羊舍氣載真菌的濃度及分布特征

于 歡，劉家祺，白燕雨，喬婷婷，郭 耀，趙宇軍，李治國，杜葉葉，古少鵬

(山西農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院，山西 太谷 030801)

羊舍氣載真菌的濃度及分布特征

于 歡，劉家祺，白燕雨，喬婷婷，郭 耀，趙宇軍，李治國，杜葉葉，古少鵬

(山西農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院，山西 太谷 030801)

采用6級Andersen空氣生物采樣器，以孟加拉紅培養(yǎng)基為培養(yǎng)介質(zhì)，測定并分析羊舍氣載真菌濃度、分布特征及與環(huán)境的關(guān)系，以期為羊舍的環(huán)境控制提供依據(jù)。結(jié)果表明，羊舍內(nèi)真菌氣溶膠濃度為2 855(±1 806)～3 698(±3 087) CFU/m3;9∶00左右濃度最低，顯著低于13∶00和17∶00(P＜0.05);真菌粒子主要分布在采樣器第3～5級，粒徑＜5μm的真菌粒子約占80%，可侵入肺泡;與環(huán)境因素的相關(guān)性分析表明，空氣真菌含量與環(huán)境因素有顯著的線性關(guān)系，與溫度呈正相關(guān)，與相對濕度呈負(fù)相關(guān)。

羊舍;氣載真菌;濃度;粒徑;環(huán)境因素

動物養(yǎng)殖過程中產(chǎn)生大量的真菌氣溶膠，引起動物和飼養(yǎng)人員的感染、過敏、變態(tài)反應(yīng)及真菌毒素中毒癥，給養(yǎng)殖業(yè)帶來巨大的威脅［1］。研究顯示，環(huán)境中真菌的濃度和顆粒大小與其危害程度關(guān)系密切［2］。據(jù)報(bào)道，鐮刀菌屬產(chǎn)生的真菌毒素，如嘔吐毒素和T-2毒素，當(dāng)其濃度達(dá)到103－104CFU/m3時(shí)即可產(chǎn)生毒理學(xué)效應(yīng)［3］。王雅玲［4］從雞舍空氣中分離出10多種禽類常見致病菌，尤以曲霉菌為多見，如黃曲霉、黑曲霉和煙曲霉等，主要分布在采樣器2～3級，粒徑大小在3.3～7.0μm之間，可沉積在小支氣管，甚至進(jìn)入肺中，引起禽類嚴(yán)重的曲霉菌病。Peden等［5］經(jīng)雛火雞氣囊接種煙曲霉孢子，成功復(fù)制出禽曲霉菌病。此外，長期暴露于含高濃度非病原微生物的環(huán)境中，會導(dǎo)致機(jī)體免疫負(fù)荷過重，抵抗力降低，易感性升高［6］，由此可見，控制養(yǎng)殖環(huán)境中真菌氣溶膠的濃度可有效提高畜禽的生產(chǎn)效率。

近年來，我國養(yǎng)羊業(yè)逐漸由散養(yǎng)模式向集約化養(yǎng)殖模式轉(zhuǎn)變［7］，封閉式羊舍逐漸增多，飼養(yǎng)密度增大，呼吸道疾病多發(fā)。目前，對羊舍真菌氣溶膠研究鮮有報(bào)道。本試驗(yàn)研究了羊舍內(nèi)氣載真菌濃度、粒徑分布及與環(huán)境條件因素的關(guān)系，旨在為羊場環(huán)境控制提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 羊場概況 選取山西省某羊場3棟羊舍進(jìn)行采樣，羊舍為雙列式磚木結(jié)構(gòu)，長27 m，寬8 m;兩側(cè)墻壁設(shè)窗，屋頂設(shè)無動力通風(fēng)機(jī);舍內(nèi)采用漏縫地板，距地面0.6 m;運(yùn)動場位于舍外兩側(cè)，寬3 m。3棟羊舍均以飼養(yǎng)湖羊?yàn)橹鳎曫B(yǎng)密度為1.7～2 m2/只;早晚各喂料1次，主要為黃貯飼料和干草; 4個(gè)月清糞1次，人工出糞。

1.2 樣品采集 采用6級Andersen空氣生物采樣器(Tisch environment，USA)，每節(jié)篩板含有400個(gè)噴孔，孔徑自1級至6級逐漸減小;空氣流量為28.3 L/min;采樣器使用前后均需以75%酒精擦拭消毒;采樣時(shí)間根據(jù)需要控制在1～10 min。采樣器技術(shù)規(guī)格見表1。

