ВЛИЯНИЕ КОМПЛЕКСНОЙ ФИТОГЕННОЙ ДОБАВКИ (КФД) НА МИКРОКЛИМАТ, МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЙ СТАТУС ПОДСТИЛКИ И КИШЕЧНЫЙ МИКРОБИОМ ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ БРОЙЛЕРОВ

INFLUENCE OF THE COMPLEX PHYTOGENIC ADDITIVE (CPS) ON THE MICROCLIMATE, MICROBIOLOGICAL STATUS OF LITTER AND INTESTINAL MICROBIOME IN BROILER GROWING

Колуга Евгений Викторович

Директор
ООО «Стемтрикс», Москва, Россия

Koluga Evgenii

SEO

Stemtrix LLC, Moscow, Russia

Аннотация

Целью исследований явилась оценка эффективности применения комплексной фитогенной кормовой добавки (КФД) на основе резорцинолов и индолов для улучшения гигиенического состояния подстилки и модуляции кишечного микробиома в промышленном птицеводстве. Производственные испытания проведены в 2025 г. на птицефабрике Х на 30 000 головах цыплят-бройлеров кросса «Кобб-500». Птицу опытной группы (n=15 000) в течение 41 дня содержали на рационе с КФД в дозировке 1,2 кг/т корма. Контрольная группа (n=15 000) получала базовый рацион. Еженедельно проводили отбор проб подстилки и воздуха с определением влажности (ГОСТ 31675-2012) [20], концентрации аммиака (с использованием газоанализатора АГП-01 в соответствии с принципами ГОСТ 31461-2012) [19] и микробиологических показателей (общей бактериальной обсемененности и количества БГКП по ГОСТ 31747-2012) [21]. Методом метагеномного секвенирования на платформе Illumina MiSeq проанализирован состав цекального микробиома. Установлено, что применение добавки способствовало достоверному (p <0,05) снижению влажности подстилки на 25,1% к 41-му дню откорма, концентрации аммиака в воздухе помещений – на 30,1%, общей бактериальной обсемененности подстилки – на 2,5 порядка. Метагеномный анализ выявил увеличение доли комменсальной бактерии Akkermansia muciniphila в цекальном микробиоме на 152% (p <0,01) и подавление уреаз-продуцирующих бактерий (Proteus spp., Klebsiella spp.) в подстилке. Зафиксировано снижение частоты пододерматитов в опытной группе на 44,8%. Полученные данные свидетельствуют о высокой эффективности КФД в улучшении физико-химических и микробиологических параметров подстилки через проактивную модуляцию кишечного микробиома, что позитивно отражается на микроклимате и состоянии здоровья птицы.

Abstract

The aim of this study was to evaluate the effectiveness of the complex phytogenic feed additive CPS, based on resorcinols and indoles, to improve litter hygiene and modulate the intestinal microbiome in industrial poultry farming. Production trials were conducted in 2025 at Poultry Farm X on 30,000 Cobb-500 broiler chickens. Birds in the experimental group (n=15,000) were fed a diet supplemented with «REZOGARD» at a dose of 1.2 kg/t of feed for 41 days. The control group (n=15,000) received a basal diet. Litter and air samples were collected weekly to determine humidity (GOST 31675-2012) [20], ammonia concentration (using an AGP-01 gas analyzer in accordance with the principles of GOST 31461-2012) [19], and microbiological parameters (total bacterial count and the number of coliform bacteria according to GOST 31747-2012) [21]. The composition of the caecal microbiome was analyzed using metagenomic sequencing on the Illumina MiSeq platform. It was found that the use of the additive contributed to a reliable (p < 0.05) decrease in litter moisture by 25.1% by the 41st day of fattening, ammonia concentration in the indoor air by 30.1%, and total bacterial count in the litter by 2.5 orders of magnitude. Metagenomic analysis revealed a 152% increase in the proportion of the commensal bacterium Akkermansia muciniphila in the caecal microbiome (p < 0.01) and a suppression of urease-producing bacteria (Proteus spp., Klebsiella spp.) in the litter. A 44.8% reduction in the incidence of pododermatitis was recorded in the experimental group. These data demonstrate the high effectiveness of CPS in improving the physicochemical and microbiological parameters of the litter through proactive modulation of the intestinal microbiome, which positively impacts the microclimate and health of the birds.

Ключевые слова: бройлеры, подстилка, аммиак, микроклимат, фитогенные добавки, резорцинолы, индолы, Akkermansia muciniphila, микробиом, кишечный барьер, ГОСТ.

