MikroWaSta: Mikrobielle Kontaminationen im Tränkewassersystem – Zusammenhang mit Absetzdurchfällen in der Schweinehaltung
Projektleitung
Gernot Zarfel
Forschungseinrichtung
Medizinische Universität Graz
Projektnummer
102015Projektlaufzeit
-
Finanzierungspartner
Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Regionen und Wasserwirtschaft
Allgemeine Projektinformationen
Abstract (deutsch)
Durchfallerkrankungen bei landwirtschaftlichen Nutztieren, wie Schweinen, beeinträchtigen die Leistung, gefährden das Tierwohl und können zu Verlusten im Bestand führen. Häufig geht damit ein erhöhter Medikamenteneinsatz, insbesondere von Antibiotika, einher. Eine mögliche Quelle für Durchfallerreger ist das Tränkewasser. Wasser von schlechter mikrobiologischer Qualität kann krankheitserregende Bakterien und andere Mikroorganismen enthalten, die Infektionen auslösen und das Immunsystem der Tiere zusätzlich belasten. Besonders Biofilme in den Leitungssystemen spielen eine entscheidende Rolle, da sie „unerwünschte“ Bakterien, darunter Durchfallerreger, beherbergen können. Zudem gestaltet sich die nachhaltige Entfernung von Biofilmen bei der Reinigung der Leitungen als schwierig.
Im Rahmen des Projekts wird untersucht, welche Rolle Tränkesysteme bei der Persistenz von Absetzdurchfällen in der Ferkelaufzucht spielen. Das Hauptziel besteht darin zu erforschen, ob pathogene Escherichia coli- und Clostridium perfringens-Stämme die Leitungssysteme als Rückzugsorte nutzen. Zudem soll die allgemeine mikrobielle Diversität, also die Vielfalt und Dynamik der Mikroorganismen im Tränkwasser, erfasst werden. Ein besonderer Fokus liegt auf dem Biofilm in den Leitungen, der ein potenzieller Rückzugsort für Erreger sein kann. Darüber hinaus wird untersucht, welchen Einfluss die Verabreichung von Antibiotika über das Tränkewasser auf die Wasserqualität und das Mikrobiom hat.
Über einen Zeitraum von 2,5 Jahren werden drei Aufzuchtdurchgänge in sechs Betrieben untersucht. Die Betriebe werden nach der Häufigkeit von Absetzdurchfällen ausgewählt, wobei auf vergleichbare Bedingungen in Bezug auf Bauweise, Betriebsführung und Tierhaltung geachtet wird.
Ziel des Projekts ist es, die Rolle der Mikroorganismen in Wasser und Biofilmen im Zusammenhang mit Durchfallerkrankungen bei Ferkeln zu klären. Gleichzeitig soll erforscht werden, ob die Verabreichung von Antibiotika über das Tränkewasser das Mikrobiom beeinflusst. Die Erkenntnisse sollen zur Entwicklung konkreter Maßnahmen zur Verbesserung der Tiergesundheit beitragen.
Schlagwörter (deutsch)
Absetzdurchfall, Wasseranalyse, Hygienemaßnahmen, Ferkelaufzucht
Titel, Abstract, Schlagwörter (englisch)
Titel (englisch)
Microbial contamination in the drinking water pipe system – correlation with post weaning diarrhea in pig farming
Abstract (englisch)
Diarrheal diseases in livestock, such as pigs, reduce performance, endanger animal welfare, and can lead to losses in herds. This is often accompanied by an increased use of medications, especially antibiotics. A potential source of diarrheal pathogens is drinking water. Water of poor microbiological quality can contain pathogenic bacteria and other microorganisms that cause infections and place an additional burden on the animals' immune systems. Biofilms in water systems play a crucial role, as they can harbor "unwanted" bacteria, including diarrheal pathogens. Furthermore, the sustainable removal of biofilms during cleaning of the water systems is challenging.
This project aims to investigate the role of drinking water systems in the persistence of post-weaning diarrhea in piglet rearing. The main goal is to determine whether pathogenic Escherichia coli and Clostridium perfringens strains use these systems as reservoirs. In addition, the overall microbial diversity, i.e., the variety and dynamics of microorganisms in the drinking water systems, will be studied. A particular focus will be on biofilms in the pipes, as these may serve as potential refuges for pathogens. Furthermore, the impact of administering antibiotics through drinking water on water quality and the microbiome will be analyzed.
