Содержание к диссертации
Введение
2.Обзор литературы .10
2.1. Распространение паразитозов свиней в хозяйствах разного типа 10
2.2. Системы удаления, переработки, утилизации и дегельминтизации отходов свиноводства и их санитарно-паразитологическая оценка .26
3. Собственные исследования 43
3.1. Материалы и методы .43
3.2. Краткая природно-климатическая характеристика Московской и Ярославской области 49
4. Изучение видового состава возбудителей и распространения основных паразитозов свиней в хозяйствах разного типа 56
4.1. Контаминация объектов внешней среды инвазионными элементами эндопаразитов свиней 67
4.2. Обсуждение результатов 74
5. Краткая характеристика действующих очистных сооружений свиноводческих предприятий Московской и Ярославской области .76
5.1. Контаминация жидкого бесподстилочного навоза инвазионными элементами эндопаразитов свиней на разных этапах его переработки 87
5.2. Обсуждение результатов .99
6. Сравнительная оценка эффективности работы очистных сооружений свиноводческих предприятий Московской и Ярославской области .102
7. Определение эффективности дегельминтизации навоза и стоков на свиноводческих предприятиях Московской и Ярославской области 105
7.1. Изучение выживаемости яиц свиной аскариды буртах твёрдой фракции в условиях Московской области .105
7.2. Изучение выживаемости яиц свиной аскариды в лагуне-накопителе в условиях Московской области .127
7.3. Изучение выживаемости яиц свиной аскариды в накопителе жидкого бесподстилочного навоза в условиях Ярославской области .132
7.4. Обсуждение результатов 135
8. Выводы 142
9. Практические предложения .144
10. Список литературы .146
11. Приложение .178
- Системы удаления, переработки, утилизации и дегельминтизации отходов свиноводства и их санитарно-паразитологическая оценка
- Контаминация объектов внешней среды инвазионными элементами эндопаразитов свиней
- Изучение выживаемости яиц свиной аскариды буртах твёрдой фракции в условиях Московской области
- Изучение выживаемости яиц свиной аскариды в накопителе жидкого бесподстилочного навоза в условиях Ярославской области
Системы удаления, переработки, утилизации и дегельминтизации отходов свиноводства и их санитарно-паразитологическая оценка
Применяемые в настоящее время в отечественной практике способы и технологии удаления из свиноводческих помещений навоза по принципу действия и конструктивным решениям подразделяются на механические и гидравлические (самотёчные, смывные, рециркуляционная).
Механический способ удаления навоза - основной на свинофермах мощностью до 24 тыс. голов в год при использовании кормов собственного производства и пищевых отходов, а также когда устройство гидравлических систем нерационально или невозможно, нет достаточных земельных площадей для утилизации бесподстилочного навоза (РД-АПК 1.10.15.02-08).
Для удаления навоза используются скребковые транспортёры и скреперные установки, смонтированные в заглублённых каналах, покрытых сверху решётками щелевого пола. Преимуществами механических систем навозоудаления являются простота эвакуации, не обладающего достаточной текучестью навоза, и отсутствие жёстких ограничений на применение подстилки. Основные недостатки - высокая энерго- и металлоёмкость, низкая надёжность в эксплуатации, недолговечность, невозможность изолировать отдельные секции для проведения дезинфекции, высокий уровень негативного шумового воздействия, индуцирующего стресс у животных.
