Содержание к диссертации
Введение
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 9
1.1. Биология и экология Wohlfahrtia magnifica 9
1.2. Эпизоотология вольфартиоза и причины, способствующие его распространению 18
1.3. Средства и методы борьбы с миазами 21
2. СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 41
2.1. Материалы и методы 40
2.2. Распространение вольфартиоза в степной зоне Ставропольского края 43
2.3. Технологические основы применения метода ультрамалообъемного опрыскивания и аппаратуры для его осуществления 46
2.3.1. Конструктивные особенности ультрамалообъемного опрыскивателя. Технологический регламент эксплуатации 47
2.3.2. Распылитель рабочего раствора и методы расчета производительности опрыскивателя ультрамалообъемного 50
2.3.3. Расход рабочего раствора (эмульсии) в зависимости от метода Опрыскивания 54
2.4. Эффективность отдельных препаратов при вольфартиозе овец 56
2.5. Сравнительный анализ токсикологических свойств ципперила у овец обработанных методами малообъемного и ультрамалообъемного опрыскивания 59
2.5.1.Воздействие эмульсий ципперила на морфологический состав крови у овец, обработанных методами МО и УМО опрыскивания 60
2.5.2. Показатели белкового обмена у овец, обработанных эмульсией ципперила методами МО и УМО опрыскивания 70
2.5.3. Активность общей лактатдегидрогиназы 75
2.5.4. Активность аспартатаминотрансферазы (АсАТ) и аланинаминотрансферазы (АлАТ) 77
2.6. Научные основы стерилизации и культивирования Wmagnifica 80
2.6.1. Питательная среда для культивирования личинок Wohlfahrtia 81
2.6.2. Способ культивирования популяции W. magnifica в лабораторных условиях 85
2.6.3. Устройство для культивирования и стерилизации W. magnifica... 87
2.7. Зона применения УМО опрыскивания 90
2.7.1. Испытание акарицидной эффективности 0,005 % и 0,01 %-ных эмульсий дельтаметрииа против иксодовых клещей методами МО и УМО опрыскивания 90
2.7.2. Кожно-резорбтивное действие дельтаметрииа на организм крупного рогатого скота, обработанного 0,005 % и 0,01 %-ными эмульсиями дельтаметрииа методами МО и УМО опрыскивания 92
2.7.3. Инсектицидная эффективность 0,005 %, 0,01 %-ных эмульсий цимбуша при гематопинозе свиней, обработанных методами МО и УМО опрыскивания 98
2.7.4. Кожно-резорбтивное действие 0,01 % и 0,005 %-ных эмульсий циперметрина на свиней, обработанных методами малообъемного и ультрамалообъемного опрыскивания 99
Выводы 103
Список литературы 105
- Биология и экология Wohlfahrtia magnifica
- Распространение вольфартиоза в степной зоне Ставропольского края
- Питательная среда для культивирования личинок Wohlfahrtia
Введение к работе
Актуальность темы. Известно, что мировое сообщество по-прежнему широко используют пестициды для борьбы, с вредными членистоногими. Наблюдается тенденция расширения их ассортимента и увеличения производства. Существующее положение создает предпосылки загрязнения пестицидами окружающей среды и продуктов животноводства.
Многие из применяемых препаратов обладают мутагенными, тератогенными, сенсибилизирующими свойства, а их использование для борьбы с эктопаразитами с/х животных способствует получению животноводческой продукции низкого санитарного качества. Установлено, что вследствие не регламентированного применения инсектоакарицидов, ряд препаратов и их метаболитов продолжительное время персистируют в окружающей среде и организме обработанных животных.
Вышеизложенное предопределило необходимость выполнения научных исследований но разработке методов строгой регламентации применения пестицидов в практике борьбы с вредоносными членистоногими - возбудителями или переносчиками паразитарных болезней сельскохозяйственных животных и человека.
