РЕФЕРАТ

Почвообрабатывающий посевной агрегат, посевной комплекс, посев различных культур, секционная рама, однотипные модули., ширина захвата, ширина междурядья, глубина посева, посевная секция, сменные сошники, металлоемкость, тяговое сопротивление, производительность.

Объектом научно-исследовательской работы является технологический процесс работы почвообрабатывающего посевного агрегата (посевного комплекса) при посеве различных сельскохозяйственных культур с соблюдением агротехнических требований.

Целью научно-исследовательской работы является разработка конструктивной схемы и обоснование параметров почвообрабатывающего посевного агрегата (ППА) с пневматическим высевом семян, для тракторов класса тяги 5, обеспечивающего высокие количественные, качественные и экономические показатели при посеве зерновых и кормовых культур различными способами в разных почвенно-климатических условиях.

Задачи работы: 1) Разработать конструктивную схему ППА и посевной секции с различными типами сошников для посева семян, зерновых и кормовых культур в разных почвенно-климатических условиях. 2) Обосновать конструктивные параметры ППА для агрегатирования с тракторами класса тяги 5. 3) Обосновать конструктивные параметры посевной секции с различными типами сошников (анкерные, дисковые, килевидные, лаповые, Т-образные) с возможностью посева на разную глубину. 4) Обосновать тип и параметры пневматической системы, дозаторов и распределителей семян и удобрений. 5) Разработать 3D модель и чертежную документацию ППА для тракторов класса тяги 5. 6) Передать чертежную документацию в ООО «Челябинский компрессорный завод» и изготовить опытный образец ППА. 7) Провести предварительные испытания макетного образца ППА в производственных условиях. 8) Доработать чертежную документацию в соответствии с полученными замечаниями. 9) Написать научно-технический отчет по выполненной работе и дать рекомендации по дальнейшему совершенствованию.

Разработаны конструктивные схемы и обоснованы параметры ППА и посевной секции с различными типами сошников для посева зерновых и кормовых культур в разных почвенно-климатических условиях. Представлены результаты расчетов, позволяющие выбрать параметры ППА для тракторов класса тяги 5, системы дозирования и пневматической системы распределения семян и удобрений ППА. По результатам расчетов разработана чертежная документация и изготовлен макетный образец ППА и проведены экспериментальные исследования, которые показали работу ППА с соблюдением агротехнических требований. По результатам научно-исследовательской работы даны рекомендации по дальнейшему совершенствованию ППА.

ВЕДЕНИЕ

Почвенно-климатические условия зоны Урала и других регионов России разнообразны. Они отличаются друг от друга величиной положительных температур и осадков в течении года и в вегетационный период; характером рельефа поля; типом и свойствами почв; подверженности почв различным видом эрозии (водной, ветровой, механической) и другими факторами. Результаты исследований и производственный опыт показывает, что в зависимости от этих факторов и требований высеваемых зерновых, кормовых и технических культур в хозяйствах зоны должны быть использованы различные способы их посева, создающие условия для роста и развития растений и получения высоких урожаев. Кроме того, почвообрабатывающие посевные агрегаты (ППА) должны иметь малое тяговое сопротивление, большую производительность, должны быть комбинированными и универсальными с возможностью посева различными способами и на различную глубину, при одновременном выполнении агротехнических требований.

Существующие ППА имеют различную конструктивную схему, не всегда отвечающую вышеописанным требованиям, снабжены только одним типом сошника, предназначенный конкретным условиям работы, во многих случаях не соответствуют требованиям соблюдения заданной глубины посева семян и внесения удобрений.

В связи с этим разработка конструктивной схемы ППА, обоснование конструктивных параметров посевных комплексов для тракторов класса тяги 5, обеспечивающих малое тяговое сопротивление и максимальную производительность, обоснование конструктивных параметров посевной секции со сменными сошниками, обеспечивающих выполнение агротехнических требований к посеву является актуальной и имеет практическое значение.

Поставлена цель и разработаны задачи исследования научно-исследовательской работы.

Научную новизну работы представляют следующие положения: 1) Впервые предложен метод и математические зависимости для оценки металлоемкости существующих орудий в период их проектирования, с учетом конструктивной схемы орудия, глубины обработки и свойств почвы. 2) Составлены математические модели и получены математические зависимости для определения тягового сопротивления и производительности почвообрабатывающих посевных агрегатов с учетом их силы тяжести, конструктивной схемы, глубины посева, емкости бункера для семян и удобрений с учетом нормы их высева, которые позволяют определить рациональные схемы и параметры машин для тракторов различного тягового класса, обеспечивающие минимальное тяговое сопротивление ППА и максимальную производительность агрегата. 3) Разработана конструктивная схема и обоснованы параметры универсальной посевной секции со сменными сошниками, обеспечивающими возможность посева семян зерновых и кормовых культур на разную глубину при различных технологиях их возделывания. 4) Разработанная конструкция универсального бункера с различными типами дозаторов семян позволяют провести бинарный посев семян различных культур с разной нормой высева, а конструкция сошников и распределителей семян позволяет заделывать семена разных культур на различную глубину. 5)Настройка и контроль нормы высева семян и удобрений и глубины заделки семян посевного комплекса производится из кабины трактора одним трактористом. 6) Разработан новый метод изготовления посевных комплексов для тракторов класса тяги 2-8 с разной шириной захвата и шириной междурядья, основанной на модульной схеме комплектования комплекса для различных почвенно-климатических условий.

Выполненная научно-исследовательская работа имеет следуюшие уровни значимости:региональный — разработанный и испытанный в производственных условиях ППА для тракторов класса тяги 5 может заменить процесс посева семян зерновых и кормовых культур во всех почвенно-климатический зонах Уральского региона; всероссийский — разработанный метод обоснования металлоемкости конструктивной схемы и параметров ППА с учетом обеспечения минимума его тягового сопротивления и максимума производительности может быть использована во всех регионах России при разработке конструктивных схем и параметров универсальных ППА и посевных секций;мировой — идея и метод создания универсальных ППА и посевных секций способных выполнять посев зерновых и кормовых культур различными типами сошников и на разную глубину при различных технологиях их возделывания для тракторов класса тяги 2-8.

Проведен анализ существующих конструктивных схем посевных комплексов отечественного и зарубежного производства и проведена их классификация по месту расположения бункера для семян и удобрений. Установлено, что бункер для семян и удобрений может быть расположен на собственных ходовых колесах впереди или сзади почвообрабатывающей посевной части посевного комплекса, на прицепном устройстве или непосредственно на раме почвообрабатывающей посевной части посевного комплекса. Для выбора конструктивной схемы посевного комплекса разработана его математическая модель, составлены и получены теоретический формулы для оценки металлоемкости, для определения тягового сопротивления посевного комплекса и определения производительности агрегата. В результате расчетов установлено, что минимальное тяговое сопротивление и максимальную производительность имеют посевные комплексы выполненные с расположением бункера для семян и удобрений впереди почвообрабатывающей части или непосредственно на прицепном устройстве посевного комплекса. С учетом обеспечения удобства настройки посевного комплекса на заданные условия работы и проведения его технического обслуживания выбрана конструктивная схема с расположением бункера для семян и удобрений впереди почвообрабатывающей посевной части посевного комплекса.

Далее обоснованы конструктивные параметры посевного комплекса для тракторов класса тяги 5, основные их них составляют: ширина захвата – 12 м, количество рядов рабочих органов – 4, расстояние между первым и вторым, а также третьим и четвертым рядами рабочих органов 0,5÷0,9 м, а между вторым и третьим рядами 1,2÷2,1 м, и обоснованы параметры посевной секции и типы сошников необходимы для посева по различным технологиям возделывания зерновых и кормовых культур (анкерные, дисковые, килевидные, лаповые и Т-образные), выбрана одноступенчатая схема распределения и транспортирования семян и удобрений с системой эжекторном питателем и наддувом бункера, которые обеспечивают надежную работу пневмосистемы.

Далее разработаны требования к созданию посевного комплекта, который должен обеспечить:

— возможность посева зерновых и кормовых культур со сменными дисковыми, анкерными, килевидными или лаповыми сошниками в различных почвенно-климатических условиях в зависимости от высеваемой культуры и условий года;

— возможность регулирования ширины междуследия в пределах от 0,15 до 0,3 м, глубину посева от 0,02 до 0,15 м, норму высева семян от 2 до 300 кг/га, норму внесения удобрения от 20 до 100 кг/га;

— малую металлоемкость, малое тяговое сопротивление, большую производительность при выполнении агротехнических требований к посеву различных культур.

С учетом обоснованных параметров посевного комплекса и требований к его созданию разработана 3D модель и чертежная документация для тракторов класса тяги 5.

Чертежная документация передана на ООО «Челябинский компрессорный завод» для изготовления макетного образца посевного комплекса.

Испытания макетного образца посевного комплекса проведены в ООО «Хлебинска» Верхнеуральского района Челябинской области 1-2 июня 2020 года. Определены тяговое сопротивление посевного комплекса и агротехнические его показатели.

Результаты опытов показывают качественную работу посевного комплекса с выполнением агротехнических требований к посеву, среднеквадратическое отклонение глубины посева семян находится в пределах 0,33-0,58 см при допустимых значениях ±1 см, буксование находится в пределах 5,4÷10,5%, что ниже допустимых 15%. Разработанный посевной комплекс ПК-12 агрегатируется с трактором класса тяги 5 и отвечает требованиям агротехники.

Изучен радиус разворота посевного комплекса на концах загонок. Радиус разворота составляет 8,5÷9,93 м при скорости движения 10÷12 км/ч, время разворота от начала выглубления до полного заглубления составляет 24 с.

Полученные всходы семян показывают равномерное распределение семян по рядкам и соответствуют требованиям агротехники.

Отмеченные недостатки конструкции, полученные в период испытаний, устраняются в усовершенствованной конструкции посевного комплекса ПК-12 и в разрабатываемом посевном комплексе.

Разрабатываются рекомендации по совершенствованию почвообрабатывающего посевного агрегата.

Разработанный почвообрабатывающий посевной агрегат может работать как посевной комплекс с различными типами сошников и как почвообрабатывающее орудие при установке на раму почвообрабатывающей посевной части универсальных рабочих органов для дискования и культивации почвы при снятых с рамы распределителей семян и семяпроводов.

Поскольку наибольшую сложность при разработке ППА представляетего технологический процесс работы в варианте посевного агрегата, включающий дополнительные функциональные узлы, как бункер для семян и удобрений и пневматическую систему дозирования и распределения семян по сошникам, в дальнейших исследованиях вместо термина почвообрабатывающий посевной агрегат – термин посевной комплекс.

1 Состояние проблемы. Цель и задачи исследования

1.1 Факторы влияющие на выбор технологии и способа посева сельскохозяйственных культур

Рельеф, климат, растительный и почвенный покров России чрезвычайно разнообразный. Сельскохозяйственные культуры возделываются в горно-лесной, лесостепной и степной зонах с различными подзонами, которые отличаются друг от друга следующими основными факторами:

— влагообеспеченностью растений в различные фазы роста;

— обеспеченностью растений теплом (продолжительность периода с t> 10 ^оС, сумма эффективных температур за периоды t> 10 ^oC, t> 15 ^oC);

— величиной безморозного периода;

— запасом влаги в почве весной, глубиной снежного покрова, интенсивностью снеготаяния;

— характером микро- и макрорельефа поля;

— подверженностью почв водной, ветровой и механической эрозиям;

— прогревом почвы и началом полевых работ;

— типом почв.

Все эти факторы влияют на выбор технологии возделывания сельскохозяйственных культур, севооборотов, способов обработки почв и посева, сортов культур и на своевременность выполнения требуемых агротехнических приёмов в установленные сроки [1, 2, 3, 4, 5].

Основной задачей любого земледельца является получение максимальной прибыли с единицы площади при минимальных затратах (на оплату труда, технику, материалы и т. д.) позволяющей развивать производство высокими темпами. Для этого для каждой почвенно-климатической зоны необходимо выбрать ту технологию возделывания сельскохозяйственных культур, те тракторы, почвообрабатывающие и посевные машины, которые обеспечат качество подготовки почвы с требуемыми свойствами для возделывания выбранной культуры в севообороте [6].

При разработке и создании нового ресурсосберегающего импортозамещающего комплекса машин необходимо учитывать:

— почвенно-климатические условия зоны;

— принятую в зоне (в хозяйстве) технологию возделывания сельскохозяйственных культур;

— принятые в хозяйстве севообороты;

— необходимый тип и параметры рабочих органов для обработки почвы и посева;

— тип хозяйства (мелкое, среднее или крупное);

— требования к разработке и созданию комплекса машин под различные технологии возделывания сельскохозяйственных культур;

— тяговый класс трактора, для которого создаётся комплекс машин.

Основным фактором при выборе типа почвообрабатывающих и посевных машин, типа и параметров их рабочих органов являются почвенно-климатические условия зоны. Поскольку способы обработки почвы и посева предназначены для создания структуры почвы, повышающую её плодородие за счёт накопления и экономного расходования влаги, создания условий для интенсивной работы микроорганизмов в почве, то для разных типов почв (более 30 на Южном Урале), имеющих различный процент содержания физического песка и глины, тип и параметры рабочих органов должны быть различными. Соответственно подверженность почв различным видам эрозии (водной, ветровой, механической, биологической и т. д.) зависит от типа почвы и рельефа поля, величины и интенсивности осадков летом и зимой, принятой в зоне (в хозяйстве) технологии возделывания сельскохозяйственных культур, предусматривающей использование различных типов машин и рабочих органов (таблица 1.1) [6,7].

Таблица 1.1 — Технологии возделывания сельскохозяйственных культур

Производственная деятельность хозяйств показывает, что в пределах одной зоны или хозяйства используются все эти технологии. На основе анализа требований различных культур к созданию структуры и плотности почв в различных почвенно-климатических условиях зоны коллективом учёных разработана универсальная технология обработки почвы (патент РФ № 2457651 от 16.02.2011), которая направлена на накопление, сохранение и экономное использование влаги в период вегетации растений (рисунок 1.1) [5, 6].

Рисунок 1.1 – Универсальная технология обработки почвы

Предлагаемая технология возделывания сельскохозяйственных культур и обработки почвы включает в себя осеннее послеуборочное поверхностное влагоаккумулирующее рыхление по стерне различными типами рабочих органов (игольчатые, дисковые, комбинированные, ротационные, зубовые и т.д.) на глубину 3…5 см, основное зяблевое отвальное или безотвальное влагопоглощающее рыхление почвы на глубину 10…30 см, основное влагонакопительноечизельное рыхление на глубину 30…45 см один раз в севообороте, а весной поверхностное влагозакрывающее рыхление почвы различными типами борон на глубину заделки семян, а затем – влагосберегающую мульчирующую выровненную предпосевную обработку на ту же глубину с созданием семенного ложа и вычесыванием сорняков в начальной стадии их развития с рабочими органами на пружинной стойке и посев различными типами сошников в зависимости от условий года и высеваемой культуры.

Данная технология может быть трансформирована под любую из вышеприведённых технологий исключением в зависимости от почвенно-климатических условий, возделываемой культуры и места культуры в севообороте отдельные её операции. Таким образом, для выполнения всех технологических операций рекомендуемой технологии в различных почвенно-климатических зонах, необходимы рабочие органы [11, 12, 13].

— для выполнения основной обработки почвы (корпус плуга, лапы плоскорезные, чизельные рабочие органы);

— для выполнения дополнительной обработки почвы (дисковые, лапы, щелерезы);

— для закрытия влаги и предпосевной обработки почвы (пружинные и зубовые рабочие органы, рыхлители и лапы на пружинной, жёсткой или подпружиненной стойках);

— для посева сельскохозяйственных культур (дисковые, лаповые, анкерные, килевидные, Т-образные сошники);

Вновь создаваемый комплекс почвообрабатывающих и посевных машин должен выполнять все элементы технологии в севообороте для различных почвенно-климатических зон с соблюдением агротехнических требований к обработке почвы и посеву; должен иметь малую металлоёмкость, прочность и надёжность конструкции, малое тяговое сопротивление, высокую производительность, малую стоимость и расход топлива; должен отвечать требованиям безопасности и экологии, выполнять требования всех элементов технологического процесса работы агрегата и обеспечить плотность сложения почвы в пределах агродопуска для возделываемой культуры.

Посев сельскохозяйственных культур является завершающим элементом технологии и оказывает непосредственное влияние на получение высоких урожаев. При этом урожайность сельскохозяйственных культур зависит от конструктивной схемы посевного комплекса, типа сошников, глубины и равномерности заделки семян и удобрений в почву.

Для обоснования конструктивной схемы проектируемого посевного комплекса, посевной секции и пневматической системы распределения семян и удобрений проведен анализ существующих типов посевных комплексов, выпускаемых отечественными и зарубежными заводами и фирмами.

1.2 Анализ посевных комплексов отечественного и зарубежного производства и их классификация

В настoящее время выпускается большое кoличествo пoсевных кoмплексoв, кoтoрые пoзвoляют хoзяйствам в срокoсуществлять пoсев зернoвых, кормовых и прoпашных культур. Наибoлее заметной oсoбенностью таких кoмплексoв является изменение структуры машинoтракторнoгo парка, кoгда при меньшем количестве трудoвых ресурсoв, а также примeняeмых тeхничeских срeдств, дoстигаeтсявысoкая прoизвoдитeльнoсть труда и качeствoвыпoлняeмых мeханизирoванных рабoт, снижaются зaтрaты на прoизвoдствoeдиницыпрoдукции кaк в растениевoдстве, так и живoтнoвoдстве.

На отечественных заводах выпускаются посевные комплексы «Кузбасс» и «Томь», которые нашли широкое применение в хозяйствах России. Посевной комплекс «Кузбасс» (рисунок 1.1) в процессе посева за один проход по полю выполняет весь комплекс весенних полевых работ: предпосевную культивацию, боронование, посев, внесение удобрений, прикатывание, выравнивание почвы, протравливание семян.

Рисунок 1.1 – Посевной комплекс «Кузбасс».

Посевной комплекс «Кузбасс» оснащен сошниками культиваторного типа – двусторонней стрельчатой лапой. Рабочие органы на С-образных подпружиненных стойках распологаются на раме орудия в три ряда с междурядьем 30,5 см (таблица 1.1).

Таблица 1.1 – Техническая характеристика посевного комплекса «Кузбасс»

Посевной комплекс «Томь», предназначен для посева без предварительной подготовки почвы с одновременным внесением твердых минеральных удобрений (рисунок 1.2).

Рисунок 1.2 – Посевной комплекс «Томь».

Двухдисковые сошники, расположены на раме ПК «Томь» с междурядьем 190 мм в шахматном порядке для предотвращения их забивания (таблица 1.2).

Перед сошниками расположены дисковые ножи, оказывающие давление на почву более 200 кг, осуществляя разделку почвенного пласта и органических остатков, облегчая этим ход сошника и качественное формирование им борозды даже в условиях повышенной влажности почвы и большого количества органики на ее поверхности (в т.ч. стерня кукурузы и подсолнечника). В результате корневая система растений развивается вертикально вниз — ей становятся доступны влага и питательные вещества нижних слоев почвы.

Таблица 1.2 – Техническая характеристика посевного комплекса «Томь».

Представленные почвообрабатывающие посевные агрегаты спроектированы для различных почвенно-климатических зон России и работают с соблюдением всех необходимых агротехнических требований к посеву. Их недостатком является возможность их использования только с одним типом сошника.

За рубежом при возделывании сельскохозяйственных культур по минимальным технологиям применяются различные конструктивные схемы посевных комплексов для тракторов класса тяги от 2 до 8. Ниже приведены общий вид и краткие характеристики посевных комплексов различных зарубежных фирм, получивших применение в хозяйствах РФ. (Рисунки 1.3-1.15, таблицы 1.3-1.15).

Рисунок 1.3 – Посевной комплекс «Cirrus AMAZONE».

Таблица 1.3 – Техническая характеристика посевного комплекса «Cirrus AMAZONE».

Рисунок 1.4 – Посевной комплекс «Citan AMAZONE».

Таблица 1.4 – Техническая характеристика посевного комплекса «Citan AMAZONE».

Рисунок 1.5 – Посевной комплекс «Primera DMC AMAZONE».

Таблица 1.5 – Техническая характеристика посевного комплекса «Primera DMC AMAZONE».

Рисунок 1.6 – Посевной комплекс «JohnDeere 1890»

Таблица 1.6 – Техническая характеристика посевного комплекса «JohnDeere»

Рисунок 1.7 – Посевной комплекс «HORSCH Pronto DC».

Таблица 1.7 – Техническая характеристика посевного комплекса

«HORSCH Pronto DC»

Рисунок 1.8 – Посевной комплекс «Salford 580».

Таблица 1.8 – Техническая характеристика посевного комплекса «JohnDeere»

Рисунок 1.9 – Посевной комплекс «SeedHawk SH».

Таблица 1.9 – Техническая характеристика посевного комплекса «SeedHawk SH».

Рисунок 1.10 – Посевной комплекс «Bourgault5810/5811».

Таблица 1.10 – Техническая характеристика посевного комплекса «Bourgault5810/5811».

Рисунок 1.11 – Посевной комплекс «Bourgault 3220».

Таблица 1.11 – Техническая характеристика посевного комплекса «Bourgault 3220».

Проведенный анализ показывает, что все посевные комплексы комбинированные и выполняют за один проход несколько технологических операций, аименно:

предпосевную обработкупочвы;

посев различныхкультур;

внесениеудобрений;

прикатывание почвы за следомсошника;

мульчирование поверхностиполя.

В различных конструкциях посевного комплексапосев производится дисковыми, лаповыми, килевидными или анкерными сошниками.

Для прикатывания почвы после посева используются пневматические, прутковые или кольчатые катки.

Для мульчирования почвы используются различные типы пружинных рабочих органов.

Проведенный анализсуществующихпосевных комплексов отечественного и зарубежного производства (Кузбасс, Томь,Amazone,Bourgault, Horsch, JohnDeere, Salford, SeedHawk,) показывает, что по способу расположения бункера для семян эти схемы можно подразделить на следующие группы (Рисунок 1.12).

Схема 1. Расположение бункера спереди почвообрабатывающей посевной части;

Схема 2. Расположение бункера сзади почвообрабатывающей посевной части;

Схема 3. Расположение бункера на снице прицепного устройства;

Схема 4. Расположение бункера на раме почвообрабатывающей посевной части.

Схема 1 Схема 2 Схема 3 Схема 4

Рисунок 1.12 – Классификация конструктивных схем почвообрабатывающих посевных агрегатов по месту расположения бункеров.

Каждая из представленных схемпосевных комплексов имеет свои преимущества и недостатки.

Общее преимущество пневматического высева семян – повышение производительности посевных агрегатов за счет снижения времени на заправки и уменьшения количества регулировок при установке нормы высева семян и удобрений,удобный контроль за работой высевающего аппарата.

Для выбора конструктивной схемы посевного комплекса необходимо изучить их влияние на тяговое сопротивление комплекса и на производительность агрегата в различных условиях работы.

Недостатками всех посевных комплексов является возможность их работы только с одним типом сошников. Для обеспечения качественного посева при возделывании сельскохозяйственных культур по разным технологиям необходимо разработать посевной комплекс с универсальной посевной секцией, снабженный сменными дисковыми, анкерными, килевидными, Т-образными, сошниками. Приведем анализ существующих типов сошников.

1.3 Способы посева сельскохозяйственных культур. Анализ типов сошников, устанавливаемых на посевных комплексах

Существуют следующие способы посева сельскохозяйственных культур: разбросной, рядовой, ленточный, узкорядный, гнездовой, пунктирный и широкорядный. Способы посева семянзависит от посевных качеств семян культуры и почвенно-климатических условий. Основная задача операции посева состоит в обеспечении наилучших условий прорастания семян и в дальнейшем развитии растений, а также в получении их оптимальной густоты при равномерном размещении по площади питания. Способ посева сельскохозяйственных культур определяется требуемой густотой посева и порядком размещения растений на единице площади. В зависимости от этого принимается величина междурядья и расстояние между растениями. Разбросной способ посева (рисунок 1.13) обеспечивает равномерное распределение семян по площади поля, увеличивает площадь питания растений и урожайность возделываемых культур. Посев производится лаповыми сошниками, снабженными разбрасывателями семян в подсошниковом пространстве.

Рисунок 1.13 – Разбросной способ посева.

Рядовой способ посева (рисунок 1.14) – наиболее распространенный способ посева зерновых, технических, кормовых и технических культур. Расстояние между рядками – ширина междурядий является основной характеристикой этого способа посева и устанавливается для различных культур агротехническими требованиями. Форма площади питания растений представляет собой прямоугольник с шириной междурядья от 15 до 30 см.

Посев зерновых культур производится дисковыми сошниками, а кормовых мелкосеменных культур килевидными сошниками на малую глубину.

Рисунок 1.14 – Рядовой способ посева.

Разновидностью рядового способа посева является ленточный способ посева (рисунок 1.15). Применяют для семян зерновых культур в два ряда. Расстояние между рядами зависит от возделываемой культуры. Посев производится анкерными сошниками.

Рисунок 1.15 – Ленточный способ посева.

Узкорядный способпосеваприменяется для увеличения площади питания растений. Форма площади питания растений прямоугольник со сторонами 7,5×3,33 см. Посев проводится с использованием сеялок, оснащенными двухдисковыми сошниками, с делителем потока семян, предназначенными для узкорядного способа посева (рисунок 1.16).

Рисунок 1.16 – Узкорядный способ посева.

Гнездовой, пунктирный и широкорядный способы посева применяются для посева и посадки технических культур.

Выбор способа посева сельскохозяйственных культур зависит от применяемой технологии в зоне их возделывания, от типа и физико-механических свойств почвы, от увлажненности почвы и количества осадков в вегетационный период. С учетом этих факторов на посевных комплексах применяются дисковые, для рядового и узкорядного посева, анкерные одно и двухстрочные, килевидные, лаповые и Т-образные при нулевой технологии возделывания сельскохозяйственных культур. Все типы сошников выполняют подрезание сорняков, открывание борозды, образование семенного ложа для семян, равномерное распределение семян и удобрений по дну бороздки и закрытие бороздки.

Каждый тип сошника (рисунок 1.17) имеет свою индивидуальную конструкцию присоединения к раме сеялки, индивидуальный механизм регулирования глубины хода сошников и прикатывания почвы после прохода, что увеличивает номенклатуру деталей сошниковой группы и снижает их универсальность и унифицированность.

Наиболее простую конструктивную схему имеют дисковые сошники зерновых сеялок, которые заглубляются в почву под действием силы тяжести сошника G и силы сжатия пружины F (рисунок 17а). При изменении свойств почвы и рельефа поля глубина хода сошника «а», из-за отсутствия опорного колеса, меняется в больших пределах. Кроме того, из-за отсутствия прикатывающих катков они требуют дополнительного прикатывания почвы для создания контакта между семенами и почвой.

На сеялках фирмы «Amozone» установлены анкерные сошники с индивидуальными прикатывающими катками, глубина хода которых регулируется индивидуально. Однако из-за того, что сошники закреплены к раме шарнирно и связаны с опорными колесами через пружину, глубина хода сошников при движении по неровностям поверхности поля меняется в больших пределах.

Рисунок 1.17 – Типы механизмов сошника. а) дисковые сошники зерновых сеялок; б) посевная секция фирмы «Amozone»; в) посевная секция фирмы «Rogro»

Более устойчивый ход по глубине имеют посевные секции фирмы «Rogro», где каждая посевная секция присоединяется к раме через параллелограммный механизм и имеет опорное и прикатывающие колеса имеющих индивидуальные устройства для регулирования силы сжатия колес, что обеспечивает хороший контакт между семенами и почвой. Однако при движении опорного колеса по неровностям рельефа поверхности поля глубина хода сошника меняется в тех же пределах. Отсюда следует, что существующие типы сошников при посеве в полях с неровным рельефом поверхности поля не отвечают выполнению агротехнических требований по глубине заделки семян, не все типы сошников производят прикатывание почвы по следу сошника для обеспечения контакта между семенами и почвой, а посевные комплексы предназначены для посева семян только с одним типом сошника. [6,7]. В связи с этим разработка посевной секции со сменными сошниками для посева семян различных культур на разную глубину с выполнением агротехнических требований к посеву является актуальной и имеет практическое значение.

1.4 Анализ пневматических систем посевных комплексов и их классификация

Для высева семян и удобрений посевные комплексы с пневматическим дозированием, транспортированием и распределением семян по сошникам имеют следующие основные узлы: бункер для семян и удобрений, вентилятор с приводом от бензинового двигателя или гидромотора, дозирующего устройства, семяпроводов, распределителей семян и сошников. Кроме того, имеются вспомогательные узлы, такие как устройства для установки нормы высева, устройства для регулирования глубины посева, механизмы отключения передачи вращения от колес к дозаторам, датчики контроля работы дозаторов и распределителей семян, контроля уровня семян и удобрений, контроля давления воздуха в системе и тд.

На рисунке 1.18 показана классификация высевающих систем пневматических посевных комплексов [8].

По способу дозирования высевающие аппараты бывают индивидуального высева, группового высева и общего высева.

На посевных комплексах с пневматической системой распределения семян подача семян в поток движущегося воздуха имеет определенные трудности. Поэтому имеются различные технологические схемы для ввода семян в поток воздуха:

– системы с наддувом, когда необходимо иметь герметичный бункер и там создать такое же давление, как и в пневмосистеме;

– система без наддува; в этих системах семена подаются в пневмопровод через шлюзовые затворы и питатели;

– эжекторные питатели, когда семена захватываются за счет разряжения в эжекторной системе.

Рисунок 1.18 – Типы высевающих систем пневматических сеялок

На рисунке 1.19 показаны технологические схемы высевающих систем наиболее распространенных моделей пневматических сеялок и устройств для ввода семян в воздушный поток. Обеспечение необходимых условий для захвата воздухом дозируемого потока семян имеет большое значение, так как поступающая под избыточным давлением струя воздуха от вентилятора стремится отбросить семена обратно к высевающему элементу. При отсутствии оптимальных условий для захвата семян может нарушаться синхронность подачи их высевающим аппаратом и пневмосистемой.

Все пневматические высевающие системы можно разделить на два типа: с наддувом и без наддува. Системы с наддувом имеют герметизированный бункер, который сообщается с магистральным трубопроводом непосредственно или через приемную камеру высевающего аппарата (рисунок 1.19а). При равенстве давлений над семенами в бункере и в зоне захвата воздухом,дозируемый поток семян полностью отбирается от высевающего аппарата и транспортируется по пневмосети к сошникам.

Движение воздуха: 1 — в бункер и приемную камеру; 2 — в бункер

Рисунок 1.19- Технологические схемы высевающих систем с наддувом (а), без наддува со шлюзовым затвором (б), эжекторные питатели с забором воздуха из атмосферы (в)

Высевающие системы с наддувом более сложны в изготовлении из-за необходимости герметизации бункера. Кроме того, ограниченные размеры люков создают неудобства при заправке. При изменении уровня семян в бункере устойчивость высева снижается. Для таких систем требуется дополнительный расход воздуха и при недостаточной производительности вентилятора равномерность подачи семян снижается.

В системах без наддува с негерметизированным бункером для полного захвата семян предусмотрены питатели и шлюзовые затворы (рисунок 1.18 б).

Шлюзовые затворы (воздушные замки), как правило, представляют собой катушку, вращающуюся в корпусе. Герметичность узла обеспечивается высокой точностью изготовления катушки и корпуса и минимальными зазорами между ними. Однако затворы чувствительны к износу рабочих поверхностей пары «катушка — корпус» и связанному с этим нарушению синхронности подачи из-за ухудшения герметичности.

В ряде зарубежных сеялок, а также в отечественных СЗС-14, ССНП-16 и СЗПЦ-12 используются эжекторные питатели (рисунок 1.18 в). Они состоят из конфузора и диффузора, расположенных на определенном расстоянии друг от друга и образующих между собой зону, в которой осуществляется захват семян. Эти системы не требуют дополнительного расхода воздуха на наддув, а их негерметизированные бункеры снабжены большими люками, что позволяет применять высокопроизводительные загрузчики семян. Однако эжекторные питатели чувствительны к изменению скорости воздуха в пневмосистеме.

Схемы высевающих и распределительных систем в пневматических сеялках взаимосвязаны и зависят от ширины захвата агрегата и условий эксплуатации. Различают высевающие аппараты индивидуального, группового и общего высева.

Высевающие аппараты индивидуального и группового высева в основном катушечного типа (с желобчатыми или штифтовыми катушками) отличаются конструктивным исполнением и габаритными размерами (рисунок 1.20). Например, фирма Morris применяет наборные катушки штифтового типа, заключенные в блок по несколько штук в каждом.

I — Flexi-coil 1000 (комбинированная желобчатая катушка; заслонкой, набором элементов); II — «Accord» (желобчатая катушка; цилиндрической заслонкой, вкладышами): III — Flexi-coil 1100, 1600 (желобчатая катушка; частотой вращения, сменой катушки); IV — Morris 620, 600, NapierGrasslands 620, 600 (пакет штифтовых катушек; частотой вращения, сменой катушки); V — Bourgault 138, Chinook 1203 (шнек; частотой вращения); VI — Friggstad AF-I, AF-II (желобчатая наборная катушка из дисков; числом дисков); VII — Leon S-45, 75. «Symonds» (ленточный транспортер; заслонкой); VIII — IH-57O0 (желобчатая катушка; смещением катушки); IX — «JohnShearer», Tive 4006 (штифтовая катушка; частотой вращения)

Рисунок 1.20- Схемы высевающих аппаратов посевных комплексов (в скобках указаны тип высевающего элемента и способ регулирования нормы высева

Разные по размерам и нормам высева семена высеваются с помощью катушек как традиционных с двухрядным (для зерновых), так и комбинированных с однорядным расположением штифтов и гладкими цилиндрическими муфтами (рапс, просо и др.).

В сеялках «Tive» фирмы ОvеrumsBruk для высева мелких семян используют специальные накладки, уменьшающие высоту штифтов. Регулирование норм в аппаратах индивидуального и группового высева осуществляется изменением рабочей длины желобчатых катушек или частоты вращения катушек с постоянной длиной рабочей части.

Аппараты общего высева более разнообразны по конструкции — наряду с катушечными аппаратами применяются шнековые и ленточные транспортеры. Катушечные аппараты оснащаются желобчатыми катушками, но имеют некоторые конструктивные особенности, обусловленные высевом семян разных размеров и норм высева. Так, аппараты сеялок «Асcord» снабжены для высева мелких семян вкладышами, уменьшающими объем желобков, а рабочая длина катушки изменяется цилиндрической задвижкой.

Аппарат сеялки Flexi-coil 1000 имеет комбинированную катушку с двумя участками желобков разной глубины и две плоские задвижки, одна из которых прикрывает участок с мелкими желобками, а другая — с крупными. В сеялке AF-I1 фирмы Friggstad аппарат оборудован наборной катушкой из крупно и мелкожелобчатых, а также цилиндрических дисков толщиной 6 мм, выполненных из полимерных материалов. Диски надеваются на вал, консольно закрепленный в корпусе, и удерживаются на нем гайкой. Норма высева регулируется числом соответствующих желобчатых и цилиндрических дисков.

Относительно новый тип представляют катушечные аппараты, в которых одна катушка используется для формирования нескольких потоков семян. Такие аппараты применяются в сеялках Flexi-coil 1100, 1600, а также «GreatPlains». Катушки сменные — крупножелобчатые для семян зерновых культур и цилиндрические с рифлеными участками для мелких семян. Норма высева в сеялках Flexi-coil 1100 и 1600 регулируется вариатором импульсного действия.

В сеялках «Leon» и «Symonds» высевающие аппараты выполнены в виде ленточного транспортера, а в сеялках «Bourgault» и «Chinook» — в виде шнеков. Ленточные транспортеры, устанавливаемые в днище бункера, обеспечивают высокую производительность и надежность высева. Норма высева изменяется в зависимости от величины открытия выгрузного окна при подъеме или опускании заслонки. Однако такие высевающие аппараты менее пригодны для точного высева.

Высевающие аппараты шнекового типа сеялки «Chinook» изготавливаются из коррозионностойких металлов (для удобрений) и из полимерных материалов (для семян).

Наиболее рациональны высевающие аппараты катушечного типа в пластмассовом исполнении с комбинированной катушкой, норма высева в которых устанавливается путем изменения длины рабочей части катушки. Такие аппараты не требуют сложных механизмов привода. Для высева гранулированных минеральных удобрений более приемлемы аппараты с катушкой постоянной длины. Норма высева в них регулируется частотой ее вращения (как, например, в отечественной сеялке СЗПЦ-12).

В настоящее время для распределения семян по сошникам используются два типа распределителей:

— распределительная головка (круглая);

— распределители горизонтального типа (плоская).

Рассмотрим существующие распределительные системы с круглой распределительной головкой.

В пневматических сеялкахраспределительные системы(рисунок 1.2) отличаются числом ступеней деления потока семян [8]:

— поток не делится при индивидуальном высеве,

— одноступенчатая схема используется при групповом и общем высеве,

— двухступенчатая схема применяется при общем высеве.

Рисунок 1.21– Схемы индивидуального (а), группового (б) и общего (в, г) высева одно- (б, г), двух- (в) и бесступенчатого (а) распределения

Одноступенчатая схема в системах с общим высевом применяется при ширине захвата сеялки до 8 метров, а двухступенчатая схема – до 15 м и более.

Основным недостатком пневматических распределительных систем посевных комплексов является большая неравномерность подачи семян в сошники, которая может достигать до 16…19%.

Для улучшения равномерности распределения семян конструкторы размещают в пневмопровод конические турбулизаторы, конические кольца, устанавливают гофрированный участок на вертикальной части пневмопровода, используют различные конструкции направителей потока и т.д.

Несмотря на эти попытки улучшить конструкции распределителей неравномерность распределения при работе на равнине остается на уровне — 4…8%. При работе на склонах до 15⁰ неравномерность увеличивается до 12…18% и более [10].

Рассмотрим существующие схемы пневматических систем сеялок.

