Mgr inż. Sara Dzik
Dr hab. inż. Tomasz Mituniewicz

Wydajność kurcząt brojlerów zależy w 20-30% od cech genetycznych. Pozostałą część stanowią żywienie oraz czynniki środowiskowe. Wobec tego, aby zwiększyć produkcyjność ptaków (co wiąże się także ze wzrostem zysków ekonomicznych), należy optymalizować mikroklimat budynku inwentarskiego. Na prawidłowe warunki mikroklimatu składa się wiele elementów, wśród których znaczącą rolę odgrywają szkodliwe domieszki gazowe.

W obiektach dla kurcząt (zwłaszcza bezwybiegowych) tworzy się wiele gazów, które są toksyczne dla ptaków oraz pracowników. Powstają one najczęściej z odpadów z chowu drobiu takich jak: obornik drobiowy, padłe ptaki, pomiot, a także z fermentacji jelitowej. Ich stężenie zależy także od obsady ptaków, systemu utrzymania, rodzaju paszy, przyjętych rozwiązań technologicznych oraz pozostałych elementów składających się na mikroklimat.

Dla brojlerów kurzych najbardziej niebezpieczne jest przekroczenie dopuszczalnych stężeń gazów takich jak: dwutlenek węgla (CO2), amoniak (NH3) i siarkowodór (H2S) (Tab. 1.). Ponadto, w następstwie przemian biochemicznych, które zachodzą w ściółce oraz w pomiocie, tworzą się (nieprzyjemne) związki zapachowe zwane odorami lub fetorami. W kurniku, to amoniak i siarkowodór są uwalniane w największym stężeniu. Do innych związków odorotwórczych należą m.in. aldehyd octowy, butyloamina, chlorofenol, etyloamina, skatol, dwutlenek siarki, tiofenol, które cechuje specyficzny zapach (Tab. 2).

Kurczęta ze względu na szybkie przyrosty w stosunkowo krótkim czasie oraz intensywną przemianę materii mają wysokie zapotrzebowanie na tlen. Dwutlenek węgla bierze udział w procesach oddychania i dopiero w nadmiernym stężeniu jest toksyczny dla zwierząt. Gaz ten jest bezbarwny, niepalny, o zapachu słabo kwaskowatym (początkowo jest bezwonny), dobrze rozpuszcza się w wodzie. Jego główne źródła w kurniku to: ptaki, resztki paszy (zwłaszcza wysokobiałkowej), ściółka w fazie fermentacji, mocz, gnijący oraz rozkładający się kał.
Stężenie CO2 w kurniku jest wskaźnikiem, który świadczy o sprawności działania systemu wentylacji. W związku z tym, przekroczenie dopuszczalnego poziom dwutlenku węgla w kurniku może świadczyć o niedostatecznym wentylowaniu pomieszczeń. Jednakże już nawet przy stężeniu dwutlenku węgla powyżej 1% mogą wystąpić pewne syndromy świadczące o reakcji stresowej ptaków (Tab. 3). Długotrwałe przebywanie zwierząt w warunkach podwyższonej zawartości omawianego gazu może prowadzić do zaburzenia oddychania, apatii, zmniejszenia pobierania paszy, demineralizacji kości (kości stają się kruche i łatwo ulegają złamaniu), narkozy, a nawet śmierci. Co więcej, koncentracja dwutlenku węgla w kurniku nie jest równomierna. Najwyższe stężenia odnotowuje się pod stropem, zaś najniższe przy podłodze.

Badacze podkreślają, że dwutlenek węgla jest szczególnie niebezpieczny dla młodych kurcząt (zwłaszcza w pierwszych dwóch tygodniach ich życia). Wówczas jest wyższe ryzyko ich śmiertelności. Natomiast wielu autorów podaje, że podwyższony poziom gazu nawet do 0,65% nie powoduje żadnych negatywnych skutków dla organizmu ptaków.

Znacznie bardziej toksycznym gazem jest amoniak. NH3 to najczęściej występująca domieszka gazowa w powietrzu w pomieszczeniach drobiarskich. Za główne źródła uznaje się rozkład odchodów (pomiotu) oraz innych związków organicznych zawierających białko. W pomiocie drobiowym amoniak najczęściej występuje pod postacią kwasu moczowego. Stężenie NH3 w budynku inwentarskim dla drobiu zależy od temperatury powietrza (najczęściej stwierdza się przekroczenie dopuszczalnych norm zoohigienicznych w okresie zimowym, gdy pomieszczenia są ogrzewane, ale źle wentylowane), wilgotności powietrza (powyżej 85% produkcja amoniaku jest szczególnie wzmożona), jakości paszy, obsady zwierząt, systemu utrzymania oraz sprawności wentylacji.

Nadmierne stężenie NH3 powoduje obniżenie lokalnej odporności błony śluzowej górnych dróg oddechowych. Jest to konsekwencją tworzenia się wodorotlenku amonowego (zasada amonowa) na powierzchni błon śluzowych (pod wpływem wiązania amoniaku z wodą). Związek ten przenika do tkanek, co wywołuje stany zapalne. Ponadto, działa drażniąco na spojówkę oka oraz skórę ptaków. Gdy stężenie gazu sięga powyżej 30 ppm, dochodzi do uszkodzenia powierzchni płuc, a powyżej 50 ppm można zaobserwować, że ptaki potrząsają głowami, są bardzo niespokojne i może dojść do padnięć (Tab.4). Działanie amoniaku może być dwurzędowe (Rys. 1).
Ograniczanie wytwarzania amoniaku przez zwierzęta, w tym także drób, wynika nie tylko z przesłanek, iż jest to gaz trujący, ale także jego emisja do środowiska stanowi poważne zagrożenie. Dodatkowo jest to regulowane przez szereg aktów prawnych. Polska jest sygnatariuszem Konwencji Helsińskiej, która obliguje państwa członkowskie do ograniczenia emisji amoniaku z budynków inwentarskich oraz miejsc składowania odchodów zwierząt.

