Summary
باستخدام مواد متوفرة بسهولة ، وهذا النظام يتيح للسماد biocontained فعالة على موقع التخلص من جثث الحيوانات الكبيرة التي تنشأ في حال اندلاع الأمراض المعدية. هذا الإجراء يقتل معظم العوامل المعدية في الذبائح والسماد الملوث. يمكن أن ينتشر بمجرد تأكيد وكيل المعدية غير قابلة للحياة ، ناضجة السماد كسماد.
Abstract
نظم الإنتاج الحيواني المكثف معرضة بشكل خاص للكوارث الطبيعية أو المتعمدة (بيولوجي) تفشي الأمراض المعدية. أعداد كبيرة من الحيوانات مساكن داخل منطقة محصورة تتيح الانتشار السريع للعملاء في جميع أنحاء معظم المعدية قطيع. الاحتواء السريع هو مفتاح السيطرة على تفشي أي مرض معد ، وبالتالي يجري في كثير من الأحيان لمنع هجرة السكان انتشار مسببات المرض الى عدد السكان أكبر الماشية. في هذا الظرف ، يتم إنشاء عدد كبير من جثث الحيوانات الملوثة والسماد التي تتطلب التخلص منها سريعا.
سماد يقرض نفسها باعتبارها طريقة التخلص الاستجابة السريعة لجثث المصابين ، وكذلك السماد والتربة التي يمكن أن تؤوي العوامل المعدية. قمنا بتصميم وفيات التسميد الحيوي الواردة الداخلي واختبار فعاليتها للتحلل أنسجة الأبقار والتعطيل الميكروبية. استخدمنا المواد المتاحة على مستوى المزرعة أو شراؤها من مخازن الامدادات المحلية في المزرعة حتى يمكن تنفيذ النظام في موقع تفشي المرض. في هذه الدراسة ، تجاوز درجات الحرارة 55 درجة مئوية لمدة أكثر من شهر واحد والعوامل المعدية مزروع في جثث الأبقار والروث والمعطل في غضون 14 يوما من سماد. بعد 147 يوما ، وكانت جثث تقريبا المتدهورة تماما. وكانت عظام القليلة المتبقية طويلة مزيد من التدهور مع سماد دورة إضافية في windrows المفتوحة والسماد النهائي ناضجة ومناسبة للتطبيق الأرض.
شيدت باستخدام بالات القش والشعير واصطف مع الثقيلة السوداء السيلاج صفائح من البلاستيك ؛ مكررة هياكل السماد (L × العرض × الارتفاع النهائي أبعاد 25 متر 5 متر x 2.4 متر). تم تحميل كل منها قش فضفاضة ، والذبائح والسماد مجموعها ~ 95000 كجم. وضعت طبقة قاعدة 40 سم من قش الشعير فضفاضة في كل القبو ، التي تم وضعها على تسمين الماشية نفوق 16 (متوسط وزن 343 كلغ) في محاذاة بالعرض تباعد ما يقرب من 0.5 متر. للتهوية السلبي ، وضعت أطوال مثقوبة أنابيب بلاستيكية مرنة الصرف (15 سم القطر) بين جثث المتاخمة ، وتمتد عموديا على طول كل من الجدران في الداخل ، وتنتهي مع مرور على الرغم من البلاستيك إلى الخارج. وكانت جثث مضافين مع السماد تسمين الهوائية الرطبة (~ 1،6 أمتار) إلى الجزء العلوي من القبو. كانت مطوية من البلاستيك على أعلى ومختومة بالشمع لإقامة الجدار فتحات التهوية الاحتواء وثمانية (50 × 50 × 15 سم) وضعت على رأس كل هيكل لتعزيز تهوية السلبي. بعد 147 يوما ، وبلغ متوسط الخسائر في حجم وكتلة من مواد سماد 39.8 ٪ و 23.7 ٪ على التوالي ، في كل هيكل.