На сеялках марок ССНП-16, СПН-8 установлена высевающая система одноступенчатого распределения с катушечным высевающим аппаратом с изменяемой длиной катушки и эжекторным питателем (рисунок 1.22).

Рисунок 1.22– Высевающая система одноступенчатого распределения с катушечным высевающим аппаратом с изменяемой длиной катушки и эжекторным питателем

На посевных комплексах «Агромастер», «Кузбасс», «Томь» установлена двухступенчатая высевающая система с наддувом (рисунок 1.23).

Рисунок 1.23– Двухступенчатая высевающая система с наддувом

На сеялках фирмы «Джон Дир» используется система с групповым высевом семян с одноступенчатым распределением при использовании наддува. Применяются две схемы: однопоточный и двухпоточный. При однопоточной схеме семена и удобрения транспортируются по одному семяпроводу (рисунок 1.23), а при двухпоточном – семена и удобрения транспортируются по двум семяпроводам до сошников и укладываются на разные глубины (рисунок 1.24).

Рисунок 1.24–Однопоточная система с групповым высевом семян с одно-ступенчатым распределением (с наддувом) посевных комплексов Джон Дир

Рисунок 1.25– Двухпоточная система с групповым высевом семян с

одноступенчатым распределением (с наддувом) посевных комплексов Джон Дир

На посевных комплексах «Flexi-Coil» тоже используется система с групповым высевом семян с одноступенчатым распределением при использовании наддува. Также применяются две схемы: однопоточный и двухпоточный. Однако на этих сеялках семена и удобрения подаются в отдельные семяпроводы пневмосистемы, а потом только соединяются в один поток при однопоточной схеме, или транспортируются двумя потоками до сошников придвухпоточной схеме (рисунки 1.26 и 1.27). Поэтому предусмотрена возможность подачи воздуха с одного вентилятора на два потока в разных количествах в зависимости от вида семян и удобрений. Это позволяет держать скорость передвижения частиц в оптимальных пределах, что ведет к предотвращению выноса семян и удобрений воздушным потоком на поверхность и снижению износа семяпроводов.

Рисунок 1.26– Однопоточная система с групповым высевом семян с

одноступенчатым распределением (с наддувом) посевных комплексов «Flexi-Coil»

Рисунок 1.27– Двухпоточная система с групповым высевом семян с

одноступенчатым распределением (с наддувом) посевных комплексов «Flexi-Coil»

На посевных комплексах фирмы «Bourgault» установлена двухступенчатая высевающая система с наддувом с использованием шнекового высевающего аппарата (рисунок 1.27).

Из анализа существующих схем пневматических систем сеялок с круглой распределительной головкой можно сделать следующие выводы:

— двухступенчатые схемы используются для широкозахватных сеялок шириной более 8 метров;

— схемы с групповым высевом семян используются для посевных комплексов с разной шириной захвата и междурядьями при использовании одного и того же бункера семян;

Рисунок 1.28– Двухступенчатая высевающая система с наддувом с использованием шнекового высевающего аппарата фирмы «Bourgault»

— при двухпоточной системе распределения удобрения вносятся на 4-5 см глубже глубины заделки семян, что ведет к увеличению тягового сопротивления агрегата, поэтому двухпоточная система экономически оправдана только при внесении полной дозы удобрений при посеве;

— при использовании бункера с системой наддува усложняется конструкция бункера, и ухудшаются условия для заправки семян;

— шнековые высевающие аппараты не находят широкого распространения;

— использование двухступенчатых схем приводит к большей неравномерности распределения семян по сошникам по сравнению с групповым высевом семян с одноступенчатым распределением.

При использовании распределения воздушно – зерновой смеси в горизонтальной плоскости равномерно распределить горизонтальный поток воздушно-зерновой смеси в пневматической системе сеялки сложнее. Хотя наклон его в продольной плоскости не оказывает влияния на равномерность высева по сравнению с распределительным устройством вертикального типа. А при поперечном наклоне качество деления ухудшается незначительно.

На рисунке 1.29 показаны схемы существующих распределительных систем горизонтального типа. Данные системы распределения можно условно разделить на 3 типа по наличию и расположению вставок, приспособлений, находящихся внутри данных устройств: распределительные устройстварасполагаются на входе; распределительные устройства располагаются на выходе; распределение происходит без применения устройств и вставок, за счет самой конструкции распределительной системы. Рассмотрим каждый из типов горизонтальных распределителей.

1. Распределительные устройства располагаются на входе в распределительную систему. В данном случае дополнительные ставки и рассекатели воздушного потока, обладающие разнообразными формами, устанавливаются в передней части распределителя. Они способствуют распределению давления

Рисунок.1.29 — Горизонтальные распределяющие устройства

и воздушно-зерновой смеси по отводящим патрубкам, задавая направление движения при попадании зернового материала в распределитель. Эта способность и является достоинством данных устройств.

2. Распределительные устройства располагаются на выходе из распределительной системы. Такая система содержит подводящий трубопровод, расширяющийся раструб, состоящий из верхней, нижней стенки и боковых прямолинейных стенок. Перед отводящими патрубками установлены делители потока. В подобных устройствах воздушно-зерновая смесь, попадая в распределительное устройство, движется основной массой по центру устройства и начинает распределяться лишь перед отводящими патрубками, что приводит к неравномерному распределению высеваемого материала по всей ширине раструба.

3. Распределение происходит без применения устройств и вставок, за счет самой конструкции распределительной системы. Данные распределители имеют криволинейные формы для достижения равномерности распределения высеваемого материала. Но проведенные исследования влияния радиуса изгиба на равномерность распределения удобрений и движения частиц высеваемого материала на изгибе показало наличие залипания и забивания распределителя. Так же предложенное устройство более материалоемко и энергоемко по сравнению с предложенными распределителями горизонтального типа.

Необходимо отметить, что в отечественных посевных комплексах пневматическая система во многих случаях не настраивается под определенную культуру, под необходимую норму высева (вентиляторы имеют привод с постоянной частотой вращения). А это приводит к выносу семян на поверхность, лишней затрате энергии, износу семяпроводов и разрушению семян.

Из анализа существующих конструкций видно, что для улучшения качества высева используются различные конструктивные исполнения посевных систем. Необходимо отметить такие недостатки посевных систем, как:

— использование воздушного потока для распределения семян в подлаповом пространстве приводит к выносу семян на поверхность почвы; это происходит особенно тогда, когда воздушный поток не регулируется, или неправильно подобраны обороты вентилятора;

— при использовании посевных комплексов на склонах возрастает неравномерность распределения семян по сошникам.

На основе анализа существующих конструкций современных пневматических систем дозирования, транспортирования и распределения семян по сошникам для разрабатываемого посевного комплекса принята пневматическая распределительная система с групповым высевом семян с одноступенчатым распределением, с наддувом бункера и эжекторным питателем, а дозирующая система катушечного типа с регулируемыми оборотами катушки через бесступенчатый редуктор (рисунок 1.30)

вентилятор; 2-делитель потока воздуха; 3-эжекторный питатель; 4-катушечный высевающий аппарат; 5-бункер; 6-воздухопроводы к дозаторам; 7-распределительная головка; 8-семяпровод; 9-циклон; 10-сошник.

Рисунок 1.30 – Пневматическая система с наддувом с дозирующей системой одноступенчатого распределения семян, катушечным высевающим аппаратом и эжекторным питателем.

Такая пневматическая система, как показывают результаты исследований […] обеспечивает равномерность высева семян между отдельными сошниками в пределах 4-8%.

Для устранения возможности выброса семян воздушным потоком из дна бороздки на поверхность поля перед входом семян в сошник, установлен циклон, который отводит поток воздуха в атмосферу.

1.5 Цель и задачи исследования

На основе изучения проблемы по разработке конструктивной схемыи обоснованию параметров посевного комплекса для тракторов класса тяги 5, а также анализа факторов, влияющих на выбор технологии и способа посева сельскохозяйственных культур, анализа конструктивных посевных комплексов, типов сошников отечественного и зарубежного производства и пневматических систем посевных комплексов поставлена цель и определены задачи исследования.

Цель исследования: разработать конструктивную схему и обосновать параметры посевного комплекса с пневматическим высевом семян для тракторов класса тяги 5, обеспечивающего высокие качественные, количественные и экономические показатели при посеве зерновых и кормовых культур различным способами в разных почвенно-климатических условиях.

Задачи исследования:

1) Разработать конструктивную схему посевного комплекса и посевной секции с различными типами сошников для посева семян,зерновых и кормовых культур в разных почвенно-климатических условиях.

2) Обосновать конструктивные параметры посевного комплекса для агрегатирования с тракторами класса тяги 5.

3) Обосновать конструктивные параметры посевной секции с различными типами сошников (анкерные, дисковые, килевидные, лаповые, Т-образные) с возможностью посева на разную глубину.

4) Обосноватьтипипараметрыпневматическойсистемы,дозаторовираспределителей семян и удобрений. 5) Разработать3Dмодельичертежнуюдокументацию ППА для тракторов класса тяги 5.

6) Передать чертежную документацию в ООО «Челябинский компрессорный завод» и изготовить опытный образец посевного комплекса.

7) Провестипредварительныеиспытаниямакетногообразцапосевного комплексавпроизводственныхусловиях.

8) Доработать чертежную документацию в соответствии с полученными замечаниями.

9) Написать научно-технический отчет по выполненной работе и дать рекомендации по дальнейшему совершенствованию.

2 Разработка конструктивной схемы и обоснование параметров универсальной посевной секции

2.1 Обоснование конструктивной схемы и обоснование параметров универсальной посевной секции

Как показали результаты анализа (глава 1.3) для посева зерновых, технических и кормовых культур в зависимости от принятой технологии возделывания, от почвенно-климатических условий зоны и высеваемой культуры применяются дисковые, лаповые, анкерные одно и двухстрочные, килевидные, полозовидные, Т-образные и другие типы сошников. Они присоединяются к раме орудия через грядили шарнирно или через параллелограммный механизм.

Каждый тип сошника имеет свою индивидуальную конструкцию присоединения к раме сеялки и индивидуальный механизм регулирования глубины посева и прикатывания почвы после посева. Сошники имеют групповой и индивидуальный способы регулирования глубины хода сошника. При этом опорное и прикатывающее колеса имеют различные конструкции, что увеличивает номенклатуру деталей сошниковой группы и снижает качество работы сошников [1,2].

Для устранения недостатков существующих сошников нами разработана универсальная посевная секция для посева зерновых и кормовых культур со сменными сошниками для заделки семян на глубину от 2 до 12 см различными способами [8, 9, 10].

На рисунке 2.1 представлена конструктивная схема предлагаемой посевной секции, которая крепится к раме индивидуально и работает независимо друг от друга.

Разработанная универсальная посевная секция состоит из корпуса 1, связаной с рамой сеялки через параллелограммное подвесное устройство 2 с пружиной сжатия 3 и регулировочной гайкой 4, дискового ножа 5 и опорного колеса 6, расположенных на общей оси стойки 7, прикатывающего колеса 8 со стойкой 9. Кронштейн 10 стойки 7 опорного колеса 6 и кронштейн 11 стойки 9 прикатывающего колеса 8 связаны между собой регулируемой по длине тягой 12, длина которой регулируется ручкой 13, что создает тандем, который при движении по неровностям поверхности поля при установке сошника между опорным и прикатывающим колесами снижает воздействие величины неровности на сошник в два раза. Тяга 12 служит для регулирования глубины хода сошника 14. Сошник 14 крепятся к корпусу 1 посевной секции через основной болт 15 и срезной болт 16, который служит для предохранения сошника 14 от поломок при наезде на препятствие.

Рисунок 2.1 – Конструктивная схема посевной секции

Посевная секция предназначена для посева семян зерновых, технических и кормовых культур по стерне и по обработанному фону. Для посева этих культур различными способами на место сошника 14 (рисунок 2.1) устанавливаются сменные сошники (рисунок 2.2): одно и двудисковые а), анкерные с однострочным посевом семян б), анкерные с двухстрочным посевом семян в), анкерные Т-образные г) для прямого посева семян, килевидные д) и лаповые е) сошники. Анкерные сошники б) и в) для образования семенного ложа для семян снабжены уплотнителем почвы, который создает семенное ложе из осыпавшейся почвы после прохода носка сошника.

Посевная секция работает следующим образом. Корпус 1 посевной секции при помощи параллелограммного подвесного устройства 2 присоединяется к раме орудия. В процессе работы пружина сжатия 3 прижимает корпус 1 вместе с сошником 14, опорным 6 и прикатывающим 8 колесами к поверхности поля, степень сжатия которых регулируется гайкой 4. Глубина хода сошника 14 регулируется изменением длины тяги 12 регулировочной ручкой 13. Величина давления прикатывающего колеса 8 на почву после прохода сошника 14 регулируется перестановкой оси крепления тяги 12 в отверстия кронштейнов 10 и 11. При работе с анкерными сошниками впереди сошников на одной оси с опорным колесом 6 устанавливается дисковый нож 5.

Рисунок 2.2 – Сменные сошники

В процессе работы посевной секции опорное колесо движется по неровностям рельефа поверхности поля Z_ПП(t). Для определения колебаний сошника посевной секции при движении по неровностям рельефа поля, рассмотрим кинематическую модель процесса работы посевной секции, которая позволяет оценить вероятность выполнения сошником агротехнических требований по глубине посева в зависимости от конструктивных параметров посевной секции (расстояния L, L₁ и _L2) (рисунок 2.3).

Рисунок 2.3 – Конструктивные параметры посевной секции

Кинематическая модель посевной секции может быть получена при условии, что движение посевной секции изучается независимо от сил, действующих на нее. Тогда опорное колесо посевной секции безотрывно копирует профиль рельефа поля, а сошник не испытывает воздействие сил от неравномерности сопротивления почвы. В качестве входных воздействий берутся неровности рельефа поля под опорными и прикатывающими колесами, а выходными показателями служат величины, характеризующие равномерность глубины хода сошника.

Тогда текущее значение глубины хода сошников а_i(t), м, определяется по зависимости

, (2.1)

где а – установленная глубина заделки семян, м;

Δа_i(t) – изменение глубины заделки семян при движении опорного и прикатывающего колес по неровностям рельефа поверхности поля Z_ПП(t) и неровностям рельефа под прикатывающим колесом Z_ПК(t), м.

В свою очередь

, (2.2)

где Z_дб(t) – величина неровности рельефа дна борозды после прохода сошника, м.

При известных величинах неровностей Z_ПП(t) и Z_ПК(t) можно определить значение Z_дб(t) в виде:

, (2.3)

где Z_ПК(t) – величина неровностей рельефа поверхности поля после прохода прикатывающего колеса за следом сошника, м;

L – расстояние между опорным и прикатывающим колесами, м;

L₂ – расстояние от прикатывающего колеса до сошника, м.

Подставляя Z_дб(t) из уравнения (2.3) в уравнение (2.2) получим:

, (2.4)

где L₁ – расстояние от опорного колеса до сошника, м;

Поскольку в процессе движения посевной секции после прохода сошника рыхлая почва под действием собственного веса или загортачем осыпается на дно бороздки, то величину неровностей рельефа после прохода прикатывающего колеса можно принять равной нулю, т.еZ_ПК(t)=0.

Тогда текущее значение изменения глубины заделки семян равна

, (2.5)

а текущее значение глубины заделки семян равна

, (2.6)

и среднеквадратическое отклонение равно

Из формулы (2.6) вытекает, что чем меньше L₁, тем меньше величина колебаний глубины заделки семян.

Кроме высоты неровностей рельефа поверхности поля Z_ПП(t), рельеф поля характеризуется длинной волн неровностей L_ПП(t), которая изменяется от 0 до ∞. Величина длин волн неровностей оказывает влияние на копирование рельефа поля посевной секции и зависит от расстояния L между опорным и прикатывающим колесами. Исследованиями [11] установлено, что длины волн неровностей L_ПП(t), равные

полностью копируются рабочими органами машин.

Значения перепада высот неровностей поверхности поля Z_ПП с увеличением длины волн неровностей возрастает. Зависимость минимальных Z_ПП^min, см, максимальных Z_ПП^mах, см, и средних Z_ПП^ср, см, значений перепада высоты неровностей рельефа поля от длины волн неровностей L_ПП, м, для условий Южного Урала представлены на рисунке 2.4, которые показывают, что с увеличением L_ПП значение Z_ПП возрастает [12].

Таким образом, текущее значение глубины заделки семян зависит от характеристик рельефа поверхности поля Z_ПП(t) и L_ПП(t)и параметров посевной секции L и L₁. При известных характеристиках рельефа поля и допустимых значениях колебания сошника по глубине см для зерновых культур и см для мелкосеменных культур можно при проектировании выбрать параметры L и L₁, обеспечивающие эти условия.

Рисунок 2.4 – Зависимость максимального, минимального и среднего значений отклонения перепада высот неровностей поля Z_ПП от длины волн неровностей L_ПП при движении агрегата в различных направлениях от 0 до 90˚ для условий Южного Урала [12].

Рисунок 2.5 – Расчетная схема посевного комплекса ПК-12.

Точка крепления посевной секции к раме при движении посевного комплекса по неровностям рельефа поверхности поля Z_ПП(t) колеблется в определенных пределах и зависит от места их расположения на раме (рисунок 6). Величина колебаний рамы посевного комплекса зависит от места расположения опорных колес и шарниров и расстояния между ними. Для определения величины этих колебаний воспользуемся кинематической моделью посевного комплекса, которая позволяет оценить вероятность выполнения агротехнических требований по глубине заделки семян.

В качестве входных воздействий берутся неровности рельефа поля Z_ПП(t) под опорными колесами (1, 2, …, 8), оцениваемые перепадами высот в зависимости от расстояний между опорными колесами (X_i и Y_i) (рисунок 5), а выходными показателями являются величины колебаний рамы посевной секции Z_i(t) на месте крепления i-той посевной секции (рисунок 2.5).

Тогда для центральной секции посевного комплекса вертикальное перемещение центра тяжести (т.0₂) Z₀₂(t) и угловые колебания в продольно-вертикальной плоскости φ_ц(t) и поперечно-вертикальной ψ_ц(t) плоскостях определяются по выражениям:

где – база центральной секции посевного комплекса, м;

– расстояние между передними и задними рядами колес, м.

При известных , , можно определить вертикальные перемещение точек крепления посевных секций на центральной секции посевного комплекса:

где и – координаты точки крепления i-той посевной секции на раме относительно центра тяжести центральной секции (т. О₂) по осям y и x, м.

Для определения вертикальных перемещений точек крепления посевной секции к раме на боковых секциях необходимо определить вертикальные перемещения шарниров , , , в виде:

При известных Z_ПП1(t), Z_ПП5(t), и можно определить для левой боковой секции вертикальное перемещение центра тяжести (т.0₁) и угловые колебания в продольно вертикальной и поперечно-вертикальной плоскостях в виде:

При известных , и можно определить вертикальные перемещения точек крепления посевной секции на левой боковой секции посевного комплекса:

где и – координаты точки крепления i-той посевной секции на левой боковой секции относительно центра её тяжести (т. О₁) по осям y и x, м.

Аналогично можно определить для правой боковой секции вертикальные перемещения центра тяжести (т.0₃) и угловые колебания в продольно-вертикальной и поперечно-вертикальной плоскостях в виде:

При известных , и можно определить вертикальные перемещения точек крепления посевной секции на правой боковой секции посевного комплекса:

где и – координаты точки крепления i-той посевной секции на правой боковой секции относительно центра её тяжести (т. О₃) по осям y и x, м.

При известных значениях величин вертикального перемещения точек крепления посевных секций на центральной и боковых секциях можно определить жесткость пружин и величину сжатия и растяжения пружин поджатия посевных секций в процессе их перемещения по известному рельефу поверхности поля. Исходные данные для расчетов представлены в таблице 1.1

Таблица 1.1 – Исходные данные посевного комплекса ПК-12 для расчетов.

Продолжение таблицы 1.1

По полученным зависимостям при известных характеристиках рельефа поверхности поля, конструктивных параметрах рамы посевного комплекса и месторасположения опорных колес определены вертикальные перемещения центра тяжести центральной и боковых секций Z_O1, Z_O2, Z_O3 и продольные и поперечные колебания рамы относительно центров тяжести центральной и боковых секций, , , , , . Результаты расчетов представлены на рисунках 2.6-2.8.

Из полученных данных следует, что в процессе работы вертикальные перемещения центров тяжести центральной секции находятся в пределах от 2-4 см, боковых секций от 1-4,3 м, а угловые колебания не превышают ±1 градуса.

При известных параметрах вертикальных перемещений и угловых колебаний центральной и боковых секций определены вертикальные перемещения точек крепления посевных секций на центральной и боковых секциях, наиболее удаленных от центров их тяжести. Результаты расчетов представлены на рисунке 10, которые показывают, что максимальные перемещения находятся в пределах от 1 до 5,5 см, что меньше максимальных значений перепада высот неровностей рельефа поля , поскольку посевные секции расположены между опорными колесами ближе к центру тяжести соответствующей секции.

Полученные данные показывают, что установленные на посевной секции пружины поджатия должны иметь свободный ход поджатия после установки предварительного сжатия пружины на величину не менее 5,5 см. С учетом различных условий работы величину свободного хода пружины h м., принимаем равной h=0,06 м. Тогда при известной силе поджатия пружины F_П, кН можно определить жесткость пружины с, кН/м, как .

Рисунок 2.6 – Зависимости изменения , см и и град, центральной секции от времени опыта t, с.

Рисунок 2.7 – Зависимости изменения , см и и град, левой боковой секции от времени опыта t, с.

Рисунок 2.8 – Зависимости изменения , см и и град, правой боковой секции от времени опыта t, с.

Рисунок 2.9 – Зависимости максимальных значений вертикальных перемещений точек крепления посевных секций к раме посевного комплекса на центральной см, и боковых левой см, и правой см, секции от времени опыта t, с.

При установленных параметрах пружины поджатия посевной секции, изучены влияния параметров посевной секции на характер изменения рельефа дна борозды и глубины хода сошников при перемещении посевной секции по синусоидальному рельефу с разной длиной волн неровностей L_ПП, м, с амплитудой Z_ПП соответствующей длине L_ПП (рисунок 2.4). Результаты расчетов предоставлены на рисунке 2.10. Расчеты проведены для максимальных значений Z_{ПП max}. На рисунке 2.10 представлены траектории перемещения носка сошника, установленного в середине между опорным и прикатывающим колесами, образующих рельеф дна борозды, при движении по синусоидальному рельефу с разной L_ПП и Z_ПП с базой сошника L=0,70 м и L=1,1 м.

Рисунок 2.10 – Зависимости колебаний рельефа дна борозды при движении посевной секции по неровностям рельефа поля с различной длинной волн неровностей L_ПП, м.

Видно, что средняя величина колебаний дна борозды Z_дб, образуемой сошником, копирует рельеф поверхности поля с уменьшением амплитуды колебаний в два раза. Однако текущие значения Z_дб зависят от соотношения расстояний L_ПП и L. При L_ПП=L происходит резонансные, наибольшие колебания сошника относительно среднего его значения, а при увеличении L_ПП м, колебания сошника относительно среднего значения уменьшается и при L_ПП≥6L траектория перемещения сошника полностью копирует рельеф поверхности поля, что подтверждает условия (2.8). Установлено, что с уменьшением L величина колебаний Z_дб относительно среднего значения уменьшается, что улучшает устойчивость хода сошника по глубине посева.

На рисунках 2.11-2.12 представлены зависимости среднеквадратического отклонения рельефа дна борозды Ϭ_Zдб, мм, и среднеквадратического отклонения глубины хода сошника Ϭ_a, мм, от длины волн неровностей L_ZПП, м, при значениях L=0,7 м и L=1,1 м. Из представленных данных видно, что с уменьшением расстояния между опорным и прикатывающим колесами L, Ϭ_Zдб, Ϭ_a, мм, снижаются, что показывает на целесообразность уменьшения расстояния L. С учетом конструктивных требований, с целью обеспечения регулировок посевной секции, проведения свободной замены сошников и ухода за ними расстояние L принимаем равной L=0,9 м, при установке сошников в середине между опорным и прикатывающим колесами.

Рисунок 2.11 – Зависимость среднеквадратического отклонения рельефа дна борозды Ϭ_Zдб, мм, от длины волн неровностей L_ПП, м при L=1,1 м.

Рисунок 2.12 – Зависимость среднеквадратического отклонения глубины хода сошника Ϭ_a, мм, от длины волн неровностей L_ПП, м при L=1,1 м.

Рисунок 2.13 – Зависимость среднеквадратического отклонения рельефа дна борозды Ϭ_Zдб, мм, от длины волн неровностей L_ПП, м при L=0,75 м.

Рисунок 2.14 – Зависимость среднеквадратического отклонения глубины хода сошника Ϭ_a, мм, от длины волн неровностей L_ПП, м при L=0,75 м.

На основе проведенных исследований установлена конструктивная схема посевной секции, параметры пружины поджатия, которые обеспечивают выполнение своей функции в различных условиях работы, установлены параметры посевной секции, обеспечивающие выполнение агротехнических требований к посеву семян зерновых, технических и кормовых культур. Результаты исследований показали возможность использования разработанной посевной секции на сеялках с механическим и пневматическим высевом семян.

Для проведения прочностных расчетов и определения тягового сопротивления посевной секции при установке различных типов сошников необходимо определить силы, действующий на посевную секцию при работе в различных условиях.

2.2 Определение сил, действующих на универсальную посевную секцию

Конструктивная схема, параметры и тип сошника универсальной посевной секции оказывают основное влияние на её тяговое сопротивление и силы, действующие на отдельные её узлы. На работу посевной секции и выполнение ею агротехнических требований оказывает влияние сила её тяжести и её параметры. При изменении глубины хода сошника и свойств почвы силовая загруженность посевной секции меняется и для соблюдения агротехнических требований к посеву возникает необходимость установки дополнительных пружин или гидроцилиндров поджатия.

Для проведения прочностных расчетов посевной секции и отдельных её узлов необходимо определить силы возникающие в процессе работы посевной секции в наиболее нагруженных условиях при максимальных значениях глубины хода различных типов сошников и удельного сопротивления почвы.

При обоснованных конструктивных параметрах посевной секции [3] можно определить силовую её загруженность в различных условиях работы (рисунок 2.15).

Рисунок 2.15 – Силы, действующие на посевную секцию с разными вариантами установки пружин сжатия

В процессе работы на посевную секцию действуют следующие силы:

G – сила тяжести посевной секции, кН;

R_X, R_Z – горизонтальная и вертикальная составляющие сил, действующих на сошник, кН;

Q_X0, Q_Z0 – горизонтальная и вертикальная составляющие сил, действующих на опорное колесо, кН;

Q_Xд, Q_Zд – горизонтальная и вертикальная составляющие сил, действующих на диск или турбодиск, кН;

Q_Xп, Q_Zп – горизонтальная и вертикальная составляющие сил, действующих на прикатывающее колесо, кН;

F₁, F₂ – сила сжатия пружины в различных вариантах её установки, кН.

В процессе работы сошники посевной секции заглубляются в почву под действием силы тяжести G, кН, и силы сжатия пружины F₁ или F₂. При этом сила сжатия пружины:

где с₁ и с₂ – жесткость пружины, кН/м;

h₁ и h₂ – величина предварительного сжатия пружин, м.

Имеются два варианта установки пружин. Первый вариант предусматривает установку внутри параллелограммного механизма abcd с возникновением силы F₁ и второй вариант с вертикальной установкой с воздействием пружины в шарнире с, создающий усилие F₂.

Основным условием работы посевной секции с выполнением агротехнических требований является соблюдение расстояния Н от поверхности поля до нижней части рамы посевного комплекса при изменении глубины хода сошников. Тогда изменением величины предварительного сжатия пружины создается необходимая величина силы F₁ или F₂, обеспечивающая допустимые значения реакции почвы на опорном колесе Q_Z0и на прикатывающем колесе Q_ZП, при известных значениях сил, действующих на сошники.

Для определения тягового сопротивления посевной секции и необходимой величины силы сжатия пружины F₁ или F₂ составим уравнение суммы моментов относительно точки О, расположенной в шарнире b.

Уравнение (2.17) позволяет определить величину сил F₁ или F₂, позволяющие при установленной глубине хода сошника а₁, и известной жесткости пружины с определить величину ее предварительного сжатия h_i.

Тогда:

Для определения величин силы F₁ или F₂ необходимо определить значения сил, входящих в уравнения (2.17) и (2.18). Определим значения сил, входящих в эти уравнения, при работе с различными типами сошников.

Работа с анкерными сошниками. При работе с анкерными сошниками впереди сошника устанавливается дисковый нож или турбодиск, которые работают на глубине а₂≤а₁, где а₁ – глубина хода сошника, м. Согласно исследованиям [4] при глубине хода дискового ножа а₂=0,12 м и удельным сопротивлением k₁=30-40 кН/м², сила Q_Xд равна 0,7-0,9 кН. Тогда при глубине хода а₂=0,06 м и k₁=30-40 кН/м² примем Q_Xд=0,30-0,40 кН; и при Q_Zд=1,2Q_Xд сила Q_Zд равна 0,36-0,48 кН.

В процессе работы опорное колесо должно безотрывно копировать рельеф поверхности поля. Для этого допустимые значения силы реакции почвы на опорное колесо определяются по формуле Грандвуане – Горячкина [5].

(2.19)

где D₀ – диаметр опорного колеса, м;

q – коэффициент объемного сопротивления почвы, кН/м³, для рыхлой почвы q=2000-4000 кН/м³; по стерне q=10000-25000 кН/м³;

b₀ – ширина обода опорного колеса, м;

μ – коэффициент перекатывания колеса, для рыхлой почвы μ=0,20-0,25; по стерне μ=0,1-0,15.

Тогда для опорного колеса с D₀=0,31 м и b=0,1 м, перемещающегося по стерне кН, по рыхлой почве кН;

(2.20)

Тогда при перемещении по стерне кН и по рыхлой почве кН.

Для прикатывающего колеса, перемещающегося по рыхлой почве, допустимое значение нагрузки на колесо Q_ZП определяется по формуле (2.19).

При D_П=0,34 м и b=0,04 м, допустимое значение кН.

При D_П=0,34 м и b=0,15 м, допустимое значение кН.

Тогда

(2.21)

При b=0.04 м, кН.

При b=0.15 м, кН.

Тяговое сопротивление анкерного сошника определяется по зависимости:

(2.22)

где k₁ – удельное сопротивление почвы кН/м²;

а₁ – глубина заделки семян, м;

b₁ – ширина зоны рыхления почвы на уровне поверхности поля, м.

Согласно, работ [4] для тупых углов установки долота зона деформации почвы сбоку от чизельного рабочего органа при малой глубине определяется по формуле:

, (2.23)

где d – ширина долота сошника, м;

θ – угол рыхления почвы сбоку рабочего органа, град, θ=40-60˚ [4].

Значение силы R_Za для анкерных сошников определяется по зависимости:

(2.24)

Работа с дисковыми сошниками.

При работе с дисковыми сошниками посев производится по обработанной почве. Поэтому дисковый нож не устанавливается и в работе учувствуют опорное и прикатывающие колеса и дисковый сошник. При этом усилия Q_Z0, Q_X0, Q_ZП и Q_XП определяются аналогично рассмотренному выше. Для работы посевной секции по рыхлой почве тяговое сопротивление двухдискового сошника определяется по формуле:

, (2.25)

где k₀ – коэффициент пропорциональности, кН/м;

кН/м. [6]

а₁ – глубина хода сошника, м.

Тогда

(2.26)

Работа с лаповыми сошниками.

При работе с лаповыми сошниками значения сил Q_Z0, Q_X0, Q_ZП и Q_XП определяются аналогично, описанному выше. При этом ширина прикатывающего колеса принимается равной ширине полосы высева семян.

Значения силы R_Xл, кН, определяется как:

(2.27)

где k – удельное сопротивление почвы, кН/м²;k=20-50 кН/м²;

b^’ – ширина захвата лапы, м; b^’=0,21-0,33 м.

Тогда

(2.28)

где m=0-0,3.

При работе посевной секции с различными типами сошников допустимое значение реакции почвы на опорном колесе и на прикатывающем колесе имеют определённые значения. Для обеспечения этих усилий на посевной секции предусмотрена возможность изменения передаточного отношения четырехзвенного механизма связи опорного и прикатывающего колес (рисунок 2.15).

Для определения зависимости между силами и рассмотрим четырехзвенный механизм abcd. Согласно формуле Терскова Г.Д [7].

где i – передаточное отношение четырехзвенного механизма.

η – кпд четырехзвенного механизма, примем η=1.

Для шарнирного четырехзвенного механизма, у которого ведущие и ведомые звенья являются кривошипами

Тогда

Или при η=1

В конструкции посевной секции предусмотрено изменение длин кривошипов аb и cd перестановкой пальцев крепления шатуна в соответствующее отверстие, что позволяет регулировать длину плеч a и b и достичь допустимых значений и .

Рисунок 2.15 – Четырехзвенный механизм связи опорного и
прикатывающих колес.

При известных глубине хода сошников и свойств почвы, установленных конструктивных параметрах посевной секции и длины хода пружины при движении посевной секции по неровностям рельефа поверхности поля [3] можно определить силы, действующие на различные типы сошников, реакции почвы на опорные и прикатывающие колеса, а также значения сил F₁ или F₂, для обеспечения выполнения агротехнических требований к посеву различных сельскохозяйственных культур.

Согласно представленной методике определены значения сил, действующих на диски и различные типы сошников, опорное и прикатывающие колеса, представленные на рисунках 2.16 – 2.20. Результаты расчетов показывают, что с увеличением глубины хода рабочих органов а₁, м, и удельного сопротивления почвы k, кН/м², значения сил, действующих на диск и рабочие органы, возрастают. Величина их возрастания зависит от типа сошника и находится в пределах кН и кН, причем наибольшее тяговое сопротивление имеют анкерные сошники при нулевой технологии возделывания сельскохозяйственных культур. Реакции почвы на опорном и прикатывающем колесах (рисунок 2.20) зависят от места их расположения, коэффициента перекатывания колеса μ и объемного сопротивления почвы q, в зависимости от принятой технологии посева, и находится в пределах от 0 до 3,7 кН.

Рисунок 2.16 – Зависимость горизонтальнойQ_x, кН, и вертикальной Q_z, кН, составляющих сил, действующих на диск или турбодиск, от глубины их заглубления в почву а₂, м, при различных значениях удельного сопротивления почвы k, кН/м².

Рисунок 2.17 – Зависимость горизонтальной R_x, кН, и вертикальной R_z, кН составляющих сил, действующих на анкерный сошник, от глубины заделки семян а₁, м, при различных значениях удельного сопротивления почвы k, кН/м².

Рисунок 2.18 – Зависимость горизонтальной R_x, кН, и вертикальной R_z, кН составляющих сил, действующих на дисковый сошник, от глубины заделки семян а₁, м, при различных значениях коэффициента пропорциональности k₀, кН/м.

Рисунок 2.19 – Зависимость горизонтальной R_x, кН, и вертикальной R_z, кН составляющих сил, действующих на лаповый сошник, от глубины заделки семян

Рисунок 2.20 – Зависимость горизонтальной Q_x, кН, и вертикальной Q_z, кН составляющих сил, действующих на опорное и прикатывающее колеса, от коэффициента перекатывания колеса µ, при различном коэффициенте объемного сопротивления почвы q, кН/м³.

Зависимость силы сжатия пружины F₁ или F₂, необходимых для обеспечения выполнения требований к глубине посева семян, для различных типов сошников представлены на рисунках 2.21-2.23. Наибольшее значение силы сжатия пружины требуется для анкерных сошников при прямом посеве семян, которая при увеличении глубины заделки семян от 0,03 до 0,15 м и увеличении удельного сопротивления почвы от 20 до 50 кН/м² находится в пределах F₁=0,03-9,0 кН, а F₂=0,03-6,3 кН. Для дисковых и лаповых сошников потребные значения силы сжатия пружины не превышают 1,5 кН. Поэтому параметры пружины должна быть выбраны по максимальному значению силы F₁ и F₂. Результаты расчетов показывают целесообразность установки пружины сжатия вертикально с силой сжатия F₂, при которой потребное значение силы для обеспечения работоспособности посевной секции уменьшается.

Согласно представленных данных (рисунки 2.16-2.20) при известных для конкретной зоны глубины посева семян зерновых и кормовых культур, удельного сопротивления почвы и типа сошника, с которым будет произведен посев, можно определить значение силы F₂ (выбранный вариант), необходимый для работы сошника с соблюдением агротехнических требований. Затем, зная максимальную величину перемещения места крепления посевной секции h= 6 см [3], можно определить жесткость выбранной пружины, согласно зависимости (1).

Рисунок 2.21 – Зависимость силы сжатия пружины F₁, кН, и F₂, кН, действующих на посевную секцию с анкерным сошником от глубины заделки семян а₁, м, при различных значениях удельного сопротивления почвы, k, кН/м².

Рисунок 2.22 – Зависимость силы сжатия пружины F₁, кН, и F₂, кН, действующих на посевную секцию с дисковым сошником, от глубины заделки семян а₁, м.

Рисунок 2.23 – Зависимость силы сжатия пружины F₁, кН, и F₂, кН, действующих на посевную секцию с лаповым сошником, от глубины заделки семян а₁, м.

В процессе работы опорные и прикатывающие колеса связаны между собой четырехзвенным механизмом, который в зависимости от соотношения плеч a и b регулирует значения сил, действующих на опорноеQ_zо, кН, и прикатывающее Q_zп, кН, колеса (рисунок 2.24). Выбирая допустимые значения сил Q_zо и Q_zп можно определить величину передаточного отношения i=a/b (2.30) и значения плеч a и b и установить выбранные их значения на кронштейнах опорного и прикатывающего колес.

Рисунок 2.24 – Зависимость реакции почвы на опорном Q_zо, кН, и прикатывающем Q_zп, кН, колесах от величины передаточного отношения i
плеч a и b.

Проведенные расчеты показали, что в процессе работы при изменении положения рамы значение силы F₂ меняется в больших пределах, что ведет к принудительному заглублению или выглублению сошника по глубине и ведет к снижению равномерности заделки семян зерновых и кормовых культур в почву.

