发酵床猪舍内气载需氧菌的分布状况

宦海琳， 冯国兴， 李 健， 闫俊书， 潘孝青， 徐小明， 顾洪如

(江苏省农业科学院畜牧研究所，江苏 南京 210014)

随着现代养猪业规模的不断扩大，猪粪、尿的排放量也在急骤增加，对环境造成很大压力。养猪业环保压力主要源自饲养过程冲洗栏舍而产生的大量高浓度污水，如何从源头上减少和控制污水的排放，探讨新型养猪模式日益成为关注的热点。发酵床养殖技术是基于控制畜禽粪便和污水的排放与污染，实现畜禽粪便原位降解的新型养殖技术，其技术理念就是实现养殖与生态环境之间的协调发展。研究结果发现，与传统水冲圈饲养模式相比，发酵床饲养模式可明显提高猪舍内的温度，降低舍内氨气和颗粒物的浓度，显著改善猪舍环境［1-3］。

空气微生物的污染程度是衡量猪舍空气质量的重要标志之一［4］。随着集约化规模化畜禽生产的发展，畜禽舍动物高度集中，传播途径缩短，空气微生物更容易蓄积，甚至导致疾病的发生和流行［5-6］，因此，探究舍内空气微生物种类和含量在集约化养猪生产过程中具有重要指导意义。目前不同饲养模式下猪舍空气微生物状况的研究较少，因此，本研究主要对1年不同季节内发酵床养猪舍的气载微生物进行监测，并对发酵床和水冲清粪2个饲养模式猪舍的气载微生物含量进行比较，探讨消毒前后发酵床猪舍气载微生物和垫料微生物的变化规律，为发酵床模式下的猪舍空气管理和疾病防控提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

发酵床养猪猪舍在南京市郊发酵床示范基地。水冲圈养猪猪舍在南京市郊规模猪场，与发酵床养殖猪舍相邻。

营养琼脂(NA)、虎红氯霉素琼脂(RBC)、甘露醇氯化钠琼脂(MSA)、伊红美兰琼脂培养基(EMB)及沙门和志贺菌属琼脂(S.S)［7-8］，均购自北京奥博星生物科技有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 样品采集 ①空气样品:取样参照中华人民共和国国家标准公共场所空气微生物检验方法细菌总数测定中的自然沉降法。采样时间为春(2013年3月)、夏(2012年7月)、秋(2012年 10月)和冬(2012年12月)，每季分别连续监测3 d，于取样当天11∶00～13∶00采样。每个猪舍取四角、中央5个点，避开窗户及其他通风处，每个点各用5种培养基［营养琼脂(NA)、虎红氯霉素琼脂(RBC)、甘露醇氯化钠琼脂(MSA)、伊红美兰琼脂(EMB)及沙门和志贺菌属琼脂(S.S)］进行取样，取样地点距离地面1 m，打开平皿在空气中暴露5 min后立即加盖。所得样品直接放置恒温培养箱中培养。②发酵床垫料采集，使用土钻取0～20 cm的发酵功能区，发酵床每栏取四角、中央5个点，5个点样本混合后放至灭菌的离心管中迅速带回实验室测定。

1.2.2 消毒处理 在夏季(2012年 7月)于11∶00～12∶00，将发酵床猪舍带猪消毒，分别采集消毒前及消毒后1 h、24 h、48 h、72 h空气样品和垫料样品。消毒剂为磷酸盐、硅酸盐的复合矿物质干粉，按照30 g/m2的剂量用喷洒机喷洒消毒。

1.2.3 样品处理 垫料样品采集后，用生理盐水梯度稀释，按照倍比稀释法，吸取梯度稀释液1 ml于培养皿中，分别加入NA、RBC培养基摇匀，放平面处凝固，NA放37℃恒温培养箱中倒置培养48 h，RBC放28℃恒温培养箱中倒置培养5 d，记录平板上菌落数。空气样品 NA、EMB、MSA、SS培养基直接放置37℃恒温培养箱中培养48 h，RBC培养基放28℃恒温培养箱中培养5 d。NA平皿计数所有菌落数为细菌总数，RBC平皿计数所有菌落数为真菌总数。EMB平皿计数紫金属色菌落数，通过生化鉴定是否为大肠菌群;MSA平皿计数圆形光滑隆起的黄色菌落，通过染色镜检鉴定是否为葡萄球菌;S.S平皿检查是否有透明细小菌落，通过生化鉴定是否为沙门氏菌［7］。按奥氏公式计算菌落总数:C=50 000 N/AT。式中，C:每立方米菌落总数(CFU/m3);N:每皿菌落数(个);A:培养皿面积(cm2);T:采样时间(min)。

1.3 数据统计

因为空气微生物数据的非正态分布性，对每栋猪舍的空气细菌含量先采取统计中间值方法统计［9］，再采用SPSS1 1.0统计软件对每栋猪舍的中间值数据进行分析。

2 结果

2.1 不同饲养方式下猪舍内空气微生物的含量

2种饲养模式(发酵床饲养、水冲清粪饲养)猪舍内空气微生物状况如表1所示。由表1可知，两种模式下的猪舍气载细菌总数含量为 4.57×104～10.00×104CFU/m3，气载真菌总数含量为1.26×104～ 2.60× 104CFU/m3。葡萄球菌是2种猪舍气载需氧菌中的主要菌群，含量为 3.10 ×104～6.52 ×104CFU/m3，大肠菌群在2种猪舍气载需氧菌含量中都较低，含量为1.77×103～3.07×103CFU/m3，沙门氏菌在两种猪舍中都未检出。发酵床猪舍环境中气载细菌总数、真菌总数、葡萄球菌的浓度低于水冲圈养殖模式，但两者间差异不显著(P＞0.05)。

