Вдосконалення способів регенерації підстилки для повторного використання

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВДОСКОНАЛЕННЯ СПОСОБІВ РЕГЕНЕРАЦІЇ ПІДСТИЛКИ ДЛЯ ПОВТОРНОГО ВИКОРИСТАННЯ

О.В. Рябініна, В.О. Мельник

кандидати сільськогосподарських наук Державна дослідна станція птахівництва НААН вул. Центральна, 20, с. Бірки Чугуївського р-ну Харківської обл., 63421, Україна

Анотація

Мета. Розробити та дослідити вдосконалені способи регенерації використаної пташиної підстилки. Методи. Зоотехнічні, зоогігієнічні та статистичні. Розроблено та проведено дослідження вдосконалених способів регенерації використаної пташиної підстилки, зокрема: вкривання бурту в процесі біотермічної обробки плівкою; додавання до підстилки спеціального мікробіологічного препарату Біосевен (Ветолак) виробництва ПП «БТУ-Центр»; опромінення поверхні бурту ультрафіолетовим бактерицидним випромінюванням; озонування в приміщенні. Досліджено динаміку температури та вологості підстилки, емісію аміаку в процесі її біотермічної обробки, вплив біотермічої обробки на мікробне обсіменіння та хімічний склад підстилки. Результати. Попередня обробка використаної пташиної підстилки мікробіологічним препаратом забезпечувала інтенсифікацію процесу біотермічної обробки та підвищення температури на 1 - 7^оС (Р<0,01), що створювало кращі умови для її знезараження. Застосування мікробіологічного препарату, а також озонування в приміщенні та опромінення поверхні підстилки ультрафіолетовим бактерицидним випромінюванням сприяли зменшенню емісії аміаку, відповідно, на 1 - 27, 1 - 23 та 1 - 16 мг/м² за 1 год (Р<0,05). Після біотермічної обробки вміст азоту в підстилці зменшився на 10 - 17%. Дещо більший вміст азоту після обробки (на 0,2%) був у підстилці, яку перед закладенням в бурти обробляли мікробіологічним препаратом. Біотермічна обробка підстилки в процесі регенерації забезпечила зниження її обсіменіння ентеробактеріями на 0,5- 1,1 log₁₀,грибами -- в 2-5разів. Висновки. Розроблені способи регенерації використаної пташиної підстилки сприяють інтенсифікації процесу її біотермічної обробки, зменшенню обсіменіння ентеробактеріями на 0,5 - 1,1 log₁₀, грибами -- у 2 - 5 разів, емісії аміаку -- на 1 - 27 мг/м² за 1 год.

Ключові слова: утримання птиці, компостування, біотермічна обробка, мікробіологічні препарати, ультрафіолетове випромінювання, озонування. 

Summary

пташиний підстилка біотермічний аміак

State Research Station for Poultry Farming of NAAS, 20 B Tsentralna Str., vil. Birky, Chuhuiv district, Kharkiv oblast, 63421, Ukraine. Ryabinina Е.^{* 1}, Melnyk V.²

