不同牛舍室内外土壤、污水、空气细菌分布及相关性研究

龙珣睿，刘 玥，雷世玉，王梦芝

(扬州大学 动物科学与技术学院，江苏 扬州 225009)

近年来，中国奶牛养殖业呈现高速增长的趋势，奶牛存栏量由1978年的48万头增加到2000年的456.1万头，2007年达到了1470万头[1]，截至2016年底，据资料统计显示我国现有奶牛存栏头数约为1469×104头[2]。因此，监测奶牛养殖环境中微生物含量，评定其卫生状况，对牛场的管理具有重要指导意义。研究表明，规模化周围环境指标基本符合国家标准，对外围居民生活环境的影响较小；但粪便堆放区、玉米地等个别采样点在部分时间点超出国家国家标准[3]。为进一步研究奶牛场环境的卫生状况，本研究采用菌落总数测定法分别收集空气、污水、土壤中的样品并测定其细菌含量，对规模化奶牛场不同奶牛舍内细菌含量进行监测和比较，为进一步改善养殖环境和保护生态提供一些试验参考。

1 材料与方法

1.1 试验地点与采样分布

本次试验场地为长江中下游平原的某规模化奶牛场，场区农牧结合，北区为种植区和污染区，南区为生产区和场前区。该地常年主导风向东南风，污染区位于生产区及场前区的下风向。本次试验在牛场选择了六个不同牛舍的舍内和舍外进行采样，共12个点，分别为散养式牛舍、拴系式牛舍、兽医室、产房、挤奶舍、犊牛舍。

1.2 采样及细菌培养

1.2.1 空气中细菌的采样及培养 采用自然沉降法[3]，在当天16:00，在各个采样点打开盛有营养琼脂的培养皿盖，将培养皿有营养琼脂的一面水平向上，置于高度约1.2 m处采样6 min(室外10 min)，之后迅速送往实验室，置于37 ℃的温箱培养24 h后取出，对菌落进行计数和计算。

1.2.2 土壤中细菌的采样及培养 在当天16:30，在各个采样点的土壤下5 cm处取10 g左右土壤置于密封保鲜袋，采样结束后带回实验室称重0.5 g置于5 mL离心管，加入蒸馏水至5 mL，摇匀静置3分钟后取上清液0.2 mL涂板。涂板后所有培养皿同时置于37℃的温箱培养24 h后取出，对菌落进行计数和计算。

1.2.3 水中细菌的采样及培养 采样参照国家标准平板菌落计数法(GB/T5750.12-2006)[4]。同在当天17:00，用一次性滴管在采样点水下5 cm处取水样10 mL左右置于离心管，采样结束后带回实验室，吸取0.5 mL加入新的离心管，再加入4.5 mL蒸馏水，摇匀静置3 min后取上清液0.2 mL涂板。涂板后所有培养皿同时置于37 ℃的温箱培养24 h后取出，对菌落进行计数和计算。

图1 采样点分布图※为采样点Fig.1 Sampling point distribution※ is sampling point

1.3 细菌数计算公式

1.3.1 空气中细菌数 C=50000×N/(A×T)[5]

式中：C为每立方米菌落总数(cfu/m3)；N为每皿菌落数(个)；A为培养皿面积(cm2)；T为采样时间(min)。

1.3.2 土壤中的细菌数 细菌数/g=50×平板上的菌落总数

1.3.3 水中的细菌数 细菌数/L=50 000×平板上的菌落总数

1.4 数据统计

试验数据用 Excel 软件和SPSS17.0软件进行方差分析和 Duncan分析，以P<0.05作为差异显著。并进行Person Correlation相关性分析，以Sig. (2-tailed) <0.05为显著相关。

2 结果与分析

2.1 室内外空气细菌密度比较

由图2可知，牛场不同牛舍采样点的空气细菌密度大致都在104个/m3数量级水平。其中，拴系式牛舍舍内的细菌密度最高为7.27×104个/m3，挤奶厅舍外最低为0.60×104个/m3，差异显著(P<0.05)。进一步研究发现，室内空气细菌含量均值为2.97×104个/m3；室外为0.84×104个/m3，差异显著(P<0.05)。除兽医室外，其余畜舍内空气细菌密度基本大于畜舍外，这可能是由于兽医室更多地人工进行和疾病相关的操作所致。进一步比较发现，栓系舍和产房的室内细菌含量均显著高于室外(P<0.05)。

2.2 室内外污水细菌密度比较

由图3可知，不同牛舍各采样点污水细菌密度基本都在107个/L数量级水平。其中产房室内最高达到3.50×107个/L，而产房舍外最低为0.19×107个/L，差异显著(P<0.05)。进一步研究发现，室内污水细菌含量均值为2.72×107个/L；室外为1.39×107个/L，差异显著(P<0.05)。除犊牛舍外，其余畜舍内中污水细菌密度大于畜舍外(P<0.05)，而犊牛舍则相反，畜舍外污水细菌密度大于畜舍内。这与犊牛舍和挤奶厅接近，其畜舍外受挤奶厅影响更大有关。

图2 不同牛舍室内外空气细菌密度对比Fig.2 Comparison of the bacterial densities in indoor and outdoor air between cowsheds

2.3 室内外土壤细菌菌落总数结果比较

由图4可知，大部分牛舍室内外土壤细菌数基本在104个/g数量级，其中，拴系式牛舍舍内最高达到6.00×104个/g，而产房舍外最低为1.48×104个/g，差异显著(P<0.05)。总体看来，各牛舍室内外土壤中细菌密度基本一致，室内均值为3.30×104个/g；室外为3.19×104个/g，无差异显著(P>0.05)。但栓系式泌乳牛舍室内土壤中的细菌密度高于室外，也高于其他牛舍室内外土壤细菌数(P<0.05)，这可能由于其泌乳牛舍其奶牛在室内的活动量和作业量大有关。

图4 不同牛舍室内外土壤细菌密度总数Fig.4 Comparison of total bacterial contents in indoor and outdoor soil between the cowsheds

2.4 空气、污水、土壤中细菌的相关性分析

进一步数据相关性分析，得出结果如表1。从表1可知，空气和污水相关系数r=0.631，P=0.028，表明空气、污水的细菌数间相关显著。

表1 空气、污水、土壤细菌数相关性分析结果Table 1 The correlation analysis on bacteria densities among air, sewage and soil

注：*为显著性水平为<0.05(两尾)。

Note: * Correlation is significant at the 0.05 level (2-tailed).