Key words: broilers, litter, ammonia, microclimate, phytogenic additives, resorcinols, indoles, Akkermansia muciniphila, microbiome, intestinal barrier, GOST.

Введение

Качество подстилочного материала признается одним из критически значимых факторов в промышленном птицеводстве, оказывающим прямое влияние на микроклимат в помещении, состояние здоровья птицы и, как следствие, – на экономические результаты производства [1, 2]. Высокая влажность подстилки создает оптимальные условия для развития патогенной и условно-патогенной микрофлоры, что повышает риски возникновения респираторных и кишечных заболеваний, а также развития поражений кожи конечностей (пододерматитов) [3, 4]. Важным индикатором состояния подстилки является концентрация аммиака (NH₃) в воздухе птичника, повышенный уровень которого оказывает негативное воздействие на респираторный тракт птицы, угнетает иммунную систему и снижает продуктивные показатели [5]. Содержание аммиака в воздухе птичников регламентируется в соответствии с ГОСТ 12.1.007-2016 «Система стандартов безопасности труда. Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования» и ГОСТ Р 56999-2022 «Помещения для содержания сельскохозяйственной птицы. Общие технические условия». 

Традиционные подходы к поддержанию качества подстилки, такие как ее регулярная замена или использование химических нейтрализаторов, отличаются высокой трудоемкостью и затратностью. В этой связи перспективной альтернативой представляется применение кормовых добавок, которые, оптимизируя процессы пищеварения и состояние кишечного микробиоцена, проактивно улучшают характеристики помета, а следовательно, и подстилки [6, 7]. В частности, фитогенные добавки, содержащие фенольные соединения, такие как резорцинолы (алкилрезорцинолы) и индолы, демонстрируют потенциал в модуляции микробных сообществ и подавлении уреазной активности [8, 9]. Важнейшим свойством алкилрезорцинолов является их способность специфически модулировать микробиом, в частности, повышать долю бактерии Akkermansia muciniphila – ключевого комменсала, ответственного за укрепление кишечного барьера [10]. Другие компоненты, такие как индолы (например, индол-3-пропионовая кислота), являются эндогенными лигандами арилуглеводородного рецептора (AhR), активация которого стимулирует пролиферацию кишечных стволовых клеток и укрепление плотных контактов между энтероцитами [11]. Несмотря на растущий интерес к фитогенным добавкам, исследования, комплексно оценивающие их влияние как на кишечный микробиом, так и на последующие параметры подстилки и микроклимата в условиях крупного промышленного предприятия, остаются ограниченными. 

Целью настоящей работы была комплексная оценка влияния КФД на основе резорцинолов и индолов на физико-химические и микробиологические показатели подстилки, состав кишечного микробиома и уровень эмиссии аммиака, а также обоснование механизмов его действия.

Материалы и методы

Объект и условия проведения исследований.

Исследования проводились в 2025 году на базе птицефабрики Х, расположенной в Центральном федеральном округе России. Объектом исследований служили цыплята-бройлеры кросса «Кобб-500» в количестве 30 000 голов. Птицу с суточного возраста методом аналогов (с учетом живой массы и общего состояния) разделили на две группы: контрольную (n=15 000) и опытную (n=15 000). Поголовье содержалось в идентичных птичниках с регулируемым микроклиматом, системой вентиляции и автоматизированными линиями кормления и поения. Плотность посадки соответствовала стандартам кросса. Условия кормления и содержания во всех группах соответствовали технологическому регламенту предприятия и ГОСТ 18221-2018 «Содержание бройлеров. Общие технические условия». Птица опытной группы получала комплексную фитогенную добавку КФД в дозе 1,2 кг/т корма на протяжении всего периода откорма (41 дня). Состав добавки включал экстракты растительного сырья (в т.ч. зерновые культуры, богатые алкилрезорцинолами), стандартизированные по содержанию алкилрезорцинолов (не менее 0,5%) и индольных соединений (не менее 0,2%).

Схема и методы отбора проб.

Отбор проб подстилки (верхний слой, 3-5 см) и воздуха проводили еженедельно, начиная с 7-го дня, в 10 случайно выбранных точках каждого птичника. Для анализа отбирали объединенную пробу подстилки массой ~500 г. Пробы воздуха отбирали на уровне размещения птицы (30-40 см от пола).