Goal. To develop and investigate improved methods for regenerating used bird litter. Methods. Zootechnical, zoohygienic, and statistical. The research of the improved ways of regeneration of the used bird litter is developed and carried out, in particular: covering of a pile in the course of biothermal processing by a film; an addition to the litter of a special microbiological preparation Bioseven (Vetolak) produced by PE «BTU-Tsentr»; irradiation of the pile surface with ultraviolet bactericidal radiation; ozonation indoors. The dynamics of litter temperature and humidity, ammonia emission in the process of its biothermal treatment, the influence of biothermal treatment on microbial contamination, and the chemical composition of litter have been studied. Results. Pre-treatment of the used bird litter with microbiological preparation provided intensification of the process of biothermal treatment and increase of temperature by 1- 7°C (P<0,01), which created better conditions for its disinfection. The use of microbiological preparation, as well as ozonation in the room and irradiation of the litter surface with ultraviolet bactericidal radiation, helped to reduce ammonia emissions, respectively, by 1 - 27, 1- 23, and 1- 16 mg/m² for 1 h (P<0,05). After biothermal treatment, the nitrogen content in the litter decreased by 10 - 17%. Slightly higher nitrogen content after treatment (by 0.2%) was in the litter, which before treatment in the piles was treated with a microbiological preparation. Biothermal treatment of litter in the process of regeneration ensured the reduction of its contamination with enterobacteria by 0.5 - 1.1 log₁₀, fungi -- 2 - 5 times. Conclusions. The developed methods of regeneration of used poultry litter help to intensify the process of its biothermal treatment, reduce contamination by enterobacteria by 0.5 - 1.1 log₁₀, fungi -- 2 - 5 times, ammonia emissions -- by 1 - 27 mg/m² in 1 hour.

Key words: poultry keeping, composting, biothermal treatment, microbiological preparations, ultraviolet radiation, ozonation.

Постановка проблеми у загальному вигляді

З бурхливим розвитком птахівництва в останні десятиліття та утриманням більшості птиці на підстилці галузь потребує все більших кількостей підстилки (в Україні близько 1,7 млн т) та відчуває все більший її дефіцит. З огляду на це в деяких країнах розвиненого птахівництва (США, Бразилії, Австралії та ін.) досить значне поширення отримала практика багаторазового використання підстилки (до 14 разів). Водночас є чимало зауважень щодо такої практики. Особливо великі побоювання у птахівників викликає можливість передачі через підстилку патогенних мікроорганізмів. У статті наведено результати досліджень щодо розробки вдосконалених способів регенерації використаної підстилки та вивчення їх впливу на динаміку процесу біотермічної обробки, мікробне обсіменіння підстилки та її хімічний склад.

Повторне використання підстилкових матеріалів дає змогу зменшити їхні витрати, збільшити у підстилковому посліді вміст поживних для рослин елементів (N, P, K) і знизити екологічне навантаження на довкілля. Однак багато птахівників і дослідників ставляться з упередженням до цієї практики через збільшення вмісту пилу та аміаку в повітрі пташника, підвищений ризик перенесення захворювань, зниження показників вирощування та утримання птиці, негативного впливу на її здоров'я.

Було проведено низку досліджень, в яких вивчали ці проблеми, щоб визначити, чи є вони реальними та підходи для їх подолання.

Емісію запахів при утриманні птиці за одноразового використання підстилки та на суміші одноразової і регенерованої підстилок вивчали зарубіжні автори [1]. Істотних відмінностей між варіантами за цим показником ними не встановлено. Так, у середньому, емісія запахів у розрахунку на 1 кг живої маси за утримання птиці на одноразово використовуваній підстилці коливалась у межах 0,53 - 1,84 ou (odour unit)/c, а за утримання на суміші одноразової та регенерованої підстилок -- у межах 0,65 -- 2,12 ou/c [1].

За багаторазового використання підстилки збільшувався вміст пилу в повітрі пташника порівняно з використовуваною 1 раз, що, на думку дослідників, є наслідком меншої вологості та розміру часток підстилки. Водночас уміст пилу не перевищував гранично допустимих концентрацій (ГДК) [2].

У кількох дослідженнях вивчали емісію аміаку за утримання птиці на одноразово та багаторазово використовуваній підстилці. Встановлено, що, як правило, емісія цього газу зростає в 1,3 - 2 рази, проте у більшості випадків загальний вміст аміаку в повітрі пташника також не перевищував ГДК [3].