Поэтом для обеспечения устойчивости хода сошника по глубине сила F₂, действующая со стороны пружины на посевную секцию, должна быть постоянной. Этого можно достичь установкой на посевную секцию гидроцилиндра с регулятором давления для поддержания силы поджатия гидроцилиндра постоянной, независимо от колебаний места крепления посевной секции к раме посевного комплекса и колебаний самой посевной секции при движении по неровностям рельефа поверхности поля. При этом постоянное значение силы поджатия – F, кН, необходимое для удерживания сошника на установленной глубине (формула 2.18), обеспечивается созданием постоянного давления масле в гидросистеме, автоматически удерживаемое регулятором давления с управлением из кабины трактора.[патент]

Полученные значения сил, действующих на сошники R_x, кН, на опорное Q_xо, кН, и прикатывающее Q_xп, кН, колеса и на диск Q_xд, кН, позволяют определить величину тягового сопротивления посевной секции Р при различных значениях глубины хода сошника а₁, м, и удельного сопротивления почвы k, кН/м² (рисунок 2.25).

Рисунок 2.25 – Зависимость тягового сопротивления посевной секции P, кН, от глубины хода сошников а₁, м, для различных типов сошников.
(для лапового сошника в’=0,27 м)

Полученные данные показывают, что наибольшее значение тягового сопротивления имеет посевная секция с анкерным сошником для прямого посева, поскольку она снабжена диском для подрезания стерни и растительных остатков, а также зависит от величины удельного сопротивления почвы. Тяговое сопротивление лаповых сошников зависит т ширины захвата лапы, глубины их хода и удельного сопротивления почвы. Поскольку посев с посевной секцией, снабженный с дисковым сошником, производится по обработанной почве, она имеет наименьшее тяговое сопротивление. Представленные значения тягового сопротивления посевной секции и силы, действующие на отдельные узлы посевной секции, используются при проведении прочностных расчетов узлов и деталей посевной секции.

На основе проведенных исследований составлена расчетная схема посевной секции и получена формула для определения силы поджатия пружины, обеспечивающей устойчивость хода сошника по глубине заделки семян. Определены значения сил, действующих на сошники, опорное и прикатывающие колеса и диск, которые позволили рассчитать средние значения сил поджатия пружин для различных типов сошников при изменении глубины посева семян и свойств почвы. Установлено, что при колебаниях места крепления посевной секции к раме посевного комплекса и при колебаниях посевной секции при движении по неровностям рельефа поля сила, действующая на сошник со стороны пружиныменяется, что ведет к колебаниям глубины заделки семян. Для обеспечения постоянной силы поджатия корпуса посевной секции и улучшения устойчивости хода сошника по глубине на посевную секцию необходимо установит вместо пружины гидроцилиндр с регулятором давления масла в гидросистеме. Тогда гидроцилиндр независимо от положения посевной секции обеспечивает постоянную силу поджатия к поверхности поля, тем самым улучшая устойчивость её хода по глубине посева. Определено тяговое сопротивление посевной секции с различными типами сошников.

Полученные результаты исследований по обоснованию конструктивной схемы и параметров посевной секции и по определению сил, действующих на отдельные узлы и посевную секцию, будут использоваться для определения параметров посевного комплекса для различных условий работы.

3. Обоснование конструктивной схемы и параметров посевного комплекса для тракторов класса тяги 5.

3.1 Определение тягового сопротивления посевного комплекса с пневматическим высевом семян и удобрений.

Тяговое сопротивление посевного комплекса зависит от ширины захвата машины и скорости движения агрегата, напрямую влияющие на производительность работы агрегата и расход топлива. Посевные комплексы с пневматическим высевом семян, выпускаемые на отечественныхи зарубежных заводах, отличаются друг от друга конструктивным исполнением, типом рабочих органов, способом транспортирования и распределения семян и удобрений, и другими факторами(глава 1).

Основное влияние на тяговое сопротивление этих машин оказывает конструктивная схема почвообрабатывающей части комплекса,ёмкость бункера для семян и удобрений и его место расположение, а также тип и параметры сошника. Эти параметры установлены для посевных агрегатов с механическим высевом семян, когда бункер для семян и удобрений расположен на раме сеялки и имеет малую ёмкость. Однако, для посевных комплексов с пневматическим транспортированием и высевом семян влияние конструктивной схемы, месторасположение и параметры бункера для семян и удобрений на тяговое сопротивление не установлены.В связи с этим в данной работе изучаются влияниеэтих параметров на тяговое сопротивление посевного комплекса с пневматическим высевом семян.

В общем случае тяговое сопротивление посевного комплекса определяется в виде:

Р=Р_П+Р_Б, (3.1)

где Р_П – тяговое сопротивление почвообрабатывающей посевной частикомплекса, кН;

Р_Б – тяговое сопротивление бункера для семян и удобрений, кН.

Всвоюочередьтяговое сопротивление почвообрабатывающей посевной части комплекса можно определить по формуле академика В.П. Горячкина в виде [3]

(3.2)

гдеG_П– сила тяжести почвообрабатывающей посевной части комплекса, кН;

f – коэффициент пропорциональности учитывающий силу тяжести машины;

k₁ – удельное сопротивление почвы при работе сошников, кН/м²;

a₁ – глубина посева семян, м;

B – ширина захвата агрегата, м;

b – ширина междурядья, м;

v_a – скорость движения агрегата, м/с;

ε – коэффициент, характеризующий форму поверхности рабочего органа и свойства почвы, кНс²/м⁴;

k_2i – удельное сопротивление почвы для дополнительных
приспособлений, кН/м²;

a_2i– глубина хода дополнительных приспособлений, м;

n – количество дополнительных приспособлений, шт.

Согласно работам [16, 17] cила тяжести почвообрабатывающей части комплексаG_П, кН, состоит из силы тяжести прицепного устройства G₁, кН, силы тяжести рамы G₂, кН, силы тяжести рабочих органов G₃, кН, и силы тяжести опорных и транспортных колес и других приспособлений (катки, боронки и тд) G₄, кН, т.е.

(3.3)

Значения сил , , и определяются при проектировании для конкретных почвенно-климатических зон проведением прочностных расчетов для максимальных параметров глубины посева семян a₁, м,и глубины хода приспособлений a₂, м, максимальных значений удельного сопротивления почвы k₁, кН/м² иудельного сопротивления приспособлений k₂, м, которые возможно при работе проектируемого посевного комплекса. Согласно работам [Блед, 16, 17] полученные силы G₁, G₂, G₃ и G₄, можно выразить зависимости

(3.4)

где β 1/м², α и η – коэффициенты удельной металлоемкости, соответственно, рамных конструкций, рабочих органов и дополнительных рабочих органов, и приспособлений для наиболее нагруженных условий работы.

Из зависимостей (3.4) следует, что

Значения этих коэффициентов для определенных типов орудий имеют постоянные значения. При изменении условий работы агрегата, то есть a₁, м,a₂, м, k₁, кН/м²k₂, м, конструктивной схемы орудия L, м, сила тяжести G_П, кН, определяется по формуле:

, (3.6)

где β –коэффициент удельной металлоемкости рамных конструкций орудия, 1/м²;

L_i – расстояние от оси присоединения переднего брусья рамы к механизму навески или прицепному устройству до точки приложения равнодействующий всех сил, действующих на рабочие органы и приспособления, м;

α –коэффициент удельной металлоемкости сменных рабочих органов;

m – количество сменных рабочих органов, шт;

η –коэффициент удельной металлоемкости приспособлений;

γ₀ – объемный вес стали, кН/м³;

S₀ – суммарная площадь поперечного сечения профиля прицепного устройства, м².

Конструктивная схема почвообрабатывающей посевной части комплекса вводится в уравнении (3.6) через параметр L_i. Согласно исследованиям при расположении рабочих органов на раме орудия по шахматной схеме, общепринятой для посевных агрегатов, значение L_i, м, определяется по формуле, [5, 6]:

L_i=l₀+0,5l_p(с₁-1), (3.7)

где l₀ – расстояние от оси присоединения орудия к прицепному устройству до центра сопротивления первого ряда рабочих органов, м;

l_p – расстояние между рядами рабочих органов по ходу движения, м;

с₁ – количество рядов рабочих органов на раме комплекса, шт.

При l₀=0,5l_p; L_i=0,5·l_p·с₁ . (3.8)

Подставляя значение L и G_П из формул (3.8) и (3.6) в формулу (3.2), получим значение тягового сопротивления почвообрабатывающей части орудия P_П, кН, в виде:

(3.9)

Тяговое сопротивление бункера для семян и удобрений Р_Б, кН зависит от конструктивной схемы агрегата, силы тяжести семян и удобрений в бункере и силы тяжести ходовой части бункера (Рисунок 1.12).

Как видно из рисунка 1.12 в первой и второй конструктивных схемах бункер для семян и удобрений расположен на собственной одноосной или двухосной ходовой части. Однако в первой схеме колеса ходовой части перемещается по стерне, а во второй – по обработанной поверхности. Тогда Р_Б определяется по зависимостям:

Первая схема – Р_Б1i=(G_X+G_Б+G_Ci+G_Уi)·µ₁, (3.10)

Вторая схема – Р_Б2i=(G_X+G_Б+G_Ci+G_Уi)·µ₂, (3.11)

где G_X– сила тяжести ходовой части бункера, кН;

G_Б – сила тяжести бункера, кН;

G_Ci – сила тяжести семян в бункере, кН;

G_yi – сила тяжести удобрений в бункере, кН;

µ₁ – коэффициент перекатывания колес по стерне, µ₁=0,10…0,15 [4];

µ₂ – коэффициент перекатывания колес по обработанному полю,
µ₁=0,2…0,3 [4].

В третьей конструктивной схеме бункер для семян и удобрений расположен на прицепном устройстве почвообрабатывающей посевной части комплекса, на собственных ходовых колесах перемещающейся по необработанному полю и его сила тяжести воспринимается ходовыми колесами. Тогда:

Р_Б3i=(G_Б+G′_X+G_Ci+G_Уi)µ₁, (3.12)

где G′_X – сила тяжести ходовой части без учета силы тяжести прицепного устройства G₁, кН.

В четвертой конструктивной схеме сила тяжести бункера семян и удобрений воспринимается рамой и влияют на тяговое сопротивление комплекса наравне с силой тяжести почвообрабатывающей посевной части комплекса. Тогда:

Р_Б4i=(G_Б+G_Ci+G_Уi)f_, (3.13)

Выразим значения G_X, G_Б, G_Сi, G_Уi через параметры посевного комплекса и норму высева семян и удобрений [1, 2].

G_Ci=0,0036Q_CBv_aτ_см(Т-Т₁), кН, (3.14)

G_yi=0,0036Q_УBv_aτ_см(Т-Т₁), кН, (3.15)

G_Б=0,36σBv_aτ_смТ()γ₀, кН, (3.16)

,кН, (3.17)

, кН, (3.18)

где σ – коэффициент удельной металлоемкости бункера для семян и
удобрений;

– коэффициент удельной металлоемкости ходовой части бункера для семян и удобрений;

Q_C – норма высева семян, кг/га;

Q_У – норма высева удобрений, кг/га;

γ_С – удельная масса семян, кг/м³;

γ_У – удельная масса удобрений, кг/м³;

Т – расчетное время работы агрегата в загоне с одной заправкой, ч;

Т₁ – время работы агрегата после заправки, ч;

τ_см – коэффициент использования времени смены.

Значения сил G_Ci, G_yi, G_Би G_xопределяется при проектировании бункера для семян и удобрений для максимальных значений нормы высева семян Q_cи высева удобрений Q_у, а также для максимального допустимого значения времени работы агрегата с одной заправкой Т и ширины захвата комплекса В, проведением прочностных расчетов бункера для семян и удобрений и ходовой части бункера. Тогда при известных значениях сил G_Ci, G_yi, G_Би G_x определяют согласно формуле (3.16) и (3.17) значения коэффициентов металлоемкости бункера σ и ходовой части бункера δ, которые имеют вид:

, (3.19)

, (3.20)

При проектировании нового орудия значения параметров В_i, v_ai, τ_см, Q_ci, Q_уi, Т_i, γ_0i, γ_Ci, γ_yi–в формулах (3.14-3.18) принимаются соответствующие к новым условиям работы.

Подставляя полученные значения сил тяжести G_X, G_Б, G_С, G_У в уравнения (3.10…3.13) определим значения тягового сопротивления бункеров для различных конструктивных схем.

1 схема:

, кН (3.21)

2 схема:

, кН (3.22)

3 схема:

,кН(3.23)

4 схема:

, кН. (3.24)

Подставляя значение P_П, кН, из формулы (3.9) и значения Р_Б, кН, для различных конструктивных схем почвообрабатывающих посевных агрегатов из формул (3.21)…(3.24) в формулу (3.1) получим значения тягового сопротивления агрегатов Р, кН, при изменении свойств почвы, глубины посева, нормы высева семян и удобрений, ширины захвата агрегата и времени работы агрегата с одной заправкой.

Результаты исследования.

Рассмотрим по полученным зависимостям изменения тягового сопротивления почвообрабатывающей посевной машины при посеве зерновых культур.

Исходные данные для расчетов представлены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 – Исходные данные для расчетов.

Определим тяговое сопротивление почвообрабатывающей посевной части машины согласно зависимости (3.9).Результаты расчетов (рисунок 3.1-3.11) показывают, что на величину тягового сопротивления посевной части посевного комплекса P_п, кН,при рекомендуемой скорости движения агрегата v_a=3 м/с оказывают влияние глубина хода сошников а_i, м, удельное сопротивление почвы для различных типов рабочих органов сошников k_i, кН/м²коэффициент пропорциональности f и ширина захвата посевного комплекса В, м. Видно что, значение силы P_п при увеличении ширины захвата от 5 до 15 м, глубины обработки от 0,05 до 0,15 м и удельного сопротивления почвы от 20 до 50 кН/м² для различных типов сошников изменяется в пределах от 3 кН до 230 кН, что показывает на возможность выбора ширины захвата агрегата В при различных значениях а₁ и k₁ для агрегатирования с тракторами различного класса тяги.

Наибольшее влияние на величину тягового сопротивления оказывают глубина хода сошников и удельное сопротивление почвы. Из рисунков 3.1-3.3 видно, что при ширине захвата посевного комплекса 12 м для анкерных сошников при увеличении глубины хода сошников от 0,05 м до 0,08 м тяговое сопротивление при удельном сопротивлении почвы 20 кН/м² возрастает от 19 кН до 33,5 кН, т.е. на 76%, а при увеличении глубины хода сошников от 0,08 м до 0,15 м тяговое сопротивление возрастает от 33,5 кН до 94 кН, т.е. на 180 %. Увеличение удельного сопротивления почвы от 20 кН/м² до 50 кН/м² вызывает увеличение тягового сопротивления при глубине хода сошников 0,05 м от 19 кН до 32 кН, т.е. на 68%, при глубине хода 0,08 м от 33,5 кН до 64 кН, т.е. на 91%, а при глубине хода сошника 0,15 м от 94 кН до 185 кН, т.е. на 97%. С увеличением скорости движения агрегата от 2 м/с до 3,5 м/с тяговое сопротивление возрастает при удельном сопротивлении почвы равном 20 кН/м² и ширине захвата посевного комплекса 12 м от 40 до 46 кН, т.е. на 16% (рисунок 3.4).

Тяговое сопротивление посевной части посевного комплекса при работе с дисковыми сошниками (рисунки 3.5-3.6) при ширине захвата 12 м, при удельном сопротивлении почвы 20 кН/м², при скорости движения агрегата 3 м/с, при увеличении глубины хода сошника от 0,05 м до 0,08 м возрастает от 11,5 кН до 14 кН, т.е. на 21%, а увеличение удельного сопротивления почвы от 20 кН/м² до 50 кН/м² ведет к увеличению тягового сопротилвения при глубине хода сошника 0,05 м от 11,5 кН до 17,5 кН, т.е. на 52%, при глубине хода 0,08 м от 14 до 24, т.е. на 71%. Увеличение скорости движения агрегата от 2 м/с до 3,5 м/сведет к увеличению тягового сопротивления посевной части посевного комплекса при удельном сопротивлении почвы 30 кН/м² и глубине хода сошника 0,08 м от 16,8 кН до 18кН, т.е. на 7,1% (рисунок 3.7)

Зависимость тягового сопротивления посевной части посевного комплекса с лаповыми сошниками от ширины захвата посевного комплекса предоставлены на рисунках 3,8-3,10. Из рисунков видно, что при ширине захвата посевного комплекса 12 м, скорости движения агрегата 3,0 м/с, при увеличении глубины хода сошников от 0,05 до 0,08 м тяговое сопротивление увеличивается при удельном сопротивлении 20 кН/м² от 28кН до 28 до 41 кН, т.е. на 46%, а при увеличении глубины хода сошника от 0,08 м до 0,15 м от 41 кН до 69 кН, т.е. на 68%. Увеличение удельного сопротивления почвы от 20 кН/м² до 50 кН/м² приводит к увеличению тягового сопротивления при глубине хода сошника 0,05 м от 28 кН до 52 кН, т.е. на 85%, глубине хода сошника 0,08 м от 41 кН до 78,5 кН, т.е. на 91%, а при глубине хода сошника 0,15 м от 69 кН до 141 кН, т.е. на 85%, глубине хода сошника 0,08 м от 41 кН до 78,5 кН, т.е. на 104%. С увеличением скорости движения агрегата от 2 м/с до 3,5 м/с тяговое сопротивление посевной части посевного комплекса возрастает при удельном сопротивлении почвы 30 кН/м² ширина захвата агрегата 12 м от 48 кН до 57 кН, т.е. на 18% (рисунок 3.11).

Полученные результаты расчетов показывают, что наибольшее тяговое сопротивление имеет посевная часть посевного комплекса с анкерными и лаповыми сошниками.

Рисунок 3.1 – Зависимость тягового сопротивления посевной части посевного комплекса с анкерными сошниками Р_П, кН, от ширины захвата посевного комплексаВ, м, при глубине хода сошника а₁=0,05 м, скорости движения агрегата v_a=3 м/с, и различных значениях удельного сопротивления почвы k₁ кН/м².

Рисунок 3.2 – Зависимость тягового сопротивления посевной части посевного комплекса с анкерными сошниками Р_П, кН, от ширины захвата посевного комплексаВ, м, при глубине хода сошника а₁=0,08 м, скорости движения агрегата v_a=3 м/с, и различных значениях удельного сопротивления почвы k₁ кН/м².

Рисунок 3.3 – Зависимость тягового сопротивления посевной части посевного комплекса с анкерными сошниками Р_П, кН, от ширины захвата посевного комплексаВ, м, при глубине хода сошника а₁=0,15 м, скорости движения агрегата v_a=3 м/с, и различных значениях удельного сопротивления почвы k₁ кН/м².

Рисунок 3.4 – Зависимость тягового сопротивления посевной части посевного комплекса с анкерными сошниками Р_П, кН, от ширины захвата посевного комплексаВ, м, при глубине хода сошника а₁=0,08 м, удельного сопротивления почвы k₁ =30 кН/м², и различных значениях скорости движения агрегата v_a, м/с.

Рисунок 3.5 – Зависимость тягового сопротивления посевной части посевного комплекса с дисковыми сошниками Р_П, кН, от ширины захвата посевного комплексаВ, м, при глубине хода сошника а₁=0,05 м, скорости движения агрегата v_a=3 м/с, и различных значениях удельного сопротивления почвы k₁ кН/м².

Рисунок 3.6 – Зависимость тягового сопротивления посевной части посевного комплекса с дисковыми сошниками Р_П, кН, от ширины захвата посевного комплексаВ, м, при глубине хода сошника а₁=0,08 м, скорости движения агрегата v_a=3 м/с, и различных значениях удельного сопротивления почвы k₁ кН/м².

Рисунок 3.7 – Зависимость тягового сопротивления посевной части посевного комплекса с дисковыми сошниками Р_П, кН, от ширины захвата посевного комплексаВ, м, при глубине хода сошника а₁=0,08 м, удельного сопротивления почвы k₁ =30 кН/м², и различных значениях скорости движения агрегата v_a, м/с.

Рисунок 3.8 – Зависимость тягового сопротивления посевной части посевного комплекса с лаповыми сошниками Р_П, кН, от ширины захвата посевного комплексаВ, м, при глубине хода сошника а₁=0,05 м, ширине лапы b′=0.27 м, скорости движения агрегата v_a=3 м/с, и различных значениях удельного сопротивления почвы k₁ кН/м².

Рисунок 3.9 – Зависимость тягового сопротивления посевной части посевного комплекса с лаповыми сошниками Р_П, кН, от ширины захвата посевного комплексаВ, м, при глубине хода сошника а₁=0,08 м, ширине лапы b′=0.27 м, скорости движения агрегата v_a=3 м/с, и различных значениях удельного сопротивления почвы k₁ кН/м².

Рисунок 3.10 – Зависимость тягового сопротивления посевной части посевного комплекса с лаповыми сошниками Р_П, кН, от ширины захвата посевного комплексаВ, м, при глубине хода сошника а₁=0,15 м, ширине лапы b′=0.27 м, скорости движения агрегата v_a=3 м/с, и различных значениях удельного сопротивления почвы k₁ кН/м².

Рисунок 3.11 – Зависимость тягового сопротивления посевной части посевного комплекса с лаповыми сошниками Р_П, кН, от ширины захвата посевного комплексаВ, м, при глубине хода сошника а₁=0,08 м, ширине лапы b′=0.27 м, удельного сопротивления почвы k₁ =30 кН/м², и различных значениях скорости движения агрегата v_a, м/с.

Согласно формул 3.21-3.24 определим тяговое сопротивление бункера для семян и удобрений Р_Б, кН, при различной норме высева семян Q_с, кг/га, и удобрений Q_y, кг/га, скорости движения агрегата v_a, м/с, и времени работы агрегата после заправки бункера Т₁, ч, после заправки бункера на определенное время работы агрегата Т, ч.

На рисунках 3.12-3.15 представлены результаты расчетов по определению тягового сопротивления бункера Р_Б, кН, для различных конструктивных схем агрегата (рисунок 1.12) после заправки бункера семенами и удобрениями из расчета
Т= 4 часа работы. Видно, что по мере работы агрегата в загоне Т₁ от 0 до 4 ч тяговое сопротивление бункера Р_Б, кН, снижается от максимума, который соответствует полной заправке бункера, до минимума, который соответствует тяговому сопротивлению пустого бункера в зависимости от его емкости при различных нормах высева семян и удобрений.

При этом большое влияние на величину тягового сопротивления оказывает норма высева семян Q_с, кг/га и удобрений Q_y, кг/га, при выбранном значении Т.С увеличением Q_с и Q_у увеличивается емкость бункера, т.е. сила тяжести семян и удобрений в бункере, увеличивается масса бункера и его ходовой части, что при повышении нормы высева семян Q_с со 100 кг/га до 200 кг/га, ведет к увеличению тягового сопротивления практически в два раза (рисунок 3.12-3.15). Аналогично при увеличении скорости движения агрегата v_a от 2 м/с до 3,5 м/с как следует из формул 3.21-3.24 тяговое сопротивление бункера P_Б увеличивается для различных конструктивных схем агрегата на 60-80%.

Большое влияние на величину тягового сопротивления бункера для семян и удобрений Р_Б оказывает его месторасположения в агрегате. Как показывают результаты расчетов наименьшее тяговое сопротивление Р_Б имеет схема №3 с расположением бункера на месте прицепного устройства,поскольку у агрегата отсутствует прицепное устройство. (рисунок 3.14)

Далее следует схема №1 (рисунок 3.12) с расположением бункера впереди почвообрабатывающей посевной части, поскольку ходовая часть бункера также идет по стерне, а посевная часть имеет отдельноеприцепное устройство, тяговое сопротивление схемы №1 по сравнению со схемой №3 увеличивается на 4-7%, а тяговое сопротивление схемы №2 по сравнению со схемой №1 увеличивается практически в 2 раза, поскольку ходовое колесо идет по обработанной почве. (рисунок 3.13)

Рисунок 3.12 – Зависимость тягового сопротивления бункера для семян и удобрений Р_Б1, кН, от времени работы агрегата Т₁ч, после заправки бункеров при различных нормах высева семян Q_с, кг/га, при скорости движения агрегата v_a=3 м/с, при норме высева удобрений Q_у=50кг/га и количества заправки семян из расчета Т=4 часа работы, коэффициент перекатывания колес по обработанной почве
µ₂=0,15 (схема 1).

Рисунок 3.13 – Зависимость тягового сопротивления бункера для семян и удобрений Р_Б1, кН, от времени работы агрегата Т₁ч, после заправки бункеров при различных нормах высева семян Q_с, кг/га, при скорости движения агрегата v_a=3 м/с, при норме высева удобрений Q_у=50кг/га и количества заправки семян из расчета Т=4 часа работы, коэффициент перекатывания колес по обработанной почве
µ₂=0,25 (схема 2).

Рисунок 3.14 – Зависимость тягового сопротивления бункера для семян и удобрений Р_Б, кН, от времени работы агрегата Т₁ч, после заправки бункеров при различных нормах высева семян Q_с, кг/га, и скорости движения агрегата v_a, м/с, при норме высева удобрений Q_у=50кг/га и количества заправки семян из расчета Т=4 часов работы, коэффициент перекатывания колес по стерне µ₁=0,15 (схема 3).

Наибольшее тяговое сопротивление имеет схема №4 (рисунок 3.14), где бункер для семян и удобрений расположен на раме посевного агрегата, и вся масса бункера воспринимается ходовой частью почвообрабатывающей посевной части машины. При этом увеличение тягового сопротивления Р_Б по сравнению со схемой №1 доходит до 2 раз.

В связи с этим при выборе конструктивной схемы почвообрабатывающих посевных машин должны быть учтены полученные результаты расчетов, которые показывают на необходимость снижения ёмкости бункера для семян и удобрений для снижения тягового сопротивления почвообрабатывающей посевной машины, что обеспечит возможность увеличением скорости движения агрегата и производительности агрегата.

Аналогичные данные получены при установленном времени непрерывной работы агрегата Т 2, 4, 6 и 8 часов. Они показывают, что с уменьшением времени Т объём бункера и его масса уменьшается, а также, согласно рисункам 3.12-3.15, снижается сила тяжести семян и удобрений в бункере, что ведет к снижению тягового сопротивления бункера для семян и удобрений Р_Б и снижению общего тягового сопротивления посевного комплекса.

Рисунок 3.15 – Зависимость тягового сопротивления бункера для семян и удобрений Р_б, кН, от времени работы агрегата Т₁и после заправки бункеров при различных нормах высева семян Q_с, кг/га, и скорости движения агрегата v_a, м/с, при норме высева удобрений Q_у=50кг/га и количества заправки семян из расчета на Т=4 часов работы, коэффициент пропорциональности f=0,3 (схема 4).

Таким образом полученные расчетные формулы для определения тягового сопротивления посевных комплексов, выполненных для различных конструктивных схем, которыесостоят из тяговых сопротивлений посевной части комплекса и бункера для семян и удобрений, позволяют определить зависимости тягового сопротивленияпосевных комплексов от удельного сопротивления почвы, глубины хода сошников, скорости движения агрегата, коэффициентов пропорциональности, типа рабочих органов и ширины захвата агрегата, а также от нормы высева семян и удобрений и установленной времени работы агрегата с одной заправкой.

На основе произведенных расчетов и их анализа установлены параметры посевного комплекса, которые позволяют полностью загрузить трактор тягового класса 5 при посеве сельскохозяйственных культур на почвах с удельным сопротивлением почвы в условиях Южного Урала равно к=20-35 кН/м². Они составляют:

Ширина захвата посевного комплекса В=12 м;

Ширина междурядья b=0.25 м;

Количество посевных секций n=48 шт;

Емкость бункера для семян V=6 м³;

Емкость бункера для удобрений V=4м³;

Времени работы агрегата с одной заправкой Т=4 ч;

Глубина посева а₁=0,05-0,1 м.

При изменении глубины посева тяговое сопротивление посевного комплекса преодолевается трактором изменением скорости движения агрегата.

3.2 Определение производительности агрегата с посевным комплексом ПК-12.

На основе произведенных расчетов (раздел 3.1) установлено, что для агрегатирования трактора класса тяг 5 с мощностью двигателя 300-350 л.с. (220-266 кВт) при различных глубине посева, скорости движения агрегата и удельного сопротивления почвы рациональным значением ширины захвата посевного комплекса является 12 м. при его конструктивном исполнении в вариантах схем 1 и 3 (рисунок 1.12). С учетом работы агрегата с одной заправкой в течении четырех часов определим производительность работы агрегата при различных глубине хода сошника, свойств почвы, нормы высева семян и удобрений.

В общем случае производительность работы агрегата , га/ч с посевном комплексом ПК-12 определяется по формуле:

, га/ч (3.25)

где B – ширина захвата агрегата, мB=12 м;

v_a – скорость движения агрегата, м/с;

τ_см – коэффициент использования времени смены, примем τ_см=0.8

Ширина захвата и скорость движения агрегата с посевнымкомплексом ПК-12 зависит от мощности трактора N_е, кВт.При этом мощность на крюке трактора N_Кр, кВт, определяется как:

, отсюда , (3.26)

где η_Т – КПД трансмиссии трактора;

η_Т=0,6 – для колёсного трактора;

η_Т=0,7 – для гусеничного трактора;

Р_Кр – тяговое усилие на крюке трактора, кН;

η – коэффициент использования тягового усилия на крюке трактора
η=0,9-0,95;

Р – тяговое сопротивление посевного комплекса, кН;

Р_П – тяговое сопротивление почвообрабатывающей части посевного комплекса, кН;

Р_Б – тяговое сопротивление бункера для семян и удобрений, кН.

Подставляя полученное значение v_aиз формулы (3.26) в формулу (3.25), имеем:

(3.27)

Значение силы Р_П определяется по формуле (3.9), а значение силы Р_Б для конструктивной схемы 1 определяется по формуле (3.21).

Результаты расчетов производительности агрегата , га/ч, при различных значениях глубины посева, удельного сопротивления почвы, нормы высева семян и удобрений при Т=4 ч; а Т₁=0-4 ч.

Исходные данные для расчетов представлены в таблице 1.1.

Рисунок 3.16 – Зависимость тягового сопротивления бункера для семян и удобрений P_Б1, кН, от времени работы агрегата после заправки Т₁, ч. и нормы высева семян Q_c, кг/га при Q_у=50 кг/га, В=12 м, v_а=3м/с, (схема №1).

Рисунок 3.17 – Зависимость производительности агрегата , га/ч, с посевным комплексом с анкерными сошниками от глубины хода сошников а₁, м, при Q_с=150 кг/га, Q_у=50 кг/га, В=12 м, v_а=3м/с, при различных k₁, кН/м², и времени работы агрегата после заправки Т₁, ч.

Рисунок 3.18 – Зависимость производительности агрегата , га/ч, с посевным комплексом с анкерными сошниками от глубины хода сошников а₁, м, при k₁, =30 кН/м², Q_у=50 кг/га, В=12 м, v_а=3м/с, при различных Qс кг/га, и времени работы агрегата после заправки Т₁, ч.

Рисунок 3.19 – Зависимость производительности агрегата , га/ч, с посевным комплексом с анкерными сошниками от глубины хода сошников а₁, м, при k₁, =30 кН/м², Q_с=150 кг/га, Q_у=50 кг/га, В=12 м, при различных v_а, м/с, и времени работы агрегата после заправки Т₁, ч.

Рисунок 3.20 – Зависимость производительности агрегата , га/ч, с посевным комплексом с дисковыми сошниками от глубины хода сошников а₁, м, при Q_с=150 кг/га, Q_у=50 кг/га, В=12 м, v_а=3м/с, при различных k₁, кН/м², и времени работы агрегата после заправки Т₁, ч.

Рисунок 3.21 – Зависимость производительности агрегата , га/ч, с посевным комплексом с дисковыми сошниками от глубины хода сошников а₁, м, при k₁, =30 кН/м², Q_у=50 кг/га, В=12 м, v_а=3м/с, приразличныхQс кг/га, и времени работы агрегата после заправки Т₁, ч.

Рисунок 3.22 – Зависимость производительности агрегата , га/ч, с посевным комплексом с дисковыми сошниками от глубины хода сошников а₁, м, при k₁, =30 кН/м², Q_с=150 кг/га, Q_у=50 кг/га, В=12 м, при различных v_а, м/с, и времени работы агрегата после заправки Т₁, ч.

Рисунок 3.23 – Зависимость производительности агрегата , га/ч, с посевным комплексом с лаповыми сошниками от глубины хода сошников а₁, м, при Q_с=150 кг/га, Q_у=50 кг/га, В=12 м, v_а=3м/с, при различных k₁, кН/м², и времени работы агрегата после заправки Т₁, ч.

Рисунок 3.24 – Зависимость производительности агрегата , га/ч, с посевным комплексом с лаповыми сошниками от глубины хода сошников а₁, м, при k₁, =30 кН/м², Q_у=50 кг/га, В=12 м, v_а=3м/с, при различных Qс кг/га, и времени работы агрегата после заправки Т₁, ч.

Рисунок 3.25 – Зависимость производительности агрегата , га/ч, с посевным комплексом с лаповыми сошниками от глубины хода сошников а₁, м, при k₁, =30 кН/м², Q_с=150 кг/га, Q_у=50 кг/га, В=12 м, при различных v_а, м/с, и времени работы агрегата после заправки Т₁, ч.

4 Разработка конструктивной схемы и обоснование параметров пневматической системы дозирования, транспортирования и распределения семян и удобрений посевного комплекса.

На основе анализа существующих пневматических систем отечественных и зарубежных посевных комплексов нами выбрана одноступенчатая пневматическая система с наддувом воздуха в бункер и эжекторном питателем, которая обеспечивает бесперебойную равномерную подачу семян в семяпроводы (рисунок 1.14). Для распределения семян по сошникам могут быть использованы распределители семян, расположенные на раме горизонтально или расположенные на вертикальной стойке.

Как показали результаты расчетов (глава 3) для тракторов класса тяги 5 ширина захвата посевного комплекса составляет 12 м при ширине междурядья 0,25 м и количестве сошников равной 48 шт. При таких параметрах агрегат может работать при глубине хода сошников от 5 до 8 см на скоростях от 2 до 3,5 м/с при удельном сопротивлении почвы, находящимся пределах от 20 до 40 кН/м², обеспечивая производительность агрегата от 7 до 12 га/ч.

При известных схеме транспортирования семян и параметров посевного комплекса количество дозаторов равно 6 шт., количество выходных патрубков из распределителей семян равно 8 шт. Необходимо обосновать параметры пневматической системы дозирования, транспортирования и равномерного распределения семян по сошникам.

Работоспособность пневматической системы на посевных комплексах зависит от правильного выбора производительности вентилятора, которая определяет скорость воздуха в пневмосистеме в зависимости от диаметра семяпровода и скорость перемещения семян. Если производительность вентилятора будет недостаточна, то семена в семяпроводах прекращают движение и процесс посева прекращается. Если производительность вентилятора будет высока, то семена воздушным потоком будут выбрасываться из-под сошника на поверхность почвы, будет происходить ускоренный износ семяпроводов и увеличивается потребная мощность на привод вентилятора. Требуемая производительность вентилятора зависит от ширины захвата сеялок (от количества сошников), от нормы высева семян, от скорости движения агрегата, от физико-механических свойств семян. Для обеспечения работоспособности вентилятора во всех режимах необходимо знать требуемые минимальную и максимальную его производительность. В промежуточных режимах для различных культур производительность вентилятора можно регулировать изменением частоты вращения вала вентилятора.

Равномерность распределения семян по сошникам зависит от объемной концентрации семян в пневмосистеме сеялки, которая определяется по зависимости:

, (4.1)

где – объем семян в элементарном объеме воздуха за единицу времени, м³/с;

– элементарный объем воздуха, поступающий в рассматриваемую область за единицу времени, м³/с.

Объем семян можно определить по расходу семенного материала за единицу времени. Расход семян за единицу времени , определяется по формуле:

, (4.2)

где – ширина захвата сеялки, м;

– скорость движения агрегата, м/с;

– заданная норма высева семян, кг/га.

При известной плотности зерна , кг/м³, можно определить объем семян , м³/с, по формуле:

( 4.3)

Зная количество сошников на сеялке , шт., можно определить объем семян на семяпроводах сошников , м³/с, в виде:

(4.4)

Работоспособность пневмосистемы обеспечивается при постоянном расходе воздуха для любого сечения семяпровода. Тогда объем воздуха, выходящего из вентилятора , м³/с, определяется как:

, (4.5)

где – скорость воздушного потока на выходе из вентилятора, м/с;

– площадь выходного отверстия вентилятора, м²;

– диаметр выходного отверстия вентилятора, м.

Объем воздуха, проходящий через семяпроводы сошников , м³/с, можно определить зная количество сошников , шт., в виде:

(4.6)

С учетом отсутствия потерь расхода воздуха в пневмосистеме, используя уравнения (4.5) и (4.6), для выбранной конструктивной схемы пневмосистемы можно записать выражение баланса расхода воздуха в виде:

(4.7)

где – скорость воздушного потока в семяпроводах сошников, м/с;

– диаметр семяпровода сошника, м.

Из выражения (4.7) можно определить скорость, м/с в виде:

. (4.8)

Отсюда видно, что в зависимости от диаметра семяпроводов и от количества выходов из распределителя происходит изменение скоростей воздушного потока на границах перехода. Это ведет к пропорциональному изменению скорости семян в семяпроводах. Снижение скорости перемещения семян в значительной степени происходит при вертикальном подъеме в вертикальных трубах распределителей. Требуемую скорость воздуха для свободного перемещения семян в вертикальных трубах , м/с, рекомендуется определить по формуле:

, (4.9)

где – средняя скорость витания семян, м/с;

К_з – коэффициент запаса (К_з=1,2).

Значения скорости , м/с, для различных культур представлены в таблице 4.1.

Таблица 4.1. Требуемые рабочие скорости воздуха , м/с,для свободного перемещения семян различных культур.