• Определение влажности подстилки проводили весовым методом путем высушивания навески (~10 г) до постоянной массы в сушильном шкафу при 105°C в соответствии с ГОСТ 31675-2012 «Корма, комбикорма, комбикормовое сырье. Методы определения влаги».
• Измерение концентрации аммиака в воздухе проводили с помощью портативного газоанализатора АГП-01 с электрохимическим сенсором. Перед началом измерений прибор калибровали по нулевому газовому и калибровочному образцу. Методика измерений соответствовала принципам, изложенным в ГОСТ 31461-2012 «Воздух рабочей зоны. Методы измерения концентраций вредных веществ автоматическими анализаторами с использованием диффузионных методов отбора проб».
• Микробиологический анализ подстилки включал определение общей бактериальной обсемененности (ОБК) и количества бактерий группы кишечных палочек (БГКП). Посев проводили методом глубинного посева: на питательный агар (для ОБК) и на среду Эндо (для БГКП). Инкубацию проводили при 37°C в течение 24-48 часов. Учет результатов проводили с пересчетом на десятичный логарифм колониеобразующих единиц на грамм (lg КОЕ/г) в соответствии с ГОСТ 31747-2012 «Продукты пищевые. Методы выявления и определения количества бактерий группы кишечных палочек (колиформных бактерий)».
• Метагеномный анализ микробиома: на 41-й день эксперимента методом случайной выборки отобраны пробы содержимого слепой кишки (n=15 на группу). Выделение тотальной геномной ДНК проводили с использованием набора DNeasy PowerSoil Pro Kit (Qiagen, Германия). Амплификацию гипервариабельного региона V3-V4 гена 16S рРНК проводили с праймерами 341F и 805R. ПЦР-продукты очищали и готовили секвенируемые библиотеки. Секвенирование выполняли на платформе Illumina MiSeq (Illumina, USA) с получением парных прочтений длиной 2×300 п.н. Биоинформатический анализ выполняли с использованием пакета QIIME 2 (версия 2023.5). Таксономическую классификацию проводили с помощью классификатора на основе базы данных SILVA (версия 138).
• Учет случаев пододерматитов проводили визуально при проведении плановых ветеринарных осмотров на 28-й и 41-й дни откорма по стандартной шкале оценки (0-2 балла). Регистрировали долю птицы с поражениями подошвенной поверхности лап баллом 2 и выше.

Статистическая обработка данных.

Статистическую обработку данных проводили методами вариационной статистики с использованием t-критерия Стьюдента для независимых выборок и однофакторного дисперсионного анализа (ANOVA) в программе Statistica 10.0 (StatSoft, USA). Для анализа данных метагеномного секвенирования использовали непараметрический критерий Манна-Уитни и оценку альфа-разнообразия (индекс Шеннона). Различия между группами считали статистически значимыми при p <0,05. Данные представлены в виде M ± m, где M – среднее арифметическое, m – стандартная ошибка средней.

Результаты и их обсуждение

Физико-химические показатели подстилки
Применение КФД оказало достоверное положительное влияние на физико-химические параметры подстилки в течение всего периода откорма (Таблица 1).

Таблица 1. Динамика физико-химических показателей подстилки в процессе откорма бройлеров (M ± m)

К 41-му дню выращивания влажность подстилки в опытной группе была на 25,1% ниже, чем в контроле (p <0,05). Снижение влажности экскретов связывают с улучшением переваримости и усвоения питательных веществ корма при использовании фитогенных добавок, что приводит к уменьшению количества непереваренных остатков и связанной с ними воды [12]. Полученные результаты согласуются с данными Jiang & Aro [13], которые отмечали прямую зависимость между качеством пищеварения и влажностью помета. Более сухой помет не только улучшает гигиену подстилки, но и снижает теплопроводность подстилочного материала, способствуя поддержанию оптимальной температуры в зоне нахождения птицы. 

Концентрация аммиака в воздухе птичников опытной группы к концу откорма была на 30,1% ниже контрольных значений (p <0,05). Основным механизмом снижения эмиссии аммиака считается подавление уреазной активности микрофлоры желудочно-кишечного тракта и подстилки компонентами добавки – резорцинолами и индолами, что ограничивает гидролиз мочевой кислоты до аммиака и мочевины [9, 14]. Данный эффект подтверждается результатами исследований in vivo, показавших способность алкилрезорцинолов модулировать микробные сообщества в сторону снижения численности уреаз-продуцирующих таксонов [15]. Снижение концентрации аммиака ниже 20 ppm является критически важным для профилактики респираторных заболеваний и поддержания иммунологического статуса стада. 

Микробиологические показатели подстилки и метагеномный анализ микробиома
Результаты микробиологического анализа демонстрируют значимое снижение микробной нагрузки в подстилке опытной группы на всех этапах откорма (Таблица 2).