В последние годы для борьбы с арахноэнтомозами все большее значение приобретает метод ультрамалообъемного опрыскивания сущность которого заключается в сокращении объемов используемых рабочих растворов при одновременном увеличении их дисперсности и концентрации. Однако аппаратура для выполнения УМО опрыскивания и методы аппликации пестицидов, применяемых для борьбы с эктопаразитами сельскохозяйственных животных разработаны еще недостаточно. Применение УМО опрыскивания создает предпосылки предохранения окружающей среды от загрязнения пестицидами и получения продуктов животноводства высокого санитарного качества.
Для предупреждения и ликвидации паразитарных болезней, в том числе и вольфартиоза необходимо осуществлять комплекс лечебно-
5 профилактических и ветеринарно-санитарных мероприятий на основе знаний эпизоотологии, биологии, популяционной экологии возбудителей миазов и технологии содержания животных.
Эти вопросы постоянно остаются в поле зрения экологической науки и практики (А. В. Бакунов, 1999; А. П. Гончаров, 1967, 1969, 1971, 1979; В. Н. Домацкий, 1986, 1988, 1996, 1997; Л. 3. Золотухина, 1994, 1996; В. К. Михай-ленко, 1975, 1977; А. П. Подмогильная, 1979, 1983, 1986; И. И. Покидов, 1971, 1972, 1974; В. И. Терновой, 1971, 1982, 1985, 1991, 1993, 1997; В. П. Толоконников, 1983, 1984, 1990, 2005; L. R. Defoliart, 1961; R. J. Hart, W. A. Geering, 1983; S. Misra, 1976; J. D. Tenquist, 1978).
Таким образом, совершенствование методов регуляции динамики численности некоторых паразитических видов и переносчиков, поиск новых средств лечения и профилактики вольфартиоза являются актуальными вопросами для теоретической и прикладной экологии, решения проблем сельскохозяйственного производства. Большое значение имеет разработка биологических способов борьбы с эктопаразитами сельскохозяйственных животных, к числу которых относят и метод лучевой стерилизации насекомых, который в Российской Федерации не разработан.
Цели и задачи исследований. Целью наших исследований являлись разработка эколого-биологических основ использования методов стерилизации насекомых, ультрамалообъемного опрыскивания сельскохозяйственных животных и системы мер борьбы с вольфартиозом на основе использования современных средств, экологичных по отношению к окружающей среде и эффективных с точки зрения хозяйственного использования.
Исходя из поставленной цели, были определены следующие задачи: - Изучить особенности популяционной экологии возбудителя вольфартиоза овец и крупного рогатого скота в степной зоне Ставропольского края в условиях резкого снижения численности популяций паразитоносителя.
Отработать технологию культивирования Wohlfahrtia magnifica в лабораторных условиях на основе разработки оптимального состава питательной среды, устройства для культивирования и стерилизации вольфартовых мух.
Разработать ультрамалообъемный опрыскиватель, обеспечивающий адресное и регламентированное нанесение рабочего раствора на обрабатываемый объект и технологический регламент его эксплуатации.
Дать экологическую оценку эффективности новых препаратов при вольфар-тиозе овец и крупного рогатого скота на основе изучения их токсикологических свойств.
Научная новизна. Изучена эпизоотическая ситуация по вольфартиозу овец и крупного рогатого скота в Ставропольском крае. Испытана эффективность новых препаратов, изучены токсикологические свойства. Разработан опрыскиватель для ультрамалообъемного опрыскивания животных (Патент РФ на изобретение №2281650) и отработан технологический регламент его эксплуатации; разработан способ культивирования вольфартовых мух (Патент РФ на изобретение №2292135); питательная среда для культивирования личинок вольфартовых мух; разработаны теоретические основы отработки метода стерилизации лабораторной популяции W. magnifica и устройство для его осуществления (Патент РФ на полезную модель №57555).
