Сравнение соломенной подстилки и подстилки из переработанного навоза

В новом исследовании рассматривается использование переработанного твердого навоза как альтернативы соломенной подстилке для молочных коров. Популярность этого материала в последнее время растет, особенно в молочных хозяйствах Канады. Немалую роль в этом играет рост цен на солому. Однако микробиологические характеристики такой подстилки и ее производство непосредственно в условиях хозяйства вызывают вопросы. Если в таком материале сохраняются патогены, это угрожает здоровью скота, а в некоторых случаях — и человека. Исследователи сравнили состав микробиоты и ее разнообразие в пробах подстилки из соломы и переработанного коровьего навоза до и после использования.

Пробы для опыта были собраны в хозяйствах восточных регионов Канады. Неиспользованные и бывшие в употреблении пробы подстилочного материала получили из 27 молочных хозяйств, использующих переработанный навоз, и 61 хозяйства с соломенными подстилками. Идентификация микроорганизмов была проведена с использованием методов секвенирования фрагмента гена 16s рРНК, подсчета бактерий, выявления Salmonella spp. и Listeria monocytogenes.

Производить подстилку из переработанного твердого навоза возможно в самом хозяйстве. Обычно часть жидкости, содержащейся в навозе, удаляют с помощью винтового или валкового пресса. Жидкая фракция навоза используется, как правило, в качестве органического удобрения. Оставшуюся твердую фракцию можно и сразу применять в качестве подстилки, но обычно ее подвергают дальнейшей переработке с использованием различных методов “созревания”. В это время температура материала должна повышаться, чтобы снизить общую концентрацию бактерий. На крупных фермах можно использовать специальные анаэробные котлы. По словам исследователей, в настоящее время в Канаде не разработано законодательство, регулирующеее производство и использование переработанного твердого навоза. Эта ситуация привела к большому разнообразию методов работы с ним.

В некоторых опытах отмечены преимущества подстилки из переработанного навоза, например, повышение комфорта животных, уменьшение числа повреждений скакательного сустава, улучшение чистоты тела молочных коров. С другой стороны, в этом материале отмечался больший процент нежелательных бактерий — Klebsiella spp., Escherichia coli, Streptococcus spp. и Staphylococcus spp.

Результаты исследования показали значительно большее число и разнообразие бактерий в неиспользованном переработанном навозе, чем в неиспользованной соломе, за исключением Klebsiella spp. В процентном соотношении от численности микробиома L. monocytogenes выявлено 30% (против 11% в соломе), Salmonella spp. — 11% (против 1,6% в соломе). По оценкам, количество Staphylococcus spp. (на 2,6 log 10 КОЕ/г), Streptococcus spp. (на 1,6 log 10 КОЕ/г) и E. coli (на 2,0 log 10 КОЕ/г) было выше в пробах подстилки из навоза по сравнению с соломенной.

В отличие от материала неиспользованной подстилки, в образцах использованной большинство групп микроорганизмов наблюдалось в одинаковой пропорции и в подстилке из навоза, и в соломенной. Микробиота состояла в основном из протеобактерий (53% в навозе против 46% в соломе), Bacteroidetes (25% против 22%), Firmicutes (10% против 20%) и актинобактерий (8% против 10%). Исследователи обнаружили L. monocytogenes в 48% образцов использованной подстилки из навоза и в 20% образцов соломы. Salmonella spp. значительно чаще выявляли в навозе (15%), чем в соломе (2%).

Образцы использованной соломы имели значительно более высокий уровень Streptococcus spp. (7,4 log 10 КОЕ/г), чем пробы переработанного навоза. Существенных различий по Staphylococcus spp. и Klebsiella spp. не выявлено.

Микробиом образцов неиспользованной соломы сравнили с пробами использованной соломенной подстилки, чтобы оценить изменения за период использования. Аналогичное исследование провели и с образцами подстилки из навоза.

Уровень Proteobacteria был выше в неиспользованной соломе, чем в использованной, но виды Actinobacteria и Firmicutes в большей степени связаны с использованной соломой. У подстилки из навоза, напротив, Firmicutes были в изобилии представлены в неиспользованных образцах, а численность Proteobacteria и Bacteroidetes была выше в использованных пробах. Большее разнообразие микробиоты было выявлено в образцах подстилки из использованной соломы по сравнению с пробами неиспользованной, а в образцах неиспользованного навоза разнообразие было ниже, чем в пробах использованного.

Подчеркивается, что на состав микробного сообщества подстилки из навоза могут влиять местные факторы — влажность, температура, состав рациона скота. Микробиота соломы была связана с влиянием различий в возделывании культуры, почвенных условий, климата.

Наконец, сравнили микробиоту в образцах неиспользованной навозной подстилки, произведенной двумя разными способами. В первом случае после удаления жидкой фракции навоз созревал в кучах, во втором использовалась контейнерная система. Результаты показали, что в образцах переработанного навоза, созревшего в кучах, было меньше бактерий, чем в пробах, прошедших созревание в открытых контейнерах.

Исследователи подчеркнули важность процесса созревания массы, он повышает температуру материала, что уничтожает патогены, стабилизирует микрофлору и уменьшает влажность. По мнению исследователей, удобны закрытые и вентилируемые контейнеры, поскольку они обеспечивают более стандартизированный контроль условий, равномерную термообработку и круглогодичное производство подстилки неизменного уровня качества. Они добавили, что химические средства, например, добавки-кондиционеры на основе щелочей, могут использоваться для уменьшения количества бактерий в переработанном навозе и улучшения его качества.

Микробные сообщества подстилки из соломы и переработанного навоза ощутимо различаются, а способ производства подстилки из навоза оказывает значительное действие на ее качество. В описанном исследовании лучшим вариантом оказалось созревание в кучах, поскольку оно привело к снижению бактериальной нагрузки, а Listeria monocytogenes и Salmonella spp. при этом в пробах отмечались реже. Однако ученые считают, что необходимы дополнительные исследования в отношении методов производства, поскольку их довольно много. В целом, опыт показал, что по показателю благоприятности микробиома подстилка из навоза уступает соломенной. По мнению исследователей, современная подстилка из твердого навоза представляют больший микробиологический риск для молочных коров.