Найбільшим є ризик перенесення патогенних мікроорганізмів і хвороб багаторазово використовуваною підстилкою. Різноманітні мікроорганізми, зокрема сальмонела, кишкова паличка, Clostridium, Campylobacter, Staphylococcus aureus та ін., є патогенними для людини, а також для домашньої птиці, викликаючи серйозні інфекції, які можуть призвести до смерті. Тому в період профілактичних перерв між циклами підстилку потрібно знезаражувати. Основним способом її знезараження є біотермічне компостування. Компостування зазвичай виконують способом згрібання підстилки безпосередньо у пташнику в бурти висотою від 60 см до 1,5 м і витримки її в буртах упродовж 5 - 14-ти днів. За цей час температура підстилки всередині буртів у результаті діяльності мікроорганізмів досягає 55 - 70^оС, що і забезпечує значне зниження вмісту патогенних мікроорганізмів. Упродовж цього періоду бурти 1 - 2 рази перевертають [4, 5].

Водночас зазначена температура розвивається тільки в центральній частині буртів, на їх периферії вона близька до температури зовнішнього середовища й багато патогенних мікроорганізмів можуть залишатися життєздатними. Тому розробка способів обробки багаторазово використовуваної підстилки, які б забезпечували її максимальне знезараження, залишається актуальною проблемою.

Дехто з авторів вважає, що бактерії та інші мікроорганізми є невід'ємною частиною біосистеми пташника [6, 7]. Навіть докладаючи максимум зусиль, неможливо повністю стерилізувати середовище пташника. Сама підстилка у пташнику, з її високим рН і концентрацією аміаку є суворим середовищем, яке значною мірою може допомогти контролювати кількість мікроорганізмів. Належним чином контролюючи рівень вологості підстилки, аміаку та рН, виробники можуть підтримувати прийнятний рівень мікробного забруднення, що допоможе зменшити проблеми із захворюваннями та підтримувати продуктивність птиці [6, 7].

Доведено, що мікробіота підстилки безпосередньо впливає на мікробіоту та кишкові реакції шлунково-кишкового тракту птиці. Тому повторне використання посліду за належних умов господарювання може поліпшити склад мікробіоти кишечнику, що важливо для росту та здоров'я птиці.

Вплив вирощування птиці на багаторазово використовуваній підстилці порівняно з використовуваною одноразово на основні зоотехнічні показники курчат-бройлерів (живу масу, збереженість, конверсію корму, забійний вихід та ін.) вивчали в низці досліджень. У більшості з них істотних відмінностей за цими показниками між різновидами використовуваної підстилки не виявлено [8], хоча в деяких дослідженнях за використання регенерованої підстилки отримували гірші показники.

Значною мірою суперечливі результати отримано при вивченні впливу типу підстилки, що використовується, на такі показники: стан пір'яного покриву, наявність дерматитів ніг, стан колінних суглобів як на користь свіжої, так і на користь багаторазово використовуваної підстилки.

Водночас слід зазначити, що майже всі подібні дослідження проводили на курчатах-бройлерах. Ефективність вирощування та утримання на регенерованій підстилці інших видів і виробничих груп птиці (індиків, яєчних курей та ін.) вивчено недостатньо. Потребують розробки або вдосконалення також способи та режими знезараження підстилки в процесі її регенерації для зменшення ризику захворювань птиці під час її вирощування й утримання на такій підстилці.

Даних щодо проведення досліджень з обґрунтування параметрів знезараження підстилки для багаторазового її використання та вивчення ефективності вирощування й утримання птиці на такій підстилці в Україні не виявлено.

У Державній дослідній станції птахівництва НААН (ДДСП НААН) у 2005-2010 рр. проводили дослідження, в результаті яких було розроблено технологічні заходи, що забезпечують зменшення емісії аміаку з підстилки в 1,3 - 5 разів. У 2018 - 2020 рр. проводили дослідження щодо вдосконалення технологічного процесу компостування підстилкового посліду та птиці, що загинула [9, 10].

Мета досліджень -- розробити та дослідити вдосконалені способи регенерації використаної пташиної підстилки.