Теоретическая и практическая ценность работы. Результаты изучения распространения вольфартиоза овец и крупного рогатого скота служат основой для обоснованного планирования, правильной организации и успешного проведения лечебно-профилактических мероприятий против вольфартиоза. Разработан опрыскиватель для ультрамалообъемного опрыскивания и отработаны новые технологические приемы борьбы с вольфартиозом овец и крупного рогатого скота. Испытан и рекомендован производству препарат ципперил, применение которого обеспечивает высокую эффективность лечебно-профилактических мероприятий при вольфартиозе. Отработан технологический регламент применения отдельных препаратов на основе оптимизации доз и кратности их применения при обработках животных разных
7 видов. Отработана технология содержания лабораторной популяции Wohl-fahrtia magnifica на основе использования питательной среды и устройства для культивирования вольфартовых мух, обеспечивающих необходимые условия для содержания и последующей отработки метода лучевой стерилизации насекомых.
Реализация результатов исследований. Основные результаты научных исследований вошли в отчеты по научно - исследовательской работе ФГОУ ВПО «Ставропольский Государственный Аграрный Университет» за 2005-2007гг.
Материалы диссертации используются при чтении лекций и проведении лабораторпо-практических занятиях по курсу «Паразитология и инвазионные болезни животных» на кафедре паразитологии и ветеринарно-санитарной экспертизы СтГАУ.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены, обсуждены и одобрены на научных конференциях: XII Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов - 2005» (Москва, МГУ, 2005); научно-практических конференциях СтГАУ (2005); Кубанского ГАУ (Краснодар, 2007).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 4 научных статьи, получено два патента Российской Федерации на изобретение, один патент на полезную модель, в которых отражены основные положения и выводы по теме диссертации.
Основные положения выносимые на защиту.
Распространение вольфартиоза в степной зоне Ставропольского края. Зависимость эпизоотической ситуации по миазам от условий функционирования системы паразит - хозяин на фоне снижения численности популяции паразитоносителя.
Оборудование для ультрамалообъемного опрыскивания сельскохозяйственных животных и новые технологические приемы его ис-
8 пользования для борьбы с вольфартиозом. Теоретические и практические основы защиты животных от эктопаразитов.
Резорбтивно-токсикологические исследования и эффективность новых препаратов рекомендуемых в практику борьбы с эктопаразитами сельскохозяйственных животных.
Разработка аппаратуры и способа культивирования W. magnifica. Научные основы отработки метода лучевой стерилизации насекомых.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 125 страницах компьютерного текста, содержит 17 таблиц и 10 рисунков, состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов, собственных исследований, выводов, списка литературы, который включает 213 источников, в том числе 57 иностранных.
Биология и экология Wohlfahrtia magnifica
В настоящее время установлено, что на территории Российской Федерации и стран СНГ обитает 15 видов зоофильных мух, вызывающих миазы животных. Наиболее распространенной из них является муха Вольфарта (Wohlfahrtia magnifica). По систематическому положению это насекомое относится к классу Insecta, отряду двукрылых Diptera, семейству Sarcophagidae, роду Wohlfahrtia, виду magnifica. Работа немецкого врача Вольфарта (1770), является первым сообщением посвященным изучению рода Wohlfahrtia, где он впервые описал муху вызывающую миазы у человека. Однако он не смог определить систематического положения этого насекомого. В 1862 году Ши-нер вновь описал эту муху под названием Sarcophila magnifica (красивая живородящая муха). Брауер в 1889 году выделил насекомое в отдельный род Wohlfahrtia. В результате насекомое получило название Wohlfahrtia magnifica Shiner, в честь впервые описавших ее морфологию Вольфарта и Шинера.
Первые исследования вольфартовой мухи в России выполнены И. А. Порчинским. Он опубликовал в 1874 году научную работу: «Личинки мух как причина болезни у человека и животных». Кроме работ И. А. Порчинско-го (1875, 1884, 1916) были опубликованы сообщения Э. К. Брандта (1888), М. Д. Рузского (1897), Н. П. Скалозубова (1904), Е. Н. Волкович (1911), которые изучили распространение вольфартовой мухи в разных регионах России.