Как видно, из таблицы 4.1 в зависимости от высеваемой культуры, скорость воздушного потока, в свою очередь и производительность вентилятора меняется до 1,4 раза. Для посева всех зерновых культур и удобрений достаточно иметь скорость воздушного потока в 20 м/с, а при посеве гороха необходимо поднять скорость воздушного потока до 24 м/с.

Расчет для выбранной пневмосистемы для посева зерновых культур представлен в таблице 4.2.

Как видно из таблицы 4.2 оптимальным набором параметров пневмосистемы для выбранной ширины схемы пневмосистемы можно считать варианты (d_в = 120 мм, d₂ = 100 мм, d₃= 100 мм, d₄= 64 мм, d_с= 32 мм).

Таблица 3.2 Расчет скорости воздушного потока в зависимости от параметров пневмосистемы

Снижение диаметров трубопровода от дозатора до распределителя со 100 до 64 мм приводит к необходимости снижения производительности вентилятора в 2,5 раза, что ведет к снижению энергозатрат и износу семяпроводов.

В лабораторных условиях изучены равномерность распределения семян по сошникам горизонтальными и вертикальными распределителями семян, которые показали, что равномерность зависит от наклона распределителей в горизонтальной плоскости, т.е. от величины уклоны поверхности поля. Установлено, что в горизонтальной плоскости с уклоном в ноль градусов равномерность распределения семян по сошникам при количестве выходных патрубков до 12 шт. находиться в пределах 4-8%, а при уклоне до 5⁰ доходит до 20-28 %. В связи с этим в посевном комплексе ПК-12 количество выходных патрубков из распределителей принято равной восьми, что обеспечивает неравномерность высева 4-6%.

Для выравнивания потока семян, поступающих в сошники при работе на полях с уклоном поверхности поля с вертикальным распределителем семян предлагается конструкция выравнивателя потока семян для пневматических сеялок, которая устанавливается на вертикальной трубе распределителя (рисунок 4.1).

1 – труба; 2 – отражатель; 3 – грузик

Рисунок 4.1– Выравниватель потока семян

Выравниватель потока семян состоит из трубы 1 одинакового диаметра с вертикальной трубой распределителя, четырех отражателей 2 с грузиками 3, которые закреплены к трубе шарнирно. Отражатели при работе на равнине прилегают к трубе и не влияют на направление движения семян. При наклоне агрегата, например, вправо, труба наклоняется вместе с агрегатом, а отражатель остается в вертикальном состоянии за счет грузика и начинает создавать препятствие движению семян. При этом отраженные семена начинают направляться в сторону вверх по склону. А это обеспечивает выравнивание потока семян по всему сечению трубы распределителя. Так как величина отклонения отражателя относительно трубы зависит от крутизны склона, то отражатель автоматически изменяет количество отраженных семян в зависимости от крутизны склона.

Так как агрегат может наклоняться в любом направлении (направо, налево, вперед, назад), то отражатели установлены с четырех сторон и каждая из них работают по вышеописанному принципу. Если агрегат наклоняется одновременно, например, направо и вперед, то включаются в работу два отражателя.

Лабораторные исследования [11] показали, что установка выравнивателя потока семян в вертикальную трубу повышает неравномерность распределения семян по сошникам при работе на склонах до 9,7⁰ до 8-9% вместо 28-30% при работе без выравнивателя.

При пневматическом транспортировании семян на зерновых сеялках имеется возможность сеять полосным способом при полном использовании ширины лапы. Однако при избыточном давлении воздушного потока в подлаповом пространстве происходит вынос семян на поверхность поля или застревание семян в верхних слоях почвы. Это особенно проявляется при значительном превышении скорости воздуха. Кроме этого, происходит повышение давления в подлаповом пространстве, что ведет к повышению затрат энергии для привода вентилятора.

Для решения данной проблемы предлагается установить перед сошником отделитель воздуха (рисунок 4.2), который состоит из трубы1, наружный и внутренний диаметры которого соответствуют диаметрам семяпровода. На верхней части трубы 1 для соединения с семяпроводом приваривается труба 2 с внутренним диаметром, равным наружному диаметру семяпровода. С четырех сторон трубы 1 вырезаются окошки прямоугольной формы 3 для выхода воздуха. К нижней границе окошек приваривается усечённый конус 4 для предотвращения потерь семян.

1 – внутренняя труба; 2 – наружная труба; 3 – окошко; 4 – усеченный конус

Рисунок 4.2– Отделитель воздуха

При работе сеялки смесь воздуха и семян поступает в отделитель воздуха, где воздух свободно выбрасывается наружу из окошек. А семена, имеющие скорость 10…20 м/с, по инерции пролетают через отделитель воздуха и ударяются по отражателю семян сошника. Так как семена имеют большую скорость, они отлетают от отражателя на такое же расстояние, как и при наличии воздуха. Поэтому ширина полосы посева в подлаповом пространстве остается такой же, как и без отделителя воздуха. Так как воздух в подлаповое пространство под давлением не поступает, то семена полностью остаются на семенном ложе и не выносятся на поверхность почвы.

При работе с другими типами сошников семена показывают на семенное ложе для семян и остаются на месте.

5 Разработка чертежно-конструкторской документации посевного комплекса ПК-12

5.1 Разработка 3D модели

Посевной комплекс предназначен для посева семян зерновых, зернобобовых, кормовых и масленичных культур рядовым и узкорядным способами по минимальной или традиционной технологии возделывания сельскохозяйственных культур.

Посевной комплекс ПК-12 состоит из следующих основных узлов
(рисунок 5.1):

— Почвообрабатывающая посевная часть;

— Посевные секции;

— Бункер для семян и удобрений;

— Распределители семян.

Рисунок 5.1 – Общий вид посевного комплекса (ПК-12)

1 – бункер с емкостями для семян и удобрений;2 – прицепная почвообрабатывающая посевная часть; 3 – навесные посевные секции

5.1.1 Посевная секция

Посевная секция (рисунок 2) для сеялок с механическим и пневматическим высевом семян состоит из корпуса (1) с параллелограммным подвесным устройством (4) с кронштейном крепления посевной секции к раме сеялки (3), гидроцилиндра (5), опорного колеса, совмещенного на оси с дисковым ножом (7), и прикатывающего колеса (6), которые соединены между собой телескопической тягой (2) и составляют с нижней частью корпуса посевной секции четырехзвенный механизм, сменных сошников (анкерные, дисковые, килевидные, лаповые) (8).

Глубина хода посевной секции регулируется вращением ручки телескопической тяги (2), которая, меняя свою длину, изменяет высоту установки опорного и прикатывающего колес. Для удобства установки всех посевных секций на одинаковую глубину на тяге прикатывающего колеса расположен указатель (9), а на корпусе посевной секции – шкала (10).

Сила сжатия сошников посевной секции регулируется при помощи редукционного гидроклапана, установленного на раме орудия. Равномерное распределение силы на штоки гидроцилиндров посевных секций обеспечивается гидроаккумулятором.

Рисунок 5.2 – Посевная секция

5.1.2 Бункер прицепной пневматический

В состав прицепного бункера (рисунок 5.3) входит рама с одноосным шасси (1). На раме располагается бункер (2) для посевного материала, состоящий из двух отсеков. Для обеспечения работы пневматической высевающей системы отсеки бункера имеют герметично закрывающиеся люки (3). Для обслуживания и заправки посевным материалом на бункере установлены лестница, поручни и подножки (4).

В пневматическую высевающую систему входит вентилятор (5) центробежного типа, дозаторы катушечного типа, снабженные одноступенчатой многоканальной пневмосистемой с эжекторным питателем и наддувом бункера (6), распределители семян, пневматические трубопроводы, соединяющие вышеназванные составные части и семяпроводы соединяющие распределители семян и сошники. Привод центробежного вентилятора осуществляется от гидромотора (7), соединяющегося с гидросистемой энергосредства. Привод высевающих аппаратов осуществляется от опорного колеса бункера через цепную передачу и бесступенчатый редуктор.

Для регулировки нормы высева семян и удобрений предусмотрен бесступенчатый редуктор (9).

Бункер снабжен датчиками поступления семян в каждый семяпровод, датчиком уровня семян в бункере, датчиком оборотов приводного вала для контроля работы дозаторов, а также электромагнитной муфтой (10) для отключения привода к дозаторам семян. Для быстрой загрузки семенного материала установлен шнековый загрузчик (11) со светодиодным освещением, позволяющий производить погрузку в темное время суток.

Рисунок 5.3 – Общий вид бункера для семян и удобрений

5.1.3 Распределитель семян

На раме посевного комплекса установлены восьмиканальные распределители семян, которые обеспечивают неравномерность распределения семян в пределах 4…6%.

Распределитель (рисунок 5.4) состоит из делительной головки (1), кронштейна крепления семяпровода (2) и кронштейна крепления к раме (3).

Рисунок 4 – Общий видраспределителя семян

5.1.4 Почвообрабатывающая посевная часть

Почвообрабатывающая посевная часть посевного комплекса
(рисунок 5.5) представляет собой трехсекционную раму (1), на поперечных брусьях которой установлены посевные секции (2). К центральной раме почвообрабатывающей части слева и справа крепятся боковые секции, соединенные с ней шарнирно.

Для управления почвообрабатывающей частью на раме смонтирована гидравлическая система с цилиндрами (3), соединенные с гидравлической системой трактора, которая позволяет переводить боковые секции из транспортного положения в рабочее и обратно.

Перевод рамы почвообрабатывающей посевной части комплекса в транспортное положение осуществляется гидравлическими цилиндрами передних (4) и задних колес (5) почвообрабатывающей части. Передние колеса поворотные самоустанавливающиеся, задние – неповоротные.

Рисунок 5.5 – Общий вид почвообрабатывающей посевной части

Горизонтальность и высота рамы почвообрабатывающей части над поверхностью поля настраивается за счет установки набора клипс разной толщины (1) на штоки гидравлических цилиндров (2) опорных и транспортных колес (рисунок 5.6). Неиспользованные клипсы остаются на специальном держателе (3).

В конструкции рамы использованы толстостенные профильные трубы из стали 09Г2С, отличающейся отличной свариваемостью и повышенной прочностью.

Рисунок 5.6 –Регулировки высоты рамы над поверхностью поля

5.2 Приборы и аппаратура контроля за процессом посева и работы узлов посевного комплекса ПК-12.

Главной задачей систем контроля высева «СКИФ» (рисунок 5.7) является контроль технологических параметров работы посевного комплекса, оперативное получение сведений о неисправностях для максимально быстрого устранения проблем. И, как следствие, снижение затрат в посевной сезон и получение максимальной прибыли.

СКПК контролирует:

факт пролета семян к сошнику по двум независимым линиям;

наличие семян и/или удобрений в бункерах сеялки;

частоту вращения вентилятора;

факт вращения валов дозатора;

скорость движения ПК;

засеянная площадь;

целостность цепи подключения датчиков пролета семян ДПП;

напряжение в сети питания и надежность контакта присоединения системы к цепи питания.

Предоставляемая информация:

номер забившегося сошника;

номер сошника, датчик пролета семян которого неисправен;

скорость движения комплекса;

засеянная площадь (га) и отработанное время с момента ввода в эксплуатацию;

текущая засеянная площадь (с момента сброса счетчика площади);

отсутствие вращения валов высевного агрегата;

снижение уровня посевного материала или удобрений в бункере ниже установленного;

частота вращения 2х вентиляторов сеялки;

снижение напряжения в бортовой сети трактора и нарушения цепи питания СКПК (в случае возникновения аварий — осуществляется звуковая и визуальная сигнализация).

Для отображения информации о процессе сева выведен монитор с графическим ЖК- дисплеем.

Рисунок 5.7 — Состав СКПК СКИФ:
БСД – блок сбора данных; ДДБ – Датчик давления бункера; ДФА – Датчик уровня заполнения бункера; ДПП – датчик пролета семян

Рисунок 5.8 – Блок схема СКИФ 28

5.3 Моделирование и расчет узлов в системе Компас 3D

Моделирование, разработка чертежно-конструкторской документации и расчет узлов производились в системе КОМПАС-3D, примеры представлены на рисунках 5.9, 5.10.

КОМПАС-3D – это российская система трехмерного проектирования, ставшая стандартом для тысяч предприятий и десятков тысяч профессиональных пользователей.

Система КОМПАС-3D широко используется для проектирования изделий основного и вспомогательного производств в таких отраслях промышленности, как машиностроение (транспортное, сельскохозяйственное, энергетическое, нефтегазовое, химическое и т.д.), приборостроение, авиастроение, судостроение, станкостроение, вагоностроение, металлургия, промышленно-гражданское строительство, товары народного потребления и т. д.

Используя полученные результаты расчетов по определению сил, действующих на рабочие органы (глава 2) и на орудие (глава 3) проведены прочностные расчеты рамы, отдельных узлов (кронштейнов передних и задних опорных колес, кронштейнов крепления рабочих органов, балансиры и др.), рабочих органов.

В качестве примера расчета, представлен кронштейн крепления рабочего органа к раме (рисунок 5.10).

Для расчета данного узла была создана 3D модель, затем в модуле APMFEM разбита на сетку для расчета по МКЭ (метод конечных элементов). После разбития на сетку были заданы закрепления (на пластине, прилегающей к раме) и задана нагрузка (в отверстиях крепления тяг). Затем были выведены результаты расчетов, а именно, коэффициент запаса прочности (2,025), максимальное перемещение (0,12 мм), максимальные напряжения (117,5 Мпа). Результаты расчетов показали, что выбранные параметры кронштейна обеспечивают достаточную надежность данного узла.

Рисунок 5.9 – Примеры чертежно-конструкторской документации

Рисунок 5.10 – Пример расчета кронштейна крепления посевной секции к раме

6. Результаты экспериментальных исследований посевного комплекса ПК-12

Экспериментальные исследования посевного комплекса ПК-12 проведены в следующих направлениях:

— изучение выбранной схемы пневматической системы дозирования, транспортирования и распределения семян по сошникам в лабораторных условиях с целью определения влияния скорости воздуха при работе вентилятора на равномерность распределения семян и удобрений по сошникам.

— изучение работоспособности посевной секции в лабораторных условиях в почвенном канале Южно-Уральского ГАУ с целью определения необходимой величины силы сжатия пружины или гидроцилиндра для обеспечения минимума тягового сопротивления при соблюдении устойчивости хода сошника по глубине согласно агротехническим требованиям:

— изучение работы посевного комплекса ПК-12 в полевых условиях с целью определения влияния глубины хода сошников и скорости движения агрегата на тяговое сопротивление посевного комплекса, устойчивость хода сошников по глубине и производительность агрегата.

6.1 Определение параметров пневмосистемы

Как показали результаты расчетов при выбранной конструктивной схеме пневматической системы дозирования, транспортирования и распределения семян по сошникам рисунок 1.22 на равномерность распределения семян по сошникам оказывает основное влияние скорость воздуха в пневмосистеме и диаметра семяпроводов. В соответствии с расчетами в пневматической системе ПК-12 выбраны и установлены вентилятор, обеспечивающий необходимую скорость воздуха в пневмосистеме, выбраны комплект катушек с разными рабочими объемами, обеспечивающими пределы регулирования нормы высева семян различных культур, распределительные головки с восемью патрубками для сошников и семяпроводы соответствующего диаметра.

В процессе посева сельскохозяйственных культур основным требованием к работе посевного комплекса является соблюдение заданной нормы высева семян и удобрений и равномерное распределение их по дну бороздки открытой сошником, которые напрямую зависят от работы дозаторов пневматической системы.

Для обеспечения этих требований проведен расчет дозаторов на выполнение заданной нормы высева семян и удобрений в следующей последовательности.

Количество семян, высеваемых за один оборот катушки дозатора m, кг, определяется по следующей формуле:

(6.1)

гдеD – диаметр приводного колеса, м; для ПК-12 D=0,92 м.

–ширина захвата сеялки высеваемых одной катушкой дозатора;

– передаточное отношение от колеса к приводному валу дозатора;

– коэффициент проскальзывания колеса, ;

Q– норма высева семян или удобрений, кг/га

В свою очередь

(6.2)

гдеb – ширина междурядья, м; b=0,25 м,

– количество сошников, обслуживаемых одним дозатором, шт; n=8 шт.

(6.3)

гдеV₀ – рабочий объем катушки, м³;

— объемная масса семян или удобрений, кг/м³.

Подставляя (6.2) и (6.3) в формуле (1) получим:

(6.4)

Как видно из формулы (6.4) значение передаточного отношения зависит от многих факторов.

Однако для конкретного посевного комплекса ПК-12 при известных D, b, n и η передаточное отношение зависит от нормы высева семян или удобрений Q, от рабочего объема катушки V₀,и объемной массы семян или удобрений, q.

Норма высева семян Q, кг/га, для различных культур составляет:

— для зерновых культур 100-250 кг/га,

— для бобовых культур 100-300 кг/га,

— для семян трав 2-15 кг/га,

— для удобрений 20-100 кг/га. Норма внесения удобрений при посеве Q=20-100 кг/га.

Рабочий объем катушки V₀, м³, определяется по формуле:

V₀= V_ж+ V_а; (6.5)

В свою очередь:

(6.6)

(6.7)

где – объем семян, попавших в желобки катушки, м³;

– объем семян в активном слое семян, м³;

— площадь одного желобка катушки, м²;

— длина рабочей части катушки, м;

— количество желобков на катушке, шт.;

— диаметр катушки, м;

с – приведенный активный слой семян вокруг катушки.

На основе результатов расчетов по формулам (6.5 – 6.7) для посева семян различных культур выбраны катушки, параметры которых представлены в таблице 6.1.

Таблица 6.1 — Параметры катушек дозатора для высева семян различных культур

Объемная масса семян q, кг/м³, для различных культур имеет следующие значения:

— горох 850 кг/м³

— пшеница 780 кг/м³

— рожь 720 кг/м³

— ячмень 650 кг/м³

— овес 450 кг/м³

— вика 840 кг/м³

— люцерна 830 кг/м³

Для удобрений:

— аммиачная селитра -890 кг/м³

— мочевина -660 кг/м³

— суперфосфат гранулир — 1140 кг/м³

— суперфосфат двойнит — 1090 кг/м³

— хлористый калий — 940 кг/м³

— аммофос — 1180 кг/м³

— диаммофос — 780 кг/м³

При известных исходных данных, согласно формулы (6.4) можно определить значения передаточного iдля различных культур и для различных норм высева семян, т.е.

(6.8)

При заданных значениях нормы высева семян Q, кг/га, выбранного значения рабочего объема катушки V₀, м³ для соответствующей культуры и объемной массы семян и удобрений q, кг/м3, можно определить величину передаточного отношения iдля любой культуры и удобрений.

В качестве примера определены значения передаточного отношения iдля высева семян пшеницы с различной нормой высева Q, кг/га, (таблица 6.2).

Таблица 6.2 — Значения передаточного отношения i при различных значениях нормыдля высева семян пшеницы

Передаточное отношение i от производного колеса к валу дозатора зависит от схемы механизма привода (рисунок 6.1).

Опорное колесо, с установленной на диске звездочкой;

Первая пара звездочек с передаточным отношением, i₁;

Электрическая муфта;

Вторая пара звездочек с передаточным отношением, i₂;

Третья пара звездочек с передаточным отношением, i₃;

Бесступенчатый редуктор с передаточным отношением, i₄;

Рисунок 1. Схема передачи вращения от опорного колеса к валу дозаторов посевного комплекса.

Согласно схемы передачи (рисунок 6.1)iопределяется по зависимости:

(6.9)

— передаточное отношениебесступенчатого редуктора

При ; ; ; ; ; ;

.

Тогда при известных для различных норм высева семян Q, кг/га величина iрегулируется в пределах:

Передаточное отношение , , – имеют постоянные значения. — передаточное отношение бесступенчатого редуктора регулируется плавно под нужную для установки норму высева семян величину. В пределах от 0,074 до 0,154. Для других культур и удобрений рассчитывается аналогично.

Далее были исследованы равномерность высева семян между отдельными дозаторами при посеве семян пшеницы. Для этого при поднятом положении колеса и установленном передаточном отношении iпрокручивали за колесо 40 оборотов со скоростью соответствующей скорости движения агрегата V_a=3 м/с и определили количество семян высеянных каждой катушкой дозаторов отдельно. Результаты опытов позволили убедится в соответствии высева семян дозаторов в пределах агродопуска ()
(таблица 6.3).

Таблица 6.3- Результаты опытов по определению равномерности высева семян между дозаторами.

Из полученных данных следует, что отклонение в дозировании семян отдельными дозаторами находится в пределах от-1,43% до 1,56%, что находится в пределах допуска .

Наиболее сложнымв работе пневмосистемы является достижение равномерности распределения семян делительными головками по сошникам. На основе опытов установлено, что равномерность распределения семян по сошникам зависит от скорости воздуха в пневмосистеме, диаметра и расположения семяпроводов на раме, высоты расположения и наклона делительной головки от изгибов и длины семяпроводов и величины подсошникового пространства и т.д.

Опыты показали, что для выбранной пневмосистемы с шестью дозаторами и восьми выходными патрубками от делительной головки к сошникам наибольшую равномерность обеспечивают при установке оборотов вентилятора равными 2500-2600 об/мин. При этом достигнуты следующие результаты (таблица 6.4).

Таблица 6.4 – Результаты опытов

Полученные данные показывают, что неравномерность высева семян между отдельными сошниками находятся в пределах от -6,+-0% до +5,4%, что превышает допустимые значения .

При изменении ширины захвата и ширины междурядья посевного комплекса необходимы при постоянном количестве дозаторов в пневмосистеме делительные головки с различным количеством выходных патрубков к сошникам.

В связи с этим необходимо провести дальнейшие исследования по разработке конструкции делительных головок вертикального и горизонтального их расположения на раме посевного комплекса.

6.2. Результаты экспериментальных исследований посевной секции на почвенном канале.

6.2.1. Экспериментальная установка для изучения работы посевной секции.

Для проведения экспериментальных исследований разработана тензометрическая посевная секция, которая позволяет определить силы, действующие на сошник, опорное и прикатывающие колеса, силу поджатия пружины или гидроцилиндра (рисунок 6.2, 6.3).

Рисунок 6.2 – Тензометрическая посевная секция для определения сил на опорное и прикатывающее колесо

Опыты проведены на почвенном канале Южно-Уральского ГАУ. Для определения сил, действующих на посевную секцию в процессе работы кронштейна 1 тензометрической посевной секции, был прикреплен к регулируемой по высоте рамке 1 (Рисунок 6.4) тележке, установленной на рельсах почвенного канала, скорость перемещения тележки регулируется универсальным регулятором скорости через рычаг управления в пределах 0,5-1,5 м/с. Глубина хода рабочих органов в опытах установлены 5, 7, 9 и 11 см.

Рисунок 6.3 – Тензометрическая посевная секция для определения сил тягового сопротивления сошника и усилия на пружине сжатия или штоке гидроцилиндра

Рисунок 6.4 – Почвенный канал Южно-Уральского ГАУ

В опытах изучены процесс работы анкерных, дисковых и лаповых сошников (рисунок 6.5, 6.6, 6.7).

Рисунок 6.5 – Тензометрическая посевная секция для определения сил тягового сопротивления сошника с установленным анкерным сошником

Рисунок 6.6 – Тензометрическая посевная секция для определения сил на опорном и прикатывающем колесе с установленным лаповым сошником

Рисунок 6.7 – Тензометрическая посевная секция для определения сил тягового сопротивления сошника и усилия на пружину сжатия с установленным дисковым сошником

В первой серии опытов определили силу поджития пружины, и силу тягового сопротивления сошников при различных скоростях движения равные 0,5; 1,0 и 1,5 м/с и глубине хода сошника равные 5, 7, 9 и 11 см.

Во второй серии опытов определили реакции почвы на опорное и прикатывающее колесо в тех же значениях глубины хода сошников и скорости движения тележки.

Запись производили с использованием измерительного комплекса MIC-400 (рисунок 6.8).

Количество опытов.

1 серия: 3 скорости, 4 значения глубины хода сошника, 3 типа сошника = 36 опытов.

2 серия: 3 скорости, 4 значения глубины хода сошника, 3 типа сошника = 36 опытов.

Всего произведено 72 опыта.

Рисунок 6.8 – Измерительный комплекс MIC-400

В опытах определили влажность почвы, которая находилась в пределах 21-23%, и твердость почвы, которая на глубине хода сошника имеет значение 17-19 кН/м².

Результаты экспериментальных исследований, проведенных на почвенном канале представлены на рисунках 6.9-6.18.

Из рисунка 6.9-6.11 видно, что тяговое сопротивление всех типов сошников, полученных экспериментально с увеличением глубины хода сошников, увеличиваются, аналогично теоретическим, полученных в результате расчетов. Однако текущее значение сил в зависимости от состояния почвы изменяются скачкообразно.

Рисунок 6.9 – Зависимость тягового сопротивления анкерного сошника R_X, кН, посевной секции от глубины хода сошников а₁, м, при различных значениях от удельного сопротивления почвы k₁, кН/м², (для теоретических зависимостей) и от скорости движения посевной секции v_a, м/с, (для экспериментальных данных).

Увеличение скорости движения посевной секции (в пределах возможных в почвенном канале) от 0,5 м/с до 1,5 м/с величина тягового сопротивления возрастает для различных типов сошников по разном. Наибольшее возрастание наблюдается для лаповых сошников.

Рисунок 6.10 – Зависимость тягового сопротивления дискового сошника R_X, кН, посевной секции от глубины хода сошников а₁, м, при различных значениях от удельного сопротивления почвы k₁, кН/м², (для теоретических зависимостей) и от скорости движения посевной секции v_a, м/с, (для экспериментальных данных).

Рисунок 6.11 – Зависимость тягового сопротивления лапового сошника R_X, кН, посевной секции от глубины хода сошников а₁, м, при различных значениях от удельного сопротивления почвы k₁, кН/м², (для теоретических зависимостей) и от скорости движения посевной секции v_a, м/с, (для экспериментальных данных).

На рисунках 6.12-6.14 представлены необходимые значения силы сжатия пружины или гидроцилиндра для поддержания сошников на установленной глубине хода с увеличением глубины хода их значения увеличиваются на необходимую величину. Наибольшее значение силы поджатия требуется для анкерных сошников.

Рисунок 6.12 – Зависимость силы поджатия сошников F₁, кН для анкерного сошника посевной секции от глубины хода сошников а₁, м, при различных значениях от удельного сопротивления почвы k₁, кН/м², (для теоретических зависимостей) и от скорости движения посевной секции v_a, м/с, (для экспериментальных данных).

Рисунок 6.13 – Зависимость силы поджатия сошников F₁, кН для дискового сошника посевной секции от глубины хода сошников а₁, м, при различных значениях от удельного сопротивления почвы k₁, кН/м², (для теоретических зависимостей) и от скорости движения посевной секции v_a, м/с, (для экспериментальных данных).

Рисунок 6.14 – Зависимость силы поджатия сошников F₁, кН для лапового сошника посевной секции от глубины хода сошников а₁, м, при различных значениях от удельного сопротивления почвы k₁, кН/м², (для теоретических зависимостей) и от скорости движения посевной секции v_a, м/с, (для экспериментальных данных).

На рисунках 6.15-6.17 приведены значения сил, возникающие на опорном Q_ZO, кН, и прикатывающем Q_ZП, кН, колесах в процессе работы посевной секции. Видно, что значения этих сил имеют небольшие значения и изменяются в небольших пределах в зависимости от состояния поверхности поля. Небольшие значения реакции почвы на опорном и прикатывающем колесах имеет анкерные сошники, поскольку сила поджатия пружины для удержания сошника на заданной глубине также находится в больших пределах.

Полученные экспериментальные значения сил, действующих на сошники, пружины или гидроцилиндра поджатия сошников и реакции почвы на опорных и прикатывающих колесах идентичны теоретическим зависимостям, что подтверждает адекватность теоретических данных реальному процессу.

В полевых условиях величины этих сил будут выше, полученных в почвенном канале, в следствии разницы удельного сопротивления.

Рисунок 6.15 – Экспериментальные зависимости реакции почвы на опорном Q_ZO, кН, и прикатывающем Q_ZП, кН, колесах посевной секции с анкерным сошником от глубины хода сошника а₁, м, и различных значениях скорости движения посевной секции v_a, м/с.

Рисунок 6.16 – Экспериментальные зависимости реакции почвы на опорном Q_ZO, кН, и прикатывающем Q_ZП, кН, колесах посевной секции с дисковым сошником от глубины хода сошника а₁, м, и различных значениях скорости движения посевной секции v_a, м/с.

Рисунок 6.17 – Экспериментальные зависимости реакции почвы на опорном Q_ZO, кН, и прикатывающем Q_ZП, кН, колесах посевной секции с лаповым сошником от глубины хода сошника а₁, м, и различных значениях скорости движения посевной секции v_a, м/с.

6.3 Результаты экспериментальных исследований посевного комплекса ПК-12

6.3.1 Условия проведения экспериментальных исследований

Экспериментальные исследования посевного комплекса ПК-12 проведены в ООО «Хлебинка» Верхнеуральского района Челябинской области 1-2 июня 2020 года. Рельеф поля выбранного участка имеет уклон от 0 до 1,2⁰. Поле после уборки кукурузы на силос, возделываемой по нулевой технологии без обработки почвы. Влажность почвы на глубине 0-30 см находится в пределах от 19,5 до 20,9%, а на глубине посева 0-10 см – 20, 4…20,6 6%. Средняя твердость почвы на глубине 0…20 см составляет 2,55…2,7МПа, а на глубине 0-10 см составляет от 2,2 до2,55 МПа.

6.3.2 Состав агрегата

Агрегат состоит из трактора CLAASXERION 3800 и посевного комплекса ПК-12. При определении тягового сопротивления всего агрегата вместе с трактором использован трактор CLAASXERION4500. Технические характеристики тракторов и посевного комплекса ПК-12 приведены в таблицах 6.1 и 6.2.

Таблица 6.5 – Технические характеристики тракторов CLAASXERION 4500 и 3800

Таблица 6.6 – Технические характеристики посевного комплекса ПК-12

Общий вид агрегата, состоящего из трактора CLAASXERION 3800 и посевного комплекса ПК-12 представлены на рисунках 6.1 (вид сверху), 6.2 (в работе), 6.3 (в положении дальнего транспорта) и 6.4 (в положении ближнего транспорта).

Рисунок 6.1 – Общий вид агрегата CLAASXERION 3800 и посевного комплекса ПК-12 (вид сверху)

Рисунок 6.2 – Общий вид агрегата в работе

Рисунок 6.3 – Агрегат с посевным комплексом ПК-12 в положении дальнего транпорта

Рисунок 6.4 – Агрегат с посевным комплексом ПК-12 в положении положение ближнего транспорта

Для определения тягового сопротивления посевной части посевного комплекса при различной глубине хода сошников и скорости движения агрегата бункер для семян был отсоединен и опыты проводились без бункера (рисунок 6.5). При этом между трактором и бункером устанавливалось тензозвено для определения тягового сопротивления (рисунок 6.6). Для записи сигналов использовался измерительный комплекс MIC-400D, установленный в кабине трактора. Опыты проводились на глубине 5,1 и 8,4 см при установленных скоростях движения агрегата 7,9 и 11 км/ч. В опытах определяли глубину хода сошников, а_п, см, скорость движения агрегата V_а, км/ч, и тяговое сопротивление посевной части комплекса Р_п, кН.

Рисунок 6.5 – Посевная часть посевного комплекса ПК-12 в агрегате с трактором (присоединен через тензометрическое звено)

Рисунок 6.6 – Тензовено на 10 т

6.3.3. Результаты опытов

Результаты опытов приведены в таблице 6.3

Таблица 6.3 — Результаты испытаний ПК-12 (ООО «Хлебинка» Верхнеуральский район 1-2 июня 2020).

Результаты опытов показывают, что посевной комплекс ПК-12 с установленными посевными секциями работает устойчиво по глубине хода сошников. При увеличении скорости движения агрегата от 7 до 11 км/ч и глубины хода сошников равной а₁=5,1 см среднеквадратическое отклонение глубины хода сошников равно Ϭ_а=0,33-0,37 см, а при а=8,4 Ϭ_а=0,53-0,58 см, что ниже допустимых значений среднеквадратического отклонения глубиныϬ_а= см для зерновых культур. С увеличением скорости движения агрегата производительность агрегата увеличивается от 6,34 га/ч при скорости движения V_a=7км/ч до 9,58 га/ч при скорости движения V_a=11 км/ч. Таким образом разработанный посевной комплекс ПК-12 в агрегате с трактором класса тяги 5 отвечает агротехническим требованиям по глубине заделки семян и по величине тягового сопротивления посевной части посевного комплекса.

Гребнитость поверхности поля после прохода посевного комплекса не превышает 3 см. (рисунок 6.8), что находится в пределах допустимого.

Рисунок 6.8 – Определение гребнистости рельефа поля после прохода агрегата

6.3.4 Результаты опытов по определению коэффициента перекатывания колес

Коэффициенты перекатывания колес трактора и бункера определили отдельно.

При движении по стерне на скорости V_a=7км/ч, протаскиванием их через тензозвено тяговое сопротивление траткора составляетР_тр=10,54 кН.

При движении по стерне на скоростиV_a= 9км/ч, Р_тр=10,57 кН.

Тогда коэффициент перекатывания колес по необработанной стерне определяется по формуле:

где G_тр – сила тяжести трактора CLAASXERION 3800, кН.G_тр=102 кН.

Тогда:

При протаскивании трактора по обработанному с осени полю тяговое сопротивление составляет:Р_тр=17,95 кН;

Тогда:

По свежеобработанной почве тяговое сопротивление составляет:Р_тр=29,27 кН;

Тогда:

При известных коэффициентах перекатывания колес можно определить тяговое сопротивление бункера для семян и удобрений при различных величинах их заполнения (таблица 6.4)

Таблица 6.4 — Результаты расчетов по определению тягового сопротивления бункера для семян и удобрений при различных величинах заполнения бункера.

Зная тяговое сопротивление бункера для семян и удобрений Р_Б и тяговое сопротивление посевной части посевного комплекса общее тяговое сопротивление посевного комплекса можно определить складывая их, т.е.

Р=Р_Б+Р_П

6.3.5. Определение тягового сопротивления агрегата методом двойной тяги

Для определения тягового сопротивления агрегата использовали метод двойной тяги (рисунок 6.9). Впереди агрегата использован трактор CLAASXERION 4500 с мощностью двигателя 355 кВт, который связан с агрегатом через тензометрическое звено. Тогда тяговое сопротивление агрегата Р, кН, состоит их трех составляющих, то есть:

Р= Р_П+Р_Б+Р_тр,

где Р_п – тяговое сопротивление посевной части агрегата, кН

Р_Б – тяговое сопротивление пустого бункера, кН;

Р_тр – тяговое сопротивление трактора CLAASXERION 3800, кН.

Результаты опытов представлены в таблице 6.5.

Таблица 6.5. Тяговое сопротивление агрегата Р=Р_П+Р_Б+Р_тр

Рисунок 6.9 – Определение тягового сопротивления агрегата

6.3.6. Определение радиуса и времени разворота агрегата с посевными комплексами ПК-12

Проведены опыты по определению радиуса и времени разворота агрегата в составе трактора CLAASXERION 3800 и посевного комплекса ПК-12 при движении на различных скоростях движения агрегата (рисунок 6.10)

При скорости движения 10 км/ч минимальный радиус разворота по центру агрегата составляет 8,5 м, а при скорости разворота 12 км/ч радиус разворота составляет 9,83 см. При этом крайнее внутреннее колесо практически стоит на месте неподвижно.

Время разворота агрегата от начала выглубления сошников до их заглубления в обоих случаях составляет 24 с.

Рисунок 6.10

6.3.7. Определение показателей всходов семян после посева посевными комплексом ПК-12

В хозяйстве ООО «Хлебинка» посевными комплексом ПК-12 в мае месяце проведены посевы льна и пшеницы. На рисунках 6.11 показаны всходы льна, а на рисунке 6.12 всходы пшеницы.

Посев льна проведен с нормой высева 40 кг/га. Количество всходов в рядке на длине одного метра составляет 292 – 312 шт.

Глубина заделки семян 3-4 см.

Равномерность высева в пределах агротехнических требований.

Посев пшеницы проведен с нормой высева 110 кг/га. Количество всходов на длине одного метра составляет 96-107 шт. Глубина заделки семян 4,5-5,1 м.

Рисунок 6.11 – Всходы льна после посева с ПК-12

Рисунок 6.12 – Всходы пшеницы после посева с ПК-12

Посев льна проведен на площади … га, а посев пшеницы на площади … га. Урожайность льна составила …… ц/га, а урожайность пшеницы составила … ц/га.

7. Разработка рекомендации по совершенствованию и созданию универсального посевного комплекса.

Экспериментальные исследования макетного образца посевного комплекса ПК-12 выявили его недостатки и пути их устранения, которые заключаются в следующем:

Большая трудоемкость регулирования силы поджатия пружин посевной секции при изменении условий работы посевного комплекса.

Для быстрого регулирования силы поджатия посевных секций при изменении условий работы посевного комплекса предложено заменить пружины поджатия гидроцилиндрами, при помощи которых можно поддерживать постоянное давления в гидросистеме при помощи регулятора давления автоматически, а регулятор давления в гидросистеме можно установить в кабине трактора.

В конструктивной схеме посевного комплекса большое расстояние от дозаторов бункера до распределителей семян, установленных на раме посевной части, что ведет при уменьшении скорости воздуха в пневмосистеме к забиванию семяпроводов.

Для устранения этого недостатка предлагается в усовершенствованной конструкции посевного комплекса прицепное устройство посевной части установить под бункером для семян и удобрений или бункер установить непосредственно на прицепном устройстве.

Неравномерность высева семян между отдельными сошниками находится в пределах от 6 до 8%, что выше агротехнических требований 4%. Для увеличения равномерности высева семян ведется исследования по усовершенствованию конструкции распределителей семян и удобрений, расположенных на раме вертикально или горизонтально.