2.2 不同季节发酵床猪舍空气微生物的含量

由表1可知，不同季节发酵床猪舍空气微生物浓度呈现出不同的水平。发酵床猪舍气载细菌总数、真菌总数的变化趋势是夏季＞冬季＞春季＞秋季，气载葡萄球菌含量的变化趋势是冬季＞夏季＞春季＞秋季，气载大肠菌群的数目各个季节间没有明显差异。

表1 不同饲养方式猪舍内气载需氧菌含量Table 1 Counting of airborne aerobic microorganisms in pigsties with different feeding modes

2.3 消毒处理对夏季发酵床猪舍空气和垫料微生物的影响

针对夏季发酵床猪舍气载需氧菌浓度最高，在夏季开展了干粉消毒剂的应用效果试验。消毒前后，发酵床猪舍空气微生物检测结果见图1。由图1可知，猪舍空气细菌总数、真菌总数、葡萄球菌含量在消毒后1 h明显下降，消毒后24 h又上升，72 h后接近消毒前水平。发酵床猪舍消毒前后垫料微生物含量的检测结果见表2，由表2可知，垫料微生物中细菌占优势，消毒前后垫料中细菌数量均高于真菌数量;消毒前后垫料0～20 cm发酵功能区的细菌总数、真菌总数均没有显著差异。

表2 消毒前后发酵床垫料微生物含量Table 2 Counting of microorganism in bio-bed litter before and after disinfection

3 讨论

目前，对畜禽舍环境中气载需氧菌的研究，主要集中在某一特定时间段内和某些特定的病原菌上，如乳牛舍环境中气载需氧菌(肠杆菌、葡萄球菌、沙门氏菌)［7］;家兔饲养环境中的气载需氧菌(需氧菌总数、金黄色葡萄球菌)［10］，鸡舍环境中真菌和致病菌(大肠杆菌、沙门氏菌和葡萄球菌)［8，11］。本研究采用自然沉降法，对2种模式(发酵床、水冲清粪)猪舍环境气载需氧总菌(细菌总数、真菌总数)、病原菌(葡萄球菌、大肠菌群、沙门氏菌)进行了监测，结果显示2种模式下的猪舍气载细菌总数含量为4.57×104～10.00 ×104CFU/m3，这与钟召兵等［12］对封闭式、半封闭式猪舍气载细菌总数的结果一致。葡萄球菌是2种猪舍气载需氧细菌的主要菌群，含量为3.10 ×104～6.52 ×104CFU/m3。葡萄球菌广泛分布于人和动物的皮肤及其鼻咽肠道中，其中金黄色葡萄球菌致病力最强，是上呼吸道感染的主要致病菌，可以导致猪的多种疾病，猪舍环境中浓度较高的葡萄球菌对饲养员及猪群的健康将会造成潜在的威胁，在对猪舍的空气管理中应重点加强对葡萄球菌的防治。

传统水冲清粪饲养中的粪便未能得到及时清理，其释放到空气中的病原菌也会增多，而发酵床养殖猪舍由于发酵床体中有益菌群发酵粪便，抑制了腐败菌等有害微生物的繁殖和有害气体的产生，从而减少空气中气载微生物的含量，对猪舍内空气环境的改善有一定积极的影响。本研究对2种模式(发酵床、水冲清粪)猪舍环境气载需氧总菌、致病菌进行了比较，结果发现发酵床猪舍环境中气载细菌总数、真菌总数、葡萄球菌的浓度低于水冲清粪养殖模式，但两者间差异不显著。林莉莉等［13］发现发酵床养猪猪舍与传统猪舍相比，环境中和猪体表的菌落总数、大肠菌群、金黄色葡萄球菌数均较少，这与本试验结果一致。

为了加强发酵床猪舍空气环境的管理，对一年不同季节里的发酵床猪舍气载需氧菌进行了监测。结果表明，发酵床猪舍气载需氧总菌(细菌总数和真菌总数)浓度变化的基本趋势是夏季最高，秋季最低。这与袁文等［14］研究结果相反。

冬季发酵床产热，猪舍温度高，有利于猪群生长［2］，但在夏季发酵热往往成为热应激源。在夏季高温高湿环境下，发酵床猪舍如何降低猪舍温度是发酵床推广应用中的一个普遍问题。龚俊勇等［15］采用水帘降温系统后，发现发酵床猪舍内湿度增加，湿度的增加有利于细菌的生长繁殖［16］而容易导致传染病的发生。本试验中发酵床猪舍采取的夏季喷雾降温措施，这也在一定程度地提高了猪舍空气湿度，从而增加了夏季猪舍空气微生物浓度。因此在发酵床饲养管理中，夏季猪舍空气质量管理尤为重要，应当重点加强夏季猪舍空气消毒。传统水冲清粪饲养模式往往采用戊二醛溶液等化学消毒剂进行空气消毒，但化学消毒剂抑制气载微生物活性的同时也会影响发酵床体微生物的活性。针对发酵床的特点，本试验研究了磷酸盐、硅酸盐的复合粉剂对夏季发酵床猪舍气载微生物的影响，结果发现复合粉剂消毒后1 h气载需氧总菌、葡萄球菌的含量都有了明显的下降，而消毒前后发酵床垫料中的微生物含量没有明显变化。其原因可能是磷酸盐等矿物质吸附空气中的悬浮颗粒，从而减少气载微生物的含量，但磷酸盐等矿物质并不能抑制微生物的活性，所以未能对发酵床垫料微生物产生影响。表明在夏季发酵床猪舍中，可采用磷酸盐、硅酸盐的复合粉剂进行空气消毒，减少夏季传染病的发生。

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