Дальнейшее изучение мух, вызывающих миазы у животных, охватывает более чем полувековой период. Это работы Э. И. Ган и Я. М. Муратбе-кова (1974), Э. И. Ган (1953), В. И. Сычевской (1954, 1968), М. К. Кадыровой (1958, 1970), Б. Б. Родендорфа (1970), Е. И. Валентюк (1970), С. О. Уракова (1975, 1979), 10. Г. Вервес (1973, 1980), Г. А. Веселкина (1983), В. Н. Домацкого (1983, 1988, 1992, 1999), И. И. Мигунова (1983, 1984, 1999), Г. М. Лазарева (1998), А. В. Бакунова (1999), Б. Т. Жигитова (2003).
На Северном Кавказе изучением возбудителей миазов занимались И. И. Покидов (1972), В. И. Терновой (1973, 1985, 1991), В. П. Толокошшков (1984, 1989, 1995, 2005), Л. 3. Золотухина (1989, 1994), Н. С. Мозуляка (1989), А. В. Бакунов (1999), С. В. Окрут (2003).
Были изучены периоды активности насекомых, сроки заражения пара-зитоносителей, экстенсивность и интенсивность вольфартиозной инвазии, испытаны новые препараты и предложены для ветеринарной практики мероприятия по терапии и профилактике вольфартиоза сельскохозяйственных животных.
Вольфартова муха регистрируется не только в Российской Федерации, но и во многих странах мира: Австрии, Китае, Ливии, Сирии, Турции, Египте, Румынии (Б. Б. Родендорф, 1956, Supperer, Н. К. Hinaidi, 1975, J. К. Abul-Hod, 1980), Германии, Италии, Франции (J. Leclere, К. Morris, М. Murray, 1964). О распространении миазов в США сообщают (F. X. Gassner, 1984, D. Full, К. Doule, 1976).
Вольфартова муха регистрируется практически на всей территории Российской Федерации: в степных и лесостепных районах Алтая, Омской, Тюменской, Курганинской областей, Хакасии, Тувы и Забайкалья (Г. А. Ве-селкин, 1983; В. Н. Домацкий, 1984). О распространении вольфартиоза в Оренбургской, Челябинской, Московской областях сообщают В. Н. Домацкий (1986, 1988, 1998), Е. А. Лычагин (1998). Этот вид широко распространен на территории Ставропольского края и Калмыкии (И. И. Покидов, 1972; В. И. Терновой, 1982, 1988, 1997; В. П. Толоконников, 1984, 1989, 1995, 2005; Л. 3. Золотухина, 1994; А. В. Бакунов, 1999).
Основными местами обитания вольфартовых мух являются пастбища, кустарники, покрытые выделениями травяной тли, а также места расположения овец на отгонных участках (Э. И. Ган, 1953, 1974; В. И. Сычевская, 1954; В. И. Терновой, 1960, 1962; Д. К. Чарыкулиев, 1962; Е. И. Валентюк, 1970; А. А. Ахметов, 1984).
Вольфартова муха - живородящее насекомое. Тело серого или пепельного цвета, голова серебристо белая. Брюшко яйцевидное, с шашечным рисунком, на дорсальной стороне груди - чередующиеся с многочисленными жилками, лапки черные с коготками на концах. Имаго имеет длину 9-13 мм. Самка крупнее самца (Н. Ф. Щербань, 1974).
В стадии имаго вольфартовы мухи питаются соками и нектаром крестоцветных растений, цветочной пыльцой, продуктами распада трупов, свежей кровью в местах убоя животных (Э. И. Ган 1953; В. И. Терновой 1960, 1971; В. Н. Домацкий, 1998). Отмеченные трофические связи насекомого имеют большое значение для выживания данного вида в природе.
По данным В. П. Толоконникова (1995), в летний период лет насекомых начинается с 5-7 часов утра. Активность достигает максимального подъема к 11-13 часам. С наступлением жары (13-16 часов) при температуре воздуха 32-35С, активность насекомых резко снижается или вообще прекращается. В это время суток мух обнаруживают под навесами, на теневой стороне подсобных помещений. С 16-17 до 20 часов активность лета и нападения на животных вновь возрастают. В 20 часов лет насекомых прекращается.