Матеріали та методи досліджень

Дослідження проводили на експериментальній фермі «Збереження державного генофонду птиці» ДДСП НААН у пташнику для вирощування ремонтного молодняку курей. Було розроблено 4 вдосконалені способи регенерації використаної підстилки у процесі біотермічної обробки в бурті:

• бурт при цьому вкривали поліетиленовою плівкою (ВП);

• підстилку під час закладення в бурт обробляли мікробіологічним препаратом Біосевен (Ветолак) виробництва ПП «БТУ- Центр» (МП);

• над буртом установлювали бактерицидну лампу, яку вмикали щодня один раз на добу на 20 хв. Розрахункова добова доза опромінення поверхні бурту ультрафіолетовим опроміненням (УФО) -- 50 Дж/м²;

• у приміщенні кожні 3 дні вмикали озонатор (Оз). Розрахункова концентрація озону в приміщенні -- 20 мг/м³, експозиція -- 2 год.

Як контроль (варіант К) використовували відому технологію регенерації, яка передбачала біотермічну обробку підстилки під час компостування в бурті [4, 5].

Під час проведення досліджень за варіантами регенерації використаної підстилки визначали та контролювали такі параметри:

• температуру підстилки на глибині 0,3 м -- за допомогою штангового термометра в 3-х точках кожного бурту, щодня впродовж усього періоду компостування;

• температуру підстилки на поверхні бурту, на глибині 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60 та 65 см (рівень підлоги) -- на 14-й день біотермічної обробки за допомогою штангового термометра в 3-х точках кожного бурту;

• вологість підстилки перед початком компостування, а в подальшому кожні 3 дні згідно з ГОСТ 2б713-85;

• емісію аміаку через кожні 2 дні по 3 виміри в кожному приміщенні за допомогою газоаналізатора УГ-2;

• обсіменіння використаної підстилки грибами та ентеробактеріями: перед початком компостування та після його закінчення (на 14-й день) стандартизованими методами у відділі оцінки якості та безпечності кормів і продукції птахівництва ДДСП НААН;

• хімічний склад підстилкового посліду за варіантами (волога, азот, фосфор, кальцій, зола) до і після компостування у відділі оцінки якості та безпечності кормів і продукції птахівництва ДДСП НААН;

• статистичну обробку результатів досліджень виконували за загальноприйнятими методиками.

Результати досліджень та їх обговорення

Визначено динаміку температури використаної підстилки впродовж періоду біотермічного компостування за різних способів регенерації, виміряну на глибині 30 см від поверхні бурту (рис. 1).

Рис. 1. Динаміка температури використаної підстилки впродовж періоду біотермічної обробки: -- 1 (К); -- 2 (ВП); -- 3 (МП); -- 4 (УФО); -- 5 (Оз)

Уже на 5-ту добу після формування температура всередині всіх буртів піднялася вище 55°С й була такою до кінця біотермічної обробки підстилки. Саме досягнення температури 55°С є, за даними літератури, необхідною умовою для істотного зменшення кількості патогенних мікроорганізмів в підстилці [5]. Перші 4 дні найшвидше температура піднімалася в бурті, вкритому плівкою. Це, вірогідно, можна пояснити зменшенням втрат тепла у цьому варіанті, що сприяло швидшому розігріву підстилки. Швидшому розігріву підстилки сприяло і додавання до неї мікробіологічного препарату. Саме у цьому варіанті використана підстилка досягла найбільшої температури (65°С) й упродовж більшої частини процесу біотермічної обробки переважала інші варіанти на 1- 7^оС (Р<0,05).

Водночас температура, потрібна для знезараження підстилки, досягалася тільки в центральній частині буртів -- на глибині не менш ніж 20 см від поверхні й відстані 15 см від підлоги. У напрямку до зовнішніх шарів буртів температура використаної підстилки зменшувалася (табл. 1).

