ 氣載需氧菌 2.96×105CFU/m3、氣載真菌2.63× 104CFU/m3、氣 載 革 蘭 氏 陰 性 菌 3.09×104CFU/m3、氣載內(nèi)毒素 41.78×103EU/m3可初步作為肉鴨養(yǎng)殖環(huán)境中的微生物氣溶膠上限標(biāo)準(zhǔn)。

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