Практически на всех крупных свинокомплексах, мощностью свыше 24 тыс. свиней в год, построенных в нашей стране с 70-х годов прошлого века по технологии «Джи-э-Джи» (Италия), используется система гидросмыва экскрементов животных. Смывная система может быть двух типов: лотковая (прямой смыв навоза из каналов) и бесканальная (гидросмыв с напольных зон дефекации). При лотковой системе через щелевые полы навоз протаптывается свиньями в подпольные каналы, из которых удаляется водой, подающейся под давлением 1-2 раза в сутки. Бесканальная система гидросмыва - единственная в свиноводстве, не требующая строительства подпольных каналов: навоз удаляется из помещения путём смыва с пола станков в зоне дефекации. Экскременты эвакуируются из указанной зоны в поверхностные лотки из асбоцементных труб. Далее в очистных сооружениях происходит механическое сепарирование стоков на фракции и раздельная аэробная обработка каждой из них: биотермическая дегельминтизация или компостирование на бетонированных площадках твёрдой и доочистка жидкой до норм сброса её в открытые водоёмы. Гидросмыв имеет следующие недостатки: высокая материалоёмкость, стоимость очистных сооружений составляет не менее 30% стоимости комплекса, большой расход воды, приводящий к увеличению выхода стоков в 1,5-3 раза (при лотковой системе) и необходимости иметь накопители повышенного объёма для жидкого навоза и земельные площади для утилизации обработанных стоков.
Самосплавные системы навозоудаления основаны на принципе самопередвижения смеси экскрементов за счёт вязкопластических свойств жидкого бесподстилочного навоза по горизонтальным каналам с определённым уклоном или без него. Различают самосплавную систему постоянного и периодического действия (шиберная, отстойно-лотковая). Самосплавная система постоянного действия функционирует непрерывно по мере поступления навозной массы через щели надканальных решёток и её стекания через открытый конец канала. В каналах образуется водяная «подушка». Когда навозная масса накапливается до уровня, при котором образуется гидравлический уклон, она под действием собственной тяжести приходит в движение и за счёт сползания по образующемуся естественному уклону истекает через открытый конец канала в коллектор. Главными недостатками системы, ограничивающими её использование, являются -тенденция к заиливанию каналов и особые требования к технологии содержания и кормления свиней (бесподстилочное содержание в групповых станках, где основным местом дефекации является щелевой пол, расположенный над навозоприёмным каналом и кормление заводскими комбикормами мелкого помола). Гельминтологическую оценку этой системы на экспериментальном комплексе в условиях Молдавии дала Е.П. Попан (1988). При накоплении и выдерживании жидкого навоза влажностью 84-88% в каналах в течение 52 суток степень естественной дегельминтизации составляет до 83%.
Самосплавная система периодического действия (шиберная, отстойно-лотковая) отличается от самосплавной системы непрерывного действия тем, что в ней предусмотрено накопление навоза в навозоприёмных каналах, выход которых перекрыт шиберами. Через каждые 7-14 дней производится спуск навозной массы, для разжижения которой применяют воду. Недостатками данной системы, препятствующими её повсеместному применению в современных индустриальных свинокомплексах мощностью до 24 тыс. голов в год, можно назвать - повышенный расход воды, нарушение герметизации шиберов, частый выход их из строя, риск распространения инфекций по ходу эвакуации навоза, значительное выделение сероводорода при спуске стоков, что негативно отражается на зоогигиенических параметрах микроклимата помещений для содержания свиней (Залыгин А.Г., 1990).
Секционная система периодического действия разработана во ВНИИМЖ при усовершенствовании самотёчных систем с целью повышения их работоспособности при различных рационах кормления и независимо от объёма воды, поступающей в навозоприёмные каналы от поилок, при мойке станков и технологического оборудования. Под решётчатыми полами располагаются навозоприёмные каналы, по длине которых на определённых расстояниях устанавливают неподвижные поперечные металлические перегородки с зазором между нижней кромкой и дном. На выходе канал герметически перекрывается шибером и калиткой. Перед началом эксплуатации его заполняют водой на 5-10 см. После 10-15 суток эксплуатации шибер открывают и накопившаяся в канале навозная масса перемещается в коллектор. Навоз в процессе накопления расслаивается: на дно канала выпадает твёрдый осадок, сверху - слой из всплывших взвешенных частиц; между верхним и нижним слоем находится слой жидкой суспензии. Зазор между дном канала и нижними кромками перегородок почти полностью перекрывается осадком, поэтому сразу после открытия шибера первой будет освобождаться только примыкающая к нему секция. После определённого понижения в ней уровня навозной массы начинает очищаться следующая секция, а затем также последовательно все остальные секции. При этом стоки могут перетекать из каждой последующей секции в освобождающуюся и далее по каналу только через щель под нижней кромкой поперечных перегородок, т.е. по дну, благодаря чему накопившийся на нём осадок размывается и уносится потоком.