Распространение вольфартиоза в степной зоне Ставропольского края
За последние 15-20 лет для борьбы с эктопаразитами предложен ряд химических соединений главным образом пестицидов. Роль химического метода защиты животных от эктопаразитов в настоящее время и на ближайшую перспективу остается весьма значительной. Однако, обработки инсектицидами проводятся зачастую без определения уровня экономической вредоносности паразита, неоправданно несвоевременно, не всегда грамотно.
В настоящее время для ветеринарной практики все большее значение приобретает метод ультрамалообъемного опрыскивания. Анализ литературных данных по вопросу тактики использования инсектицидов для борьбы с эктопаразитами сельскохозяйственных животных показал, что врачи ветеринарной медицины при использовании пестицидов руководствуются принципом получения максимального терапевтического эффекта. Для достижения цели завышаются нормы расходов препаратов, проводятся объемные орошения животных в пределах 1-4 литров рабочего раствора на одно животное, в зависимости от его вида. Такой подход предполагает нерациональный расход пестицидов, создает предпосылки загрязнения ими окружающей среды. Непроизводительные потери рабочего раствора (до 50%) не обеспечивают тотального увлажнения кожного покрова животных, способствуют снижению эффективности проводимых мероприятий. В этой связи существует необходимость совершенствования методов обработки животных на основе оптимизации процесса лечебно-профилактических мероприятий, строгой регламентации использования химических средств и совершенствования аппаратуры для опрыскивания сельскохозяйственных животных. Необходимо проведение работ по рационализации и строгой регламентации применения химических средств, сводящих к минимуму загрязнение ими окружающей среды и отрицательное влияние на качество продуктов животноводства. Для опрыскивания животных меньшими объемами жидкости требуется замена существующих распылителей на более совершенные, обеспечивающие средне и мелкокапельный распыл рабочей жидкости. Актуальной проблемой является совершенствование технологических приемов обработок животных, использование новых препаратов на основе грамотного токсикологического обоснования по их подбору и использованию наиболее эффективных из них.
Для решения этих задач нами разработан ультрамалообъемный опрыскиватель на основе ультразвуковой дезинтеграции компонентов рабочего раствора и возможности получения диспергируемых частиц величиной 10-30 мкм, обеспечивающий выполнение ультрамалообъемного опрыскивания животных с расходом 60-80 мл рабочего раствора на одно животное в зависимости от его вида.
Опрыскиватель ультрамалообъемный состоит из резервуара 1 для рабочего раствора с вмонтированным ультразвуковым дезинтегратором жидкости 2. С помощью гибких шлангов 3 резервуар 1 соединен с водяной помпой 4 и распылителем жидкости 5, расположенном в центре сопла 6, соединенного патрубком 7 с вентилятором 8 закрепленного на раме 9, стойках 10 и балке 11 который установлен с возможностью регулирования скорости, создаваемого им воздушного потока и обеспечения выброса диспергируемых частиц на необходимое расстояние. На боковой поверхности распылителя 5 по центру его выходного отверстия закреплен конусообразный винт 12, который через гайку 13, закрепленную на стойках 14 обеспечивает возможность радиального смещения и регулирования диаметра выходного отверстия распылителя 5.(рисунок 1 )
Важное значение имеет возможность горизонтального перемещения опрыскивателя по балке. В стационарных опрыскивающих устройствах струйное нанесение рабочего раствора на животное, гидродинамическое воздействие раствора на кожный покров животного, пугает последнего, затрудняет прохождение обрабатываемых животных по расколу. Конструктивная возможность горизонтального смещения опрыскивателя по балке оптимизирует процесс опрыскивания животных. В случаях затруднения или остановки прохождения животных по расколу, электродвигатель с редуктором перемещает устройство по балке вдоль раскола, что обеспечивает возможность проведения массовой обработки животных при их не прерывном прохождении. Вертикальное перемещение опрыскивателя позволяет осуществлять адресную подачу раствора в места наиболее частой локализации паразитов: область промежности, половых органов.