Over a period of 2.5 years, three rearing cycles will be examined in six farms. The farms will be selected based on the frequency of post-weaning diarrhea in piglets, ensuring that the facilities are comparable in terms of structure, operation, and animal conditions.
The project aims to clarify the role of microbial communities in water and biofilms within water systems and drinking facilities in relation to diarrhea in piglets. It will also examine whether the administration of antibiotics through water affects the microbiome of the water and biofilms. The findings will help develop concrete measures to improve animal health.
Schlagwörter (englisch)
Weaning diarrhoea, Water analysis, Hygiene measures, piglets
Projektziele
Das Ziel des Forschungsprojektes besteht in dem Vergleich der mikrobiologischen Qualität von Tränkewasser verschiedener steirischer Ferkelaufzuchtbetriebe, mit dem Schwerpunkt auf der Überprüfung der Anwesenheit von pathogenen Escherichia coli (E. coli) und Clostridium perfringens Stämmen. Stallungen mit überdurchschnittlich hoher Prävalenz von Absetzdurchfällen bei Ferkeln und solche mit geringer Prävalenz werden verglichen. Es soll die Frage beantwortet werden, ob einerseits die betriebseigenen Leitungssysteme für Trink- und Tränkewasser in Ferkelaufzuchtställen ein mikrobielles Risiko für die Gesundheit der Tiere darstellen und andererseits, ob sich diese Mikroorganismen in Kot und Futtermitteln wiederfinden. Das übergeordnete Ziel des Projektes ist es, die Tiergesundheit aus den gewonnenen Erkenntnissen und den daraus abgeleiteten Handlungsanweisungen zu verbessern. Mit all diesen Untersuchungen soll festgestellt werden, welche Rolle die mikrobielle Zusammensetzung des Tränkewassers und der Biofilme in Leitungssystemen bzw. in Tränken bei Durchfallerkrankungen der Ferkel spielen. Sowohl die mögliche „Weitergabe“ von pathogenen Bakterien auf nachfolgende Aufzuchtdurchgänge („Reinfektionen“) der Ferkel als auch die Offenlegung möglicher Parameter, welche diese Weitergabe in betroffenen Betrieben begünstigen bzw. in nicht betroffen Betrieben verhindern, soll dabei im Fokus stehen.
Das Kernziel ist, basierend auf den aufgezeigten Unterschieden und markanten Parametern, eine effiziente Anpassung des Managements bei Durchfallerkrankungen zu unterstützen – sowohl in Bezug auf die direkte Behandlung von Tierkrankheiten als auch im Umgang mit Wasser- und Stallhygiene.
Praxisrelevanz
Die Ergebnisse aus dieser Studie können zu konkreten Handlungsempfehlungen für die Praxis führen und gezielte Maßnahmen zur Verbesserung der Tiergesundheit bewirken; beispielsweise durch die zielgerichtete Anpassung hygienischer Maßnahmen in der Tränkewasserbehandlung oder durch Reduktion des Einsatzes von Antibiotika in Folge überlegten Einsatzes. Dadurch können bei den Betrieben bei denen Ferkeldurchfall auftritt, auch ökonomische Vorteile abgeleitet werden: Die Optimierung der Tränkewasserhygiene fördert eine zielgerichtete Entfernung des Biofilms bei gleichzeitiger Einsparung an Reinigungs- bzw. Desinfektionsmittel.
Weiterhin liefern die Ergebnisse Ansätze für zukünftige, standardisierte Vorgehensweisen bei der Beprobung und Bewertung des mikrobiologischen Gefahrenpotentials von Biofilmen in Tränkewassersystemen. Durch die enge Kooperation mit dem TGD Steiermark und der Landwirtschaftskammer können die gewonnenen Erkenntnisse, zur schnellstmöglichen Umsetzung in der Praxis, in Form von Informationsmaterial, Broschüren, Seminaren und Tagungen, an die Zielgruppen weitergegeben werden.
Eventuelle Hinweise, dass gewisse Leitungssysteme bzw. Stallbauweisen eher zu einer Verkeimung des Wassers mit pathogenen Bakterien neigen, sind für Stallbaufirmen und Betriebsführer von großem Wert. Mit den entsprechenden Kenntnissen lässt sich einem potentiellen betrieblichen Schaden – in tiergesundheitlicher und ökonomischer Hinsicht – wirksam vorbeugen.