Рециркуляционная система применяется при дефиците воды и при использовании транспорта для вывоза жидкого навоза. В качестве смывной воды используется осветлённая и обеззараженная на очистных сооружениях жидкая фракция, вследствие этого расход воды снижается в 2-2,5 раза и уменьшается выход жидкого бесподстилочного навоза.
В настоящее время наибольшее распространение на вновь создаваемых и реконструируемых промышленных свинокомплексах получила самотёчная система удаления навозных стоков периодического действия с пластиковыми канализационными трубами под навозными ваннами, разработанная датской компанией «Fog Agentur&Agroteknik A/S» в 1979 году (Кузьмина Т.Н., 2007). Принцип работы сводится к накоплению навоза в ваннах под щелевыми полами в течение 2-х недель, откуда стоки эвакуируются через отверстие в середине ванны по трубам канализации. Отверстие закрывается пробкой. Система обеспечивает минимальный расход воды, низкую трудоёмкость и оптимизацию затрат на строительство навозохранилищ (рис. 1).
Контаминация объектов внешней среды инвазионными элементами эндопаразитов свиней
Для девастации паразитозов свиней в отдельном хозяйстве необходимо выполнить комплекс мероприятий, включающий в себя регулярное выявление по результатам копроскопических исследований заражённых животных, депаразитацию поголовья современными высокоэффективными и безопасными препаратами с учётом биоэкологии возбудителей, регулярную дезинвазию объектов внешней среды в помещениях современными высокоэффективными средствами, соблюдение принципа «пусто-занято» и технологических перерывов, а также 100%-ную ликвидацию инвазионных элементов в навозе и стоках, получаемых в хозяйствах разного типа. Так как борьба с паразитозами свиней достаточно кропотливая и трудоёмкая задача, а широкое распространение инвазионных заболеваний остается пока нерешённой проблемой на многих товарных и промышленных свиноводческих предприятиях в нашей стране, то определение контаминации объектов внешней среды инвазионными элементами, как фактора, способствующего поддержанию эпизоотической цепи при паразитозах, позволит на шаг ближе подойти к решению этой актуальной проблемы отрасли. Исходя из отмеченного, в задачу наших исследований входило определение контаминации объектов внешней среды инвазионными элементами эндопаразитов свиней.
Для установления загрязнённости объектов внешней среды яйцами нематод, цистами и ооцистами паразитических простейших в течение 2008-2009 годов брали соскобы с полов проходов, станков, стен станков и кормушек в свинарниках-маточниках для содержания подсосных свиноматок с поросятами и в помещениях для содержания молодняка 2-4-месячного возраста, которые исследовали по методу Фюллеборна (1920). Исследования 460 проб соскобов в условиях ЭКХ «Клёново-Чегодаево» Подольского района показали, что из 75 проб c пола станков свинарника-маточника для содержания подсосных свиноматок с поросятами яйца кишечных нематод -аскарид и эзофагостом выделены в 33 случаях, что составляет 44% соответственно, цисты балантидий были выявлены в 13 случаях, что составляет 17,3% (табл. 4). При обследовании 75 проб c пола проходов того же помещения инвазионные элементы кишечных нематод - аскарид и эзофагостом найдены в 12 случаях, что составляет 16%. Из паразитических простейших в 12% случаев выделены цисты балантидий. В 75 соскобах со стен станков в 40% случаев обнаружены яйца аскарид и эзофагостом, а также цисты балантидий (16%). В 75 соскобах с кормушек выделено следующее количество инвазионного начала эндопаразитов свиней: яйца эзофагостом в трёх случаях (4%) и цисты балантидий также в трёх случаях (4%).