Большая металлоемкость отдельных узлов посевного комплекса. В усовершенствованной конструкции посевного комплекса уточняются конструктивные параметры рамы посевной секции, бункера для семян и удобрений, а также намечаются нагруженные узлы рамы, бункера и ходовой части изготовит из высокопрочной стали Magstrong.

Посевной комплекс не обеспечивает возможность бинарного способа посевасемян различных культур.

В новой конструкции бункера для семян и удобрений предусмотрена возможность посева двух и более культур. Для этого совершенствуется система распределения семян и удобрений по сошникам путем их чередования.

Разработанный посевной комплекс ПК-12 предназначен для работы с тракторами класса тяги 5 и имеет ширину захвата 12 м при ширине междурядья равной 0,25 м, снабжен 48 сошниками и производит посев семян на глубину от 5 до 10 см при удельном сопротивлении почвы в пределах от 20 до 40 кН/м².

Возникает правильный вопрос – как быть если в хозяйстве нет трактора класса тяги 5 или необходимо изменить ширину междурядья, что ведет к увеличению количества сошников и изменению количества дозаторов и распределителей семян, или изменилась глубина заделки семян и удобрений и свойства почвы.

Ответ – необходимо разработать для этих условий новый посевной комплекс.

В связи с этим возникает необходимость разработки и создания нового универсального посевного комплекса, который отвечает следующим требованиям:

— возможность агрегатирования с тракторами класса тяги 1,4 – 8.

— должен обеспечить:

— посев семян и удобрений на глубину 2-15 см,

— норму высева семян 2-300 кг/га;

— норму высева удобрений 20-200 кг/га;

— бинарный посев различных культур;

— возможность работы в различных почвенно-климатических условиях

— должен выполнить агротехнические требования к глубине посева и равномерности распределения семян;

— должен иметь малое тяговое сопротивление и большую производительность агрегата.

С учетом этих требований разработана конструктивная схема универсального посевного комплекса, конструктивные особенности которого представлены ниже.

Для расширения технологических возможностей известного посевного комплекса за счет обеспечения возможности агрегатирования его с тракторами класса тяги 1,4-8 и проведения бинарного способа посева семян различных культур секционная рама посевной части комплекса содержит от 1 до 5 секций, составленных из однотипных модулей шириной захвата 2; 3 и 4 м и обеспечивающих с интервалом 2 м ширину захвата посевного комплекса от 4 до 20 м(рисунок 7.1).

Секционная рама посевной части комплекса расположена на опорных колесах, установленных в передней и задней частях рамы, причем передние опорные колеса выполнены в виде тандема, способствующего снижению колебаний рамы при движении по неровностям рельефа поля, а для снижения колебания посевных секций по высоте и увеличения устойчивости хода сошников по глубине посева расположенные на раме в четыре ряда посевные секции установлены между передними и задними опорными колесами. При этом в зависимости от ширины захвата посевного комплекса количество дозаторов с катушками и горизонтальных или вертикальных распределителей на раме посевной части находятся в пределах от 2 до 8 шт.Количество выходных патрубков от распределителя семян и удобрений, составляет 6, 8, 10, 12 и 15 шт. в зависимости от ширины междурядья, находящейся в пределах от 0,15 до 0,33 м, при глубине заделки семян в пределах 2-15 см. Равномерность подачи семян с различной нормой высева обеспечивается установкой в дозаторы сменных катушек с различным рабочим объемом косопоставленных желобков. Привод на вал катушек каждой секции бункера осуществляется от опорных колес через звездочки, электромуфту отключения привода на дозаторы при переводе посевного комплекса в транспортное положение и бесступенчатый редуктор. Для обеспечений бесперебойной и равномерной подачи семян и удобрений в пневмосистему использована одноступенчатая схема распределения семян и удобрений с наддувом бункера для семян и удобрений и применением в дозаторе эжектора для создания разряжения на месте приема семян и удобрений в пневмосистему.

Рисунок 7.1 – Универсальный посевной комплекс

В универсальном посевном комплексе сменные катушки дозаторов для посева семян различных культур в зависимости от размеров семян и нормы высева имеют косопоставленные желобки с разной площадью их поперечного сечения, причем для непрерывной подачи семян в семяпроводы желобки катушек расположены под углом, обеспечивающим непрерывную подачу семян в пневмосистему за счет перекрытияподачисемян передним желобком на половину ширины последующего желобка.

Для обеспечения постоянной силы поджатия на посевную секцию при движении посевного комплекса по неровностям рельефа поверхности поля механизм поджатия посевной секции вместо пружины сжатия снабжен гидроцилиндром, величина давления которого поддерживается постоянной за счет регулятора давления масла в гидросистеме, установленного в кабине трактора.

Для снижения габаритных размеров посевного комплекса по длине и уменьшения длины семяпроводов от дозаторов до распределителей семян и удобрений прицепная серьга присоединения прицепного устройства посевной части комплекса расположена под бункером, или бункер для семян и удобрений расположен непосредственно на прицепном устройстве посевной части посевного комплекса.

Предлагаемая конструкция универсального посевного комплекса для посева сельскохозяйственных позволяет расширить технологические возможности посевного комплекса с пневматическим высевом семян для обеспечения бинарного способа посева различными типами сошников. с возможностью установки сменных двухдисковых, анкерных, килевидных, Т-образных и лаповых сошников.

Для обеспечений бесперебойной и равномерной подачи семян и удобрений в пневмосистему посевного комплекса использована одноступенчатая система распределения семян и удобрений с наддувом воздуха в бункер для семян и удобрений и применением в дозаторе эжектора для создания разряжения на месте приема семян и удобрений в пневмосистему.

Предлагаемый универсальный посевной комплекс для посева сельскохозяйственных культур (рисунок 7.1) состоит из секционной рамы 1, прицепного устройства 2, передних опорных колес 3, задних опорных колес 4, бункера для семян и удобрений 5, с рамой 6 и ходовыми колесами 7, посевной секции 8. Рама 1 посевного комплекса одно, трех или пяти секционная, посевной комплекс имеет ширину захвата B=4÷20 м., ширина междурядья регулируется в пределах b=0,15…0,33м. перемещением сошников по поперечным брусьям рамы. Сошники расположены в четыре ряда, два передних — для посева семян одних культур, а два задних – для посева семян других культур, причем м, а , для обеспечения возможности регулировок сошников.

Перевод посевной части посевного комплекса в транспортное положение осуществляется при помощи гидроцилиндров, установленных на передних 3 и задних 4 опорных колесах.

Бункер для семян и удобрений 5 (рисунок 7.1) состоит из четырех секций: I и II из которых – для удобрений, а секции III и IV – для семян различных культур. Каждая секция снабжена катушечными дозаторами 9 с косопоставленными желобками (с расположением желобков под углом к оси катушки), количество которых зависит от ширины захвата посевного комплексаи количества горизонтальных или вертикальных распределителей 10 семян и удобрений на раме посевной части посевного комплекса. Дозаторы 9 каждой секции получают вращение от опорных колес 7, через пару звездочек 11 электромуфту 12 и бесступенчатый редуктор 13 на каждый вал четырех дозирующих устройств. Норма высева семян и удобрений отдельных секций регулируется изменением скорости вращения катушек дозаторов через бесступенчатый редуктор и заменой катушек с различным объемом рабочей части катушек. Для высева семян различных культур в комплекте предусмотрены четыре типа катушек с различным рабочим объемом. При изменении количества дозаторов производительность вентилятора регулируется изменением его оборотов при помощи гидромотора от гидросистемы трактора.

В зависимости от нормы высева семян различных культур и удобрений емкость отдельных секций регулируется поворотом перегородок 14 в нужном направлении из расчета одновременного расхода семян и удобрений в процессе работы с дальнейшей их фиксацией в установленном положении. При высеве семян одной культуры перегородки устанавливаются в средние положения и дозаторы III и IV секции регулируются на одинаковую норму высева семян, а дозаторы I и II секции – на одинаковую норму высева удобрений.

На раме посевной части посевного комплекса установлены распределители семян и удобрений по сошникам с различным количеством выходных патрубков с их горизонтальным расположением на раме или с расположением распределителя семян и удобрений на вертикальной трубе.

Посевная секция (рисунок 7.2) состоит из корпуса 15 посевной секции, которая связана с рамой сеялки через параллелограммное подвесное устройство 16 и гидроцилиндр 18 с кронштейном 17, дискового ножа 19 и опорного колеса 20, расположенных на общей оси стойки 21, прикатывающего колеса 22 со стойкой 23. Кронштейн 24 стойки 21 опорного колеса 20 и кронштейн 25 стойки 23 прикатывающего колеса 22 связаны между собой регулируемой по длине тягой 26, длина которой регулируется ручкой 27. Тяга 26 служит для регулирования глубины хода сошников 31. Сошники 31 крепятся к корпусу 15 посевной секции через основной болт 28 и срезной болты 29, которые служат для предохранения сошников 31 от поломок при наезде на препятствие. Сзади стойки сошника устанавливается патрубок 30 для подачи семян и удобрений на дно бороздки, открытой сошником. При внесении удобрений и семян различных культур разные типы сошников устанавливаются на место сошника 31.

Рисунок 7.2 – Посевная секция

Присоединение корпуса посевной секции 15 к раме посевного комплекса через гидроцилиндр 18, давление масла в котором удерживается постоянным регулятором давления масла, установленным в кабине трактора, обеспечивается постоянная величина силы сжатия корпуса, к почве что способствует равномерной глубине хода сошника, независимо от колебаний рамы посевного комплекса при движении по неровностям рельефа поверхности поля.

Сменные катушки 32 (рисунок 7.3 а и б) для высева семян различных культур в зависимости от размеров семян высеваемых культур и нормы высева семян имеют косопоставленные желобки 33 различного размера. На посевной комплекс поставляется четыре комплекта сменных катушек с диаметром
D=0,06-0,09 м, и ширины l_k=0,05-0,12 м. Для обеспечения равномерной и непрерывной подачи семян в семяпроводы желобки катушки расположены под углом, обеспечивающим перекрытие подачи семян передним желобком на половину ширины последующего желобка.

Для расширения возможностей агрегатирования посевного комплекса с тракторами класса тяги 1,4-8, рама посевной части комплекса должна быть секционной с количеством секций от одного до пяти, составленных из однотипных модулей шириной захвата В₁=4 м, В₂=3 м, В₃=2 м, (рисунок 7.1) и обеспечивающих с интервалом 2 м ширину захвата посевного комплекса от 4 до 20 м. При посеве семян различных культур и в зависимости от почвенно-климатических условий хозяйства ширина междурядья находится в пределах от 15 до 33 см, что приводит к изменению количества посевных секций на раме посевной части комплекса. Изменение количества посевных секций при различныхширине захвата посевного комплекса и ширине междурядья приводит к изменению количества дозаторов на дне бункере и распределителей на раме посевной части посевного комплекса. Результаты расчетов по определению количества дозаторов и распределителей семян и количества выходов семяпроводов из распределителя семян, при различных ширине захвата и ширине междурядья посевного комплекса представлены в таблице.

Рисунок 7.3 – Сменные катушки

Таблица. Значения ширины захвата посевного комплекса В, м, количества дозаторов n₁, шт., распределителей семян n₂, шт., патрубков для семяпроводов из распределителей семян n₃, шт., общее количество семяпроводов и сошников n₀, шт., при различных количествах модулей n₄, шт., и ширины междурядий b, м.

Представленные в таблице результаты расчетов показывают, что сменными модулями шириной захвата 2; 3 и 4 метра можно обеспечить с интервалом 2 метра ширину захвата посевного комплекса от 4 до 20 метров.

При этом для посева сельскохозяйственных культур с междурядьем 0,15; 0,2; 0,25; и 0,3 м при установленных под бункером для семян и удобрений количестве дозаторов, равном от 2 до 8 шт., необходимо иметь горизонтально или вертикально установленные распределители семян с выходными патрубками для семяпроводов, обслуживающими сошники одним распределителем семян в количестве равном 6, 8, 10, 12 и 15 шт. Количество необходимых посевных секций для комплектования посевного комплекса шириной захвата от 4 до 20 м и шириной междурядья от 0,15 до 0,3 м находится в пределах от 12 до 120 шт. Тогда заводу изготовителю, имея запас сменных модулей с разной шириной захвата, посевных секций со сменными сошниками, опорные колеса для установки впереди и сзади рамы, бункеров для семян и удобрений, а также вентиляторов, дозаторов со сменными катушками, распределителей семян и удобрений с разным количеством патрубков для семяпроводов и семяпроводов разного диаметра, можно комплектовать посевной комплекс согласно любому заказу потребителя

Для обеспечения непрерывной и равномерной подачи семян и удобрений в пневмосистему посевного комплекса при случайном изменении давления воздуха в бункере использована одноступенчатая система распределения семян и удобрений с наддувом воздуха в бункер и с эжекторным питателем дозатора, создающим разряжение при приеме семян и удобрений в катушку дозатора.

Посевной агрегат, составленный из трактора определенного тягового класса и универсального посевного комплекса для посева сельскохозяйственных культур с соответствующей шириной захвата и шириной междурядья, работает следующим образом. Загружают бункер для семян и удобрений семенами различных культур и соответствующими для высеваемых культур удобрениями. При предварительно установленной норме высева семян различных культур заезжают в поле, переводят сеялку в рабочее положение. Устанавливают горизонтальность рамы, устанавливают глубину хода сошников при помощи механизмов регулирования глубины и изменением длины тяги 26 регулировочной ручкой 27 (фиг. 2). Изменение величины давления прикатывающего колеса 22 на почву после прохода сошника 31 регулируется перестановкой оси крепления тяги 26 в отверстия на кронштейнах 24 и 25. Сила поджатия гидроцилиндра регулируется изменением давления масла в гидросистеме из кабины трактора в зависимости от глубины хода сошников и физико-механических свойств почвы. При установленных параметрах начинается рабочий процесс посева.

Внедрение универсального посевного комплекса для посева сельскохозяйственных культур в производство обеспечит расширение технологических возможностей посевного комплекса, возможности его агрегатирования с тракторами различного класса тяги, и проведения бинарного способа посева семян за счет посева любых зерновых, технических и кормовых культур на заданную глубину с прикатыванием почвы по следу сошника в соответствии с выбранным способом посева, что обеспечит дружные всходы, полное использование имеющейся влаги в почве при эффективном использовании удобрений увеличивает устойчивость хода сошника по глубине и, в конечном итоге, повышение урожайности возделываемых культур.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основе проведенных исследовании по разработке и созданию посевного комплекса ПК-12 можно сделать следующие выводы:

Анализ факторов, влияющих на выбор технологии возделывания сельскохозяйственных показывает, что основным фактором является почвенно–климатические условия, где расположено хозяйство. Все существующие технологии разработаны применительно к определенным почвенно-климатическим зонам и используемый комплекс машин, и рабочие органы направлены на накопление, сохранение и экономное использование влаги в почве, на повышение плодородия почвы и борьбу с сорняками. В связи с тем, что почвенно-климатические условия, тип почвы и рельеф поля в пределах одной зоны, даже в пределах одного хозяйства различны, применяемые технологии должны соответствовать конкретным условиям хозяйства.

С учетом опыта производственников и знаний ученых, разработаны универсальная технология возделывания сельскохозяйственных культур и способы обработки почвы, которые предусматривают с учетом условий работы хозяйства применение различных способов посева сельскохозяйственных культур, с различными типами сошников.

Проведен анализ существующих типов посевных комплексов отечественного и зарубежного производства, проведена их классификация и установлено, что они имеют только один тип установленного сошника и не приспособлены к различным условиям работы.

Проведен анализ способов посева сельскохозяйственных культур и анализ типов сошников, установленных на посевных комплексах, выявлены их преимущества и недостатки и установлена необходимость создания универсальной посевной секции со сменными сошниками для посева сельскохозяйственных культур по различным технологиям посева.

Проведен анализ пневматических систем, установленных на посевных комплексах, для дозирования, транспортирования и распределения семян по сошникам, дана их классификация, установлены их преимущества и недостатки и предложена для проектируемого посевного комплекса одноступенчатая система распределения семян с наддувом бункера и эжекторным питателем дозатора семян с катушечным высевающим аппаратом.

На основе проведенного анализа установлены цель и задачи исследования, которые направлены на разработку конструктивной схемы универсальной посевной секции и посевного комплекса, обоснованию их параметров для обеспечения минимума тягового сопротивления и максимума производительности работы агрегата, обоснованию параметров пневмосистемы, разработке чертежной документации, изготовлению, проведению испытаний и экспериментальных исследований как в полевых условиях и в лаборатории и разработке усовершенствованного образца посевного комплекса.

Разработана конструктивная схема и обоснованы параметры универсальной посевной секции со сменными дисковыми, анкерными, лаповыми, килевидными и Т-образными сошниками, которые предназначены для посева сельскохозяйственных культур по различным технологиям. Посевная секция снабжена опорным и прикатывающими колесами, которые соединены между собой четырехзвенным механизмом с регулируемым по длине шатуном для установки глубины хода сошников и механизмом поджатия посевной секции в виде пружины или гидроцилиндра. Установлены расстояния между опорным и прикатывающим колесами, которое обеспечивает минимальные колебания глубины хода сошников при установке на различных местах установки на раме посевного комплекса. Установлена сила поджатия пружины или гидроцилиндра при различных значениях глубины хода сошника, которая обеспечивает допустимые значения реакции почвы на опорном и прикатывающем колесах.

Обоснована конструктивная схема и параметры посевного комплекса для тракторов класса тяги 5 с учетом обеспечения полной загрузки трактора при работе в различных почвенно-климатических условиях и на разной глубине хода сошников. Установлено, что ширина захвата посевного комплекса зависит от тягового сопротивления посевной части и бункера для семян и удобрений, которые в свою очередь зависят от металлоемкости рамы, рабочих органов, приспособлений, емкости бункера для семян и удобрений и нормы высева семян и удобрений. С учетом этих факторов получены математические зависимости для определения тягового сопротивления посевной части и бункера для семян у удобрений при различных условиях работы. Полученные результаты расчётов позволили установить рациональные параметры посевного комплекса для тракторов класса тяги 5. Они составляют:

— Ширина захвата посевного комплекса -12 м

— ширина междурядья – 0,25 м

— количество посевных секций – 48 шт

— количество секций рамы – 3

— емкость бункера для семян – 6 м³

— емкость бункера для удобрений– 4 м³

— время работы агрегата с одной заправкой семян и удобрений – 4 ч

— глубина посева семян 0,05-0,1 м.

Также установлена производительность агрегата с установленными параметрами посевного комплекса в различных условиях, с разными типами сошников и при работе на разную глубину посева, которая находится в пределах от 7,5 га/ч до 14 га/ч.

Обоснованы параметры предложенной конструктивной схемы пневматической системы дозирования, транспортирования и распределения семян и удобрений по сошникам посевного комплекса ПК-12. Установлены диаметры воздухо и семяпроводов, скорости воздуха в пневмосистеме, которые обеспечивают бесперебойную работу пневмосистемы и распределение семян по сошникам. Предложены устройства для выравнивания и равномерного распределения семян по сошникам при работе на склонах и для отделения и направления воздуха из семяпроводов в атмосферу до входа в сошник, которая устраняет вынос семян из подсошникового пространства на поверхность поля.

Согласно разработанной конструктивной схеме и обоснованным параметрам посевного комплекса ПК-12 разработана 3D модель, чертежи отдельных узлов и деталей посевного комплекса. Результаты теоретических исследований по определению сил использованы для проведения прочностных расчетов деталей и узлов посевного комплекса. Разработана конструктивная схема бункера для семян и удобрений, определены параметры сменных катушек дозаторов для высева семян различных культур, разработана схема привода катушек дозаторов и возможности регулирования передаточного отношения от приводного колеса к катушкам через бесступенчатый редуктор для установления различных норм высева семян.

Разработанные чертежи переданы в ООО «Челябинский компрессорный завод» для изготовления макетного образца посевного комплекса ПК-12.

Изготовленный макетный образец посевного комплекса ПК-12 в мае месяце передан в ООО «Хлебинка» Верхнеуральского района Челябинской области для проведения производственных опытов при посеве семян различных культур и для проведения экспериментальных исследований.

На производственных опытах посев пшеницы был проведен на площади 650 га и посев льна на площади 250 га. Скорость движения агрегата составила 9-12 км/ч, а производительность агрегата находится в пределах 9,7-12 км/ч. По сравнению с аналогичным агрегатом с трактором CLAASXERION-3800 с посевным комплексом
AmazoneDMC-9000 шириной захвата 9 м. производительность агрегата увеличивается на 30-35% при одинаковом расходе топлива. Полученные всходы показали, что посевной комплекс обеспечивает заданную норму высева, и равномерное распределение семян по рядкам, выдерживает заданную глубину хода сошников, что в конечном итоге в засушливый 2020 год обеспечил урожайность 18 ц/га при средней урожайности по хозяйству 16 ц/га.

В экспериментальных исследованиях, проведенных в ООО «Хлебинка» 1-2 июня 2020 г. определены тяговое сопротивление посевного комплекса на различных скоростях движения агрегата и глубины хода сошников, которые показали возможность полной загрузки трактора класса тяги 5 в различных условиях работы изменением рабочей скорости движения агрегата. В опытах определены коэффициенты перекатывания колес при работе в различных условиях (необработанная стерня, стерня, обработанная с осени и свеже обработанное поле на малую глубину), тяговое сопротивление бункера для семян и удобрений, радиус и время разворота агрегата на концах загонок, которые показали соответствие посевного комплекса условиям рабочего процесса (устойчивая глубина хода сошников, полная загрузка трактора), транспорта (транспортная скорость 20-25 км/ч), заглубления, выглубления и разворота на концах загонок. Время разворота агрегата от начала выглубления, разворота и полного заглубления при движении на повороте с рабочей скоростью 9-12 км/ч составляет 24 с.

На почвенном канале ЮУрГАУ проведены экспериментальные исследования работы посевной секции при различной глубине хода сошников, скорости движения агрегата и типах сошников (анкерные, дисковые и лаповые). Результаты опытов подтвердили результаты теоретических исследований, что показала адекватность математической модели реальному процессу. Наибольшее тяговое сопротивление имеет лаповые и анкерные сошники,
наименьшую – дисковые. В опытах также определены сила поджатия сошников, необходимая для поддержания сошника на установленной глубине и реакции почвы на опорном и прикатывающем колесах, которые также зависят от типа сошника, установленной глубины хода сошника и скорости движения сошника.

На основе проведенных производственных опытов и результатов экспериментальных исследований установлены недостатки посевного комплекса и разработаны рекомендации по их устранению.

Для расширения технологических возможностей посевных комплексов, повышения их универсальности и снижения стоимости рекомендуется создать универсальный посевной комплекс, обеспечивающий возможность агрегатирования с тракторами класса тяги 1,4…8, бинарного посева семян различных культур, составления рамы посевной части из одной до пяти секций, из однотипных модулей шириной захвата 2, 3, и 4 м. и обеспечивающих с интервалом 2 м. ширину захвата посевного комплекса от 4 до 20 м.

При этом в зависимости от ширины захвата посевного комплекса количество дозаторов с катушками и горизонтальных или вертикальных распределителей на раме посевной части находится в пределах от 2 до 8 шт. Количество выходных патрубков от распределителей семян и удобрений составляет 6,8,10,12 или 15 шт. в зависимости от ширины междурядья, находящейся в пределах от 0,15 до 0, 33 м., при глубине заделки семян в пределах от 2 до 15 см. Для посева семян по различным технологиям посевная секция снабжена сменными анкерными, дисковыми, лаповыми, килевидными и Т-образными сошниками.

РЕФЕРАТ

Отчет 146 с., 2 ч., 9 табл., 32 рис., 165 источн., 5 прил.

НОДУЛЯРНЫЙ ДЕРМАТИТ, ТРАНСФЕР-ФАКТОР, КРУПНЫЙ РОГАТЫЙ СКОТ, АБОРТЫ, ЭМБРИОНАЛЬНАЯ СМЕРТНОСТЬ, ИММУНИТЕТ

Объект исследования:трансфер-фактор, специфичный к нодулярному дерматиту крупного рогатого скота.

Целью работы: изучение влияния препарата трансфер-фактора на формирование иммунитета против нодулярного дерматита.

Для определения эффективности использования трансфер-фактора при профилактике и лечении нодулярного дерматита у крупного рогатого скота молочного и мясного направления продуктивности были использованы биохимические, иммунологические и ультразвуковые методы исследования.

В ходе исследований был получен специфический к нодулярному дерматиту трансфер-фактор, безопасный для крупного рогатого скота.

Полученный препарат обладает иммуностимулирующим и иммуномодулирующим эффектами, увеличивая титр антител после вакцинации и количество серопозитивных животных (у молочных пород), также стимулируя клеточное звено иммунитета у животных молочных и мясных пород. Применение трансфер-фактора при вакцинации животных позволило сократить случаи абортов и эмбриональной смертности у животных молочной породы на 14%, у мясной на 11%.

При лечении животных с помощью препарата скорость выздоровления сократилась на 2 дня, использование трансфер-фактора позволяет профилактировать гибель животных.

Экономическая эффективность при вакцинации животных против нодулярного дерматита на 1 рубль затрат у животных молочной породы составила 188,52 рублей, у животных мясной породы 208,73 рублей.

Результаты работы внедрены на сельскохозяйственных предприятиях и используются при вакцинации животных против нодулярного дерматита.

Перечень сокращений и обозначений

В настоящем отчете о НИР применяют следующие сокращения и обозначения:

TF – трансфер-фактор

TNF – фактор некроза опухолей

IL– интерлейкин

DLE – диализат экстракта лейкоцитов

ТФ – трансфер-фактор

ЗУД – заразный узелковый дерматит

КРС – крупный рогатый скот

ИФА – иммуноферментный анализ

ПЦР – полимеразная цепная реакция

Введение

В связи с приграничным расположением Челябинской области с Республикой Казахстан, наличием международных пунктов пропуска с республиками средней Азии, перевозкой грузов и живых животных из ранее зафиксированных очагов на Северном Кавказе, Ставропольском крае существует угроза массовой эпизоотии нодулярного дерматита крупного рогатого скота среди восприимчивого поголовья в Челябинской области.

Для профилактики данного заболевания биологическая промышленность предлагает ряд вакцин: Люмпивакс (производство Кения и ЮАР), вакцина против оспы овец и коз. Использование вакцин дает только 60-70% защищенности поголовья.

Применение препаратов стимулирует не только образование иммунитета, но и многочисленные осложнения у животных в виде сыпей и язв на кожном покрове, абортов, эмбриональной смертности. Особенно это ярко проявляется при вакцинации животных со скрытым течением болезни.

Применение вакцин не останавливает эпизоотический процесс в виду хронического течения заболевания и возможности переноса возбудителя дикими животными, кровососущими насекомыми, автомобильным транспортом.

С целью разработки эффективных методов лечения и профилактики необходимо провести исследование по изучению влияния препарата Трансфер-фактора на формирование иммунитета против нодулярного дерматита.

В задачи исследования входило:

1.Изучить эффективность использования трансфер-фактора при вакцинопрофилактике нодулярного дерматита крупного рогатого скота.

2. Изучить эффективность использования трансфер-фактора при лечении животных, больных нодулярным дерматитом.

3. Изучить эффективность использования трансфер-фактора при профилактике осложнений нодулярного дерматита в виде абортов и эмбриональной смертности.

Используя ранее установленные и подтвержденные клинически эффективные дозы трансфер-фактора (Пат. 2705571 Рос. Федерация МПК A61K 35/14 (2015.01)A61P 37/02 (2006.01) Способ профилактики и лечения нодулярного дерматита у крупного рогатого скота. / С.Р. Слободянский, П.Н. Щербаков, Т.Б. Щербакова, П.В. Бурков, Р.С. Карипов ФГБОУ ВО «Южно-Уральский государственный аграрный университет». — № 2019104319; заявл. 15.02.2019 ; опубл. 08.11.2019, Бюл. № 31. – 6 с.) будет изучена эффективность специфического трансфер-фактора при лечении и профилактике нодулярного дерматита крупного рогатого скота в условиях предприятий молочного и мясного направления продуктивности, на которые возможен занос возбудителя инфекции.

Объект исследования:трансфер-фактор, специфичный к нодулярному дерматиту крупного рогатого скота.

1. Обзор литературы

1.1. Нодулярный дерматит крупного рогатого скота

Поданным Sprygin A, Pestova Y. et al. (2019) нодулярный дерматит это вирусное трансграничное заболевание, эндемичное по всей Африке и имеющее большое экономическое значение, которое поражает крупный рогатый скот и домашних водяных буйволов. С 2012 года болезнь быстро и широко распространилась по регионам Ближнего Востока и Балкан (MercierA., ArsevskaE. etal., 2018; TuppurainenE.S., OuraC.A., 2012; TasioudiK.E., AntoniouS.E., etal., 2016; CasalJ., AllepuzA.etal., 2018; Hunter P., Wallace D., 2001; Saegerman C., Bertagnoli S., etal., 2019;Ochwo S., VanderWaal K., etal., 2019; Sameea Yousefi P., Mardani K., etal., 2016; Al-Salihi K.A., Hassan I.Q., 2015; MachadoG., KorennoyF., etal., 2019; Tuppurainen E.S.M., Antoniou S.E., etal., 2018; Kasem S., Saleh M., etal., 2016), на Южном Кавказе и в некоторых частях Российской Федерации. Заболевание способно появиться в течение нескольких сотен километров от мест первоначальной (очаговой) вспышки в короткие сроки. Распространение LSDV на большие расстояния, по-видимому, происходит через перемещение инфицированных животных, но отчетливые сезонные закономерности указывают на то, что передача вируса членистоногими, скорее всего, ответственна за быстрое и агрессивное распространение болезни на короткие расстояния. На сегодняшний день наиболее вероятными переносчиками болезни являются кровососущие членистоногие, такие как стабильные мухи (Stomoxys calcitrans), комары (Aedes aegypti) и твердые клещи (виды Rhipicephalus и Amblyomma). Новые данные свидетельствуют о том, что вездесущая синантропная комнатная муха Musca domestica также может играть роль в передаче заболевания.

Aleksandr K., Olga B., etal. (2020) впервые приводят доказательства косвенной передачи в контактном режиме для встречающегося в природе рекомбинантного ЗУД, выделенного в полевых условиях. В помещении, защищенном от насекомых, они получили убедительные доказательства того, что новый штамм ЗУД может передаваться контактировавшим с ним животным.

Первые уведомления о неизвестном заболевании крупного рогатого скота появились в сентябре-октябре 2015 года в Северо-Кавказском регионе России (Республика Северная Осетия-Алания). Клинические признаки включали водянистые выделения из глаз, апатию, анорексию, обильную саливацию, хромоту и узелковые поражения кожи. Геном каприпоксвируса был обнаружен методом ПЦР в реальном времени в образцах тканей больных животных. Этиологический агент был выделен в первичных культурах клеток семенников ягненка и семенников коз, а также в непрерывной культуре клеток MDBK. Дальнейшее секвенирование гена GPCR и филогенетический анализ показали тесную генетическую связь изолированного каприпоксвируса с группой вируса нодулярного дерматита (Salnikov N., Usadov T., etal., 2018).

Изолят вируса ЗУД SERBIA / Bujanovac / 2016 состоит из 150 661 нуклеотида и на 99,95% идентичен штамму Neethling Warmbaths LW, выделенному в Южной Африке в 1999 году. Это первый полный геном ЗУД, определенный в Сербии, а также на Балканах (Toplak I., Petrović T., etal., 2017).

Данные по поражению ЗУД в период с июля 2012 года по сентябрь 2018 года на Балканах, Кавказе и Ближнем Востоке были получены из Глобальной информационной системы по болезням животных (EMPRES-i) ФАО из Системы уведомления о болезнях животных Европейской комиссии (ADNS).и дополнен данными официальных ветеринарных служб некоторых стран. За этот период пострадали 7 593 населенных пункта из 22 стран. За этот период более 46 000 голов крупного рогатого скота были клинически поражены ЛСД, 3700 животных погибли и 17 500 были забиты из-за политики выбраковки, чтобы остановить распространение болезни. Большинство вспышек произошло в 2016 г., с мая по ноябрь. Пострадавший регион был разделен на сетку ячеек 10 × 10 км, и мы применили модель пространственной регрессии для анализа связи между зарегистрированными вспышками ЗСД и климатическими переменными, растительным покровом и плотностью скота. Результаты показали большие различия в шансах быть ЗУД-положительными из-за типа земного покрова: вероятность того, что ячейка будет ЗУД-положительной, увеличивалась в районах, в основном покрытых пахотными землями, лугами или кустарниками. Шансы были также увеличены для более высокой плотности скота, а также для территорий с более высокой средней годовой температурой и более высоким дневным диапазоном температур (Allepuz A., Casal J., Beltrán-Alcrudo D., 2019).

Пространственно-временной анализ показал, что спорадические вспышки ЗУД имеют тенденцию происходить как внутри, так и за пределами эндемичных районов (Ochwo S., VanderWaal K., etal., 2018).

На территории Российской Федерации вирус нодулярного дерматита впервые появился в 2015 году. Наибольшая частота вспышек наблюдалась в республиках Чечня (108), Калмыкия (57) и Ингушетия (35). Образцы, взятые у инфицированного крупного рогатого скота, были подвергнуты ПЦР-анализу, который выявил геном вируса наиболее часто в узелках кожи (78%), мазках из носа (23,4%), крови (13%) и сыворотках (14,5%) (SpryginA., ArtyuchovaE. etal., 2018).

На основе данных EuropeanFoodSafetyAuthority (2018, 2019), собранных в пострадавших и подверженных риску странах Юго-Восточной Европы в 2016 и 2017 годах, количество зарегистрированных вспышек снизилось с 7 483 в 2016 году до 385 в 2017 году. Случаи заболевания зарегистрированы в основном в Албании в районах, где вакцинация не была завершена. Только две и четыре вспышки были зарегистрированы в Греции и в бывшей югославской Республике Македонии в 2017 году, соответственно, где коллективный иммунитет, достигнутый с помощью вакцинации, значительно снизил дальнейшее распространение болезни. Для устранения ЗУД необходимы 4- и 3-летние кампании вакцинации (EuropeanFoodSafetyAuthority, 2018).

Molini U., Aikukutu G. et al. (2018) указывают, что секвенированные изоляты LSDV из Намибии были идентичны изолятам LSDV, идентифицированным ранее в Буркина-Фасо, Египте, Греции, Нигере, Сербии и Южной Африке.

Для борьбы с LSDV коммерчески доступны только живые аттенуированные вакцины, но в настоящее время они не разрешены в Европейском Союзе. Более того, эти штаммы вакцинного вируса могут вызывать серьезные побочные эффекты с клиническими признаками, сходными с инфекциями, вызванными вирулентным вирусом (MöllerJ., MoritzT. etal., 2019).

Узелки на коже и неподвижные повреждения являются значительными клиническими признаками, наблюдаемыми у всех КРС с подозрением на нодулярный дерматит (ZeedanG.S.G., MahmoudA.H.etal., 2019).

При вспышке ЗУД в Омане в 2009 году у крупного рогатого скота голштино-фризской породы клинические признаки были гораздо более серьезными, чем у местных пород, и характеризовались множественными кожными узелками, покрывающими шею, спину, промежность, хвост, конечности и половые органы. У пораженных животных также наблюдалась хромота, истощение и прекращение молочной продуктивности. Отек конечностей и грудины, а также увеличение поверхностных лимфатических узлов были очень заметными (Tageldin M.H., Wallace D.B. etal., 2014).

При анализе вирусов – возбудителей ЗУД SameeaYousefiP., Dalir-NaghadehB.etal. (2018) указывают, что идентифицированные LSDV были тесно связаны друг с другом и имели высокую гомологию с другими изолятами LSDV из Африки.

Hansen S., Pessôa R., Nascimento A. et al. (2019) при анализе вторичных инфекций, сопровождающих ЗУД установили, что ими являются 98 видов, большинство из которых принадлежат к типу Proteobacteria, за которыми следуют Firmicutes, Actinobacteria и Bacteroidetes.

ЗУД был впервые зарегистрирован в Индии с 7,1% заболеваемости крупного рогатого скота. Обычно клиническими проявлениями болезни являются лихорадка, анорексия и характерные узелки на коже, слизистой оболочке рта, ноздрей, вымени, половых органов, прямой кишки, снижение выработки молока, аборты, бесплодие и иногда смерть (GuptaT., PatialV. etal., 2020).

Системные эффекты включают гипертермию, анорексию, дисгалактию и пневмонию; Поражения часто обнаруживаются во рту и верхних дыхательных путях. Тяжесть болезни значительно варьируется между породами и линиями крупного рогатого скота. Многие животные в течение нескольких месяцев страдают от сильного истощения и потери продуктивности. Поражения кожи приводят к необратимому повреждению шкур (Davies F.G., 1991).

Как правило, поголовье крупного рогатого скота с большим количеством взрослых животных, живущее во влажных районах, подвергается наибольшему риску заражения ЗУД (MollaW., FrankenaK., etal., 2018).

Современные вакцины для защиты крупного рогатого скота отЗУД на основе живых аттенуированных штаммов полевых изолятов, пассированных культурой клеток, что приводит к случайным мутациям. Хотя эти вакцины обычно эффективны, они могут иметь недостатки, в том числе реакции в месте инъекции и / или ограниченную иммуногенность (KaraP.D., MatherA.S., etal., 2018).

Gubbins S., Stegeman A., et al. (2020), Sohier C., Haegeman A. et al. (2019) показывают, что в большинстве случаев передача происходит на короткие расстояния (<5 км), но с заметной вероятностью передачи на большие расстояния, существуют доказательства сезонных колебаний силы инфекции, связанной с температурой, возможно, из-за ее влияния на относительную численность стабильной мухи Stomoxys calcitrans.

Saegerman C., Bertagnoli S. et al. (2020) установили, что дезинсекция грузовиков, перевозящих живых животных, была важна для снижения риска распространения ЗУД.