Таблиця 1 - Температура використаної підстилки залежно від глибини виміру на 14-й день біотермічного компостування

Перед початком формування буртів вологість підстилки оптимізували на рівні 30 - 32%. Визначено динаміку вологості використаної підстилки впродовж періоду біо- термічного компостування за різних експериментальних способів регенерації (рис. 2). Упродовж періоду біотермічної обробки внаслідок підвищення температури спостерігали зменшення вологості підстилки на 2 - 4% в усіх варіантах. Найменшим (на 1,6%) зменшення вологості підстилки було за біотермічної обробки підстилки в бурті, вкритому плівкою, найбільшим (на 3,5%) -- за її обробки мікробіологічним препаратом (Р<0,05).

Рис. 2. Динаміка вологості використаної підстилки впродовж періоду біотермічної обробки: -Ф- - 1 (К); -я- - 2 (ВП); 3 (МП); -» -4 (УФО); * *»* - 5(Оз)

Рис. 3. Динаміка емісії аміаку впродовж періоду біотермічного компостування використаної підстилки: - 1 (К); -ш- - 2 (ВП); ¦ - 3 (МП); - 4 (УФО); * * - 5 (Оз)

На 15-й день підстилку з буртів розіслали по поверхні підлоги для її підсушування й видалення зайвого аміаку. За тиждень спостережень вологість підстилки зменшилася ще на 5 - 8% (Р<0,001).

Визначено динаміку емісії аміаку з поверхні буртів упродовж періоду біотермічної обробки використаної підстилки (рис. 3). За всіх варіантів обробки після формування буртів спостерігалося збільшення емісії аміаку, що було пов'язано з інтенсивними біотермічними процесами у підстилці та підвищенням її температури. На завершальній стадії процесу біотермічної обробки емісія аміаку знижувалася. Найвищою (на 1- 51 мг/м² за 1 год порівняно

з контрольним варіантом, Р<0,01) емісія аміаку впродовж усього процесу обробки була за вкривання бурту плівкою (у разі її знімання) внаслідок того, що: по-перше, плівка заважала вивільненню аміаку впродовж інших періодів процесу, по-друге, у підстилці створювалися частково анаеробні умови.

Таблиця 2 - Хімічний склад використаної підстилки перед і після біотермічної обробки

Водночас при обробці поверхні бурту УФО та озонуванні в приміщенні емісія аміаку знижувалася, відповідно, на 1- 27 та 1 - 23 мг/м² за 1 год (Р<0,05). Зниження вмісту аміаку в повітрі при озонуванні можна пояснити окисленням частини його озоном (40₃+2NH₃=NH₄NO₃+4O₂+H₂O). У результаті утворюється нітрат амонію та вода. Зниження вмісту аміаку в повітрі при опроміненні підстилки УФО пояснюється впливом двох чинників: утворенням озону та його реакцією з аміаком за тією самою схемою, що й при озонуванні та безпосереднім розпадом аміаку під дією УФО. Деяке (на 1- 16 мг/м² за 1 год, Р<0,05) зниження емісії аміаку порівняно з контролем спостерігалося також при додаванні до підстилки мікробіологічного препарату. В останньому випадку зниження емісії аміаку, вірогідно, можна пояснити негативним впливом мікроорганізмів препарату на амонійфіксуючі бактерії. Вивчено хімічний склад використаної підстилки перед обробкою та після неї різними способами (табл. 2). Порівняно з початковим рівнем уміст азоту після обробки зменшився (на 10 - 17%) у всіх варіантах. Дещо більший уміст азоту після обробки (на 0,2%) був у підстилці, яку перед закладенням у бурти обробляли мікробіологічним препаратом. В усіх варіантах після обробки вміст фосфору підвищувався, що було наслідком часткового розкладу органічних речовин підстилки та зменшення їх питомої частки.

Визначено результати досліджень мікробного обсіменіння зразків використаної підстилки ентеробактеріями до та після регенерації (рис. 4).

