Учебный центр «Крисмас+»

Изучение видового состава и динамики микобиоты, вызывающей микотоксикозы

сельскохозяйственных животных

Авторы: Шереметова Татьяна, Шереметов Иван, 9 класс

МБОУ СОШ №6, город Морозовск Ростовской области.

Руководитель: Шереметов И.И.

Основной проблемой для успешного развития животноводства и получения высококачественной экологически чистой, безопасной для потребителя продукции животноводства является создание прочной кормовой базы. Нарушения технологии заготовки кормов создают благоприятные условия для развития бактериальной микрофлоры и плесневелых грибов. Все это снижает биологическую ценность кормов, а организм животных отвечает ослаблением резистентности, уменьшением продуктивности, ухудшением качества продукции, бесплодием или рождением нежизнеспособного молодняка. Большую опасность для животных и человека представляют микотоксины (продукты жизнедеятельности грибов). Они могут попадать в организм человека с молоком и с тканями животных и вызывать у человека аллергические реакции, астму, заболевания легких, печени и т.д. Исходя из вышесказанного, целью нашего исследования является изучение характера и динамики микобиоты, вызывающих микотоксикозы животных и человека при производстве, хранении и скармливании грубых кормов для уменьшения их токсического действия.

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

1.Изучить методики отбора проб почвы, зеленых растений, грубых кормов и патологического материала от животных для микологического исследования.

2.Изучить и отработать на практике методы посева микобиоты, выделения чистой культуры, определения вида гриба и его токсичности.

3.Изучить и сравнить наличие микобиоты почвы, зеленых растений, сена (на разных стадиях технологического процесса заготовки грубых кормов) и внутренних органов животных.

4.Выявить микобиоты, вызывающие патофизиологические, токсические процессы в организме животных.

5.Изучить клинические показатели животных, пораженных микотоксинами (гематологические и биохимические показатели крови).

6.Расчитать экономический ущерб, причиняемый микобиотой животноводству

7.Предложить меры по уменьшению токсического действия плесени на грубые корма и организм животных и внедрить их в практике.

Объектом исследования явились почва (на различной глубине), зеленые вегетирующие и свежескошенные растения, предназначенные для приготовления сена, свежие заскирдованные сено и солома и заскирдованные грубые корма (сено и солома) в процессе хранения (ноябрь - апрель).

Средний образец из скирды сена отбирали отдельными выемками по 200 – 250г из 20 различных мест скирды. Выемки соломы производили из непрессованной и заскирдованной соломы в десяти различных местах на каждые 15т соломы. Для сбора растений выделяли несколько участков по 1м2. Брали все части растений: листья, стебли, цветы, плоды. Собранные растения раскладывали и высушивали между листьями бумаги до воздушного состояния, после чего определяли виды грибов на растениях после посева на питательных средах. Образцы почвы брали из верхних горизонтов почвы (в пределах 0-50 см) из разных глубин: 0-2 см, 2-5 см, 5-10 см, 10-20 см, 20-30 см, 30-50 см. Собранные образцы почв просушивали на воздухе в тени в течение нескольких часов до воздушно-сухого состояния (для хранения образцов для анализа в течении длительного времени). Почву перед посевом измельчали.

Методы выделения и посева грибов

Микроскопическое исследование кормов - при обнаружении видимых грибных поражений на стеблях, листьях. Препараты для микроскопирования готовили путем соскабливания грибного налета скальпелем, после чего исследуемый материал переносили в каплю воды на предметное стекло, накрывали покровным стеклом и просматривали под микроскопом.

Выделение грибов из грубых кормов - пользовались методом посева во влажные камеры. Стерильные чашки Петри с фильтровальной бумагой увлажняли небольшим количеством стерильной воды и переносили туда кусочки соломы и сена. Наблюдение за развитием грибов в термостате проводили 7 – 10 дней.

Выделение грибов из почвы - пользовались методом непосредственного посева. На поверхность питательной среды засевали 10-15 мг мелко измельченной почвы. Для предупреждения развития бактерий, обильно населяющих почву, применяли пенициллин и стрептомицин из расчета 50 тыс. ЕД пенициллина и 100 тыс. ЕД стрептомицина в 1 мл раствора. Для предотвращения развития мукоровых грибов добавляли к питательному агару после стерилизации 0,1% медного купороса. После культивирования первичных посевов из кормов проводились дальнейшие исследования: выделяли чистую культуру, проводили дифференциацию выделенных грибов и проверяли их токсичность.