3 讨 论

3.1 奶牛场的污染状况

史建民等[2]研究表明，离牛舍不远的区域空气落菌所测定的各采样点的细菌密度在314.4-4 244.4/m3范围内变化除个别采样点位其他基本在国标GB/T 18204.3-2013建议的2 500/m3以下的密度范围内[3]。而本试验大部分牛舍空气细菌含量均在104水平，均超出了清洁所规定的细菌密度范围，尤其是拴系式牛舍舍内的细菌密度最高为7.27×104个/m3，完全超过畜禽场环境质量及卫生控制规范中规定的标准(T1167-2006畜禽场环境质量及卫生控制规范)。原因可能是冬季奶牛在室内活动较多，加之冬季的畜室内又相对封闭，而造成了空气细菌密度的增加。金兰梅等[6]比较了冬季不同乳牛舍内空气中的细菌数量，舍内细菌数量最高可达33.8×103个/m3，高玉红等[7]在河北某奶牛舍内测得夏季不同建筑类型的牛舍内细菌数量平均达到27.5×103个/m3，均与本研究的结果相近。

本试验所测定的土壤中细菌在104数量级，相对于一般研究的1 g土壤内含有106～109个细菌[8]来说，其洁净程度相对较高。这可能是由于所采集土壤样品为地表下5 cm左右，受地面的消毒影响较大所致。该奶牛场对于地面和走道有定期消毒的生产制度。而本试验所测定的污水中细菌总数在107数量级，可能是因为所采集的样品本身为污水，所以细菌含量相对较高。本研究同时发现该奶牛场空气和污水的细菌含量间相关显著，进一步说明了奶牛养殖环境中，污水的处理状况对空气洁净状况有着直接的影响。这也是值得大部分养殖场重视的问题之一。

3.2 奶牛舍内外的污染状况分析

奶牛舍内外环境空气中的细菌来源于牛群排出的粪便、体表呼吸和运动所散发的微生物[9]。本研究中，空气中细菌密度总体上舍内大于舍外的结果，其原因可能是：奶牛在舍内采食，排泄，休息，且舍内空间有限，空气流通速度慢；而舍外与大气相连，空间宽阔，空气流动速度快，所以舍内空气细菌大于舍外。Tong等[10]研究发现，光照对室外细菌有明显的致死作用，且太阳光中的紫外线对大部分细菌均有杀灭作用，一定时间内可杀死大部分细菌[11]。舍外空气中的细菌长期暴露在阳光下，经照射后细菌部分会被杀死，从而也使得舍内细菌密度高于舍外。张鹤平[12]研究表明，在畜牧场的空气中，由于微粒多，紫外线少，空气流速慢以及微生物来源多等原因，使畜舍空气中微生物往往较舍外多。

3.3 不同奶牛舍的污染状况分析

空气是人类和畜禽赖以生存的重要因素之一，与动物生活最密切相关，微生物对人类和畜禽健康及生产性能的影响在很多情况下是通过空气污染造成的，而空气则能够直接反应其生存环境的污染状况[13]。现代集约化畜禽生产过程中，由于动物养殖密度高、空间相对狭窄，又容易使动物舍内外微生物气溶胶浓度升高[14]；而且不同类型的牛舍，因为奶牛的饲养管理方式和因之的生活习性不同，其环境中的细菌含量也有一定的差异。本研究不同类型畜舍空气中细菌含量由大到小的顺序为：拴系式牛舍>产房>散养式牛舍>挤奶厅>兽医室>犊牛舍。其中，拴系式牛舍较密闭，奶牛活动量大，空气中细菌较多，而在冬季舍内通风相对不良，所以拴系式牛舍和产房的细菌总数也较高。散栏牛舍奶牛活动相对自由，常常出入运动场，舍内细菌也相对栓系式的为少。Dungan等[15]研究表明，散栏奶牛舍空气中细菌数量约为102～104个/m3，本研究散栏奶牛的结果也接近其上限值。本研究中的挤奶厅、兽医室舍和犊牛舍内牛群密度相对小，其细菌数量也相对较少。研究表明，牛舍的空气细菌与各牧场卫生管理有很大的相关性[7]。因此，规范好奶牛场的卫生管理，对保证奶牛的健康养殖至关重要。依据该奶牛场的具体情况，应加强污水的处理和环境的消毒工作。另外，加强环境监测与监控力度，确保养殖环境的卫生状况。

4 结 论

本研究表明，奶牛场牛舍室内外的细菌含量有所不同，以室内较高；而不同牛舍则以栓系式牛舍较高，犊牛舍相对较低。同时，空气中的细菌数与污水中的有一定的相关性，提示要加强奶牛养殖环境中污水的处理，以保障奶牛养殖环境的健康。

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[4] 中华人民共和国卫生部，中国国家标准化管理委员会，生活饮用水卫生标准 生活饮用水标准检验方法：BG5749-2006 GB/T5750.1～5750.13-2006[S].北京：中国标准出版社，2007.

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