Таблица 2. Динамика микробиологических показателей подстилки (lg КОЕ/г, M ± m)

К концу периода откорма в опытной группе зафиксировано снижение ОБК на 2,5 порядка (в 300 раз), а количества БГКП – на 1,6 порядка (в 40 раз). Антимикробная активность компонентов КФД (резорцинолов и индолов), проявляющаяся в желудочно-кишечном тракте, имеет остаточный эффект, влияя на микробный пул уже в помете и подстилке [8, 16]. Это приводит к селективному подавлению потенциально патогенных микроорганизмов, таких как колиформные бактерии, при сохранении полезной микрофлоры. Схожие данные по снижению микробной контаминации подстилки при использовании фитобиотиков приводят Кощаев А.В. и соавт. [17]. Снижение микробиологической нагрузки в подстилке напрямую коррелирует с улучшением санитарного состояния птичников и снижением риска распространения зоонозных инфекций. 

Метагеномный анализ выявил статистически значимые изменения в структуре цекального микробиома. В опытной группе зафиксировано увеличение относительной представленности бактерии Akkermansia muciniphila на 152% по сравнению с контрольной группой (p <0,01). A. muciniphila играет фундаментальную роль в поддержании гомеостаза кишечника: она стимулирует продукцию муцина бокаловидными клетками, увеличивая толщину слизистого слоя [10], и способствует укреплению межклеточных плотных контактов. Это приводит к улучшению переваримости и всасывания нутриентов и воды, что напрямую объясняет полученное в эксперименте значительное снижение влажности помета. Более сухой и оформленный помет содержит меньше влаги и непереваренного протеина, которые служат основным субстратом для развития гнилостной и уреазной микрофлоры в подстилке [6, 7]. Кроме того, выявлено достоверное снижение относительного числа уреаз-продуцирующих родов Proteus spp. (на 60%) и Klebsiella spp. (на 45%) в цекальном микробиоме опытной группы, что напрямую связано с выявленным снижением эмиссии аммиака.  Также отмечено увеличение альфа-разнообразия (индекс Шеннона) в опытной группе на 15% (p <0,05), что свидетельствует о более сбалансированном и устойчивом микробном сообществе.

Клинические наблюдения

В опытной группе отмечено достоверное снижение частоты регистрации пододерматитов на 44,8% (3,2% против 5,8% в контрольной группе, p <0,05). Установлена прямая корреляционная связь между улучшением физико-химических (влажность, аммиак) и микробиологических параметров подстилки и снижением поражений конечностей у птицы, что полностью согласуется с выводами других исследователей [3, 4]. Важно отметить, что не было выявлено различий в общих зоотехнических показателях (среднесуточный привес, конверсия корма) между группами, что указывает на то, что положительный эффект добавки был достигнут без стимуляции роста, а за счет улучшения здоровья и условий содержания. 

Заключение

Применение комплексной фитогенной добавки КФД в дозе 1,2 кг/т корма в рационах цыплят-бройлеров кросса «Кобб-500» показало высокую эффективность в улучшении гигиенического состояния подстилки и микроклимата в птичниках. Установлено достоверное:

• Снижение влажности подстилки на 25,1% к 41-му дню откорма.
• Снижение концентрации аммиака в воздухе птичников на 30,1%.
• Снижение общей бактериальной обсемененности подстилки на 2,5 порядка и количества БГКП на 1,6 порядка.
• Увеличение доли комменсальной бактерии Akkermansia muciniphila в цекальном микробиоме на 152% и подавление уреаз-продуцирующих бактерий (Proteus spp., Klebsiella spp.).
• Уменьшение частоты пододерматитов на 44,8%.

Механизм действия добавки связан с проактивной модуляцией кишечного микробиома и физиологии ЖКТ (целенаправленное увеличение A. muciniphila, укрепление барьерной функции, подавление уреазной активности), а также с прямым остаточным антимикробным действием в подстилке, что в комплексе приводит к улучшению консистенции помета и снижению эмиссии вредных газов и размножения микрофлоры в подстилочном материале. Использование КФД может быть рекомендовано как эффективный элемент экологически ориентированной и ресурсосберегающей технологии содержания сельскохозяйственной птицы, соответствующей действующим ГОСТам [18, 19, 20, 21], а также способствующей повышению уровня благополучия животных. 

Перспективы дальнейших исследований могут быть связаны с изучением влияния добавки на другие показатели здоровья птицы (иммунный статус, антиоксидантную защиту), а также с оценкой ее экономической эффективности в различных системах содержания.