Protocol
تم تشييد الهياكل السماد مكررة في مركز أبحاث ليثبريدج (LRC) في يثبريدج ، ألبرتا ، كندا (الشكل 1). قش الشعير كبيرة مستطيلة بالة (260 × 120 × 80 سم ، الطول × العرض × H) استخدمت في الجدران ، وبالات صغيرة (100 × 40 × 45 سم) عن الارض. وكانت موجهة بالة كبيرة جدا وكانت الجدران سميكة 120 سم ، وهو الجدار مكبر الاستقرار والاحتباس الحراري. كانت بالة صغيرة تشكيل الكلمة المنحى مع خيوط تشغيل أفقيا لتحقيق أقصى قدر من الامتصاصية في حال حدوث تسرب ، مما يعني أن الكلمة 45 سم سميكة. كانت مقاييس عامة للبنى 25 متر 5 متر x 2.4 متر ؛ L × العرض × الارتفاع). وكان موقع بناء منحدر من 1 تقريبا ، وكانت هياكل موجهة لتشجيع تدفق العصارة باتجاه ميناء العينات التي نقوم إدراجها لتقييم التجربة. كانت مختلطة رطبة السماد التسمين والهوائية من خلال معالجة من خلال نثر السماد وتتراكم لمدة 24 ساعة قبل بناء الهياكل الاحتواء.
وقد اصطف على مخابئ السماد مع الثقيلة الأغطية البلاستيكية السوداء / البيضاء تستخدم عادة لتغطية أكوام العلف. وقد ترك فائض كافية على القمة في كل اتجاه لتمكين أضعاف في نهاية المطاف إلى أسفل وختم السرير السماد داخل القبو. لمكافحة نسيم المحيط ، وكانت تستخدم لوزن الإطارات البلاستيكية في المخبأ حتى تم تحميل القش ، ولكن تم إزالة هذه الجثث قبل وضعها. مرة واحدة تم تثبيت منفذ أخذ العينات الراشح (اللازمة لأخذ العينات التجريبية فقط) ، وأضيف فضفاضة قش الشعير في الهيكل الحيوي الاحتواء لتشكيل قاعدة طبقة سميكة حوالي 40 سم. وقد تحقق هذا من خلال تقديم بالة واحدة مستديرة مع محمل الواجهة الأمامية ، وتوزيعها يدويا من القش على طول القبو.
وضعت ستة عشر تسمين الماشية وفيات على السرير القش. كانت هذه الماشية التي نفقت في غضون الساعات ال 48 السابقة في حظائر التجارية القريبة ، بعد أن استسلم لغالبية أمراض الجهاز التنفسي البقري. وكانت جثث محاذاة بالعرض داخل القبو سماد (الشكل 1) ، مع مساحة ما يقرب من 0.5 متر بين الذبائح. لتوفير التهوية السلبية ، كانت قد وضعت أطوال الأنابيب البلاستيكية المثقبة مرنة الصرف (15 سم القطر) بين جثث المتاخمة لها ، جزءا لا يتجزأ من داخل قاعدة القش فضفاضة. وقد وجهت نهايات الأنابيب عموديا على طول الجدران الجانبية تتجاوز أعلى القبو ، والذي عقد في مكان به مؤقتا الإطارات الماضي تمديد السطح العلوي من الجدران.
تم تحميلها مسبقا مكيفة السماد التسمين في المخابئ لتغطية الجثث على عمق 1.6 متر نهائي تم تحميل السماد على الجدار الجانبي من القبو ، والانتقال من واحدة من نهاية هيكل تجاه الآخر. تم وضع الاهرامات استرجاع العينة المبينة أدناه في الأعماق التي ينص عليها القانون داخل طبقة السماد خلال هذه المرحلة. مرة واحدة كانت مليئة القبو ، وكان مطوية الأغطية البلاستيكية على الجزء العلوي من السماد وصدرت مكدسة نهايات أنابيب مثقوبة من خلال ذلك بحيث أنها كانت تقع الخارجي للالتفاف. وقد اغلقت بشريط من البلاستيك لاقامة حاجز لاحتواء حول جثث والقش والروث. فتحات التهوية وضعت ثمانية (50 × 50 × 15 سم) على رأس كل هيكل لتعزيز تهوية السلبي ، وكانت تعلق على شكل حرف T وصلات إلى كل نهاية أطوال الأنابيب المثقبة لتشجيع تدفق الهواء إلى أسفل داخل الأنابيب.