При изучении контаминации объектов внешней среды в свинарнике для содержания молодняка 2-4-месячного возраста были получены следующие данные. Из 40 проб соскобов с пола станков яйца аскарид выделены в 5 случаях, что составляет 12,5%, цисты балантидий в 8 случаях, что составляет 20% (табл. 5). При обследовании 40 проб с пола проходов того же помещения инвазионные элементы кишечных нематод - аскарид и эзофагостом найдены в 6 случаях, что составляет 15%. Из паразитических простейших в 3 случаях выделены цисты балантидий (7,5%). В соскобах со стен станков яйца аскарид обнаружены в 2 случаях (5%) и в 4 случаях цисты балантидий (10%). В соскобах с кормушек цисты балантидий были выделены в 2 случаях (5%).
Исследования 360 проб соскобов с объектов внешней среды в ООО «КампоФерма» Московской области, показали, что во всех соскобах отсутствовали инвазионные элементы кишечных нематод свиней, но были обнаружены цисты балантидий. При исследовании 50 соскобов с пола станков, где содержались свиноматки и поросята инвазионные элементы паразитических простейших выявлены в девяти пробах, что составляет 18% (табл. 6).
Исследование 50 проб с полов проходов свинарника-маточника яиц нематод и цист патогенных простейших не выявило. Со стен станков свинарников-маточников также было обследовано 50 проб, из которых в шести выделены инвазионные элементы балантидий, что составляет 12%. Обследование 50 соскобов с кормушек в указанном свинарнике инвазионных элементов эндопаразитов свиней не показало. При выявлении контаминации объектов внешней среды инвазионными элементами в свинарнике для содержания ремонтного молодняка нами были получены следующие данные. При исследовании 40 проб соскобов с пола станков цисты балантидий выявлены в 4 случаях (10%) (табл. 7). В 40 соскобах с пола проходов в 5 случаях обнаружены цисты патогенных кишечных простейших - балантидий (12,5%). При обследовании 40 соскобов со стен станков в 10% проб регистрировали вышеназванных простейших (4 случая). Кормушки в этом помещении цистами балантидий контаминированы не были.
Изучение выживаемости яиц свиной аскариды буртах твёрдой фракции в условиях Московской области
Изучение выживаемости гонадных яиц свиной аскариды проводили в период с апреля 2009 по февраль 2010 на базе ЭКХ «Клёново-Чегодаево» путём закладки тест-объектов, содержащих указанные выше инвазионные элементы на стадии нескольких бластомеров в четыре опытных (бурт №1, апрель; бурт №2, июль; бурт №3, ноябрь и бурт №4, январь) и четыре производственных бурта твёрдой фракции (бурт №1а, март; бурт №2а, июнь; бурт №3а, сентябрь и бурт №4а, январь). Параметры закладки опытных буртов: длина произвольная, высота 1,5 м, ширина в основании до 3 м. Производственные бурты имели следующие измерения: длина произвольная, высота - 2-2,5 м, ширина в основании 3-4 м.
Тест-объекты закладывали в верхний (15-30 см от поверхности), средний и нижний (10-20 см от основания) горизонты буртов на глубину 30 см. В каждый слой бурта было заложено по 7-9 тест-объектов. В период опыта проводили регулярные измерения температуры и влажности массы (в день закладки и далее 1 раз в 7 дней) на указанных горизонтах. Выемку и исследование тест-объектов также производили 1 раз в 7 дней.
