羊舍氣載真菌的濃度及分布特征

于 歡，劉家祺，白燕雨，喬婷婷，郭 耀，趙宇軍，李治國，杜葉葉，古少鵬

(山西農業大學動物科技學院，山西 太谷 030801)

羊舍氣載真菌的濃度及分布特征

于 歡，劉家祺，白燕雨，喬婷婷，郭 耀，趙宇軍，李治國，杜葉葉，古少鵬

(山西農業大學動物科技學院，山西 太谷 030801)

采用6級Andersen空氣生物采樣器，以孟加拉紅培養基為培養介質，測定并分析羊舍氣載真菌濃度、分布特征及與環境的關系，以期為羊舍的環境控制提供依據。結果表明，羊舍內真菌氣溶膠濃度為2 855(±1 806)～3 698(±3 087) CFU/m3;9∶00左右濃度最低，顯著低于13∶00和17∶00(P＜0.05);真菌粒子主要分布在采樣器第3～5級，粒徑＜5μm的真菌粒子約占80%，可侵入肺泡;與環境因素的相關性分析表明，空氣真菌含量與環境因素有顯著的線性關系，與溫度呈正相關，與相對濕度呈負相關。

羊舍;氣載真菌;濃度;粒徑;環境因素

動物養殖過程中產生大量的真菌氣溶膠，引起動物和飼養人員的感染、過敏、變態反應及真菌毒素中毒癥，給養殖業帶來巨大的威脅［1］。研究顯示，環境中真菌的濃度和顆粒大小與其危害程度關系密切［2］。據報道，鐮刀菌屬產生的真菌毒素，如嘔吐毒素和T-2毒素，當其濃度達到103－104CFU/m3時即可產生毒理學效應［3］。王雅玲［4］從雞舍空氣中分離出10多種禽類常見致病菌，尤以曲霉菌為多見，如黃曲霉、黑曲霉和煙曲霉等，主要分布在采樣器2～3級，粒徑大小在3.3～7.0μm之間，可沉積在小支氣管，甚至進入肺中，引起禽類嚴重的曲霉菌病。Peden等［5］經雛火雞氣囊接種煙曲霉孢子，成功復制出禽曲霉菌病。此外，長期暴露于含高濃度非病原微生物的環境中，會導致機體免疫負荷過重，抵抗力降低，易感性升高［6］，由此可見，控制養殖環境中真菌氣溶膠的濃度可有效提高畜禽的生產效率。

近年來，我國養羊業逐漸由散養模式向集約化養殖模式轉變［7］，封閉式羊舍逐漸增多，飼養密度增大，呼吸道疾病多發。目前，對羊舍真菌氣溶膠研究鮮有報道。本試驗研究了羊舍內氣載真菌濃度、粒徑分布及與環境條件因素的關系，旨在為羊場環境控制提供依據。

1 材料與方法

1.1 羊場概況 選取山西省某羊場3棟羊舍進行采樣，羊舍為雙列式磚木結構，長27 m，寬8 m;兩側墻壁設窗，屋頂設無動力通風機;舍內采用漏縫地板，距地面0.6 m;運動場位于舍外兩側，寬3 m。3棟羊舍均以飼養湖羊為主，飼養密度為1.7～2 m2/只;早晚各喂料1次，主要為黃貯飼料和干草; 4個月清糞1次，人工出糞。

1.2 樣品采集 采用6級Andersen空氣生物采樣器(Tisch environment，USA)，每節篩板含有400個噴孔，孔徑自1級至6級逐漸減小;空氣流量為28.3 L/min;采樣器使用前后均需以75%酒精擦拭消毒;采樣時間根據需要控制在1～10 min。采樣器技術規格見表1。

表1 采樣器各級孔徑及捕獲粒子粒徑范圍

每棟羊舍設分別于9:00、13:00和17:00采樣，舍內選取中間位置作為采樣點，采樣器距離地面高度為75～90 cm，與羊的呼吸高度相近，采樣時間為3 min，每點3次重復，同時記錄每次采樣時的溫度和相對濕度。

1.3 培養與計數 采樣介質為孟加拉紅培養基(含氯霉素)(青島海博公司，HB0237)。采樣結束后，將平板置于27℃溫箱中培養，72 h后計算各級平板上的菌落數，經Andersen計數表校正后［8］，計算6級菌落總數及氣載真菌濃度，濃度計算公式如下:

C=1 000 N/28.3 T 式中:C為氣載真菌濃度(CFU/m3);N為6級菌落總數(CFU);T為采樣時間(min)。

帶菌粒子中值直徑(CMD)計算方法:根據校正后的數據計算采樣器各級粒子數所占百分比，按6級至1級逐漸累加，得到各級累計百分比;再以各級累計百分比為橫坐標，ECD為縱坐標，得到直線回歸方程;當X=50%時，對應的ECD即為中值直徑。其離散程度以幾何標準差(GSD)表示，計算方法為直線回歸方程中X=84.13%時的y值除以CMD值。