По данным EuropeanFoodSafetyAuthority (2017) большая часть распространения ЗУД происходит на относительно небольшом расстоянии, примерно от 10 до 20 км, а скорость распространения, по оценкам, в основном достигает 2 км / день, что согласуется с векторной картиной распространения ЗУД. Близость к затронутым фермам, высокие температуры и связанное с этим изобилие переносчиков были одними из основных факторов риска распространения ЗУД. Через несколько месяцев по крайней мере, 90% популяции животных были вакцинированы живой гомологичной вакциной против ЗУД в Юго-Восточной Европе. Там, где был достигнут почти полный охват вакцинацией, о новых вспышках не сообщалось.

Параметр скорости передачи ЗУД между животными составлял 0,072 в день в системе растениеводства и животноводства, тогда как скорость передачи в интенсивной производственной системе составляла 0,076 в день (MollaW., FrankenaK., 2017).

Исследованиями ErsterO., RubinsteinM.G., etal. (2019) установлено, что ген LSDV126 играет важную роль в способности вирусов каприпокса инфицировать крупный рогатый скот.

По данным Şevik M., Avci O. etal. (2016) нуклеиновая кислота ЗУД была обнаружена во всех образцах, полученных от клинически инфицированного крупного рогатого скота. Результаты биохимического анализа сыворотки крови показали, что концентрации аспартатаминотрансферазы, щелочной фосфатазы, общего белка и креатинина в сыворотке крови инфицированных животных заметно повышались. Однако по другим оцениваемым биохимическим параметрам значимых различий не было. Результаты настоящего исследования предполагают, что во время инфекции ЗУД возникают нарушения функции печени и почек. Эти данные могут помочь в разработке эффективных стратегий лечения инфекции ЗУД.

При гематологической оценке среднее количество лейкоцитов, лимфоцитов, эозинофилов, эритроцитов и тромбоцитов, а также средний уровень гемоглобина у инфицированных животных были значительно ниже, чем в контрольной группе. Биохимические эксперименты показали, что сывороточная глюкоза, общий и прямой билирубин, аспартатаминотрансфераза, активность креатинфосфокиназы в инфицированной группе была значительно повышена. ЗУД также вызвал значительное снижение уровней сывороточного креатинина, альбумина и железа. В целом, ЗУД был связан с общим снижением количества различных типов клеток крови и значительными изменениями биохимического профиля сыворотки. Эти изменения могут быть связаны с воспалительными процессами и повреждениями различных органов, особенно печени (Jalali S.M., Rasooli A. etal., 2017).

Neamat-AllahA.N. (2015) при клиническом обследовании животных во время вспышки ЗУД обнаружил тельца интрацитоплазматических включений при гистопатологическом исследовании. Иммунологические исследования выявили значительное снижение скорости трансформации лимфоцитов,% фагоцитов и% гибели, которое было отмечено в течение 2 недель после инфицирования. ЗУД привел к незначительной гемограмме через 1 (й) -2 (й) день после заражения, в то время как макроцитарная гипохромная анемия в течение 10-14 (й) дней после заражения. Лейкопения и лимфопения регистрировались на 1 (й) -2 (й) день после заражения, а на 10-14 (й) день — гранулоцитарный лейкоцитоз. Биохимический анализ выявил гипопротеинемию, гипоальбуминемию, и гиперглобулинемия, особенно гамма-глобулины. Наблюдалось значительное повышение сывороточной активности аланинаминотрансферазы, активности аспартатаминотрансферазы, уровня креатинина, азота мочевины в крови и креатинфосфокиназы.

Abutarbush S.M. (2015) отмечает, что у инфицированных животных лейкоцитопения обнаружена у 8,7%, лейкоцитоз — у 18,2% пораженного КРС. Снижение гематокрита наблюдалось у 18,3%. У наиболее пораженного крупного рогатого скота был снижен средний корпускулярный объем (43,7%), средний корпускулярный гемоглобин (14,3%) и средняя концентрация корпускулярного гемоглобина (11,5%). У всего крупного рогатого скота с аномальным количеством тромбоцитов была тромбоцитопения. Гиперфибриногенемия, гиперпротеинемия и гиперальбуминемия были обнаружены у 69%, 59,6% и 37,2% пораженного скота соответственно. Снижение концентрации креатинина отмечалось у 65,8%. Гиперкалиемия и гиперхлоремия выявлены у 9,6% и 10,4% пораженного КРС соответственно.

По данным AbdallahF.M., ElDamatyH.M., KotbG.F. (2018) характерные кожные узелки, покрывающие всю неповрежденную кожу, а также лимфаденопатия были значимыми клиническими признаками во всех подозреваемых случаях ЗУД. Выделение вируса нодулярного дерматита в куриных эмбрионах выявило характерные очаговые белые ямки, рассредоточенные по хориоаллантоисным мембранам. Гистопатологическое исследование показало характерные эозинофильные интрацитоплазматические включения внутри воспалительной клеточной инфильтрации.Филогенетический анализ показал, что изоляты вируса были сгруппированы вместе с другими африканскими и европейскими штаммами вируса нодулярного дерматита.Кроме того, изоляты ЗУД имеют уникальную сигнатуру ЗУД (A11, T12, T34, S99 и P199).

Исследованиями Bedeković T., Šimić I., Krešić N., Lojkić I. (2018) установлено присутствие вирусных частиц вакцины в молоке, узелках на коже, крови и мазках из носа в семи из восьми стад. Присутствие вирусного генома было обнаружено у пяти коров от 10 до 21 дня после вакцинации. Вирус был успешно выделен на клеточной культуре от 10 до 21 дня после вакцинации от трех животных.

Использование живых аттенуированных вирусов в качестве вакцин во время активной вспышки нодулярного дерматита создает потенциальную почву для коинфекции хозяев и появления штамма, сочетающего генетические фрагменты как родительской вакцины, так и полевых штаммов (Sprygin A., Babin Y., etal., 2018).

Изучая иммуногеные свойства вакцины против нодулярного дерматита Douglass N., Van Der Walt A.etal. (2019) установили, что вакцина против вируса ЗУД, Herbivac LS, партия 008, отличается от штамма вакцины Neethling в локусе, кодирующем гомолог супероксиддисмутазы (SOD). Присутствие гомолога SOD, будь то полноразмерное (как в Herbivac LS) или усеченное (как в Neethling), может повлиять на иммуногенность вакцины.

При исследовании эффективности вакцины против оспы овец, также применяемой противЗУД Abutarbush S.M. (2014), Abutarbush S.M., Tuppurainen E.S.M. (2018) наблюдали снижение общей молочной продуктивности через неделю после вакцинации, а к пятой неделе эксперимента оно вернулось к уровням до вакцинации. Клинические побочные эффекты наблюдались у пяти животных, которые принадлежали только к группе, получившей в десять раз дозу вакцины. Наблюдаемые побочные эффекты включали лихорадку, снижение потребления корма и производства молока, а также поражения кожи. Узелки на коже появились между 7 и 17 днями после вакцинации и оставались в течение 11-17 дней. Системные реакции, вероятно, были связаны с более высокими дозами, и весь пораженный рогатый скот выздоровел без каких-либо осложнений. Животные, получившие самую высокую дозу (в десять раз превышающую дозу для овец), показали лучший гуморальный ответ.

Все штаммы каприпоксвируса, исследованные до сих пор, антигенно неотличимы, и выздоровление от инфекции одним штаммом обеспечивает иммунитет против всех других штаммов. Из-за этой антигенной гомологии среди всех штаммов существует возможность использования одного вакцинного штамма для защиты КРС и МРС (KitchingRP., 2003).

При обследовании и аутопсии у животных с генерализованным заболеванием Kononov A., Prutnikov P., etal. (2019) наблюдали кожные поражения; заметно увеличенные лимфатические узлы; и поражения легких, трахеи и яичек; тогда как у субклинических больных животных наблюдались только увеличенные лимфатические узлы и лихорадка. Для обоих случаев болезни тестирование мяса с помощью ПЦР и выделения вируса показало, что мясо не содержало живого вируса или вирусного генома, тогда как у крупного рогатого скота с генерализованным заболеванием мясо с крупной патологией, физически связанной под местом поражения кожи, было положительным. При субклинической инфекции только увеличенные лимфатические узлы несли инфекционный вирус, в то время как другие внутренние органы, исследованные при обоих типах проявлений болезни, были отрицательными, за исключением яичек. Результаты демонстрируют, что клинически и субклинически инфицированные животные являются резервуарами живых ЗУД в лимфатических узлах и яичках, в то время как мясо при обоих типах инфекции не переносит живой вирус, и риск передачи через этот продукт кажется очень низким. Обнаружение вируса ЗУД в тканях яичек у субклинических больных животных вызывает озабоченность из-за возможности распространения инфекции через зараженную сперму (Givens MD, 2018). Причем выделение вируса с семенной жидкостью происходит в течение длительного периода времени, даже когда очевидные клинические признаки заболевания больше не проявлялись (Irons P.C., Tuppurainen E.S., Venter E.H., 2005).

Поданным Annandale C.H., Smuts M.P. et al. (2018) трипсин снижает вирусную нагрузку и исключил вирус ЗУД из образца спермы, но сильно повлиял на её качество.

Согласно исследованиям AgianniotakiE.I., BabiukS., etal. (2018) значительное количество телят не было защищено материнскими антителами против нодулярного дерматита после возраста 3 месяца и, вероятно, даже после возраста 2 месяцев.

Alexander S., Olga B., et al. (2019) была разработана тест-система для ПЦР-анализа на основе целевой области ЗУД044, которая предлагает уникальный идентификационный локус для облегчения чувствительного и специфического обнаружения всех известных на сегодняшний день изолятов вируса. Эффективность усиления, определенная для пяти порядков величины, составила 93%, при этом стандартное отклонение оставалось в диапазоне 0,11-0,23. Оценка повторяемости анализа в три разных дня показала, что вариабельность между запусками варьировалась от 0,83 до 1,22 в пяти повторениях в трех циклах. Этот новый скрининговый анализ предлагается как быстрый, эффективный и чувствительный инструмент, который можно использовать в базовых или прикладных надзорных исследованиях независимо от генотипа. Кроме того, анализ можно использовать для рутинного лабораторного тестирования образцов животных во время программ ликвидации ЗУД.

По данным Manić M., Stojiljković M., etal. (2016) в ответ на эпизоотию ЗУД в Сербии торговля и перемещение животных были запрещены, полный убой, дезинфекция, дезинсекция и вакцинация всей популяции крупного рогатого скота с использованием гомологичной живой аттенуированной вакцины Neethling (Южная Африка). Через полтора месяца после завершения кампании вакцинации эпизоотия ЗУД была остановлена, и с тех пор не было зарегистрировано ни одного нового случая.

При изучении эффективности использования разных реакций для диагностики ЗУД Milovanović M., Dietze K., etal. (2019), HaegemanA., DeLeeuwI., etal. (2020), установили, что из всех использованных тестов коммерчески доступный ELISA оказался наиболее полезным для высокопроизводительного анализа по сравнению с ВН или ИФА.

Abutarbush S.M., Hananeh W.M. et al. (2016) сообщили о неблагоприятных клинических признаках после введения вакцины против ЗУД в Иордании. Продолжительность между введением вакцины и появлением неблагоприятных клинических признаков варьировала от 1 до 20 дней. Клинические признаки были аналогичны тем, которые наблюдались в естественных случаях нодулярного дерматита. В основном это были лихорадка, снижение потребления корма, снижение выработки молока и кожные узелки различного размера (от нескольких миллиметров до примерно 2 см в диаметре), которые можно было увидеть на любом участке тела (голова, шея, туловище, промежность), вымени и/или сосках. Первоначально узелки были приподнятыми и твердыми, а затем образовали сухие струпья, которые можно было снять с кожи. Характерный вид глубокого проникновения поражений наблюдался редко, и большинство поражений были поверхностными. У некоторых животных увеличились лимфатические узлы, а у нескольких беременных произошел аборт. Процент пораженного крупного рогатого скота варьировал от 0,3 до 25%. Лихорадка, снижение потребления корма и снижение удоя наблюдались у 83,9, 85,7 и 94,6% крупного рогатого скота на пораженных фермах, соответственно. У всех пораженных КРС наблюдались узелки кожи по всему телу, в то время как 33,9 и 7. 1% пострадавших хозяйств сообщили о узелковых поражениях на вымени и сосках соответственно. О случаях смерти от побочных реакций на вакцину не сообщалось. Продолжительность (курс) клинических признаков варьировала от 3 до 20 дней. В этом исследовании фермеры использовали два типа ЗУД-вакцин. Первая представляла собой вакцину против вируса оспы овец, полученную из изолята RM65 (Jovivac, производства Jordan Bioindustries Center (JOVAC)), а вторая — немаркированной вакцины, которая позже была идентифицирована с помощью ПЦР как штамм вируса ЗУД. Образцы крови и кожи, собранные у крупного рогатого скота, вакцинированного вакциной ЗУД, были положительными на ЗУД с использованием как общих, так и видоспецифичных праймеров ПЦР, тогда как образцы крови крупного рогатого скота, вакцинированного вакциной Jovivac, были отрицательными.

При патологоанатомическом исследовании случаев ЗУД выявляются узелковые образования в верхних отделах пищеварительной системы (9,86%), рубце (2,82%), верхние дыхательные пути (7,04%) и легкие (4,23%).  Гистопатологический анализ узелковой биопсии кожи показал отек, гиперемию, акантоз, тяжелую отечную дегенерацию и гиперкератоз эпидермиса; тогда как в дерме наблюдаются инфильтрация мононуклеарных клеток, тельца включения и васкулит (GharbanH.A.J., Al-ShaeliS.J.J.etal., 2019).

Sanz-Bernardo B., Haga I.R., et al. (2020) сообщают, что при экспериментальном заражении вирусом ЗУД через 7 дней после инокуляции у 2 из 4 голов крупного рогатого скота развились мультифокальные кожные узелки, характерные для ЗУД. Некоторые поражения имели таргетоидный вид. Гистологически межклеточный и внутриклеточный отек присутствовал в эпидермисе некоторых узелков. В кератиноцитах были обнаружены единичные внутрицитоплазматические тельца включения. В дерме наблюдались более серьезные и стойкие изменения с выраженным гистиоцитарным воспалением и некротическим фибриноидным васкулитом дермальных сосудов, особенно глубокого кожного сплетения. Хронические поражения состояли из некроза на всю толщину дермы и эпидермиса. Поражения других органов тела не были основной особенностью ЗУД, что подчеркивает сильный кожный тропизм этого вируса. Иммуногистохимия и электронная микроскопия идентифицировали гистиоциты и фибробласты, инфицированные ЗУД, в кожных узелках пораженного крупного рогатого скота.

При использовании в вакцине оспенного вируса, полученного и изученного в Кении (KS1 O-180) Molla W., Frankena K.etal. (2017) установили, что она неэффективна для защиты популяций крупного рогатого скота отЗУД ни за счет прямой клинической защиты, ни за счет снижения передачи.

1.2. Состав и свойства трансфер-фактора

Фактор переноса (TF) состоит из пептидов-мессенджеров, продуцируемых активированными Т-лимфоцитами как часть клеточного иммунитета, и он действует в девственных лимфоцитах через индукторы, супрессоры и специфические антигены ТФ.TF не является иммуногенным, поскольку он не является видоспецифичным, поскольку содержит консенсусную последовательность аминокислот LLYAQDL / VEDN.TF, выделенный из лейкоцитов, может передавать иммунитет от человека другому виду. Экстракты TF являются сложными, содержащими более 200 молекул с молекулярной массой от 1 до 20 кДа. Антиген-специфические факторы переноса (STF) имеют молекулярные массы от 3,5 до 5 кДа. TF прост в приготовлении и хорошо переносится. Он не содержит антигенов HL-A против потенциальных рецепторов и может использоваться в качестве адъювантной терапии при нескольких заболеваниях (Sánchez-GonzálezD.J., Sosa-LunaC.A., Vásquez-MoctezumaI., 2011; RainerH., MoserK., 1977).

Трансфер-фактор (ТФ) термостабилен при минус 20°C, но инактивируется при 56°С в течение 30 мин (Кашкин К.П., 1984; Кетлинский С.А. и др., 1992; Мац А.Н., 2001; Медведев Ю.А. и др., 1999; Lawrence H.S. etal., 1996).

По мнению KirkpatrickC.H. (1993), MazaheriM.R., HamblinA.S., ZuckermanA.J. (1977), WarrenS.L. (1977), GrobPJ, ReymondJFetal. (1975) факторы переноса — это молекулы, которые «обучают» реципиентов выражать клеточный иммунитет. Этот эффект является антигенспецифичным. Наиболее последовательное воздействие факторов переноса на иммунную систему — это экспрессия гиперчувствительности замедленного типа и выработка лимфокинов, таких как фактор, ингибирующий миграцию макрофагов (MIF), который, вероятно, идентичен гамма-интерферону в ответ на воздействие антигена. Факторы переноса связываются с антигенами иммунологически специфическим образом. Это открытие позволило нам выделить отдельные факторы переноса из смесей, которые содержат несколько факторов переноса. Эта реакционная способность, вероятно, объясняет специфичность отдельных факторов переноса, и она предоставила метод очистки отдельных факторов переноса до кажущейся однородности. Очищенные материалы являются иммунологически активными и антигенспецифичными. Они имеют молекулярную массу около 5000 Да и, по-видимому, полностью состоят из аминокислот. Факторы переноса, по-видимому, предлагают новое средство молекулярной иммунотерапии для определенных пациентов с дефектом клеточного иммунитета.

Современные данные свидетельствуют о том, что передача иммунологически специфической информации молекулами фактора переноса требует взаимодействия с клеткой, которая была генетически запрограммирована, чтобы быть антиген-реактивной, но во время взаимодействия не заправлена. Контакт с молекулами фактора переноса позволит наивному реципиенту при первом столкновении с антигеном дать вторичный, а не первичный иммунологический ответ. Таким образом, необходимы молекулы фактора переноса для каждой антигенной детерминанты. Факторы переноса, полученные от животных или людей, способны переносить специфичность антигена через видовой барьер. Даже у примитивных видов есть клетки, из которых можно получить факторы переноса. Следовательно, молекулы хорошо сохраняются, и разумно предположить, что они важны для нормального иммунологического функционирования. Предлагаемые механизмы действия должны объяснять тот факт, что факторы переноса, полученные из клеток животных с высоким уровнем ответа, способны переносить отсроченную гиперчувствительность к животным с низким уровнем ответа, тогда как обратное неверно. Молекулы фактора переноса, вероятно, взаимодействуют с вариабельными областями альфа- и / или бета-цепи рецепторов Т-клеток, чтобы изменить их авидность и сродство к антигену таким образом, который в противном случае произошел бы только после столкновения с антигеном (DwyerJ.M., 1996).

Трансфер-фактор способен запускать передачу иммунной реактивности в короткий промежуток времени, возможно в первые 2-3 часа после парентерального применения (Лутфуллин А.М., Бобкова Е.В., 1990; Медведев Ю.А и др., 1991; Поздняков В.И., Мац А.Н. и др., 1987).

Alvarez T.L. et al. (1996), Rozzo S.J. et al. (1992) дают простое объяснение механизма действия ТФ: белки препарата своими С-концевыми участками связываются с хелперными клетками, цитотоксическими лимфоцитами и CD8 Т-клетками, которые приобретают способность отвечать на антигенную стимуляцию, находясь в неактивном состоянии.

KirkpatrickC.H. (1996) установил отсутствие разницы в эффекте при пероральном или подкожном путях введения ТФ.

Общая концентрация белка во всех проанализированных TF составляет менее 0,2 мг / мл (Guidos-Fogelbach G.A. etal., 2016).

LengH.X., LiuW.M., ZhuZ.G., HanL.Q. (2004) при сравнении минерального состава тимопептида и ТФ установили, что содержание Zn и Co в тимопептиде было ниже, чем в факторе переноса; содержание Cu, Fe, Mn и Ni в тимопептиде было выше, чем в факторе переноса. Что касается Zn, Cu, Mn и Co, то между двумя препаратами биологического типа была значительная разница (P<0,01). Для Fe и Ni была большая разница (Q<0,05).

RozzoS.J., MerrymanC.F., KirkpatrickC.H. (1988) установили, что продукция фактора переноса регулируется генами Ir, а иммунологическая активность фактора переноса — нет.

При получении ТФ против золотистого стафилококка концентрация полипептида составляла 2,26 ± 0,27 мг / мл, а рибоза — 0,684 ± 0,094 мг / мл. Частота фагоцитоза и стерилизации в группе ТФ составила 70,9 ± 12,4% и 62,1 ± 12,2% соответственно, и по сравнению с группой неспецифического фактора переноса не было значимых различий (P = 0,074 и 0,069 соответственно) , Кожа была воспалена и на месте инъекции образовались отмеченные узелки у мышей группы STF, а не NTF и контрольных групп. Коэффициент выживаемости в группе специфического ТФ был значительно выше, чем коэффициент выживаемости в группах не специфического (P = 0,024) (ZhouJ., KongC.Etal., 2015).

VezendiS., SchröderI. (1989) неоднократно лечили 59 пациентов с грудным саркоидозом с фактором переноса (TF) с 1976. Они использовали эту терапию с TF из лимфоцитов миндалин человека из-за неэффективности лечения кортикостероидами из-за побочных эффектов кортикостероидов, и в качестве первичной терапии TF, и для тестирования препарата TF животного из лимфоцитов миндалин свиньи (TFp).

Препаратом, содержащим ТФ является Трансферон (Transferon).

Исследованиями Medina-RiveroE. etal. (2016) установлено, что экстракт диализата лейкоцитов – ТФ — (Transferon) содержит 17 протеиногенных аминокислот, причем глицин занимает 18% от всего содержания молекул. Кроме того, исходя из электрофоретической миграции, пептидные популяции демонстрировали молекулярную массу около 10 кДа.

Medina-Rivero E. et al. (2014) при анализе 10 партий препарата Transferon установили, что все они имели хроматографический профиль, характеризуемый 8 основными пиками и диапазоном молекулярной массы от 17,0 до 0,2 кДа. Была отмечена высокая однородность между партиями в отношении времени удерживания и процентной доли площади, варьирующихся менее чем на 0,2% и 30% соответственно, и контрольная диаграмма находилась в пределах 3 стандартных отклонений. Чтобы проанализировать биологическую активность партий, мы изучили способность Transferon стимулировать выработку IFN-γinvitro. Transferon последовательно индуцировал продукцию IFN-γ в клетках Jurkat, демонстрируя, что этот метод может быть включен в качестве этапа контроля качества при выпуске партий Transferon.

Трансферон — сложный препарат на основе смеси низкомолекулярных пептидов. Это биотерапевтическое средство используется в качестве соадъюванта в клинических испытаниях нескольких заболеваний, включая вирусные инфекции и аллергии. Учитывая, что макрофаги играют ключевую роль в распознавании патогенов, фагоцитозе, процессинге и презентации антигенов, Jiménez-UribeA.P.etal. (2019) оценили влияние Transferon на фенотип и функцию макрофагоподобных клеток, происходящих из моноцитов THP-1. Поверхностную экспрессию CD80 и CD86 определяли с помощью проточной цитометрии и уровней IL-1β, TNF-α и IL-6 методом ИФА. Один только Transferon не изменял стационарное состояние PMA-дифференцированных макрофагоподобных клеток THP-1. Напротив, одновременная стимуляция клеток Transferon и LPS вызвала значительное увеличение экспрессии CD80 (P ≤ 0,001) и CD86 (P ≤ 0,001), а также продукции IL-6 (P ≤ 0,05) по сравнению с LPS контроль. Экспрессия CD80 и продукция IL-6 показали положительную корреляцию (r = 0,6, P ≤ 0,05) в клетках, подвергнутых воздействию Transferon® и LPS. Результаты показывают, что введение Трансферона® вызывает экспрессию костимулирующих молекул и секрецию цитокинов в LPS-активированных макрофагах.

Carballo-UicabG. etal. (2019) разработали и утвердили анализ пролиферации с использованием клеток Jurkat, подвергшихся воздействию азатиоприна, который предназначен для определения эффективности Transferonв соответствии с международными рекомендациями для фармацевтических препаратов. Анализ показал линейный отклик (от 2,5 до 40 мкг /мл), коэффициенты вариации от 0,7 до 13,6% продемонстрировали, что метод является точным, в то время как r2 = 0,97 между номинальными и измеренными значениями, полученными из линейной дилюционной линейности, показали, что метод является точным. Исследователи также продемонстрировали, что реакция клеточной пролиферации специфична для Transferon и не индуцируется ни его носителем, ни другими смесями пептидного комплекса (ацетат глатирамера или гидролизованный коллаген).

Ramírez-Ramírez D. et al. (2016) изучили способность ТФ стимулировать пополнение функциональных лимфоидных линий из клеток CD34 +. Результаты предполагают, что ТФ увеличивает их дифференцировку в направлении заметной CD56 + CD16 + CD11c + NK-подобной клеточной популяции, обладающей такими свойствами, как продуцирование IFNy, цитотоксичность опухолевых клеток и способность индуцировать пролиферацию γδT-лимфоцитов. Следует отметить, что системы с длительным контролем кокультуры продемонстрировали эффект ТФ-стромальных клеток, предоставляя NK-предшественникам сигналы для перепроизводства этого подмножества клеток. Таким образом, посредством прямого воздействия на клетки-предшественники и посредством активации и ремоделирования поддерживающей гематопоэтической микросреды, ТФ может способствовать устойчивому врожденному иммунному ответу, способствуя возникающему лимфопоэзу функциональныхCD11c + NK-клеток частично связанным с TLR образом.

По данным RifkindD. etal. (1977) диализируемый фактор переноса был получен из селезенок мышей CF1, активно сенсибилизированных убитым антигеном Coccidioides immitis. Фактор переноса вводили нормальным мышам либо внутрибрюшинно, либо в задние лапки. Мышей-реципиентов тестировали на реактивность к кокцидиоидному антигену и к антигену Candida albicans с помощью теста на набухание подушечки. Фактор переноса придает антигенспецифическую реактивность нормальным мышам-реципиентам при введении внутрибрюшинным путем и с помощью подушечки лап. Эта способность фактора переноса была разрушена предварительной обработкой in vitro димеризованной рибонуклеазой A, ферментом, активным против двухцепочечной, а также одноцепочечной рибонуклеиновой кислоты. Напротив, мономерная рибонуклеаза А, которая активна против только одноцепочечной рибонуклеиновой кислоты в условиях, используемых здесь, не влияла на фактор переноса. Эти данные свидетельствуют о том, что мышиный фактор переноса содержит рибонуклеотиды, которые необходимы для иммунологической активности. Кроме того, данные согласуются с выдвинутой другими гипотезой о том, что рибонуклеотиды могут иметь двухцепочечные или одноконтурные конфигурации.

Экстракты диализируемых лейкоцитов человека (DLE) представляют собой гетерогенные смеси низкомолекулярных пептидов, которые высвобождаются при разрушении лейкоцитов периферической крови от здоровых доноров. Мексиканские специалисты Salinas-JazmínN., Estrada-ParraS., Becerril-GarcíaM.A., etal. (2015) при экстрагировании лейкоцитов получили препарат Трансферон. Данный препарата увеличил выживаемость мышей при их заражении вирусом герпеса. При этом у животных повышался уровень ИФН-γ и снижалась концентрация ИЛ-6 и ФНО-α.

При изготовлении ТФ (STF), специфичного к сперматозоиду человека (HSA) для изготовления противоспермальной противозачаточной вакцины ZhouJ., KongC., YuanZ., etal. (2013) получили следующие результаты: концентрация полипептида составляла 2,34 ± 0,31 мг / мл, а рибоза — 0,717 ± 0,043 мг / мл. Индекс стимуляции для теста пролиферации лимфоцитов составлял 1,84, а коэффициент ингибирования адгезии лейкоцитов составлял 37,7%. Была выявлена ​​статистически значимая разница между культуральными лимфоцитами с HSA-STF и не-HSA-STF для γ -IFN и IL-21 (P<0,05), но не было статистической значимости для IL-4 (P> 0,05).

Фактор переноса был широко изучен на людях, но удовлетворительная модель субпатриата не была установлена. Используя мышей BALB / c, иммунизированных полным адъювантом Фрейнда, WilliamsM.E. и KauffmanC.A. (1980) показали, что низкомолекулярное вещество, полученное из разрушенных клеток селезенки, передало чувствительность к очищенному производному белка (PPD) неиммунизированным реципиентным мышам BALB / c. Передача была подтверждена набуханием лапки в PPDinvivo и превращением лимфоцитов селезенки в PPDinvitro. У реципиентов фактора переноса была отмечена обратная корреляция между ответом лимфоцитов селезенки на PPD и конканавалином А. Материал, полученный из селезенки мышей BALB / c, обработанных физиологическим раствором, не переносил чувствительность к PPD у мышей-реципиентов.

SalamanM.R. (1978) получали диализируемый фактор переноса (TF) из клеток лейкоцитов доноров с известной клеточно-опосредованной реактивностью к туберкулину (PPD), стрептококковому белку (SKSD) и анатоксину дифтерии (DT). Исследовано влияние таких препаратов на трансформацию этими антигенами лимфоцитов от туберкулино-негативных доноров. Трансформацию определяли как включение меченного тритием тимидина. Концентрации SKSD и DT были скорректированы для разных доноров лимфоцитов, чтобы в отсутствие TF получить низкий показатель трансформации (менее чем в 10 раз), сравнимый с показателем, полученным при PPD. TF от туберкулин-положительных доноров стимулировал антиген-индуцированную трансформацию в среднем приблизительно в 2 раза, тогда как TF от туберкулин-отрицательных доноров обычно оказывал незначительный эффект. Это было так не для PPD в качестве антигена, но также для SKSD и DT, и чувствительность донора TF к SKSDDT не была определяющим фактором. TF также часто усиливал фоновую трансформацию в отсутствие антигена. Несмотря на небольшой эффект, эта способность имела тенденцию отражать активность TF в присутствии антигена. Делается вывод, что ни вся, ни какая-либо значимая часть этого усиления трансформации не может быть отнесена к антигенспецифическому фактору. Туберкулин-позитивные доноры, по-видимому, дают более высокий уровень неспецифического фактора, и обсуждаются возможные причины этого. Фактор, активный в трансформации, может быть ответственным за феномен TFinvivo.

ТФ, полученныйLiC., HuangL., etal. (2010) к вирусу гриппа представляет собой небольшую молекулярную смесь, которая полностью или частично состоит из полипептидов и полинуклеозидов. Более того, биологическая активность факторов переноса подтверждена тестом на розетки и специфическим кожным тестом.

ВопытахSimonM.R.etal. (1977) пять беспородных собак были сенсибилизированы к туберкулопротеину с помощью адъюванта Фрейнда, что было определено по реакциям на кожные пробы на туберкулин и культурам лимфоцитов in vitro. Эти животные служили донорами крови для производства фактора переноса. Девять беспородных собак получали однократные дозы фактора переноса, который был специфичным для туберкулина. Успешный перенос чувствительности к туберкулину, измеренный с помощью трансформации лимфоцитов, был достигнут у пяти из девяти животных. Культуры собачьих лимфоцитов часто демонстрируют относительно низкую трансформацию в митогены по сравнению с реакциями, отмеченными у других животных. Диссоциация между реакцией кожного теста и трансформацией лимфоцитов in vitro в туберкулопротеин была отмечена у двух из девяти животных. Увеличение трансформации лимфоцитов в фитохемагглютинин наблюдалось у трех из девяти животных-реципиентов после введения фактора переноса. Успешный перенос от животного, сенсибилизированного предшествующим введением фактора переноса, был достигнут в одном случае.

KirkpatrickC.H. (2000) очищал факторы переноса бычьего и мышиного происхождения с помощью аффинной хроматографии и высокоэффективной жидкостной хроматографии. Расщепленные цианогенбромидом были секвенированы. Оценивали свойства явно консервативной последовательности на экспрессию гиперчувствительности замедленного типа реципиентами трансфер-фактора. Новая аминокислотная последовательность LLYAQDL / VEDN была идентифицирована в каждом из семи препаратов фактора переноса. Эти пептиды не будут передавать экспрессию гиперчувствительности замедленного типа реципиентам, что указывает на то, что их недостаточно для экспрессии специфичности или иммунологических свойств нативных факторов переноса. Однако введение пептидов реципиентам нативных факторов переноса блокировало экспрессию у реципиентов гиперчувствительности замедленного типа. Пептиды не оказывали иммуносупрессивного действия. Эти данные позволяют предположить, что пептиды могут представлять собой часть факторов переноса, которая связывается с «клетками-мишенями» для факторов переноса. Идентификация этих клеток поможет определить механизмы действия трансфер-факторов.

Активность, подобную фактору переноса, была полученаDunnickW.A. (1977) с помощью хроматографии на сефадексе G-25 лизатов лейкоцитов иммунной свинки. Этот выделенный материал приводит к антиген-зависимому ингибированию миграции и поглощению тимидина неиммунными лимфоидными клетками. Испытания «фактора переноса» у морских свинок, иммунизированных либо овальбумином, либо бычьим гамма-глобулином, продемонстрировали донорскую специфичность активности invitro. Активность чувствительна к теплу (56 градусов С), щелочи (0,5 М гидроксид натрия), проназе и фосфодиэстеразе. Восприимчивость к проназе блокируется трейсилолом, ингибитором протеазы; восприимчивость фосфодиэстеразы не блокируется traysylol. Фактор морской свинки дополнительно очищали путем обработки щелочной фосфатазой. Хроматография на сефадексе G-25 и хроматография на DEAE-целлюлозе. Конечный продукт, активный invitro, составляет около 0,03% клеточного материала, поглощающего свет с длиной волны 260 нм, и содержит полимеризованные амины и фосфаты. Гель-электрофорез флурареактивных компонентов предполагает ограниченную гетерогенность материала, очищенного DEAE-целлюлозой. Эти данные согласуются с активной молекулой «фактора переноса», включающей как пептидные, так и фосфатсодержащие компоненты.

Целью исследований OjedaM.O. etal. (2005) было выяснить, 1) модулирует ли экстракт диализируемых лейкоцитов (DLE) продукцию провоспалительных цитокинов в лейкоцитах, активированных компонентами бактериальной клеточной стенки: липополисахаридом (LPS), липотейхоевой кислотой (LTA) и пептидогликаном (PGN); 2) влияние DLE на LPS-стимулированные эндотелиальные клетки; и 3) связано ли регуляторное действие DLE с медиаторами воспаления с модуляцией Toll-подобных рецепторов (TLR), сигнальных путей NF-kappaB и cAMP. Были получены следующие результаты: добавление DLE к лейкоцитам, стимулированным компонентами клеточной стенки, подавляло выработку TNF-альфа. Однако DLE индуцировал высвобождение IL-8 в моноцитах и увеличивал продукцию IL-6 и IL-8 активированными моноцитами и эндотелиальными клетками. Кроме того, DLE индуцировал экспрессию TLR2 и TLR4 и увеличивал уровни цАМФ, тогда как активность NF-kappaB ингибировалась.

Существование иммунопотенцирующих факторов, способных индуцировать бластогенез, хемотаксис и ингибировать миграцию лейкоцитов, было исследованоArala-ChavesM.P.etal. (1982) в спиртовых осадках различных партий экстрактов диализированных лейкоцитов (DLE). Их получали либо из свежих лейкоцитов из большого пула лейкоцитарных оболочек, полученных из всей крови, взятой у здоровых доноров с нерелевантной чувствительностью к антигенам (DLE-NS), либо из аналогичных лейкоцитов, которые инкубировали в течение 19 часов для продукции интерферона (DLE-NS- Я). Альтернативно, те же факторы были исследованы на партии DLE, полученной от донора, чрезвычайно чувствительного к антигену Candida (C-DLE-CS). Было отмечено, что все три партии содержали одинаковое количество специфических или неспецифических иммунологических факторов. Сходство интенсивности специфических факторов между так называемыми неспецифическими партиями (DLE-NS и DLE-NS-I) и конкретной серией (C-DLE-CS) интерпретировалось как результат случайного отбора доноров.для подготовки неспецифических партий, которые, следовательно, содержат рандомизированные релевантные особенности. Поэтому постулируется, что партии DLE, которые представляют собой большие отходы лейкоцитов, используемых для производства интерферона, могут быть полезным инструментом для целей двойной слепой терапии DLE.

При изучении образования антител к овоальбумину при совместном применении препарата Трансферон AvilaS., Muñoz-GarcíaL., Vázquez-LeyvaS., etal. (2017) определили в сыворотке крови только антитела (IgG) против овоальбумина. Трансферон не вызывает генерацию специфических антител против его компонентов в этой модели, независимо от адъюванта и пути введения. Эти результаты подтверждают безопасность Трансферона, подтверждая его неспособность индуцировать гуморальный иммунитет в этой модели на животных.

Для повышения иммуногенности препарата Transferon®Mellado-SánchezG., Lázaro-RodríguezJ.J., AvilaS., etal. (2019) проводили химическое конъюгирование пептидов Transferon® с белками-носителями и использование модели кролика. Биоконъюгаты были получены с гемоцианином LimpetKeyhole (KLH) или бычьим сывороточным альбумином (BSA) через белки-носители, активированные малеимидом. Мышей BALB / c и новозеландских кроликов иммунизировали Трансфероном®, конъюгированным с ГЛУ или неконъюгированным Трансфероном®. Животные, которые были иммунизированы конъюгатом Трансферон®, показали значительную продукцию антител, о чем свидетельствует распознавание конъюгата Трансферон-БСА в анализах ELISA. Кроме того, кролики показали более высокие титры антител по сравнению с мышами. Ни мыши, ни кролики не вырабатывали антитела при иммунизации неконъюгированным Трансфероном®. Интересно, что кроличьи антитела были способны частично блокировать выработку IL-2 в клетках Jurkat после костимуляции с Transferon®. В заключение, возможно выявить специфические и функциональные антитела против hDLE с различными потенциальными применениями в течение жизненного цикла продукта.