Благодарности
Автор выражает искреннюю благодарность техническому персоналу и ветеринарным врачам птицефабрики Х за обеспечение высочайших стандартов содержания и ухода за животными на протяжении всего эксперимента, а также сотрудникам лаборатории ООО «Стемтрикс» за проведение высокоточных анализов.

Финансирование
Исследование выполнено при поддержке ООО «Стемтрикс».

Конфликт интересов
Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.

Список литературы

• Shepherd E.M., Fairchild B.D. Footpad dermatitis in poultry. Poultry Science. 2010;89(10):2043-2051.
• Овсянников А.Ю. Основы современного птицеводства. М.: КолосС; 2018. 456 с.
• Mayne R.K. A review of the aetiology and possible causative factors of foot pad dermatitis in growing turkeys and broilers. World’s Poultry Science Journal. 2005;61(2):256-267.
• Haslam S.M., Brown S.N., Wilkins L.J., Kestin S.C., Warriss P.D., Nicol C.J. Preliminary study to examine the utility of using foot burn or hock burn to assess aspects of housing conditions for broiler chicken. British Poultry Science. 2006;47(1):13-18.
• Miles D.M., Miller W.W., Branton S.L. Ocular and respiratory responses to ammonia in broiler chickens. Poultry Science. 2006;85(6):1075-1079.
• Францева А.А., Грошева Е.Н., Петенко А.И. Современные подходы к коррекции микробной контаминации в птицеводстве. Ветеринария и кормление. 2021;(3):45-48.
• Wei F., Van der Eijk J.A. The effect of a phytogenic feed additive on ammonia emission from broiler houses. In: X International Symposium on Agricultural and Biosystem Engineering (ISABE 2018). 2018. P. 112-118.
• Marchetti M., Zema L., Gazzaniga A. Antimicrobial Activity of Alkylresorcinols: A Review. International Journal of Molecular Sciences. 2020;21(14):5058.
• Zabolotneva A., Shatova O., Sadova A., Shestopalov A., Roumiantsev S. An Overview of Alkylresorcinols Biological Properties and Effects. Journal of Nutrition and Metabolism. 2022; 2022:4667607.
• Cani, P.D., Depommier, C., Derrien, M., et al. (2022). Akkermansia muciniphila: paradigm for next-generation beneficial microorganisms. Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology, 19, 625-637.
• Shin, J.H., Zhang, L., & Kim, W.K. (2020). Aryl hydrocarbon receptor activation protects intestinal barrier integrity through regulation of tight junctions. Experimental & Molecular Medicine, 52, 1570-1578.
• Mikkelsen L.L., Naughton P.J., Jensen B.B., Hedemann M.S. Effects of physical properties of feed on microbial ecology and survival of Salmonella enterica serovar Typhimurium in the pig gastrointestinal tract. Applied and Environmental Microbiology. 2004;70(6):3485-3492.
• Jiang X., Aro T. The role of dietary factors in ammonia emission from poultry excreta: a review. World’s Poultry Science Journal. 2019;75(2):257-272.
• Kozubek A., Tyman J.H.P. Resorcinolic Lipids, the Natural Non-isoprenoid Phenolic Amphiphiles and Their Biological Activity. Chemical Reviews. 1999;99(1):1-26.
• Smith A.D., Jones B.C. Modulation of gut urease-producing microbiota by dietary alkylresorcinols in broilers. Poultry Science. 2023;102(4):102567. 
• Luís Â., Domingues F., Duarte A.P. Biological properties of plant alkylresorcinols: a mini-review. Mini Reviews in Medicinal Chemistry. 2016;16(11):851-854.
• Кощаев А.В., Грошева Е.Н., Петенко А.И. Влияние фитобиотиков на микробиоценоз желудочно-кишечного тракта и продуктивность сельскохозяйственной птицы. Птицеводство. 2020;(5):32-36.
• ГОСТ 18221-2018 «Комбикорма полнорационные для сельскохозяйственной птицы. Технические условия». 
• ГОСТ 31461-2012 (ISO 13443:1996) «Воздух рабочей зоны. Методы измерения концентраций вредных веществ автоматическими анализаторами с использованием диффузионных методов отбора проб». 
• ГОСТ 31675-2012 «Корма, комбикорма, комбикормовое сырье. Методы определения влаги».
• ГОСТ 31747-2012 «Продукты пищевые. Методы выявления и определения количества бактерий группы кишечных палочек (колиформных бактерий)».
• ГОСТ 12.1.007-2016 «Система стандартов безопасности труда. Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования». 
• ГОСТ Р 56999-2022 «Помещения для содержания сельскохозяйственной птицы. Общие технические условия».