Первый опытный бурт был сформирован в апреле 2009 г. при температуре воздуха 2С и исходной массы 13,1С. Полученные нами данные при измерении температуры и влажности в буртах на разных уровнях и определении сроков гибели яиц модельной нематоды приведены в таблицах 15, 16 и рис. 30. Метеорологические условия в период первых семи дней опыта характеризовались повышением максимальной температуры воздуха с 2,4 до 8,4С и отсутствием осадков, что привело к усилению биотермических процессов. С 14-го по 28-й дни наблюдения произошло дальнейшее повышение температуры твёрдой фракции до 51,3; 48,6 и 36,2С соответственно в верхнем, среднем и нижнем горизонтах, наличие в этот период атмосферных осадков обусловило повышение влажности навоза верхнего слоя до 72,5%. Гибель всех тестовых инвазионных элементов на среднем и нижнем уровнях бурта произошла несколько позднее. Так, для среднего слоя - на 21-й день после закладки, а для нижнего только на 35-й, что позволяет считать срок девитализации тест-объектов на нижнем горизонте бурта критерием его полной дегельминтизации.
При исследовании тест-объектов, извлечённых из верхнего слоя бурта после семи суток выдержки, установлено, что 38,5% яиц имели морфологические изменения, но менее глубокие, чем в весенне-летний период, и при культивировании не развивались (табл. 20). Усиление признаков девитализации яиц аскарид отмечали на всех горизонтах, начиная с 14-го дня опыта, выражающиеся в нарушениях структуры зародыша (деформация, вакуолизация). Количество жизнеспособных яиц аскарид в поверхностном, среднем и нижнем горизонтах бурта через 21 день от начала опыта составило соответственно 45,1; 11,7 и 59,1%, а через 35 дней развилось до стадии инвазионной личинки 20,4% яиц аскариды на нижнем горизонте. Полную гибель инвазионных элементов модельной нематоды на верхнем горизонте бурта отмечали на 35-й день опыта, на среднем - на 28-й и на нижнем - к 42-му дню опыта. Из данных таблицы 19 видно, что в осенний период из-за более низкой, по сравнению с летним сезоном, температуры окружающего воздуха биотермический процесс протекает менее интенсивно и достигает уровня, при котором происходит девитализация большей части тест-объектов на всех горизонтах бурта к 28-му дню опыта. Таким образом, большая часть яиц аскарид в основной массе навоза опытного бурта №3 теряет жизнеспособность через 21 день от его формирования, а полная санация от яиц свиной аскариды на всех его горизонтах происходит в течение 42 суток с момента закладки.
В бурте №4, сформированном в январе 2010 г. при температуре окружающего воздуха -17С и исходной массы твёрдой фракции 12,8С, биотермические процессы развивались менее интенсивно по сравнению с буртами, заложенными в другие сезоны года (табл. 21, рис. 33). Следует отметить, что в течение первой декады опыта максимальная температура воздуха колебалась от -10,1 до -32,0С из-за этого произошло промерзание поверхностного слоя массы бурта на глубину 5-10 см. Следствием этого стала пониженная температура всех горизонтов бурта. Впоследствии из-за относительного повышения температуры окружающего воздуха в феврале интенсивность биотермии несколько усилилась, что привело к постепенному росту температуры, причём наибольший её подъём отмечали на среднем горизонте и меньше - на нижнем и верхнем. Именно этим фактом можно объяснить более длительный срок санации твёрдой фракции от яиц модельной нематоды в зимний период.
Изучение выживаемости яиц свиной аскариды в накопителе жидкого бесподстилочного навоза в условиях Ярославской области
Результаты наших исследований показали, что дегельминтизация получаемой при механическом разделении стоков твёрдой фракции в ЭКХ «Клёново-Чегодаево» достигается путём её биотермии в буртах произвольной длины, высотой 1,5 м и шириной в основании до 3 м при рыхлой укладке массы с исходной влажностью 72-76%. Сроки санации твёрдой фракции от яиц аскарид, когда температура в толще бурта достигает значений от 38 до 57С, составляют в весенний и летний периоды - 14-28 дней, весенний и зимний периоды интенсивность биотермических процессов и температура массы снижаются, что приводит к удлинению сроков дегельминтизации. Так, в буртах осенней закладки яйца свиной аскариды погибают через 28-42 дня, а при зимней закладке через 35-56 дней. В этом отношении наши результаты согласуются с данными исследований А.Д. Танраева (1975).