ПоданнымCriswell B.S., South M.A. et al. (1975) после повторных инъекций ТФ при электронной микроскопии был обнаружен новый тип лимфоцитов. Новый тип клеток напоминал более нормальный лимфоцит. Он имел более высокую плотность цитоплазматического материала по сравнению с клетками до введения фактора переноса. Он был меньше по размеру с некоторыми агрегированными рибосомами, имел обнаруживаемые количества грубого эндоплазматического ретикулума и больше интактных ядерных мембран. Этот новый тип лимфоцитов может представлять собой небольшую популяцию В-лимфоцитов, возможно, стимулируемую Т-клетками, сделанную иммунокомпетентной с помощью фактора переноса.

1.3. Использование трансфер-фактора при профилактике и лечении болезней

Впервые препарат фактора переноса был применен в 1970 году у больного с симптомом Вискотта-Олдрича. Исследователи подтвердили улучшение состояния больных уже после двух инъекций (Levin A.S. etal., 1970; Levin A.S. etal., 1972; Levin A.S. etal., 1973).

При определенных ситуациях у пациентов с невозможностью применения других терапевтических средств (лекарственная устойчивость при туберкулезе, использование иммунодепрессантов при трансплантации органов оправдано использование препаратов с активностью трансфер-фактора (Arala-Chaves V.P., Sousa M., 1974).

Использование не специфического ТФ для лечения хронического вирусного гепатита дало разные результаты (Tong et al., 1976; Jain et al., 1977; Shulman и др., 1979; Tong et al., 1976). Однако, ТФ полученный из лейкоцитов пациентов, переживших острый вирусный гепатит типа B, и реплицированный in vitro в лимфобластоиде LDV/7, показал высокую клиническую эффективность, вызывая частое улучшение состояние больных пациентов, которое оценивалось по нескольким биохимическим параметрам сыворотки крови и биопсии печени (Pizza et al., 1979; Roda et al., 1985).

Высокая эффективность ТФ, как специфического, так и не специфического была доказана при профилактике и лечении герпесных инфекций у человека и животных (Khan et al., 1975; Khan et al., 1981; Dwyer, 1983; Viza et al., 1983; Rosenfeld et al., 1984; Pizza et al., 1996b; Meduri et al., 1996; Estrada-ParraS. et al., 1995). Стоит отметить обычное отсутствие побочных эффектов, поскольку пациенты в обоих исследованиях получали лечение и находились под очень долгим наблюдением (Meduri etal., 1996; Pizzaetal., 1996). Viza et al. (1986) отмечают, что эффект при использовании ТФ для лечения инфекции зависит от получаемой дозы препарата.

Steele и др. (1980) доказали эффективность ТФ при профилактике и лечении ветряной оспы у детей.

Estrada-Parra et al. (1998) сравнили эффективность ТФ и ацикловира у 28 пациентов с острой инфекцией ветряной оспы. ТФ был приготовлен из лейкоцитов 1000 здоровых доноров крови и был применен 14 пациентам, тогда как еще 14 лечились ацикловиром. Пациенты с ТФ имели статистически значимое уменьшение продолжительности болезни по сравнению с группой ацикловира. Кроме того, было повышение уровня CD₄ лимфоцитов, интерферона γ и соотношение CD₄/CD₈ в группе, получавшей ТФ, в отличие отпациентам с ацикловиром, у которых данных изменений не было.

Jones et al. (1981) описали эффект перорального применения ТФ при лечении цитомегаловирусной инфекции. В результате лечения исчезли клинические признаки заболевания и развилась полноценная антиген-специфическая реакция. Исследованиями Nkrumah et al. (1985) установлено, что инъекция ТФ у пациента с выраженной лимфаденопатией и и спленомегалией привела к выздоровлению с исчезновением клинических признаков заболевания.

В исследовании Neequaye et al. (1990) установлено, что у пациентов с инфекцией, вызванной вирусом Эпштейна-Барра ТФ может быть использован для профилактики рецидивов заболевания.

При комбинированном лечении пациентов с раком шейки матки (вирус папилломы человека) Wagner et al., (1987) совмещали терапию ТФ с облучением . Исследователями установлено, что у 16,1% пациентов в группе с ТФ-терапией произошли рецидивы, в контрольной группе рецидивы заболевания наблюдались у 39; пациентов.

Положительное влияние ТФ при лейшманиозе установили Sharma et al. (1979) и Delgado et al. (1981). Louie E, Borkowsky W, Klesius PH, et al. (1987), McMeekingetal., (1990) добилисьулучшениясостоянияздоровьяпациентовскриптоспоридиозом, используяТФ, полученныйизлимфоцитовлимфатическихузловтелят, иммунизированныхкриптоспоридиями.

Положительного влияния ТФ на иммунный ответ мышей, инфицированных Echinococcus multilocularis, и леченных альбендазолом не наблюдалось (Dvoroznáková и др., 2009).

Masi et al. (1996) сообщили о значительном клиническом улучшении у всех, кроме одного, из пятнадцати пролеченных пациентов, инфицированных Candida, ими также показано, что Candida-специфический ТФ увеличивает иммунную реактивность пациентов к антигенам.

Используя ТФ, Graybilletal. (1973) вылечили трех пациентов с прогрессирующим кокцидиоидомиком.

Мексиканская группа исследователей показали, что прилечение мышей, инфицированных Mycobacterium tuberculosis, мышиноспецифическим туберкулезом, ТФ восстановил экспрессию цитокинового паттерна Th1 и привёл к подавлению размножения бактерий, значительному увеличению выживаемости животных (Fabre et al., 2004 г.). При объединении ТФ с обычной химиотерапией, он показал синергетический эффект, приводя к значительно более быстрому устранению нагрузки легочных бактерий, чем одна химиотерапия.

В двух сообщениях описывается влияние ТФ на пневмонию Mycobacterium fortuitum, резистентную к терапии антибиотиками (Wilson et al., 1982) и лекарственно-устойчивой инфекции Mycobacterium xenopi (Dwyer et al., 1983). Антиген-специфический ТФ, приготовленный из лейкоцитов трех доноров с высокой реактивностью к Mycobacterium xenopi, вводили пациенту, страдающему деструктивной легочной инфекцией этим микроорганизмом. Антигенспецифический вызвал быстрое и длительное улучшение как легочного заболевания, так и иммунологического статуса пациента, а также восстановление реактивности кожной пробы к антигену M. xenopi.

Willeford B.V. et al. (2017) при исследовании профилактического эффекта ТФ при сальмонеллезе на лабораторных животных установили, что мыши, получавшие 5 мг ТФ погибали в 7% случаев заражения. В то время летальность у животных без ТФ составляла 73%. ТФ вызывал увеличение концентрации IL-6 в 26 раз и иINF-γ в 77 раз.

Castrejón Vázquez M.I. et al. (2019) после применения ТФ больным с сепсисом наблюдали снижение количества С-реактивного белка увеличение общего количества лимфоцитов и снижение общего количества нейтрофилов через 72 часа после введения. Применение ТФ вызывало более высокую выживаемость пациентов с сепсисом.

Hernández-EsquivelM.A.etal. (2018) использовали клетки эпителия простаты мыши, трансформированные v-Src (PEC-Src), которые воспроизводят транскрипционные профили в PCa человека, могут быть выращены у иммунокомпетентных мышей и постоянно образуют метастазы в кости и мозг. InvitroTransferon не вызывал цитотоксичность и не изменял миграцию/инвазию клеток PEC-Src.InvivoTransferonTM уменьшал метастазирование после внутрисердечной инъекции PEC-Src и ингибировал рост опухоли подкожных изотрансплантатов. Противоопухолевый эффект Transferon коррелировал с изменениями в инфильтрации опухоли, повышенными концентрациями IL-12 и CXCL1 в сыворотке и снижением уровней VEGF. Результаты исследователей предполагают, что противоопухолевый эффект, вызываемый Transferon, обусловлен его иммуномодулирующей активностью, а не прямым воздействием на раковые клетки, и указывают на то, что Transferon может быть полезен в качестве адъювантной терапии у пациентов с PCa.

Целью исследования Acosta-RiosM.P., Sauer-RamírezE., Castro-MuñozL.J., etal. (2017) была оценка клинических, гистопатологических и иммунохимических изменений, вызванных лечением диализируемым экстрактом лейкоцитов (DLE) у пациентов с хроническим цервицитом, ассоциированным с инфекцией HPV. Пятьдесят четыре мексиканских пациентки с диагнозом хронический цервицит, цервикальная интраэпителиальная неоплазия 1 степени (CIN 1) и ВПЧ-инфекция были разделены на две группы: пациенты, получавшие плацебо, и пациенты, получавшие DLE. Клинические и кольпоскопические оценки проводились до и после лечения. Биопсия шейки матки была получена для анализа гистопатологических особенностей и определения местных иммунологических изменений с помощью иммуногистохимического анализа. У пациентов, получавших плацебо, не было значительных изменений в оцененных параметрах. Интересно, что у пациентов, получавших DLE, клинические проявления цервицита уменьшились, и 89% из них перенесли кольпоскопические поражения. Гистологический анализ биопсий у пациентов, получавших DLE, показал уменьшение инфильтрата лейкоцитов. Иммунохимические анализы показали повышенную экспрессию TGF-β, тогда как экспрессия IFN-γ, PCNA и IL-32 снизилась. Наши результаты показывают, что DLE может стимулировать врожденный иммунитет слизистой шейки матки, уменьшая хронический цервицит у пациентов, инфицированных ВПЧ.

Pérez-Martínez P.I., Rojas-Espinosa O. et al. (2020) исследовали, могут ли очищенные омега-ненасыщенные жирные кислоты (ω-UFAs) и экстракты диализуемых лейкоцитов (ТФ) предотвращать развитие артрита в модели коллаген-индуцированного артрита (CIA) у мышей. Они также исследовали, были ли вовлечены в процесс транскрипционный фактор NF-κB и воспаление NLRP3, и была ли их активность модулирована лечением. Развитие артрита оценивалось в течение 84 дней после лечения ничем, дексаметазоном, DLE, докозагексаеновой кислотой, арахидоновой кислотой и олеиновой кислотой. Прогрессирование CIA контролировали путем оценки клинических проявлений, воспалительных изменений и гистологических изменений в суставных тканях подушечек. Как ТФ, так и ω-UFA приводили к почти полному ингибированию воспалительной гистопатологии CIA, и это сопровождалось ингибированием NF-kB и ингибированием активации NLRP3. Эти данные свидетельствуют о том, что ω-УФА и DLE могут иметь NF-κB в качестве общей мишени и что они могут использоваться в качестве вспомогательных лекарственных средств при лечении артрита.

WilsonG.B., PoindexterC., FortJ.D., LuddenK.D. (1988) факторы переноса (TF) получали из молозива и молока крупного рогатого скота, предварительно иммунизированных антигенами, полученными из Coccidioidesimmitis, инфекционного вируса ринотрахеита крупного рогатого скота, или из вирусных агентов, ответственных за птичью ньюкаслскую болезнь, ларинготрахеит или инфекционную бурсальную болезнь. Способность бычьегоTF передавать специфическую клеточно-опосредованную иммунную чувствительность заметно ксеногенным видам изучали с использованием специфических свободных от патогенов (SPF) и стандартных коммерческих (SC) цыплят в качестве модельных реципиентов. Клеточно-опосредованная иммунная реактивность была задокументирована с использованием одного или нескольких из следующих параметров для каждого изученного антигена (организма): (а) анализ ингибирования миграции лейкоцитов (гетерофилов) кур invitro; (б) замедленная реактивность; или (c) защита от клинического заболевания. TF курицы, полученные из селезенки иммунных доноров, оценивались параллельно с TF быка в отдельных сравнительных исследованиях. Бычий TF также называют индуктором специфического иммунитета, и было обнаружено, что куриный TF инициирует антигенспецифический клеточный иммунитет denovo у ранее неиммунных цыплят SPF, а также у цыплят SC, несмотря на присутствие материнских приобретенных гуморальных антител которая может служить «барьером» для иммунизации кур SC, когда коммерчески доступные вакцины вводятся парентеральными путями. TF крупного рогатого скота, специфичный для вируса ларинготрахеита или вируса инфекционной бурсальной болезни, обеспечивает защиту, равную той, которая установлена для коммерчески доступных вакцин. Действие ТФ крупного рогатого скота было быстрым (менее суток) и относительно длительным, по крайней мере, 35 дней.

Steele R.W., Sieger B.E. et al. (1976) описывают следующий клинический случай. Женщина, у которой диссеминированный кокцидиоидомикоз развился с культурально-позитивным менингитом во время ее третьего триместра беременности, лечилась амфотерицином В, а затем фактором переноса, полученным из периферических лимфоцитов ее отца. Клинический ответ и иммунологические данные invivo и invitro показали, что этот фактор переноса вносил значительный вклад в ее выживание, тогда как предыдущая терапия с фактором переноса от неродственного донора обеспечивала только временную иммунологическую реактивность. Этот опыт свидетельствует о том, что фактор переноса, полученный от родственного донора с положительными ответами на C. immitis, может быть более эффективным, чем фактор, полученный от неродственного донора.

Fabre R.A., Pérez T.M., Aguilar L.D., et al. (2004) при заражении мышей BALB / c через трахею MycobacteriumtuberculosisH37Rv установил, что при лечении животных различными дозами TF (одна инъекция в неделю), полученными из клеток селезенки, происходило восстановление экспрессии цитокинов Th-1, TNF-альфа и iNOS, вызывая ингибирование пролиферации бактерий и значительное увеличение DTH и выживаемости. Этот положительный эффект зависел от дозы. Интересно, что мышиный TF в сочетании с обычной химиотерапией оказывал синергетический эффект, вызывая значительно более быстрое устранение бактериальных нагрузок в легких, чем одна химиотерапия.

Fuentes-Castro B.E. et al. (2017) использовали ТФ, полученный из лимфоидной ткани крокодила при лечении мышей, зараженных Toxoplasmagondii (штамм ME-49). По сравнению с контрольной группой мышей мыши, инфицированные T. gondii и получавшие DLE, показали меньшее повреждение тканей, главным образом на кишечном, селезеночном и печеночном уровнях. Кроме того, наблюдался больший процент выживаемости и значительное снижение паразитарной нагрузки в головном мозге.

Orozco T.T. et al. (2004), Flores Sandoval G., Gómez Vera J., Orea Solano M., et al. (2005) при лечении пациентов с атопическим дерматитом наблюдали снижение уровня IgE относительно базальной величины. У пациентов наблюдалось увеличение нейтрофилов и лейкоцитов после лечения; Однако это не было значимым (р = 0,46). Эозинофилы были значительно снижены (р = 0,01).

По данным VettoR.M., BurgerD.R. etal. (1976) тридцать пять безнадежно больных раком, получали лечение с помощью трансфер-фактора. Трансфер-фактор получали от родственников пациентов и вводили с 14 дневными интервалами. У 13 пациентов произошла регрессия опухоли (1), купировались метастазы (14) или ослабли болевые симптом (14).

Espinosa Padilla S.E., Orozco S., Plaza A., et al. (2009) установили, что трансфер-фактор способствует снижению дозы ингаляционных глюкокортикоидов у пациентов с аллергическим ринитом.

Grimová J., Pokorná D. Et al. (1985) сообщают, что, трансфер-фактор, введенный в количестве 200 мкг (аналог 10 ‘лейкоцитов) 3 раза в неделю, смог полностью предотвратить развитие адъювантного артрита. В период максимального развития адъювантного артрита симптомы наблюдались у контрольных крыс, которых не лечили фактором переноса (на 21-й день после полного применения адъювантов Фрейнда), тогда как у крыс, получавших фактор переноса, опухание лап не было продемонстрировано, и подвижность была так же, как и у здоровых. У этих животных также не было признаков поражения костей.

Устойчивость к заражению TrichostrongyluscolubriformisRossJ.G., HallidayW.G. (1982) изучали на беспородных штаммах морских свинок. Резистентность была достигнута при предыдущих инфекциях 50 или 100 инфекционных личинок и при внутрибрюшинном, внутримышечном и подкожном введении диализированного фактора переноса, полученного от свиней-гунек, инфицированных T. colubriformis, путем внутрибрюшинного введения фактора переноса, приготовленного из крови овец, зараженных Т colubriformis и в одном из трех случаев с использованием фактора переноса, полученного от морских свинок, которые не были заражены T. colubriformis. Никакой значимой резистентности не было перенесено введением антигена, полученного из взрослого T. colubriformis, или с помощью фактора переноса без диализа, или с помощью диализного фактора переноса, полученного из ткани морской свинки, инфицированной T. colubriformis, которая хранилась в течение нескольких месяцев при — 20 градусах.

По данным HunterA.R., MacKenzieG., RossJ.G. (1983) значительное снижение интенсивности инвазии было достигнуто у ягнят, получавших диализированный фактор переноса и зараженных 10 000 личинками Haemonchus contortus, по сравнению с контрольными животными. Фактор переноса без диализа из того же пула лейкоцитов не давал защиты, но был успешным в снижении интенсивности инвазии при введении после первичной инфекции 1000 личинок H. contortus с последующим заражением 10000 личинок.

EspañolT., PadullesJ., PratsJ. (1977) описывают клинические случаи лечения нейробластомы у детей фактором переноса от матери. Условия для пациентов были: более 2 лет, плохой ответ на химиотерапию и / или часть опухоли не были удалены. От 3 до 5 доз фактора переноса вводили 3 пациентам 2 1/2, 4 и 6 лет. Одна доза была взята из 400 мл крови и приготовлена, как описано в литературе. Пациенты оставались без метастазирования более 1 года после лечения.

Tsangetal. (1983) в опытах на животных показал, что ТФ может снизить метастазирование опухоли (20% против 100% в контроле) и повысить выживаемость животных (смертность в опытной группе 60%, в контрольной – 100%).

При сенсибилизации организма донора антигенами меланомы и получения из их крови ТФ SpitlerL.E. etal. (1973), SpitlerL.E. etal. (1976) наблюдали регрессию метастазов у 20% больных людей.

Положительное влияние ТФ при терапии злокачественной меланомы 2 стадии также отмечает Burkowski R.M., Deondhar S., Helwett J.S. (1983).

Эксперименты, проведенныеLikholetovS.M., Prokof’evaE.I., RogozhkinaN.M. (1978) на нелинейных мышах, продемонстрировали возможность передачи интактным реципиентом отсроченной гиперчувствительности посредством фактора переноса Лоуренса от мышей, иммунизированных Coccidioides immitis. Фактор переноса, вводимый за 48 часов до интраназальной инфекции, защищал мышей от смертельной дозы кокцидиоидов. Это указывало на то, что при кокцидиоидозе возможно перенести отсроченную гиперчувствительность и клеточный иммунитет с фактором переноса.

Xu Y., Zhang Q. et al. (2013) установили, что ТФ против гепатита B кур обладают антиген-специфической клеточной иммунной активностью гепатита B и могут значительно усиливать специфические клеточные иммунные ответы

Oettgen H. etal. (1974) исследовали возможность применения ТФ при лечении рака молочной железы. Пептиды получали от доноров, которые были сенсибилизированы антигенами опухоли. У пациентов наблюдалось замедление роста опухоли и улучшение общего клинического состояния.

J. Silvaetal. (1976) при одновременном использовании ТФ, полученного от подготовленных доноров, одновременно с вакциной против туберкулезаотмечали у 16 больных замедление метастазирования опухоли.

Хороший эффект получен от применения ТФ при ювенильном артрите (Kassetal., 1974) и болезни Крона (Asquith P.Etal., 1975).

2. Собственные исследования и их результаты

2.1. Материалы и методы исследования

Эксперименты проведены с соблюдением требований, изложенных в директивах ЕС (86/609/ЕЕС) и Хельсинкской декларации. Исследования по определению эффективности применения трансфер-фактора при вакцинации животных проводили на базе ООО «Агрофирма «Магнезит» Саткинского района и ООО «Агрофирма «Калиинская» Брединского района Челябинской области. На предприятиях по принципу пар-аналогов было сформировано 3 группы телок черно-пестрой и герефордской породы по 5 голов в каждой. Все животные были привиты против нодулярного дерматита вирусвакциной против оспы овец и заразного узелкового дерматита КРС культуральной сухой «ШипПокс-ЛСД вак». Животным второй опытной группы одновременно с вакциной применили препарат «Интерферон-Б» в дозе 1 мл на 10 кг живой массы подкожно, животным третьей группы в первый и второй день применили трансфер-фактор в дозе 1,5 (до 12 месячного возраста) или 6 (старше 12 месячного возраста) мл на голову подкожно, двукратно с интервалом 24 часа. Также животным второй и третьей группы применили препарат «Айсидивит» в дозе 5 мл на голову внутримышечно.После вакцинации за всеми животными вели клиническое наблюдение, в том числе проводили двукратное ежедневное измерение температуры на протяжении 3 дней.

Для оценки эффективности применения специфического трансфер-фактора при профилактике абортов и эмбриональной смертности препарат инъецировали коровам перед искусственным осеменением в дозе 6 мл подкожно двукратно с интервалом 24 часа.

Беременность и особенности строения и состояние полового аппарата, а также эффективность проведенного лечения определяли ректальным исследованием комиссионно через 2-3 месяца после осеменения, а также с помощью переносного УЗИ – сканера Драмински производства Польша через 35-40 дней после осеменения.

Дляполучение трансфер-фактора из крови животных их подвергли вакцинации вакциной против нодулярного дерматита крупного рогатого скота, оспы овец и коз по следующей схеме:

1. Животных подвергли проверке на туберкулез аллергической пробой с ППД туберкулином, бруцеллез и лейкоз с помощью серологических реакций.

2. Отрицательно реагирующих животных вакцинировали против нодулярного дерматита трехкратно, с интервалом 15 дней в одной, двух и четырехкратной дозе.

3. Через 15 дней после последней иммунизации был произведен забор крови для выделения ТФ.

Для иммунизации использовали вирусвакцину против оспы овец и ЗУД КРС культуральную сухую «ШипПокс-ЛСД вак».

Трансфер-фактор получали по методике, предложенной Г. Фримелем.

Кровь отбирают в сте­рильных условиях и разделяют на порции по 20 мл (на каж­дые 100 мл крови добавляют 500 ME гепарина). Кровь разливают в стерильные пробирки (25х155 мм), добав­ляют 2 мл раствора декстрана 250 (60 г/л) в 0,15 М NaCI или раствор инфуколла. Пробирки закрывают, несколько раз встряхивают и инкубируют при 37°С. Эритроциты осаждаются в течение 30-45 мин. Желтоватый или слегка красноватый слой надосадочной жидкости переносят при помощи пастеровской пипетки в конические центрифужные пробирки. Закрытые пробирки центрифугируют в течение 10 мин при 1500g. Плазму осторожно сливают. Осевшие лейкоциты образуют слой над осадкой эритроцитов.

Осадок состоит из 70% из лимфоцитов. Самая нижняя часть конуса пробирки заполнена эритроцита­ми. На слой лейкоцитов наслаивают 0,1 мл стерильного апирогенного 0,15 М раствора NaCI. Кончик пастеровской пипетки осторожно проводят сквозь слой раствора соли и осторожно отсасывают лейкоциты в виде суспензии в изотоническом рас­творе NaCI. Можно объединять полученные суспензии лейкоци­тов. Для получения диализата необходимо полное разрушение лей­коцитов. Оно достигается 10-кратным замораживанием и оттаи­ванием суспензии. Пробирки с суспензией клеток заморажива­ют смесью сухого льда с этанолом, а размораживают на водя­ной бане при 37°С. Процесс повторяют до тех пор, пока жид­кость не станет вязкой. При полном разрушении лейкоцитов высвобождается ДНК, делающая раствор чрезвычайно вязким и затрудняющая его дальнейшую обработку. Для деполимери­зации ДНК в раствор вносят несколько кристаллов ДНКазы и небольшое количество ионов Mg²⁺ (несколько кристаллов MgSO₄). Гидролиз протекает в тече­ние 30 мин при 37 °С.

Если ДНКазу, которая отличается чрезвычайной стабильно­стью, добавлять прямо к суспензии лейкоцитов, то деполимери­зация ДНК происходит в процессе замораживания и оттаива­ния и не требует дополнительной инкубации. Для удаления вы­сокомолекулярных компонентов проводят диализ. Обработанный ДНКазой экстракт лейкоцитов осторожно переносят в завя­занный с одного конца диализный мешок, стараясь не испач­кать экстрактом наружный слой мешка, после чего его завя­зывают, ополаскивают стерильным апирогенным изотоническим раствором NaCI и переносят мешок в стерильный сосуд с дис­тиллированной водой. На 0,1 мл экстракта используют 5 мл дистиллированной воды. Диализ проходит в течение 24 ч при 4°С.

Полученный диализат растворяли в стерильной физиологическом растворе, консервированном фенолом до 0,5%-ной концентрации.

Для определения качества полученного препарата трансфер-фактора использовали реакцию бласттрансформации лейкоцитов (РБТЛ). Реакция РБТЛ для определения физиологической активности (пролиферативного потенциала) клеток на неспецифические активаторы и на специфические антигены имеет большое значение для оценки иммунного статуса, аутоиммунных и аллергических заболеваний, для трансплантационной иммунологии – подбора донора и реципиента и т.д. Подбирая различные митогены и оптимальные условия проведения реакции, можно в принципе дать количественную оценку Т- и В-лимфоцитов в общей популяции. Принцип реакции бласттрансформации (РБТЛ) – активация лимфоцитов под влиянием стимулов с последующей трансформацией их в бласты (большие делящиеся клетки). В качестве активаторов РБТЛ обычно используются ФГА (фитогемагглютинат), конкавалин (КонА), митоген лаконоса (МЛ), бактериальные полисахариды, ферменты, аллергены и др. Для оптимального протекания РБТЛ целесообразно применение нескольких доз стимулятора (оптимальной, низкой и высокой) и разное время культивирования.

Техника постановки анализа. В стерильные пенициллиновые пузырьки вносят реактивы для контрольной (1) и опытной (2) серий. Контроль (1): 4 мл среды 199 или Игла, 1 мл инактивированной сыворотки крупного рогатого скота, 0,25 мл среды 199 или Игла; 0,1 мл гепаринизированной крови животного. Опыт (2): 4 мл среды 199 или Игла; 1мл инактивированной крови крупного рогатого скота; 0,25 мл разведенной вакцины против нодулярного дерматита; 0,1 мл гепаринизированной крови животного. Пенициллиновые пузырьки закрыть стерильными резиновыми пробками и культивировать четверо суток при 37 ºС в термостате. Учет результатов 1. Собрать содержимое пузырьков в пробирки и центрифугировать 10 мин при 1000 об/мин. 2. Удалить супернатант. Осадок ресуспендировать в 10 мл 10 %-ной уксусной кислоты и повторить центрифугирование (10 мин при 1000 об/мин). 3. Удалить супернатант. Осадок ресуспендировать, добавить каплю метанола. 4. Приготовить мазки. Высушить на воздухе. Красить по Романовскому – Гимзе. 5. Просчитать процент бластов на 100 – 200 лимфоцитов.

Стерильность полученного трансфер-фактора изучали согласно ГОСТ 28085 «Препараты биологические. Метод бактериологического контроля и стерильности». Исследование проводили методом посевов на следующие питательные среды: МПА, МПБ, ТГС, агар Сабуро.

Определение безвредности специфического трансфер-фактора проводили согласно «Методическим указаниям по определению токсических веществ, препаратов, применяемых в ветеринарии и животноводстве», утвержденных Министерством здравоохранения СССР, ВАСХНИЛ, Главным управлением ветеринарии Госагропрома СССР.

После вакцинации за всеми животными вели клиническое наблюдение, в том числе проводили двукратное ежедневное измерение температуры на протяжении 3 дней.

У животных до применения вакцины был произведен забор крови для биохимического и серологического исследования; забор крови повторили через 28 дней после начала эксперимента.

В крови определяли следующие показатели:

1. Щелочная фосфатаза.

Принцип метода: Щелочная фосфатаза (ЩФ) в сыворотке определяется путем измерения скорости гидролиза эфира фосфорной кислоты – п-нитрофенилфосфата.

Скорость гидролиза субстрата прямо пропорциональна активности ЩФ в пробе и измеряется спектрофотометрически при длине волны 405 нм.

2. Билирубин.

Принцип. Под действием НС1 разрывается тетрапирроловая связь билирубина и образуется два дипиррола, которые диазотируются диазобензосульфа- новой кислотой с образованием розово-фиолетового азобилирубина.

3. Холестерин.

Холестерин определяли по Ильку, при помощи набора «БИО-ЛА-ТЕСТ». Холестерин в присутствии уксусной и серной кислот дает изумрудно-зеленое окрашивание, интенсивность которого прямо пропорциональна концентрации.

4. Общий белок — колориметрическим методом с помощью набора реактивов «Клинитест- ОБ».

Метод основан на способности белков с ионами меди в щелочной среде образовывать комплексные соединения фиолетового цвета. Интенсивность окраски пропорциональна концентрации белка в исследуемой пробе. Концентрацию белка рассчитывали по формуле:

где Е₁ – экстинция опытной пробы;

Е₂ – экстинция калибровочной пробы;

60 – концентрация белка в калибраторе.

5. Глюкоза.

Глюкозооксидазный метод определения глюкозы в крови основан на реакции окисления глюкозы в присутствии фермента глюкозооксидазы с образованием перекиси водорода, которая в свою очередь в присутствии пероксидазы окисляет ортотолидин с образованием окрашенных продуктов; о концентрации глюкозы сулят по количеству окрашенных продуктов. Глюкоза в присутствии фермента глюкозооксидазы окисляется кислородом воздуха с образованием в ходе реакции перекиси водорода. Перекись водорода в присутствии фермента пероксидазы окисляет ортотолуидин образованием окрашенного соедине­ния, интенсивность окраски которого пропорциональна содержанию глюкозы.

6. Альбумины.

Альбумины крови определяли по реакции с бромкрезоловым зеленым с помощью набора реагентов «Клини Тест – Альбумин». Метод основан на взаимодействии альбуминов с бромкрезоловым зелёным в слабокислой среде в присутствии детергента, что сопровождается образованием окрашенного соединения синего цвета, интенсивность окраски которого пропорциональна концентрации альбуминов. Концентрацию альбуминов рассчитывали по формуле:

где: Е₁– экстинция опытной пробы;

Е₂ – экстинция калибровочной пробы; 60 – концентрация белка в калибраторе.

7. Креатинин.

Принцип метода. В щелочной среде пикриновая кислота взаимодействует с креатинином с образованием оранжево-красной окраски (реакция Яффе-образование таутомера пикрата креатинина), которую измеряют фотометрически.Определение в сыворотке крови проводят после депротеинизирования. Определение не совсем специфично, интерферируют вещества с активной метиленовой группой и некоторые восстанавливающие вещества, например глюкоза, ацетон, ацетоуксусная и пировиноградная кислоты.

8. Содержание гемоглобина – гемоглобинцианидным методом, суть которого состоит в том, что гемоглобин при взаимодействии с ацетоангидрином образует окрашенный гемоглобинцианид, интенсивность окраски которого пропорциональна содержанию гемоглобина.

9. Количество эритроцитов и лейкоцитов определяли путем подсчета клеток крови. Эритроцитов в пяти больших квадратах в камере Горяева под микроскопом при увеличении в 40 раз с разведением кровив 2000 раз 0,98%-ным раствором натрия хлорида. Лейкоцитов в пяти полосках при разведении в 20 раз жидкостью Тюрка.

10. Белковые фракции – нефелометрическим экспресс-методом, основанным на способности отдельных фракций белка осаждаться фосфатами определенной концентрации. По степени мутности растворов колориметрически судят о концентрации белков в исследуемой пробе.

Для определения показателей неспецифического клеточного иммунитета определяли фагоцитарную активность лейкоцитов.

Содержание антител в сыворотке крови определяли непрямым двойным антиген-иммуноферментным анализом для выявления антител против каприпоксвирусов (CPV), включая вирусы lumpy skin disease (нодулярный дерматит), оспы овец (SPPV) и оспы коз (GTPV) в сыворотке или плазме крови крупного рогатого скота. Диагностический набор разработан фирмой IDvet.

Описание и принцип действия

Лунки микропланшета покрыты очищенным антигеном CPV.

При внесении в лунки микропланшета исследуемых образцов, антитела анти- CPV, если они присутствуют, связываются на твердой фазе с антигенами, образуя комплексы антиген-антитело.

После этапа промывки, в лунки вносится конъюгат, меченный пероксидазой HRP. Он фиксируется со свободными участками анти-CPV антител сыворотки.

Избыток конъюгата удаляется промывкой, затем вносится раствор субстрата (ТМВ).

Полученная окраска зависит от количества специфических антител, присутствующих в образце для тестирования:

При наличии антител раствор имеет синий цвет, который становится желтым после добавления стоп-реагента;

При отсутствии антител раствор не окрашивается.

Процедура анализа

Все реагенты набора перед использованием должны иметь комнатную температуру 21 С⁰ (±5°С) и однородность (переворачиванием флакона перед применением или перемешиванием с помощью вортекса).

1. Внести:

50 мкл Буферного раствора 19 в каждую лунку.

50 мкл Отрицательного контроля в лунки А1 иВ1.

50 мкл Положительного контроля в лунки С1 и D1.

50 мкл каждого испытываемого образца в оставшиеся лунки

2. Закрыть микропланшет и инкубировать 90 ± 9 мин при температуре 21 «С (+ 5°С).

3. Опустошить лунки. Промыть микропланшет 5 раз Промывочным раствором, внося 300 мкл в каждую лунку. Избегать высыхания лунок между этапами промывки.

4.Подготовить Конъюгат (1Х) разведением концентрата конъюгата (10Х) Буферным раствором 12 в соотношении 1/10

5. Внести 100 мкл Конъюгата1Х в каждую лунку.

6. Закрыть микропланшет и инкубировать 30 ± 3 мин при температуре 21 °С (± 5°С).

7. Опустошить лунки. Промыть микропланшет 5 раз Промывочным раствором, внося 300 мкл в каждую лунку. Избегать высыхания лунок между этапами промывки.

8. Внести 100 мкл Субстратного раствора в каждую лунку.

9. Закрыть микропланшет и инкубировать 15 мин ± 2 мин при температуре 21°С (± 5°С) в темноте.

10. Внести 100 мкл Стоп-реагента в каждую лунку для остановки реакции в том же порядке, как в п.8.

11. Измерить оптическую плотность (ОП) при длине волны 450 нм.

Оптическую плотность раствора измеряют фотометрически при длине волны 450 нм.

Для каждой исследуемой пробы расчитывается процентное значение S/P (S/P%):

S/P % =(ОПобразец- ОПк / ОПк+ — ОПК-)х 100

Результаты анализа образцов, имеющие S/P%:

-меньший 30 % считается отрицательным;

-больший или равный 30 % считается положительным.

До начала, через 7 и 14 дней после начала эксперимента у животных были взяты смывы из влагалища для обнаружения вирусного вакцинного антигена. Поскольку для иммунизации животных использовали вакцину против оспы овец и коз, то для ПЦР диагностики применяли набор реагентов «ПЦР-ОСПА-ФАКТОР» для выявления ДНК вируса оспы овец и коз в биологическом материале методом ПЦР-РВ.

Набор предназначен для выявления ДНК вируса возбудителя оспы овец и коз в биологическом материале (содержимое везикул, пустул, папулы и оспенные корки, фрагменты тканей, кожных покровов, легких, лимфатических узлов) методом амплификации ДНК с флуоресцентной детекцией в режиме «реального времени».

Принцип действия. Набор реагентов позволяет специфически амплифицировать фрагмент генома вирусов оспы овец и коз и ДНК внутреннего положительного контроля (бактериофага Т4) в мультиплексной полимеразной цепной реакции. Детекция продуктов амплификации осуществляется в режиме реального времени с использованием принципа выщепления флуоресцентной метки на 5′ конце олигонуклеотидного зонда.

Полученные данные – кривые накопления флуоресцентного сигнала анализируются с помощью программного обеспечения используемого прибора для проведения ПЦР в режиме «реального времени» в соответствии с инструкцией производителя к прибору и в соответствии с инструкцией. Учет результатов ПЦР-анализа проводится по наличию или отсутствию пересечения кривой флуоресценции с установленной на соответствующем уровне пороговой линией (что соответствует наличию или отсутствию значения порогового цикла «Ct» для исследуемого образца). Результат считается достоверным в случае корректного прохождения положительных и отрицательных контролей амплификации и экстракции ДНК.

Появление любого значения Ct в таблице результатов для отрицательного контроля этапа экстракции ВК- (на канале JOE(HEX)/Yellow) и для отрицательного контроля этапа ПЦР К- (на любом из каналов) свидетельствует о наличии контаминации реактивов или образцов. В этом случае результаты анализа для всех проб считаются недействительными. Требуется повторить анализ всех проб, а также предпринять меры по выявлению и ликвидации источника контаминации. Образцы, для которых по каналу FAM/Green значение Сt отсутствует или превышает 35 цикл (и при этом по каналу JOE(HEX)/Yellow отсутствует значение Сt) требуют повторного проведения исследования с этапа ПЦР. Задержка в значениях пороговых циклов для исследуемых образцов на канале FAM/Green указывает на присутствие ингибиторов в пробе(ах) или на ошибки при экстракции ДНК или при постановке реакции. Требуется провести исследование, начиная с этапа экстракции ДНК. Образец считается положительным (ДНК вируса оспы присутствует) если наблюдается экспоненциальный рост сигнала на канале JOE(HEX)/Yellow, при этом значения Сt контрольных образцов находятся в пределах нормы. Если для исследуемого образца по каналу JOE(HEX)/Yellow значение Сt определяется позднее 35 цикла при корректном прохождении положительных и отрицательных контролей – он считается спорным и исследуется повторно с этапа выделения ДНК.

2.2. Изучение органолептических свойств, активности и параметров безопасности специфического трансфер-фактора

Таблица 1. Органолептические показатели специфического трансфер-фактора

При исследовании стерильности роста колоний микроорганизмов на питательных средах не обнаружено.

При постановке реакции бласттрансформации лейкоцитов и учете количества бластных клеток в контроле их не обнаружили, в опыте их количество было 65% от общего числа подсчитанных лейкоцитов.

В виде того, что препарат специфического трансфер-фактора является лекарственным веществом, полученным из лейкоцитов животных, при его производстве используются химические реактивы и ферменты необходимо изучение некоторых параметров острой токсичности.