1.4 數據分析 采用SAS 8.1和 Microsoft Excel 2007進行數據分析和圖表繪制，結果以平均值±標準差表示。

2 結果

2.1 封閉式羊舍氣載真菌濃度及變化規律 羊舍空氣真菌濃度為2 855(±1 806)～3 698(±3 087) cfu/m3，羊舍間濃度差異不顯著(P＞0.05)，詳見表2;1 d 3個時間段中，真菌濃度差異顯著(P＜0.05)，其中以13:00左右最高，9:00左右最低，見表3。

表2 羊舍氣載真菌濃度及環境因素

表3 羊舍不同時間段氣載真菌濃度及舍內環境因素

2.2 氣載真菌濃度與環境因素的相關性 溫度和相對濕度對羊舍氣載真菌濃度的影響程度不同，真菌濃度與溫度呈正相關(R=0.57)，與相對濕度呈負相關(R=－0.61)，見圖1、圖2。

2.3 氣載真菌的粒徑分布特征 羊舍空氣真菌集中分布在采樣器3～5級(1.1～4.7μm)，占74.1% ～ 76.6%，粒徑＜5μm的真菌粒子約占80%;真菌粒子分布高峰出現在第4級(2.1～3.3μm)，占六級總數的35.9%～39.1%，從4級到6級，分布百分比急劇下降，第6級上的分布最少，為3%～6%，詳見圖3。3棟羊舍真菌氣溶膠粒子CMD為2.7(±1.8)～2.8(±1.7)μm，與上述層級分布特征基本一致。

圖1 氣載真菌濃度與溫度的關系

圖2 氣載真菌濃度與溫度的關系

圖3 羊舍氣載真菌在采樣器上的分布

3 討論

目前，國內外關于羊舍環境空氣微生物的研究鮮有報道，而且我國對畜舍空氣真菌含量尚未做明確規定，因此很難對本次試驗結果進行評估，但本次調查仍可為羊舍環境控制提供指導。研究發現，9:00左右空氣真菌濃度最低，說明夜晚羊群活動量減少，同時秋季夜晚溫度較低，舍內并未堆積大量真菌;而13:00左右，由于羊群和生產活動，真菌濃度明顯增加(P＜0.05)，提示此時應加強通風換氣或環境消毒。此外，與其他封閉式動物舍相比，羊舍空氣真菌含量相對偏高，高于雞舍和豬舍［4，9］，但低于兔舍［10］，推測可能與動物的生活習性、飼養密度和動物舍結構等因素有關，具體原因有待進一步研究。

氣溶膠粒子在呼吸系統的沉積部位與其粒子大小有關，粒徑＜5μm的粒子可直接侵入肺泡;6～10μm的易沉積在小支氣管;而進入上呼吸道及氣管的粒子則更大［2］。3棟羊舍真菌氣溶膠在采樣器上的分布規律相同，主要分布在3～5級(1.1～4.7μm)，表明羊舍環境中大約80%真菌粒子能進入肺的深部，可引起肺炎及真菌毒素中毒。Kim K Y等［11］研究了飼料廠中真菌氣溶膠的分布特征，最高峰仍出現在第4級，粒徑＜5μm的粒子占總數的70% ～80%;在對室外大氣及家庭環境中真菌粒徑分布的研究中發現，可進入肺部的真菌粒子所占比例高達80% ～90%［12－13］，與本研究結果基本一致。

動物舍內生物氣溶膠的濃度受多種因素的影響，除建筑類型及日常生產活動外，常見的物理因素包括溫度、濕度、風速和二氧化碳濃度等。研究表明，溫度是影響空氣真菌濃度的主要因素［14］，一定范圍內，空氣真菌的濃度隨溫度的升高而增加。本次試驗中，羊舍內9:00左右溫度最低，氣載真菌濃度也顯著低于1 d當中其他時間段，13:00左右，隨溫度升高，真菌濃度增大，與上述研究相吻合。相對濕度與濃度的相關性可能同時受溫度及微生物環境適應性的影響，此外，不同菌屬與環境條件相關性也存在差異，氣載青霉菌在溫度較低(15℃～20℃)的環境中可大量存在，其濃度與溫度、相對濕度均呈負相關［15］;而大氣中鏈格孢屬和枝孢屬孢子含量與太陽輻射和溫度有明顯的正相關關系，濕度的影響與青霉菌相同［16］，提示溫度、相對濕度等環境因素對氣溶膠粒子在空氣中的存活率有一定影響［14］，從而決定了真菌氣溶膠的組成和濃度變化。