表1 采樣器各級孔徑及捕獲粒子粒徑范圍

每棟羊舍設(shè)分別于9:00、13:00和17:00采樣，舍內(nèi)選取中間位置作為采樣點(diǎn)，采樣器距離地面高度為75～90 cm，與羊的呼吸高度相近，采樣時(shí)間為3 min，每點(diǎn)3次重復(fù)，同時(shí)記錄每次采樣時(shí)的溫度和相對濕度。

1.3 培養(yǎng)與計(jì)數(shù) 采樣介質(zhì)為孟加拉紅培養(yǎng)基(含氯霉素)(青島海博公司，HB0237)。采樣結(jié)束后，將平板置于27℃溫箱中培養(yǎng)，72 h后計(jì)算各級平板上的菌落數(shù)，經(jīng)Andersen計(jì)數(shù)表校正后［8］，計(jì)算6級菌落總數(shù)及氣載真菌濃度，濃度計(jì)算公式如下:

C=1 000 N/28.3 T 式中:C為氣載真菌濃度(CFU/m3);N為6級菌落總數(shù)(CFU);T為采樣時(shí)間(min)。

帶菌粒子中值直徑(CMD)計(jì)算方法:根據(jù)校正后的數(shù)據(jù)計(jì)算采樣器各級粒子數(shù)所占百分比，按6級至1級逐漸累加，得到各級累計(jì)百分比;再以各級累計(jì)百分比為橫坐標(biāo)，ECD為縱坐標(biāo)，得到直線回歸方程;當(dāng)X=50%時(shí)，對應(yīng)的ECD即為中值直徑。其離散程度以幾何標(biāo)準(zhǔn)差(GSD)表示，計(jì)算方法為直線回歸方程中X=84.13%時(shí)的y值除以CMD值。

1.4 數(shù)據(jù)分析 采用SAS 8.1和 Microsoft Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和圖表繪制，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果

2.1 封閉式羊舍氣載真菌濃度及變化規(guī)律 羊舍空氣真菌濃度為2 855(±1 806)～3 698(±3 087) cfu/m3，羊舍間濃度差異不顯著(P＞0.05)，詳見表2;1 d 3個(gè)時(shí)間段中，真菌濃度差異顯著(P＜0.05)，其中以13:00左右最高，9:00左右最低，見表3。

表2 羊舍氣載真菌濃度及環(huán)境因素

表3 羊舍不同時(shí)間段氣載真菌濃度及舍內(nèi)環(huán)境因素

2.2 氣載真菌濃度與環(huán)境因素的相關(guān)性 溫度和相對濕度對羊舍氣載真菌濃度的影響程度不同，真菌濃度與溫度呈正相關(guān)(R=0.57)，與相對濕度呈負(fù)相關(guān)(R=－0.61)，見圖1、圖2。

2.3 氣載真菌的粒徑分布特征 羊舍空氣真菌集中分布在采樣器3～5級(1.1～4.7μm)，占74.1% ～ 76.6%，粒徑＜5μm的真菌粒子約占80%;真菌粒子分布高峰出現(xiàn)在第4級(2.1～3.3μm)，占六級總數(shù)的35.9%～39.1%，從4級到6級，分布百分比急劇下降，第6級上的分布最少，為3%～6%，詳見圖3。3棟羊舍真菌氣溶膠粒子CMD為2.7(±1.8)～2.8(±1.7)μm，與上述層級分布特征基本一致。

圖1 氣載真菌濃度與溫度的關(guān)系

圖2 氣載真菌濃度與溫度的關(guān)系

圖3 羊舍氣載真菌在采樣器上的分布

3 討論

目前，國內(nèi)外關(guān)于羊舍環(huán)境空氣微生物的研究鮮有報(bào)道，而且我國對畜舍空氣真菌含量尚未做明確規(guī)定，因此很難對本次試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評估，但本次調(diào)查仍可為羊舍環(huán)境控制提供指導(dǎo)。研究發(fā)現(xiàn)，9:00左右空氣真菌濃度最低，說明夜晚羊群活動量減少，同時(shí)秋季夜晚溫度較低，舍內(nèi)并未堆積大量真菌;而13:00左右，由于羊群和生產(chǎn)活動，真菌濃度明顯增加(P＜0.05)，提示此時(shí)應(yīng)加強(qiáng)通風(fēng)換氣或環(huán)境消毒。此外，與其他封閉式動物舍相比，羊舍空氣真菌含量相對偏高，高于雞舍和豬舍［4，9］，但低于兔舍［10］，推測可能與動物的生活習(xí)性、飼養(yǎng)密度和動物舍結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)，具體原因有待進(jìn)一步研究。