Выделение чистой культуры - проводили методом сухой изоляции. Для этого небольшие кусочки мицелия переносили на питательный субстрат в чашки Петри. Выросшие после переноса колонии исследовали под микроскопом при малом увеличении, определяли наличие воздушного мицелия, конидиеносцев, спор и определяли виды грибов. Идентификацию микроскопических грибов осуществляли по культурально - морфологическим признакам по соответствующим для конкретной систематической группы определителям (Литвинов, 1967).

Результаты микологических исследований.

Микофлора пастбищ - злаковые (ячмень и рожь) - выделены спорынья (Cl.purpurea), ржавчина, мучнистая роса (Erysiphe), в бобовых выделен Fuzarium. Весной 2010 года во время холодной влажной затяжной весны в период длительного таяния снега, на растениях наблюдали рыхлый белый мицелиальный налет. При исследовании пораженных растений был выделен гриб вида Fuzarium graminearum.

Микофлора сена - в свежеубранном (свежескошенном) сене выделялись преимущественно бактерии. При посеве грибов были выделены единичные колонии родов Mukor, Penicillium, Aspergillus. При исследовании образцов сена, отобранных после ворошения сена во время сушки, подборе сена (оно загрязняется землей) были выделены грибы родов Fusarium, Trichoderma, Penicillium, Aspergillus, Mucor, Rhisopus, Tricchotecium. Из грибов, поражающих грубые корма при хранении во влажном состоянии (ноябрь, декабрь-апрель), нами выделены Alternaria, Cladosporium, Helminthosporium, Trichoderma lignorum, Aspergillus, Penicillium, Fusarium, Pendrodochium.

Микофлора почвы - область с наименьшими значениями и минимальным сезонным варьированием численности грибов приходилась на горизонты на глубине 18-35 см и ниже, максимальная биомасса грибов обнаружена нами в верхних слоях почвы. Типичные и частые виды относятся к родам Penicillium, Mucor, Mortierella, Chaetomium, Trichoderma и Mycelia sterilia.

Результаты гематологических, биохимических исследований крови здоровых животных и животных, у которых выделены токсические грибы. В результате исследований выяснили, что при одинаковых зоогигиенических условиях содержания и кормления, животные имеют разные клинико-физиологические показатели. Животные, подвергшиеся более сильному воздействию микотоксинов, выявлена следующая закономерность:

количество эритроцитов в крови снижается на 22-24%, количество лейкоцитов в крови снижается на 30-32%, количество гемоглобины снижается на 22-24%, количество общего белка снижается на 27-30%, количество глюкозы снижается на 30-32% при понижении температуры тела.

Расчет экономического ущерба от действия плесневелых грибов в животноводстве (2012 год).

Расчет экономического ущерба от действия плесневелых грибов в животноводстве проводили по методике и формулам, предложенными И.Н. Никитиным (1987). Этот показатель складывается из экономического ущерба от снижения продуктивности (уменьшения надоев молока) - 31752 руб., экономического ущерба от снижения качества продукции (молока) - 6048 руб., экономического ущерба от потери приплода - 60648  руб., экономического ущерба от затрат на лечение гинекологических заболеваний абортировавших животных - 14400 руб., экономического ущерба от потери грубых кормов - 22000 руб., прямой экономический ущерб, нанесенный плесневелыми грибами за 2012 год составил 134848 руб.

Заключение и выводы.

1.При выполнении работы нами изучены и опробованы методики и методы отбора проб почвы, зеленых растений, грубых кормов, патматериала для микологических исследований.

2.При выполнении работы изучены и опробованы на практике методы посева исследуемого материала для выделения микобиоты, выделения чистой культуры грибов.

3.Были выделены плесневелые грибы из почвы, зеленых растений, грубых кормов, патологического материала. При сравнительном качественном анализе микобиоты были установлено, что заспоривание грубых кормов происходит во время уборки, т.к. в этот момент грубые корма загрязняются землей, которая содержит большое количество спор различных грибов.

