發(fā)酵床豬舍內(nèi)氣載需氧菌的分布狀況

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(kuò)大，豬糞、尿的排放量也在急驟增加，對(duì)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(diǎn)。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(shí)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(shí)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(dòng)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(duì)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(cè)，并對(duì)發(fā)酵床和水沖清糞2個(gè)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)。

1 材料與方法

1.1 材料

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(chǎng)，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 試驗(yàn)方法

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(chǎng)所空氣微生物檢驗(yàn)方法細(xì)菌總數(shù)測(cè)定中的自然沉降法。采樣時(shí)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(cè)3 d，于取樣當(dāng)天11∶00～13∶00采樣。每個(gè)豬舍取四角、中央5個(gè)點(diǎn)，避開窗戶及其他通風(fēng)處，每個(gè)點(diǎn)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(diǎn)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(gè)點(diǎn)，5個(gè)點(diǎn)樣本混合后放至滅菌的離心管中迅速帶回實(shí)驗(yàn)室測(cè)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(jī)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)?？諝鈽悠?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(jì)數(shù)所有菌落數(shù)為細(xì)菌總數(shù)，RBC平皿計(jì)數(shù)所有菌落數(shù)為真菌總數(shù)。EMB平皿計(jì)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(jì)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(jì)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(gè));A:培養(yǎng)皿面積(cm2);T:采樣時(shí)間(min)。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

因?yàn)榭諝馕⑸飻?shù)據(jù)的非正態(tài)分布性，對(duì)每棟豬舍的空氣細(xì)菌含量先采取統(tǒng)計(jì)中間值方法統(tǒng)計(jì)［9］，再采用SPSS1 1.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)每棟豬舍的中間值數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

2 結(jié)果

2.1 不同飼養(yǎng)方式下豬舍內(nèi)空氣微生物的含量

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)。

2.2 不同季節(jié)發(fā)酵床豬舍空氣微生物的含量

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(shì)是夏季＞冬季＞春季＞秋季，氣載葡萄球菌含量的變化趨勢(shì)是冬季＞夏季＞春季＞秋季，氣載大腸菌群的數(shù)目各個(gè)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

2.3 消毒處理對(duì)夏季發(fā)酵床豬舍空氣和墊料微生物的影響

針對(duì)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(yàn)。消毒前后，發(fā)酵床豬舍空氣微生物檢測(cè)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(cè)結(jié)果見表2，由表2可知，墊料微生物中細(xì)菌占優(yōu)勢(shì)，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

3 討論

目前，對(duì)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(shí)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(duì)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(cè)，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(duì)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(dòng)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(qiáng)，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(duì)飼養(yǎng)員及豬群的健康將會(huì)造成潛在的威脅，在對(duì)豬舍的空氣管理中應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)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(shí)清理，其釋放到空氣中的病原菌也會(huì)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(duì)豬舍內(nèi)空氣環(huán)境的改善有一定積極的影響。本研究對(duì)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(yàn)結(jié)果一致。

為了加強(qiáng)發(fā)酵床豬舍空氣環(huán)境的管理，對(duì)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(cè)。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(shì)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(gè)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(yàn)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(diǎn)加強(qiáng)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(shí)也會(huì)影響發(fā)酵床體微生物的活性。針對(duì)發(fā)酵床的特點(diǎn)，本試驗(yàn)研究了磷酸鹽、硅酸鹽的復(fù)合粉劑對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)豬舍環(huán)境及豬生產(chǎn)性能的影響［J］.家畜生態(tài)學(xué)報(bào)，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(cè)［J］.西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào):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(duì)豬群健康的影響及其控制技術(shù)［J］.家畜生態(tài)學(xué)報(bào)，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(bào)，2005，24(4):510-516.

［9］金丕煥.醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法［M］.上海:上海醫(yī)科大學(xué)出版社，1992:20-21.

［10］段會(huì)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(cè)［J］.家畜生態(tài)學(xué)報(bào)，2005，26(4):96-99.

［11］屈風(fēng)琴.雞舍空氣中致病微生物的監(jiān)測(cè)［J］.中國家禽，2000，22(4):29-30.

［12］鐘召兵，段會(huì)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(bào)，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(xiǎn)評(píng)估［J］.西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào):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(duì)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.