Рис. 4. Кількість ентеробактерій у використаній підстилці до та після регенерації, КУО (log₁₀): -- на поверхні бурту; ¦¦ -- у середині бурту

Установлено, що після регенерації мікробне обсіменіння використаної підстилки ентеробактеріями всередині бурту зменшувалося на 0,5 - 1,1 log₁₀. Найбільше зменшення спостерігалося за вкривання бурту плівкою та за додавання до використаної підстилки мікробіологічного препарату. На поверхні бурту обсіменіння використаної підстилки ентеробактеріями було найменшим у варіанті, в якому її опромінювали УФО та за озонування. У решті варіантів обсіменіння ентеробактеріями на поверхні бурту залишалося досить високим. Обсіменіння використаної підстилки грибами всередині буртів у результаті біотермічної обробки зменшувалося в 5 разів, на їх поверхні -- удвічі.

Висновки

Розроблено вдосконалені способи регенерації використаної підстилки пташників, які сприяли інтенсифікації процесу її біотермічної обробки та підвищенню температури на 1 -7°С (Р<0,01), зменшенню емісії аміаку--на 1 -27 мг/м²за 1 год (Р<0,05), обсіменінню ентеробактеріями -- на 1,1 log₁₀, грибами -- в 2-5 разів. Спостерігалася також тенденція до збільшення вмісту азоту в регенерованій підстилці.

Бібліографія

1. Dunlop M., Gallagher E., Sohn J.H. Odour emissions from tunnel-ventilated broiler sheds: case study of nine Queensland farms. Animal Production Science. 2010. № 50. P. 546 - 551. doi: 10.1071/ AN09188

2. Modini R.L., Agranovski V., Meyer N.K. et al. Dust emissions from a tunnel-ventilated broiler poultry shed with fresh and partially reused litter. Animal Production Science. 2010. № 50. Р. 552 - 556. doi: 10.1071/AN09207

3. Kyoung S.Ro., Moore P.A., Szogi A.A., Mill- ner P.D. Ammonia and Nitrous Oxide Emissions from Broiler Houses with Downtime Windrowed Litter. J. of Environmental Quality. 2017. V. 46(3). Р. 498 - 504. doi: 10.2134/jeq2016.09.0368

4. Lopes M., Roll V., Leite F. et al. Quicklime treatment and stirring of different poultry litter substrates for reducing pathogenic bacteria counts. Poultry Science. 2013. V. 92. P. 638 - 644. doi: 10.3382/ps.2012-02700

5. Karthiga S., Sharmilaa G. Methodologies for re-use of poultry litter in broiler farms -- A Review. International J. of Civil Engineering and Technology. 2018. V. 9(4). Р. 230 - 233.

6. Chapman H.D., Rayavarapu S. Acquisition of immunity to Eimeria maxima in newly hatched chickens reared on new or reused litter. Avian Pathol. 2007. V. 36(4). P. 319 - 323. doi: 10.1080/ 03079450701460773

7. Lee K.W., LillehojH.S., Lee S.H. et al. Impact of fresh or used litter on the posthatch immune system of commercial broilers. Avian Dis. 2011. V. 55. № 4. P. 539 - 544. doi: 10.1637/9695-022511-Reg.1

8. Abougabal M. Sh. Possbility of broiler production on reused litter. Egypt. Poult. Sci. 2019. V. (39) (II). P. 405 -421. doi: 10.21608/epsj.2019.35039

9. Мельник В.О., Рябініна О.В., Руда С.В. Вплив мікробних препаратів на процес компостування пташиного посліду та якість компосту. Сучасне птахівництво. 2019. № 11- 12. С. 18 - 22. doi: 10.31548/poultry2019.11.018

10. МельникВ.О., Рябініна О. В., Гавілей О.В., Чаплигін Є. В. Компостування птиці, що загинула. Сучасне птахівництво. 2020. № 5 - 6. C. 18 - 25.

Размещено на Allbest.ru