في هذه الدراسة التجريبية ، وأدرجت تعديلات التجريبية للهياكل السماد لتمكين تعطيل التحقيق في مسببات المرض وتدهور الأنسجة أثناء عملية التسميد ثابت. وكانت عينات الأنسجة والجرثومية قبل كميا من حيث الوزن أو الأنسجة تعداد الجراثيم للحرارة مختومة في اكياس النايلون العينة (5 × 9 سم ، 50 ميكرومتر حجم المسام) ، والتي كانت معبأة داخل أقفاص الصلب المتخصصة الهرمية ، على النحو المحدد الأهرامات استرجاع بيكر (BRP) 1. وقد صممت هذه الأهرامات لتمكين استرجاع هذه المصفوفة من السماد على فترات أثناء عملية التسميد دون المساس بجدية الاحتواء أو تغيير ديناميات عملية التسميد في غضون BRP ، وثمانية أكياس (واحد من كل نوع من أنواع عينة ثمانية) كانت جزءا لا يتجزأ من نفس السماد الترتيب الذي تم استخدامه لملء القبو ، حتى أنه كان محاطا من قبل كل كيس السماد وليس أكياس كانوا على اتصال مباشر مع بعضها البعض. كانت تعلق BRPs السماد وحقيبة مملوءة لأطوال سلسلة قطع الأشجار وعلق على عمق 80 سم والطول 160 داخل المصفوفة السماد. وكانت راسية في السلاسل من أعمدة خشبية تغطي الملاجئ في 1.5 متر فترات (الشكل 1). وكانت أيضا تشغيل نوع T - حرارية وضعت في كل BRP على طول السلاسل إلى مسجل البيانات المتمركزة في الخارج لهيكل السماد. في فترات زمنية محددة ، تم سحب BRPs عموديا من السماد باستخدام صعدت على طول يأتي - مجتذب الكابل ، وأعيد اغلاق - التفاف البلاستيك. في المناخ الجاف طبيعيا ألبرتا الجنوبية ، وكان في استقبال قلة هطول الأمطار خلال رله فترة ، ولكن التفاف البلاستيك والشكل المقبب للمواد التسميد وفعالة لتعزيز الجريان السطحي الأفقي إلى تمتصه جدران القبو القش.
Discussion
بعد 147 يوما من سماد ثابت ، وكانت الخسائر من مجموع كتلة ، مادة جافة (DM) ، والمواد العضوية والكربون والنيتروجين الكلي مجموع 23.7 ، 35.6 ، 52.9 ، 49.6 ، 41.4 و ٪ على التوالي 2. داخل كل هيكل ، سماد انخفض حجم المواد 118-71 م 3. رصد المرتبة تحلل أنسجة الدماغ البقري والعظام>> حافر. بعد 7 ايام فقط من سماد ، وكان> 90 ٪ من أنسجة المخ DM متحللة ، و 80 ٪ من حافر DM قد تتحلل في غضون 56 د للسماد. وقد تحقق H7 ومرض نيوكاسل في غضون 14 يوما : خسارة كاملة للبقاء كولاي O157.