Szczególnej uwagi wymaga także obserwacja czy stężenie siarkowodoru nie przekracza dopuszczalnych norm zoohigienicznych. Jest to gaz silnie toksyczny, bezbarwny, o nieprzyjemnym zapachu zgniłych jaj i dobrze rozpuszcza się w wodzie. Za główne źródło w pomieszczeniach dla drobiu uznaje się gnilny rozkład substancji białkowych zawierających aminokwasy siarkowe. Jest także składnikiem gazów jelitowych. Znaczne ilości tego gazu odnotowuje się w obiektach ogrzewanych, wilgotnych, z zalegającą ściółką. H2S jest cięższy od powietrza. W związku z tym, jego największe ilości gromadzą się na wysokości głów ptaków. Mówi się, że siarkowodór jest wskaźnikiem czystości budynków inwentarskich, gdyż najczęściej spotyka się go w niehigienicznych pomieszczeniach.

Po dostaniu się H2S poprzez układ oddechowy ptaków do płuc (powoduje to ich obrzęk), gaz ten przechodzi w siarczek sodu (Na2S), który następnie przedostaje się do krwi, ulega hydrolizie i ponownie przechodzi w siarkowodór. Na2S powoduje zapalenie błon śluzowych oraz spadek odporności lokalnej. Siarkowodór blokuje żelazo w enzymach oddechowych, co w konsekwencji powoduje upośledzenie oddychania komórkowego. Gaz ten odpowiedzialny jest także za stany zapalne spojówek oka. Duża szkodliwość siarkowodoru ma także związek z tym, że może być wchłaniany do organizmu przez skórę. Szczególnie niebezpieczne jest chroniczne działanie H2S, powodujące szereg objawów (Rys. 2).
Z uwagi dużą szkodliwość wymienionych gazów, a w szczególności amoniaku i siarkowodoru, podejmuje się szereg działań mających na celu ograniczenie ich zawartości w powietrzu kurnika. Zadanie to jest trudne ze względu na duża obsadę zwierząt na jednostce powierzchni. Wydawałoby się, że najprostszym i jednocześnie skutecznym sposobem jest sprawnie działająca wentylacja. Jednak to rozwiązanie budzi wiele kontrowersji. Badacze twierdzą, że jest to tylko przeniesienie problemu ze środowiska bytowania ptaków do środowiska naturalnego. W konsekwencji, szkodliwe domieszki gazowe stanowią poważne obciążenie dla okolicznych mieszkańców. Dodatkowo, intensywna wentylacja nasila procesy chemiczne zachodzące w ściółce, co stanowi dobre siedlisko dla mikroflory patogennej oraz zwiększa produkcję amoniaku.

W 2011 roku Sobczak i in. podjęli badania nad ekologiczną metodą utylizowania usuwanego z kurnika wraz z powietrzem amoniaku, polegającą na wykorzystaniu zdolności roślin do fitoremediacji (oczyszczanie środowiska przy użyciu roślin wyższych). Wykazano, że intensywny wzrost paciorecznika utrudniał przelot powietrza w kierunku komina wentylacyjnego. Natomiast intensywne kiełkowanie młodych odrostów w donicach, pozwoliło zredukować poziom NH3 w powietrzu aż o 41%. Zaś dokonana przez badaczy analiza wyników pomiarów zebranych w części szklarni z miskantami, wykazała, że w miesiącach chłodniejszych trawy nie przyswajały tyle azotu, jak w okresie wiosenno-letnim.

Domagalski i in. w 2012 roku przeprowadzili badania, których celem było wykazanie skuteczności stosowania roślin jako biofiltrów oczyszczających powietrze z substancji odorowych, powstających w kurnikach. Badacze założyli, że uprawiane w szklarni rośliny będą stanowiły filtr biologiczny, który zredukuje nadmierne stężenia szkodliwych domieszek gazowych. Dodatkowo będzie można zagospodarować je na paszę czy biomasę do kompostowania. Efektem doświadczenia było obniżenie poziomu substancji zapachowych w kurniku o 20-30% (amoniaku nawet o 40%). Autorzy stwierdzili, że umieszczenie komory fitotronowej nad kurnikiem dodatkowo zmniejszyło nakłady niezbędne do ogrzania obiektu (zysk ekonomiczny).

Gazy szkodliwe występujące w budynkach dla kurcząt brojlerów po przekroczeniu optymalnego poziomu stanowią nie tylko zagrożenie dla ptaków, ale także są silnie toksyczne dla pracowników oraz środowiska naturalnego. Ich produkcja w obiektach dla kurcząt brojlerów musi być skutecznie ograniczana przez właścicieli ferm do tego stopnia, aby ich stężenie w powietrzu nie przekraczało norm zoohigienicznych. W związku z tym od kilku lat badacze poszukują metod, często proekologicznych, które skutecznie ograniczyłyby stężenie domieszek gazowych oraz związków odorowych w budynkach inwentarskich, jednocześnie nie emitując ich do środowiska.

Tab. 1. Dopuszczalne stężenia gazów szkodliwych w obiektach dla brojlerów kurzych
Tab. 3. Wpływ dwutlenku węgla na organizm
Rys. 1. Dwurzędowy efekt działania amoniaku
Tab. 2. Charakterystyka związków odorotwórczych wytwarzanych w kurniku w niewielkich ilościach (Herbut i Dobrzański pod red. J. Jankowskiego; 2012)
Tab. 4. Reakcja organizmu na podwyższone stężenie amoniaku
Tab 5. Chroniczne działanie siarkowodoru