4.Определены роды грибов общие для почвы, зеленых растений, грубых кормов, патологического материала, и из этих родов, после изучения специальной литературы, выделены те грибы, микотоксины которых вызывают аборты сельскохозяйственных животных. К этим грибам относятся представителя родов Aspergillus, Penicillum, Rhizopus, Cephalosporium, Microascus, Pullularia, Mucor, Lichtheimia.

5.Были изучены гематологические (количество эритроцитов, лейкоцитов, гемоглобина) и биохимические показатели (общий белок и глюкоза) крови абортировавших коров и коров без физиологических нарушений. В результате исследований нами установлено, что у абортировавших животных, пораженных плесневыми грибами, были выявлены следующие отклонения: снижение содержания эритроцитов на 22-24%, лейкоцитов на 30-32%, гемоглобина на 22-24%, общего белка - на 27-30%, глюкозы - на 30-32% на фоне понижения температуры тела (при ректальном исследовании).

6.Впервые в Морозовском районе на примере конкретного хозяйства был произведен экономический расчет убытков, причиненный плесневелыми грибами. Прямой убыток от недополучения продукции, приплода, снижения качества продукции, проведения ветеринарных мероприятий составил 138848 руб.

7.Были предложены способы обработки грубых кормов для предотвращения развития плесневелых грибов при помощи свежегашеной извести, что позволит предотвратить выделение  и накопление микотоксинов в кормах и послужит дополнительным источником кальция для животных.

Источники информации в литературе

1. Авреньева Л.И., Соболев B.C., Кравченко Л.В., Тутельян В.А.- Гигиена и санитария. 1983, № 2

2. Антонов Б.И. Лабораторные исследования в ветеринарии / Биохимические и микологические.- М.: «Агропромиздат», 1991.

3. Башленова Е.В. Материалы к изучению микофлоры грубых кормов с пастбищ в связи с гастроэнтеритами у овец. Матер. 1 научно произв. конф. по проблемам ветеринарии Сев. Кавказа.- Ростов, 1997.

4. Билай В.И. Фузарии. - Киев: Наукова Думка, 1977.

5. Гостев B.C., Плященко С.И. Естественная резистентность организма животных.- М.: «Колос», 1979.

6. Колычев Н.М., Госманов Р.Г. Ветеринарная микробиология и иммунология.- Омск: Изд. ОмГАУ, 1996.

7. Кудрявцев А.А., Приволнов Т.И. Гематология животных и рыб.- М.: «Колос», 1969.

8. Курасова В.В., Костин В.В.Методы исследования в ветеринарной микологии. - М.: «Колос», 1971.

9. Лазарева Д.Н., Алехин Е.К. Стимуляторы иммунитета. - М.: «Медицина», 1985.

10. Львова Л.С., Орлова Н.Ю., Быстрякова З.К. Распространение токсикогенных грибов и микотоксинов в зерне разных культур. Прикл. Биохим. и микробиол., 1993.

11. Марфенина О.Е. Изменение комплекса грибов рода Penicillium в почвах подзолистой зоны при антропогенных воздействиях. Микология и фитопатология, т. 34, вып. 4, 2000.

12. Марфенина О.Е. Микологический мониторинг почв: возможность и перспективы. Почвоведение, 1994.

13. Пидопличко Н.М. Грибная флора грубых кормов.- Киев, 1953.

14. Спесивцева Н.А. Микозы и микотоксикозы. - М.: «Колос», 1964.

15. Тремасов М.Я., Ахметов Ф.Г., Королева Л.В. Проблемы микотоксикозов животных. Ветеринарный врач, 2001, № 2.

16. Тремасов М.Я., Равилов А.З. Микотоксикозы животных, их профилактика и лечение. Матер. республ. научно произ. конф. по актуальным проблемам ветеринарии и животноводства., Казань 1997.

17. Хмелевский Б.Н., Пилипец З.И., Малиновская. Профилактика микотоксикозов животных.- М.: Агропромиздат, 1985.

18. Шевченко Т.Ф., Курикунова Н.А. Изменение эритроцитов при хронической интоксикации организма метаболитами грибов Aspergillus flavus. Патол., физиол. И экспериментальная терапия, 1995, № 2.

См. также

Путеводитель по выбору оборудования для учебно-исследовательских работ

Этот материал опубликован в Сборнике тезисов участников IX Международного конкурса «Инструментальные исследования окружающей среды»