نظم الإنتاج الحيواني المكثف معرضة بشكل خاص للكوارث الطبيعية أو المتعمدة تفشي الأمراض المعدية. السكن لعدد كبير من الحيوانات داخل منطقة محصورة يثير معظم العوامل المعدية نشرها بسرعة بين السكان. الاحتواء هو مفتاح السيطرة على تفشي أي مرض معد ، وتستخدم بشكل متكرر وبالتالي هجرة السكان كوسيلة لمنع انتشار الجراثيم المعدية للسكان أكبر الماشية. نتائج السيناريو هجرة السكان في عدد كبير من جثث الحيوانات الملوثة والسماد التي تتطلب التخلص منها سريعا. سماد يقرض نفسها باعتبارها طريقة التخلص الاستجابة السريعة لجثث المصابين ، وكذلك السماد والتربة التي يمكن أن تؤوي العوامل المعدية. نحن المخطط إجراء التسميد التي يمكن أن تجري في الموقع من تفشي المرض ، وذلك باستخدام مواد متوفرة بسهولة على مستوى المزرعة أو مزرعة من مخازن الإمداد المحلي. تجاوزت درجات الحرارة an السماد في دراستنا ، والمعطل العوامل المعدية المرتبطة جثث الأبقار والسماد في غضون 14 يوما من سماد و 55 درجة مئوية لمدة أكثر من شهر واحد. وكان انتاج العصارة منخفضة للغاية ، من المرجح أن الطبيعة بسبب طبقة ماصة القش قاعدة فضفاضة وجود الأمثل لدينا محتوى مارك ألماني في بدء التسميد وكانت غلة مجموعه الراشح أقل من 3 جزء في المليون من كتلة السماد الأولية (أي <300 غ لكل هيكل). تم الكشف عن القولونيات في العصارة بسرعة تصل إلى 5.8 LOG10 كفو / مل في 14 يوما ، ولكن لا يمكن كشفها بعد 101 يوما من سماد. بعد 147 يوما ، وكانت جثث الأبقار تقريبا المتدهورة تماما مع عظام قليلة فقط طويل يتم التعرف عليه. وتدهورا في العظام خلال دورة إضافية سماد مفتوح windrow بعد فتحت هياكل biocontained ، مما أسفر عن السماد ناضجة النهائية مناسبة لتطبيق الأرض.
في الختام ، سماد يخلق الظروف التي تقدم تحديا كبيرا لبقاء معظم الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض. والمعطل بسرعة البكتيريا الحرة ، البروتوزوا والفيروسات التي القلوية العالية ودرجات الحرارة العالية والبروتيني والأنشطة داخل nuclease السماد. هذا التحلل الناجح لتسمين الماشية ناضجة جثث يشير إلى أن هذا الإجراء التخلص من السماد ثابت لن تكون مناسبة لجميع المواشي المشتركة. ويجب أخذ الحيطة والحذر ، ومع ذلك ، لضمان أن الكربون الأمثل : نسب النيتروجين ومستويات الرطوبة موجودة في النظام لظروف قتل الجراثيم التي ينبغي تحقيقها. أكثر مقاومة للحرارة بطبيعتها مسببات الأمراض ، مثل البكتيريا التي جراثيم الشكل (مثل الجمرة الخبيثة) ، أو تلك التي يتم المتمردة بشكل غير عادي ، مثل البريونات ، قد لا تزال معدية بعد التسميد. دراسات لجلاء مصير هذه الأنواع من الكائنات الحية الدقيقة أثناء عملية التسميد تجري حاليا في مختبر لدينا.
الشكل 1. تمثيل شكلي للنظام السماد biosecure تضم جدران بالة من القش والكلمة ، والأغطية البلاستيكية الضميمة ، فضفاضة قاعدة من القش ، وجثث الماشية ، والسماد ، والتهوية أنابيب بلاستيكية مثقبة ، وفتحات التهوية ، فضلا عن التعديلات التجريبية (العصارة الميناء ، استرجاع العينة الاهرامات وأجهزة استشعار الحرارة (أ) عرض عرضية (مقطع عرضي) (ب) عرض الطولية (إزالة الجدار الجانبي). جميع أبعاد هي في الطول. وآخرون من آل شو (2009) 2
Disclosures
الإعلان عن أي تضارب في المصالح.
Acknowledgments
وقد أجري هذا المشروع بتمويل من المواد الكيميائية والبيولوجية والاشعاعية والنووية مبادرة البحوث والتكنولوجيا (CBRN) (CRTI) من وكالة التفتيش الغذائي الكندية ، ومعهد بحوث ألبرتا بريون. قدمت المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين على منحة دراسية (رقم 30620120430) لجورج شو. المؤلفان بالشكر برانت بيكر وفريد فان Herk ، فضلا عن باربييري روث ، ليزا Kalischuk Tymensen ، أولسون اندرو Selinger ورنا ، وجيف Wallins Zahiroddini همايون لما قدموه من مساعدة تقنية.
References
- Reuter, T. A simple method for temporal collection of tissue and microbial samples from static composting systems. Canadian Biosystems Engineering. 50, 6.17-6.20 (2008).
- Xu, W. A biosecure composting system for disposal of cattle carcasses and manure following infectious disease outbreak. J. Environ. Qual. 38, 437-450 (2009).