氣溶膠粒子在呼吸系統(tǒng)的沉積部位與其粒子大小有關(guān)，粒徑＜5μm的粒子可直接侵入肺泡;6～10μm的易沉積在小支氣管;而進(jìn)入上呼吸道及氣管的粒子則更大［2］。3棟羊舍真菌氣溶膠在采樣器上的分布規(guī)律相同，主要分布在3～5級(1.1～4.7μm)，表明羊舍環(huán)境中大約80%真菌粒子能進(jìn)入肺的深部，可引起肺炎及真菌毒素中毒。Kim K Y等［11］研究了飼料廠中真菌氣溶膠的分布特征，最高峰仍出現(xiàn)在第4級，粒徑＜5μm的粒子占總數(shù)的70% ～80%;在對室外大氣及家庭環(huán)境中真菌粒徑分布的研究中發(fā)現(xiàn)，可進(jìn)入肺部的真菌粒子所占比例高達(dá)80% ～90%［12－13］，與本研究結(jié)果基本一致。

動物舍內(nèi)生物氣溶膠的濃度受多種因素的影響，除建筑類型及日常生產(chǎn)活動外，常見的物理因素包括溫度、濕度、風(fēng)速和二氧化碳濃度等。研究表明，溫度是影響空氣真菌濃度的主要因素［14］，一定范圍內(nèi)，空氣真菌的濃度隨溫度的升高而增加。本次試驗(yàn)中，羊舍內(nèi)9:00左右溫度最低，氣載真菌濃度也顯著低于1 d當(dāng)中其他時(shí)間段，13:00左右，隨溫度升高，真菌濃度增大，與上述研究相吻合。相對濕度與濃度的相關(guān)性可能同時(shí)受溫度及微生物環(huán)境適應(yīng)性的影響，此外，不同菌屬與環(huán)境條件相關(guān)性也存在差異，氣載青霉菌在溫度較低(15℃～20℃)的環(huán)境中可大量存在，其濃度與溫度、相對濕度均呈負(fù)相關(guān)［15］;而大氣中鏈格孢屬和枝孢屬孢子含量與太陽輻射和溫度有明顯的正相關(guān)關(guān)系，濕度的影響與青霉菌相同［16］，提示溫度、相對濕度等環(huán)境因素對氣溶膠粒子在空氣中的存活率有一定影響［14］，從而決定了真菌氣溶膠的組成和濃度變化。

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Concentration and distribution characteristics of airborne fungi in sheep houses

YU Huan，LIU Jia-qi，BAI Yan-yu，QIAO Ting-ting，GUO Yao，ZHAO Yu-jun，
LI Zhi-guo，DU Ye-ye，GU Shao-peng
(College of Animal Science and Veterinary Medicine，Shanxi Agricultural University，Taigu 030801，China)

An Andersen six-stage microbial sampler was used to collect air and RBM was used as the medium．The concentration and distribution characteristics of airborne fungi were determined，and the relationship between fungus and environmental factors was analyzed．The concentration of airborne fungi ranged from 2855(±1 806)－3 698(±3 087)cfu/m3．It was the lowest at9:00，which was significantly lower than that of13∶00 and 17∶00(P＜0.05)．The fungal particles were mainly distributed at stage 3 to 5 of the sampler．About 80%of total fungal particles were more likely to enter the alveoli with the particle size less than 5μm．Based on the result of correlation analysis，there as significant linear relationship between the concentration of airborne fungi and environmental factors，which were positively associated with temperature and showed a negative correlation with relative humidity．

sheep houses;airborne fungi;concentration;particle size;environmental factors

GU Shao-peng

S831．4+5

A

0529-6005(2017)06-0021-03

2017-03-06

山西省科技攻關(guān)項(xiàng)目(20130311025-3、20140311021-3);山西省農(nóng)業(yè)廳橫向課題(2013HX35);國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃立項(xiàng)項(xiàng)目(201610113027)

于歡(1992-)，女，碩士，主要從事獸醫(yī)公共衛(wèi)生與人獸共患病防治研究，E-mail:747024262@qq．com

古少鵬，E-mail:shpgu@163．com