［1］ Mostafa C，Shahla S，Shahi N，et al．Airborne fungi in Isfahan and evaluation of allergenic responses of their extracts in animal model［J］．Jundishapur Journal of Microbiology，2010，3(4):155-160．

［2］ 于璽華．現代空氣微生物學［M］．北京:人民軍醫出版社，2002:116-117．

［3］ Sorenson W G，Frazer D G，Jarvis B B．Trichothecene mycotoxins in aerosolized conidia of Stachybotrys atra［J］．Applied and Environmental Microbiology，1987，53(6):1 370-1 375．

［4］ 王雅玲．養殖環境真菌氣溶膠及相關真菌毒素的檢測［D］．泰安:山東農業大學，2006．

［5］ Peden W M，Rhoades K R．Pathogenicity differences of multiple isolates of Aspergillus fumigatus in turkeys［J］．Avian diseases，1992，36(3):537-542．

［6］ 段會勇，王磊，柴同杰．兔舍環境空氣微生物氣溶膠的檢測［J］．中國草食動物，2005，25(3):41-44．［7］ 穆秋玲，李景玉，徐亞杰，等．關于我國肉羊產業生產結構的若干問題的探討［J］．吉林畜牧獸醫，2012(1):46-48．

［8］ Andersen A A．New sampler for the collection，sizing，and enumeration of viable airborne particles［J］．Journal of Bacteriology，1958，76(5):471-484．

［9］ 李超，郝海玉，孫玲玉，等．豬舍環境氣載微生物監測［J］．畜牧獸醫學報，2014，45(10):1 684-1 692．

［10］ Zengmin Miao，Tongjie Chai，Chunhua Qi，et al．Composition and variability of airborne fungi in an enclosed rabbit house in China［J］．erobiologia，2010，26(2):135-140．

［11］ Kim Ki-Youn，Kim Hyeon-Tae，Kim Daekeun，et al．Distribution characteristics ofairborne bacteria and fungiin the feedstuff-manufacturing factories［J］．Journalof Hazardous Materials，2009，169 (1-3):1 054-1 060．

［12］ 方治國，歐陽志云，胡利鋒，等．北京市三個功能區空氣微生物中值直徑及粒徑分布特征［J］．生態學報，2005，25(12): 3 220-3 224．

［13］ 方治國，孫平，歐陽志云，等．北京市居家空氣微生物粒徑及分布特征研究［J］．環境科學，2013，34(12):2 526-2 532．

［14］ 陳銘夏，金龍山，孫振海，等．生物氣溶膠濃度、通量及環境因素的影響［J］．自然科學進展，2001，11(9):45-50．

［15］ Rosas I，Calderón C，Ulloa M，et al．Abundance of airborne Penicillium CFU in relation to urbanization in Mexico City［J］．Applied and environmental microbiology，1993，59(8):2 648-2 652．

［16］ Santiago F R，Rafael T M，Jose M M，et al．outdoor airborne fungi captured by viable and non-viable methods［J］．Fungal ecology，2014，16-26．

Concentration and distribution characteristics of airborne fungi in sheep houses

YU Huan，LIU Jia-qi，BAI Yan-yu，QIAO Ting-ting，GUO Yao，ZHAO Yu-jun，
LI Zhi-guo，DU Ye-ye，GU Shao-peng
(College of Animal Science and Veterinary Medicine，Shanxi Agricultural University，Taigu 030801，China)

An Andersen six-stage microbial sampler was used to collect air and RBM was used as the medium．The concentration and distribution characteristics of airborne fungi were determined，and the relationship between fungus and environmental factors was analyzed．The concentration of airborne fungi ranged from 2855(±1 806)－3 698(±3 087)cfu/m3．It was the lowest at9:00，which was significantly lower than that of13∶00 and 17∶00(P＜0.05)．The fungal particles were mainly distributed at stage 3 to 5 of the sampler．About 80%of total fungal particles were more likely to enter the alveoli with the particle size less than 5μm．Based on the result of correlation analysis，there as significant linear relationship between the concentration of airborne fungi and environmental factors，which were positively associated with temperature and showed a negative correlation with relative humidity．

sheep houses;airborne fungi;concentration;particle size;environmental factors

GU Shao-peng

S831．4+5

A

0529-6005(2017)06-0021-03

2017-03-06

山西省科技攻關項目(20130311025-3、20140311021-3);山西省農業廳橫向課題(2013HX35);國家級大學生創新創業訓練計劃立項項目(201610113027)

于歡(1992-)，女，碩士，主要從事獸醫公共衛生與人獸共患病防治研究，E-mail:747024262@qq．com

古少鵬，E-mail:shpgu@163．com