В производственных буртах, сформированных с нарушениями технологии, при буртовании не свежей твёрдой фракции, а в зимний период смёрзшейся, сильном уплотнении массы, перемешивании её со снегом, произвольных размерах интенсивность биотермических процессов значительно ниже, подъём температуры до критических для яиц аскарид значений происходит медленно, что приводит к увеличению длительности дегельминтизации твёрдой фракции по сравнению с опытными буртами на 7-14 дней на нижнем и верхнем горизонтах, что согласуется с результатами исследований И.В. Мельцова (2003). Для производственных буртов сроки гибели яиц аскарид составляют в весенний период 28-42 дня, в летний 21-35, в осенний 35-49 и в зимний от 49 до 63 дней с момента закладки.
На продолжительность дегельминтизации оказывает влияние и влажность твёрдой фракции. Чем она ниже, тем быстрее и полноценнее развиваются биотермические процессы, приводящие к ускоренной гибели возбудителей гельминтозов свиней. Изношенное физически и морально устаревшее оборудование цеха обезвоживания ЭКХ «Клёново-Чегодаево» приводит к получению твёрдой фракции свиного навоза с повышенной влажностью, что снижает скорость развития биотермии в буртах и способствует замедлению процессов девитализации яиц свиной аскариды.
Производители оборудования для сепарирования жидкого навоза предлагают эффективные технологические решения, основанные на использовании шнековых сепараторов, позволяющих эффективно отделять твёрдые составляющие навоза, получая готовую субстанцию для ускоренного компостирования в течение 7-14 дней. Получаемый компост является высококачественным органическим удобрением. Жидкая фракция после сепарации имеет нейтральную реакцию и сбалансированный для растений состав по азоту, фосфору и калию, и после электролитической стерилизации может быть использована как для орошения почв, так и для рециркуляции.
Кратко остановимся на морфологических изменениях тест-объектов при выдерживании их в буртах и навозонакопителях. Оплодотворённые гонадные яйца Ascaris suum имеют гладкую, прозрачную двухконтурную оболочку, в центре яйца концентрируется шаровидная зародышевая масса на стадии одного бластомера. В результате последовательных процессов дробления происходит увеличение количества бластомеров и формирование личинок первой и второй стадии (фото 9,10).
При микроскопии яиц модельной нематоды, извлечённых из разных слоёв опытных и производственных буртов, были зафиксированы их морфологические изменения на разных стадиях развития зародыша.
В буртах весенне-осеннего периода закладки гибель яиц аскарид происходила на стадиях сегментированного зародыша и, в зависимости от интенсивности биотермического процесса, выражалась деструктивными явлениями различной степени. Так, при относительно быстром повышении температуры массы до критических для яиц аскарид значений в буртах летней закладки гибель сегментированного зародыша происходила в короткие сроки, за которые он не успевал развиться до стадии личинки, при микроскопии таких яиц отмечали сильную вакуолизацию содержимого, изменение контуров и смещение зародыша, деформацию оболочки (фото 11). Менее глубокие изменения выражались в сохранении оболочки и внутренней структуры яйца при наличии мелких вакуолей. В буртах зимней закладки развитие термобиологических процессов по разным причинам не было таким интенсивным, что, наряду с адекватным температурно-влажностным режимом, способствовало последовательному развитию яйца от зародыша до личинки. После формирования инвазионной стадии при отсутствии естественных стимулов к экскапсуляции и израсходовании энергетических субстратов личинки погибали. Морфологически это выражалось в изменении их контуров, вакуолизации, глыбчатости цитоплазмы и фрагментации тела (фото 12).