Опрыскиватель ультрамалообъемный работает следующим образом: для проведения опрыскивания резервуар 1 заполняется рабочим раствором, с помощью дезинтегратора 2 осуществляется дробление диспергируемых частиц и их перемешивание. Затем через гибкие шланги 3 с помощью водяной помпы 4 рабочий раствор под давлением подается к распылителю 5. Включается вентилятор 8 установленный на балке 11 с возможностью регулирования скорости создаваемого им воздушного потока и обеспечения выброса диспергируемых частиц на необходимое расстояние, который по патрубку 7 через сопло 6 подает воздушный поток, обдувая распылитель 5.
Питательная среда для культивирования личинок Wohlfahrtia
В доступной литературе имеются сообщения о культивировании личинок вольфартовой мухи на лабораторных и домашних животных: кролик, морская свинка, белая крыса, овца, коза (В.И. Терновой, 1978). Суть этого метода заключается в том, что у животных срезается кожа до поверхностной фасции на площади 2-3 см 2 . На раневую поверхность вносят личинок W. magnifica взятых от спонтанно инвазированных овец. В процессе развития паразитов, часть из них выпадает из раны и погибает. В другом варианте (В. И. Терновой, 1961) для выращивания паразитов используют сухую сыворотку крупного рогатого скота, которую размещают в марлевый мешочек, смачивающийся дистиллированной водой с добавлением рибофлавина. Этот метод не обеспечивает возможности получения полноценной популяции W. magnifica. Имаго отличаются карликовыми размерами, непродолжительным сроком жизни, неспособностью к репродукции. Этим способом возможно лишь доращивать личинок W. magnifica 2 и 3 стадии развития.
В процессе проведенных исследований мы разработали многокомпонентную питательную среду, в состав которой входят:
Гидролизат мышечной ткани крупного рогатого скота (ФГМ) - 30,5-31,5 г Глюкоза - 5,0-6,0 г Агар-агар-1,0-1,5 г Дрожжевой экстракт - 0,3-0,4 г Стрептомицин - 0,01-0,02 г Пенициллин - 0,01-0,02 г Раствор Хенкса - до 100 г Технология получения питательной среды:
В раствор Хенкса добавляют 1 -1, 5г агар-агара и помещают на водяную баню при температуре 50-52С до полного растворения агар-агара при периодическом помешивании. В теплый раствор агар-агара добавляют 30,5-31,5г гидролизата мышечной ткани крупного рогатого скота, 5-бг, глюкозы 0,3-0,4 г, дрожжевого экстракта 20-21 г, дефибринированной крови овец, 0,01-0,02г, стрептомицина и пенициллина 0,01-0,02г.
В последующем питательную среду разливают в емкость термостатируе-мого устройства, размещают в нее личинок первой стадии полученных от оплодотворенных самок W. magnifica, которые в питательной среде проходят три стадии развития, выпадают на окукливание и окукливаются. Через определенное время из куколок выплаживаются имаго, которые спариваются, оплодотворенные самки откладывают на питательную среду личинок первой стадии и цикл развития W. magnifica повторяется.
Технический результат, который мы получили сводится к тому, что на основе использования питательной среды мы, независимо от времени года, имеем возможность культивирования личинок трех стадий развития, куколок и имаго вольфартовой мухи, что создает предпосылки для получения и содержания полноценной популяции насекомых в лабораторных условиях.
В последующем нами были выполнены исследования по получению питательной среды различных композиционных составов, конкретные примеры которых мы приводим ниже:
Гидролизат мышечной ткани крупного рогатого скота (ФГМ) -20,0г Дефибринированная кровь овец - 5,0 г Глюкоза- 3,0г Агар-агар - 0,5 г Дрожжевой экстракт - 0,2г Стрептомицин - 0,1 г Пенициллин-0,1 г Раствор Хенкса - до 100 г
В раствор Хенкса добавляют 0,5г агар-агара и помещают на водяную баню при температуре 50-52С до полного растворения агар-агара при перио 83 дическом помешивании. В теплый раствор агар-агара добавляют 20г гидро-лизата мышечной ткани крупного рогатого скота. Зг глюкозы 0,2г, дрожжевого экстракта 5 г, дефибринированной крови овец 0,1г, стрептомицина и пенициллина 0,1г.