Острую токсичность препарата изучали на белых мышах массой 20-22 г. Им препарат вводили в максимальных дозах для животных до 12 и животных старше 12 месяцев: 1,5 и 6 мл подкожно. Контрольным животным проводили инъекции физиологического раствора в тех же дозах. Количество животных в опытных и контрольных группах составляло 10 голов на каждый способ введения препарата. При этом повреждающего действия на организм животных не наблюдалось.

Из-за не обнаружения токсического воздействия препарата трансфер-фактора на организм при однократном применении дальнейшие исследования токсичности проводили путем 3-х кратных инъекций с интервалом 6 часов в течении 24 часов наблюдения в аналогичных дозировках.

За мышами обеих групп наблюдали в течении 14 дней, отмечая клинические признаки отравления и гибели. В результате признаков отравления не наблюдалось, потребление корма, количество актов дефекации и мочеотделения не изменилось. Двигательная активность была сохранена, животные адекватно отвечали на внешние раздражения. Кожа естественного слабо-розового цвета, волосяной покров гладкий, прочной удерживается в луковицах. Слизистые оболочки ровные, с умеренным количество слизи, естественный блеск сохранен.

После наблюдения всех опытных животных умерщвляли декапитацией и проводили вскрытие и морфологическое исследование органов. При патологоанатомическом вскрытии различий в строении и патологических изменений во внутренних органах особей опытных и контрольных групп обнаружено не было. Положение органов грудной и брюшной полостей правильное, постороннего содержимого нет. Серозные покровы органов, плевра и брюшина прозрачные, гладкие, блестящие. Слизистые оболочки трубчатых органов (пищевод, желудок, тонкий и толстый отдел кишечника; слизистая оболочка ротовой полости, гортань, трахея и бронхи) бледно-розовые, гладкие, блестящие, собраны в легко расправляющиеся складки. Содержимое органов пищеварения (желудка и тонкого отдела кишечника) пастообразное; содержимое толстого кишечника оформленное в каловые массы специфической формы. Брыжеечные, бронхиальные лимфатические узлы у мышей в объеме не увеличены, сочные на разрезе, деление на корковое и мозговое вещество выражено четко. Печень в размерах не увеличена, края заострены, окраска органа равномерная, паренхима на разрезе не выбухает, желчный пузырь умеренного наполнения. Сердце конусовидной формы, сердечная сорочка конусовидной формы, гладкая, блестящая, прозрачная. Анатомическое деление органа на слои выражено хорошо. Эпикард гладкий, блестящий. Поверхность эндокарда гладкая, блестящая, смыкание сердечных клапанов полное. Селезенка в объеме не увеличена, упругая, пульпа не выбухает. Почки в размерах на увеличены, паренхима светло-коричневого цвета, не выбухает на разрезе, проходимость мочеточников сохранена.

При микроскопическом изучении органов не выявлено отличий в строении и развитии клеток.Под микроскопом структура органов и тканей соответствует видовой норме здоровых животных как в паренхиматозных (печень, почки, сердце, селезенка и лимфатические узлы), так и в трубчатых (пищевод, желудок, тонкий и толстый отделы кишечника) органах. Патологических изменений, характеризующих дистрофию, атрофию, некроз и воспаление, гипертрофические и гиперплазические процессы, не обнаружено. Патологических отложений в виде солей, пигментов также не обнаружено.

Таким образом, специфический трансфер-фактор, применяемый в лечебно-профилактических мероприятиях при нодулярном дерматите, не обладает токсичностью и безопасен для животных.

2.3. Клинические, биохимические и иммунологические изменения у животных молочного направления продуктивности после применения трансфер-фактора при профилактике нодулярного дерматита

При клиническом осмотре всех вакцинированных животных не было обнаружено каких-либо клинических признаков реактогенности вакцины. У животных не отмечалось угнетения, отказа от корма и воды. Положение тела в пространстве естественное, реакция на внешние раздражители адекватная. Видимые слизистые оболочки носа, конъюнктивы, половой системы умеренно влажные, бледно-розового цвета. У одной телки второй опытной группы наблюдалось незначительной угнетение и припухлость на месте инъекции вакцины, которая исчезла на третий день после вакцинации (рисунок 1).

Рисунок 1. Припухлость на месте инъекции вакцины.

Результаты измерения температуры животных опытных групп приведены на рисунке 2.

Рисунок 2. Результаты измерения температуры животных.

Измерениями установлено, что вакцинация не вызывает повышения температуры тела животных. Напротив, на протяжении шести измерений произошло снижение температуры тела телок на 0,6-0,9 градуса. При этом необходимо отметить, что наибольшая разница в температуре наблюдалась в группе животных, которым вместе с вакциной был применен Интерферон-Б.

Поскольку вирус оспы овец и коз является эпителиотропным, возможно его выделение через половые пути самок после вакцинации, что в некоторых случаях может обуславливать осложнения после вакцинации в виде абортов и эмбриональной смертности. При этом по нашим наблюдениям у абортов наблюдаются аналогичные нодулярному дерматиту патологоанатомические признаки.

Результаты изучения возможности выделения вируса через слизистые оболочки половых путей приведены в таблице 2.

Таблица 2. Изучение выделения вируса оспы овец и коз через слизистые оболочки половых путей телок

Данные таблицы 2 свидетельствуют об отсутствии антигенов вакцины в организме животных до вакцинации и их выделения через половые пути животных

Контакт организма животных с вакциной, целью которого является выработка иммунитета, сопровождается не только иммунологическими реакциями, но и глубокими изменениями со стороны гомеостаза внутренней среды. При этом вырабатываются продукты обмена веществ, которые могут оказать негативное влияние на организм животного, порой даже большее, чем сами антигены вакцины. Обеззараживание значительного количества токсических веществ происходит в печени. В таблице 3 приведены данные о влиянии вакцинации против нодулярного дерматита на некоторые биохимические показатели сыворотки крови, характеризующие состояние печени животных.

Таблица 3. Влияние вакцинации животных на некоторые биохимические показатели сыворотки крови

** — р<0,01

Данные исследований свидетельствуют о том, что вакцинация животных против нодулярного дерматита без применения иммуностимуляторов вызывает поражение печени у животных. Так, по сравнению с первоначальными наблюдениями, активность щелочной фосфатазы у животных выросла на 6%, содержание билирубина на 39,3%, холестерина на 19,9% (р<0,01). Во второй опытной группе активность щелочной фосфатазы снизилась на 17,1%, содержание билирубина увеличилось на 96%, содержание холестерина увеличилось на 1,4%. В третьей опытной группе активность щелочной фосфатазы по сравнению с первоначальным показателем снизилась на 15,1%, содержание билирубина возросло лишь на 8,4%, а содержание холестерина уменьшилось на 5,5%.

Рисунок 3. Содержание общего белка в сыворотке крови.

Согласно рисунка3 количество общего белка в сыворотке крови у животных первой опытной группы не изменилось, во второй группе оно снизилось на 0,6%, в третьей на 3,8%.

Рисунок 4. Содержание глюкозы в сыворотке крови.

В ходе эксперимента произошло снижение количества глюкозы в сыворотке крови у животных. В первой опытной группе ее содержание уменьшилось на 32,8%, во второй на 47% (р<0,05), в третьей на 63%.

Рисунок 5. Содержание альбуминов в сыворотке крови.

Согласно данным рисунка 5 в крови у животных произошло увеличение количества альбуминов. Так, в первой опытной группе их количество возросло на 29% (р<0,01), во второй на 22% (р<0,05), в третьей на 14%.

Рисунок 6. Содержание глобулинов в сыворотке крови.

Одновременно с увеличением содержание альбуминов в сыворотке крови произошло снижение количества глобулинов. В первой опытной группе их содержание снизилось на 10,1% (р<0,05), во второй на 8,5%, в третьей на 10,1%.

Рисунок 7. Содержание креатинина в сыворотке крови.

В ходе эксперимента в крови у животных первой и третьей опытных групп возросло содержание креатинина на 52% (р<0,01) и 15%. У животных второй опытной группы содержание креатинина снизилось на 16,4%.

При оценке состояния гуморального иммунитета у животных всех опытных групп не выявлен прирост титра антител к вирусу нодулярного дерматита. Однако, вакцинация животных положительно сказалась на таком показателе клеточного иммунитета у животных, как фагоцитарная активность лейкоцитов крови. Результаты ее изучения отражены в таблице 4.

Таблица 4. Фагоцитарная активность лейкоцитов крови животных

Прирост фагоцитарной активности лейкоцитов крови в первой опытной группе составил 11,7% (р<0,001), во второй 16,4% (р<0,001), в третьей 19,3% (р<0,001).

2.4. Клинические, биохимические и иммунологические изменения у животных мясного направления продуктивности после применения трансфер-фактора при профилактике нодулярного дерматита

При клиническом наблюдении за животными после вакцинации не было обнаружено каких-либо клинических признаков реактогенности вакцины. У животных не было состояния угнетения нервной системы, отказа от приема корма и воды. Положение тела в пространстве естественное, реакция на внешние раздражители адекватная, двигательная активность и поведенческие реакции телок адекватны времени суток и физиологическому состоянию. Видимые слизистые оболочки носа, конъюнктивы, половой системы умеренно влажные, бледно-розового цвета.

На рисунке 8 представлены результаты измерения температуры тела животных.

Рисунок. 8. Колебания температуры тела телок после вакцинации

Данные рисунка свидетельствуют об одинаковой тенденции в колебаниях температуры тела животных на протяжении шести измерений. Наибольшее увеличение температуры тела у животных было во второй опытной группе, где для стимуляции иммунного ответа применялся интерферон. Причем, данные изменения наблюдались на протяжении четырех измерений. Наиболее низкие значения температуры тела животных были в третьей опытной группе (трансфер-фактор) через 36 и 60 часов после начала опыта.

Для исключения абортов, вызванных вакцинаций животных была изучена возможность выделения вируса через половые пути животных. Результаты эксперимента отражены в таблице 5.

Таблица 5.Наличие вакцинного вируса в смывах из влагалища животных

Данные таблицы 5 свидетельствуют об отсутствии антигенов вакцины в организме животных до вакцинации и их выделения через половые пути животных после иммунизации.

Иммунный ответ организма животных после вакцинации сопровождается глубокими биохимическими изменениями со стороны всех органов и тканей, накоплением продуктов метаболизма и токсических веществ. Основную роль в обеззараживании вредных веществ играет печень. В связи с этим были изучены некоторые биохимические изменения в сыворотке крови, характеризующие функцию данного органа. Наглядно они представлены на рисунках 9, 10 и 11.

Рисунок 9. Содержание холестерина в сыворотке крови.

Установлено, что по сравнению с первоначальными наблюдениями в сыворотке крови животных первой опытной группы количество холестерина возросло на 26,3% (p<0.01), во второй опытной группе на 12,0%, в третьейна 14,0%.

Рисунок 10. Активность щелочной фосфатазы в сыворотке крови.

В результате эксперимента активность щелочной фосфатазы в первой группе увеличилась на 69,3% (р<0,01), во второй на 38,4% (р<0,05), в третьей на 76,0% (р<0,01).

Рисунок 11. Содержание билирубина в сыворотке крови.

Согласно данным рисунка 11 в первой и третьей опытной группах произошло снижение содержания билирубина на 7,0% и 14,0% соответственно. Во второй опытной группе содержание билирубина увеличилось на 3,0%.

Рисунок 12. Содержание общего белка в сыворотке крови.

Согласно рисунка12 установлено, что содержание общего белка в первой опытной группе снизилось к концу эксперимента на 1,0%, во второй группе выросло на 0,1%, в третьей опытной группе увеличилось на 1,3%.

Рисунок 13. Содержание глюкозы в сыворотке крови.

Согласно данным рисунка 13 на протяжении опыта произошло снижение содержания глюкозы в сыворотке крови у животных всех опытных группы: в первой опытной группе оно составило 24,3% (р<0,05), во второй 16,7% (р<0,05), в третьей 10,5% (р<0,05).

Рисунок 14. Содержание альбуминов в сыворотке крови.

На протяжении эксперимента произошло увеличение количества альбуминов в сыворотке крови у животных. В первой опытной группе их количество увеличилось на 35,3% (р<0,001), во второй опытной группе на 48,1% (р<0,001), в третьей группе на 35,3% (р<0,01).

Рисунок 15. Содержание глобулинов в сыворотке крови.

Согласной данных рисунка 15 в период наблюдений произошло снижении концентрации глобулинов в сыворотке крови у животных. В первой группе оно составило 24,0% (р<0,01), во второй 27,2% (р<0,01), в третьей 18,7%.

Рисунок 16. Содержание креатинина в сыворотке крови.

На протяжении опыта выросло содержание креатинина в сыворотке кров у животных всех группе. В первой группе его количество увеличилось на 4,8%, во второй на 21,3% (р<0,01), в третьей содержание креатинина увеличилось на 18,2% (р<0,05).

Основная цель вакцинации животных против инфекционных заболеваний – это создание напряженного иммунитета. В таблице 6 приведены результаты иммунизации животных. Результаты сравнивались внутри опытных групп.

Таблица 6. Эффективность вакцинации животных против нодулярного дерматита

* — р<0,05

В результате изучения формирования иммунитета у животных установлено, что вакцинация позволяет создать напряженный иммунитет у животных. Наибольший прирост антител был в третьей опытной группе – 72,4% (р<0,05). Также в третьей опытной группе было наибольшее количество серопозитивных животных 80,0%. Наименьший прирост антител был во второй опытной группе 47,0%, однако в ней количество серопозитивных животных было 60,0%, что на 20% большей, чем в первой, где прирост антител в сыворотке крови составил 60,8%.

Для оценки состояния клеточного иммунитета изучали фагоцитарную активность лейкоцитов крови животных. Результаты приведены в таблице 7.

Таблица 7. Фагоцитарная активность лейкоцитов крови животных

Данные таблицы 7 свидетельствуют о стимулирующем влиянии вакцинации животных против нодулярного дерматита на клеточное звено иммунитета. Так в первой опытной группы произошел прирост фагоцитарной активности лейкоцитов крови на 10,7% (р<0,05), во второй группе на 10,1% (р<0,01), в третьей группе прирост активности был самым максимальным и составил 17,3% (р<0,001).

2.5. Характеристика случаев абортов после вакцинации животных

При визуальном наблюдении у коров с абортами наблюдался отек вульвы, слизистые истечения с прожилками гноя и хлопьями.

Слизистая оболочка преддверия и влагалища гиперемирована, отечная, влажная; влагалищная часть шейки матки увеличена, ярко-розового цвета, цервикальный канал приоткрыт. При ректальном исследовании отмечали пониженную ригидность или гипотонию матки, утолщение стенок и слабую сплюснутость ее рогов. Яичники часто в состоянии гипофункции, иногда регистрировали персистенцию или гипоплазию желтого тела.

Аборт плоды со сроком беременности 1-2 месяца не отличались от таковых при обычной эмбриональной смертности. Цельность их нарушена не была, плод располагался в плодных оболочках. Плодные оболочки прозрачные, гладкие, околоплодные воды прозрачные, однородные, студенистой консистенции. Размеры и внутреннее строение плода соответствуют сроку стельности 1,5 месяца. Задержания плодных оболочек в половых путях коров на таком сроке беременности не наблюдалось.

Рисунок 17. Аборт-плод 1,5 мес. в плодных оболочках.

Рисунок 18. Аборт-плод 1,5 мес. без плодных оболочек.

При абортах у животных на более ранних сроках стельности патологических изменений и нарушений в строении плодов не наблюдалось. Положение внутренних органов у абортов правильное, развитие и состояние соответствуют сроку стельности 3 месяца.

Рисунок 19. Аборт-плод, 4 месяца.

Рисунок 20. Состояние органов грудной и брюшной полостей аборт-плода, 4 месяца.

Рисунок 21. Отечность внутренних органов аборт-плода

При патологоанатомическом вскрытии 4-5 месячных аборт-плодов наиболее яркие изменения отмечаются на кожных покровах. У плодов наблюдаются различного размера от горошины до лесного ореха нодулы, При этом, некоторые из них сохраняют целостность анатомического строения, содержат значительное количество полупрозрачного водянистого содержимого. Вскрывшиеся образования имеют ровные края и гладкое дно (рисунок 22).

Рисунок 22. Аборт плод. Нодулы на кожных покровах.

Также для таких аборт-плодов характеры отеки подкожной клетчатки, скопление в брюшной и грудной полостях жидкости буро-красного цвета с фибрином, кровоизлияния на слизистых и серозных оболочках, зернистая дистрофия и некротические очаги в печени. Как правило у абортировавших коров наблюдались задержания последов.

После вынужденного убоя при наружном и внутреннем осмотре матка слегка увеличена, цвет органа розовый с желтоватым оттенком цвета, дряблой консистенции, стенки утолщены. В полости матки иногда небольшое количество экссудата, поверхность эндометрия светло-розовая, тусклая. Отдельные участки слизистой оболочки матки гиперемированы, на карункулах имеются остатки плаценты. Яичники, как правило, в размерах не увеличены, гладкие, упругой консистенции. Фолликулы не обнаруживаются. В правом или левом яичнике как правило обнаруживаются желтые тела, порой занимающие весь объем органа.

2.6. Эффективность использования трансфер-фактора при профилактике абортов и эмбриональной смертности

Для повышения эффективности мероприятий у животных контрольных и опытных групп рацион кормления был сбалансирован по основным питательным веществам, кроме того в него был введен специальный премикс, повышающий фертильность животных Минвит-6.

Минвит-6 содержит все необходимые микро- и макроэлементы, стимулирует рост и размножением микрофлоры рубца, стабилизирует метаболизм, профилактирует возникновение кетозов, повышает фертильность коров. В состав кормовой добавки входят все необходимые микроэлементы в органической форме, что стимулирует иммунитет у животных и инволюционные процессы в половых органах. В качестве гепатопротектора представлен пропиленгликоль, пропионат аммония, карнитин, метионин и ниацин. Для стимуляции переваривания кормов и профилактики расстройств желудочно-кишечного тракта в добавку введен пробиотик. В премик также входят витамины. Норма ввода МИНВИТа-6 от 250 г на голову в сутки.

Половая охота у животных при искусственном осеменении характеризовалась повышением двигательной активности, частым мычанием, снижением молочной продуктивности, покраснением и набуханием половых гут, выделением из них прозрачной, а затем мутноватой слизи.

При ректальном исследовании матка коров имела повышенную регидность, рога и межроговая борозда при поглаживании хорошо прощупывались, выделение слизи при этом увеличивалось. В правом или левом яичнике при ректальной пальпации хорошо отличался доминантный фолликул, представляющий собой тонкостенный пузырек, размером 0,8-1,5 см. Стенки фолликула флюктуировали при пальпации. В некоторых случаях наблюдалась овуляция и овуляционная ямка.

Коров черно-пестрой (молочной породы) осеменяли двукратно, с интервалом 12 часов ректо-цервикальным способом. После осеменения для контроля за овуляцией производили внутримышечную инъекцию препарата гонадотропинрелизинггормона «Сурфагон».

Учет случаев эмбриональной смертности проводили из времени прихода животных в охоту после искусственного осеменения, поскольку считается, что при осеменении животных оплодотворение происходит в 90-100% случаев.

После осеменения за животными вели наблюдение на предмет прихода в охоту через 18-21 день.

Таблица 8. Показатели эффективности осеменения коров

Согласно данным таблицы в контрольной группе не произошло плодотворного оплодотворения у 28 коров, эмбриональная смертность составила 14% (произошли аборты у трех голов), в опытной группе стали стельными все животные.

Осеменение коров герефордской (мясной породы) проводили после предварительной синхронизации охоты с использованием следующей схемы: 1, 3 и 5 дни синхронизации инъекции 4%-ного масляного раствора прогестерона внутримышечно по 4 мл, 7 день 2 мл препарата ПГФ-вейкс внутримышечно. Животных осеменяли через 60 часов после последней инъекции, однократно. После осеменения для контроля за овуляцией производили внутримышечную инъекцию препарата гонадотропинрелизинггормона «Сурфагон». Через 40 дней после искусственного осеменения к коровам запускали быков-производителей на 60 дней. Результаты осеменения животных отражены в таблице 9.

Таблица 9. Показатели эффективности осеменения животных

В контрольной группе плодотворное осеменение произошло лишь у 178 животных, эмбриональная смертность составила 11%, в опытной группе стельными стали 100% коров.

При ультразвуковом исследовании не установлено породных отличий в случаях эмбриональной смертности. Как правило, гибель эмбриона начинается с уменьшения количества околоплодных вод и последующего рассасывания зародыша (рисунки23, 24, 25, 26).

Рисунок 23. Снижение количества околоплодных вод в роге матки. Срок стельности 1,5 месяца.

Рисунок 24. Снижение количества околоплодных вод в роге матки. Срок стельности 2,5 месяца.

Рисунок 25. Гибель и рассасывание эмбриона. Срок стельности 2 месяца.

Рисунок 26. Гибель и рассасывание эмбриона. Срок стельности 2,5 месяца.

2.7. Использование трансфер-фактора при лечении животных, больных нодулярным дерматитом

В неблагополучном пункте стадо, состоящее из 40 голов крупного рогатого скота, разделили на две группы по 20 животных в каждой: контрольную и опытную. В каждой группе было обнаружено по 3 животных с признаками нодулярного дерматита: лихорадка, отказ от корма, угнетение. Всех животных привили вирусвакцинойпротив оспы овец и заразного узелкового дерматита КРС культуральной сухой «ШипПокс-ЛСД вак». Вакцину применяли согласно наставлению. Коровам опытной группы дополнительно внутримышечно произвели инъекцию трансфер-фактора в объеме 6 мл на голову двукратно с интервалом 24 часа. Животным всех групп оказывали симптоматическое лечение препаратом «Бициллин-5» в дозе 10000 Ед/кг массы тела. В течении трех недель наблюдения за животными в контрольной группе число случаев заболевания животных составило 8, в опытной – 1 голова. В контрольной группе впри осложнении заболевания были вынужденно убиты 4 животных. Убоя животных в опытной группе не проводили. В опытной группе выздоровление ранее заболевших животных и вновь заболевших животных происходило на 5-6 сутки после вакцинации и применения трансфер-фактора. При этом прекращался рост и увеличение числа пузырьков, они исчезали без вскрытия. В контрольной группе выздоровление животных сопровождалось вскрытием пузырьков и нагноением раны. Выздоровление наступало на 7-8 день.

Этапы развития болезни и выздоровления животных отображены на рисунках 27, 28, 29.

Рисунок 27. Образование нодул (узелков) под кожей.

Рисунок 28. Вскрытие нодул и образование язв.

Рисунок 29. Рубцевание и заживление нодул.

В случае вынужденного забоя и снятия шкуры с животного были обнаружены характерные патологоанатомические изменения в подкожной клетчатке, представляющие собой кровоизлияния с углубленным более светлым дном и красными краями (рисунок 30).

Рисунок 30. Кровоизлияния в подкожной клетчатке вынужденно убитого животного.

Влияние использования трансфер-фактора при лечении нодулярного дерматита крупного рогатого скота на некоторые показатели гомеостаза животных

На рисунке 31 представлено влияние трансфер-фактора на некоторые показатели дыхательной функции крови животных.

Рисунок 31. Состояние дыхательной функции крови животных.

Согласно данныхрисунка 31 следует, что у животных контрольной группы посравнению с больными количество эритроцитов увеличилось на 3,7%, количество гемоглобина снизилось на 6%, среднее содержание гемоглобина в одном эритроците уменьшилосьна 7,4%.

При использовании для лечения трансфер-факторасодержание красных клеток кровиуменьшилось на 7,4%, количество гемоглобина увеличилось на 0,5%, среднее содержание гемоглобина в одном эритроците возросло на 10,5%, соответственно.

Показатели белкового профиля сыворотки крови отражены нарисунке 32.

Рисунок 32. Белковый профиль сыворотки крови животных.

Данные рисунка32 свидетельствуют об увеличении содержания общего белка в крови животных опытной группы на 14,5% (Р<0,05) после терапии трансфер-фактором. Концентрация общего белка у животных контрольной группы за период опыта не изменилась. У животных контрольной группы произошло увеличение содержания альфа-глобулинов на 93,9% (Р<0,05), на 2% увеличились альфа-глобулины в опытной группе. Также необходимо отметить, что в контрольной группе животных бета-глобулины увеличились в 1,5 раза (Р<0,05) по сравнению с верхней границей физиологической нормы, а концентрация гамма-глобулинов наоборот снизилась на 85,4% (Р<0,05).

2.8. Экономическая эффективность мероприятий

Экономический эффект применения трансфер-фактора выражается в дополнительно полученной продукции – молодняке крупного рогатого скота молочного и мясного направления продуктивности.

Стоимость теленка молочной породы при рождении определяется по формуле:

Ст=3,61*Ц,

стоимость теленка мясной породы при рождении определяется по формуле:

Ст=0,88*Ц

где 3,61 – количество молока (ц), которое можно получить за счет кормов, расходуемых на образование 1 головы приплода молочных пород; 0,88 – прирост живой массы мясного скота (ц), который можно получить за счет кормов, расходуемых на образование 1 головы приплода мясных пород; Ц – цена реализации 1 ц молока базисной жирности или цена реализации 1 ц живой массы крупного рогатого скота, р.

Стоимость теленка черно-пестрой породы составила 3,61*2250=8122,5 рублей.

Стоимость всех дополнительно полученных телят составила 28*8122,5=227430,0 рублей.

Стоимость трансфер-фактора на одну голову 6 рублей, на 200 опытных голов 1200 рублей.

Таким образом, экономическая эффективность на 1 рубль затрат составила (227430-1200)/1200= 188,52 рублей.

Стоимость теленка герефордской породы составила 0,88*13000=11440 рублей.

Стоимость всех дополнительно полученных телят составила 22*11440=251680,0 рублей.

Стоимость трансфер-фактора на одну голову 6 рублей, на 200 опытных голов 1200 рублей.

Таким образом, экономическая эффективность на 1 рубль затрат составила (251680-1200)/1200=208,73 рублей.

Заключение

В соответствии с тематическим планом-заданием на выполнение научно-исследовательских работфедеральным государственным бюджетным образовательным учреждением высшего образования«Южно-Уральский государственный аграрный университет»по заказу Минсельхоза России за счет средств федерального бюджета в 2020 годуцелью работы служила оценка эффективности применения специфического трансфер-фактора при лечении и профилактике нодулярного дерматита и его осложнений у крупного рогатого скота.

В ходе исследований предложена методика получения специфического трансфер-фактора для профилаткики и лечения нодулярного дерматита и его осложнений в виде абортов и эмбриональной смертности у крупного рогатого скота молочного и мясного направления продуктивности. Для получения трансфер-фактора была использована вирусвакцина против оспы овец и заразного узелкового дерматита крупного рогатого скота культуральную сухую «ШипПокс-ЛСД вак», которую для усиления активности препарата применяли животным-донорам крови трехкратно, с интервалом 15 дней в одной, двух и четырехкратной дозе. При оценке полученного специфического трансфер-фактора установлена его высокая активность в реакции бласттрансформации лейкоцитов – 65% бластных клеток от общего количества лейкоцитов.

При изучении параметров безопасности трансфер-фактора установлено, что препарат является не токсичным, не вызывает побочных реакций и безопасен для животных.

Клиническими исследованиями применения трансфер-фактора при вакцинации животных против нодулярного дерматита установлено, что применение трансфер-фактора не вызывает существенного изменения температуры тела у животных после вакцинации. У животных молочной породы препарат позволяет избежать изменений на месте применения вакцины.

При изучении биохимических показателей сыворотки крови нашими исследованиями установлено, что вакцинация животных молочной породы против нодулярного дерматита вызывает поражения печени, что проявляется в увеличении уровня билирубина, холестерина и активности щелочной фосфатазы в сыворотке крови. Применение препарата совместно с гепатопротектером (препарат Айсидивит) позволяет уменьшить негативное воздействие вакцинации на печень животных. Так, по сравнению с первоначальными наблюдениями в контрольной группе активность щелочной фосфатазы у животных выросла на 6%, содержание билирубина на 39,3%, холестерина на 19,9% (р<0,01). В опытной группе активность щелочной фосфатазы по сравнению с первоначальным показателем снизилась на 15,1%, содержание билирубина возросло лишь на 8,4%, а содержание холестерина уменьшилось на 5,5%.

У животных мясной породы комбинированное применение трансфер-фактора и препарата Айсидивит также снизило отрицательное воздействие вакцинации на печень животных (произошло наибольшее количественное снижение билирубина в сыворотке крови на 14%).

Вакцинация животных против нодулярного дерматита вызывает увеличение титров антител только у животных мясной породы. При этом проявляется как иммуностимулирующий эффект – происходит увеличение прироста антител на 72,4% в опытной группе, против 60,8% в контрольной, так и иммуномодулирующий эффект – происходит увеличение количества серопозитивных животных 80% в опытной группе и 40% в контрольной группе.

И у молочных и у мясных пород животных при применении препарата происходит стимуляция клеточного звена иммунитета. Это проявляется в увеличении фагоцитарной активности лейкоцитов крови животных. У животных молочной породы она увеличивается на 19,3% в опыте, против 11,7% в контроле. У животных мясной породы увеличение произошло соответственно на 17,3% и 10,7%.

При изучении возможности выделения антигена вакцины через половые пути самок после вакцинации как возможной причины абортов у животных установлено, что вирус в половых путях обнаруживается.

Применение трансфер-фактора при вакцинации животных позволило сократить случаи абортов и эмбриональной смертности у животных молочной породы на 14%, у мясной на 11%.

При ультразвуковом исследовании не установлено породных отличий в случаях эмбриональной смертности. Как правило, гибель эмбриона начинается с уменьшения количества околоплодных вод и последующего рассасывания зародыша.

При изучении использования трансфер-фактора при лечении животных, больных нодулярным дерматитом установлено, что в опытной группе срок выздоровления составляет 5-6 дней, в контрольной 7-8 дней. При этом использование трансфер-фактора позволяет профилактировать гибель животных. При изучении некоторых биохимических и гематологических параметров крови животных установлено, что применение трансфер-фактора позволяет стимулировать дыхательную функцию крови и белковый обмен.

Экономическая эффективность применения трансфер-фактора при вакцинации животных против нодулярного дерматита на 1 рубль затрат у животных молочной породы составила 188,52 рублей, у животных мясной породы 208,73 рублей.

При вакцинопрофилактике нодулярного дерматита у животных рекомендуем для повышения уровня иммунного ответа, снижения количества абортов и эмбриональной смертности рекомендуем использовать специфический трансфер-фактор, полученный из крови животных в дозе 1,5 мл для животных до 12 месячного возраста и 6 мл для животных старше 12 месяцев, двукратно с интервалом 24 часа. Для повышения эффективности вакцинации рекомендуем использовать витаминный препарат Айсидивит. В случае возникновения заболевания животных нодулярным дерматитом рекомендуем использовать трансфер-фактор при лечении больных с одновременной вакцинацией.

Список использованной литературы

Приложения

РЕФЕРАТ

Отчет 131 с., 1 кн., 37 рис., 37 табл., 208 источн., 5 прил.

ПТИЦЕВОДСТВО, СТРЕСС КУР, АНТИСТРЕССОВЫЕ ПРЕПАРАТЫ, КОРМОВЫЕ ДОБАВКИ, ИНФЕКЦИОННЫЕ БОЛЕЗНИ ПТИЦ, ВАКЦИНАЦИЯ, ПЕРЕКИСНОЕ ОКИСЛЕНИЕ ЛИПИДОВ, АНТИОКСИДАНТНАЯ СИСТЕМА ОРГАНИЗМА

Объектом исследования являются адаптационные реакции организма кур и цыплят яичного и мясного направления продуктивности на фоне применения фармакологического комплекса СПАО и кормовой добавки СПАО-КД.

Цель исследований – разработка и испытание фармакологических средств и кормовых добавок для профилактики стрессов на птицефабриках промышленного типа с целью повышения эффективности вакцинации кур и цыплят мясного и ячного направления продуктивности.

Научная, научно-техническая и практическая ценность результатов: создание безопасных и эффективных фармакологических средств, кормовых добавок и схем их применения позволяет эффективно профилактировать технологические стрессы, которые оказывают негативное влияние на иммунную и антиоксидантную систему организма птиц, что в конечном итоге проявляется в виде снижения эффективности вакцинаций, снижения сохранности и воспроизводительных качеств и способствует развитию инфекционных заболеваний. Представленные в работе разработанные схемы и фармакологические средства целесообразно использовать на птицефабриках промышленного типа яичного и мясного направления продуктивности. В результате исследований разработаны и испытаны фармакологическое средство СПАО-комплекс и кормовая добавка СПАО-КД с целью профилактики стрессов кур. Использование данных антистрессовых средств, обладающих антиоксидантной активностью позволяет снизить иммуносупрессивное влияние гипоталамо-гипофизарной-надпочечниковой системы в период развития адаптационных реакций у птиц в условиях промышленных стрессов.

Результаты исследований внедрены в производственную деятельность ООО “Бизнес Фуд Сфера” (Белгородская область); в производственную деятельность Уральского филиала ООО «ЛОМАНН БРИДЕРС РУС» (Челябинская область, с. Еманжелинка); в производственную деятельность ООО «Воловский бройлер» (Тульская область, п. Волово); в производственную деятельность СПК «Гайская Птицефабрика» (Оренбургская область, г. Гай); в производственную деятельность ООО «Нагайбакский птицеводческий комплекс» СИТНО (Челябинская область, г. Магнитогорск), что подтверждается соответствующими актами внедрения

Практические предложения. Для повышения эффективности вакцинаций против инфекционных болезней кур и цыплят мясного и ячного направления продуктивности рекомендуем применение антистрессового фармакологического средства СПАО-комплекс с водой в дозе 185 мг/кг массы тела в течение 5 дней за 3 дня до вакцинации, в день вакцинации и один день после вакцинации. Разработанный фармакологический комплекс можно изготовить в условиях ветеринарной аптеке по рецепту, мас.%: цитрат лития – 10; аскорбиновая кислота – 15; янтарная кислота – 10; бутафосфан — 30; L-карнитин тартрат — 15; глюкоза – остальное до 100.

При необходимости использования кормовой добавки рекомендуем с целью профилактики вакцинальных стрессов использование кормовой добавки СПАО-КД в составе комбикорма в дозе 185 мг/кг массы тела в течение 5 дней за 3 дня до вакцинации, в день вакцинации и один день после вакцинации. Разработанная кормовая добавка может быть изготовлена в условиях ветеринарной аптеки, комбикормового завода и цеха по производству кормов по рецепту, мас.%: карбонат лития – 7,6; аскорбиновая кислота – 15; янтарная кислота – 10; бутафосфан — 30; L-карнитин тартрат — 15; глюкоза – остальное до 100.

Использование разработанных антистрессовых средств, обладающих антиоксидантной активностью позволяет снизить иммуносупрессивное влияние гипоталамо-гипофизарной-надпочечниковой системы в период развития адаптационных реакций у птиц в условиях вакцинальных и других промышленных стрессов и повысить эффективность вакцинопрофилактики инфекционных заболеваний за счет повышения уровня антител и их однородности, повысить сохранность и продуктивность кур и цыплят разного возраста и направлений продуктивности.

ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

В настоящем отчете о НИР применяют следующие термины с соответствующими определениями:

Антиоксидантная система защиты организма — совокупность механизмов, которые тормозят аутоокисления в клетке.

Иммуноферментный анализ — лабораторный иммунологический метод качественного или количественного определения различных низкомолекулярных соединений, макромолекул, вирусов и пр., в основе которого лежит специфическая реакция антиген-антитело. Выявление образовавшегося комплекса проводят с использованием фермента в качестве метки для регистрации сигнала.

Перекисное окисление липидов — окислительная деградация липидов, происходящая, в основном, под действием свободных радикалов.

Соли лития — лекарственные средства из группы нормотимиков, при применении людям имеют важнейшее значение в лечении аффективных расстройств, прежде всего маниакальных и гипоманиакальных фаз биполярного расстройства, в животноводстве малоизучены.

Комплексное лекарственное средство — лекарственное средство для животных, содержащее более одного действующего вещества.

Стресс — совокупность неспецифических адаптационных реакций организма на воздействие различных неблагоприятных факторов–стрессоров (физических или психологических), нарушающее его гомеостаз, а также соответствующее состояние нервной системы организма. Стрессоры через нервную и эндокринную систему вызывают морфологические и функциональные изменения в органах и тканях, обуславливая повышенную потребность в питательных и биологически активных веществах, необходимых для формирования адаптационных механизмов.

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ

АКТГ – адренокортикотропный гормон

АлАТ — аланинаминотрансфераза

АО – антиоксидантная (система защиты организма)

АсАТ – аспартатаминотрансфераза

Г/Л — гетерофилы/лимфоциты

ГАМК- гамма аминомасляная кислота

ДК – диеновые конъюгаты (первичные продукты ПОЛ).

Е.И.О. – единицы индекса окисления.

ЕДоп / г белка – единицы оптической плотности на 1 г белка.

ИББ — инфекционная бурсальная болезнь птиц

ИБК — инфекционный бронхит кур

ИФА – иммуноферментный анализ

КБ (карбонилированные белки) – производные, динитрофенилгидразоны (ДФГ) – продукты взаимодействия карбонилированных белков.

КБ1 — аАДФГ — алифатические альдегид-динитрофенилгидразоны.

КБ2 — аКДФГ н — алифатические кетон-динитрофенилгидразоны нейтрального характера.

КБ3 — аКДФГ осн — алифатические кетон-динитрофенилгидразоны основного характера.

КВ (CV) – коэффициент вариации

КДиСТ – кетодиены и сопряженные триены (вторичные продукты ПОЛ).

МПВИ — метапневмовирусная инфекция

НБ — ньюкаслская болезнь

ОМБ – окислительные модификации белков

ОП – оптическая плотность.

ПОЛ — перекисное окисление липидов

ПОЛ – перекисное окисление липидов.

РВТ — реовирусный теносиновит

РТГА — реакция торможения гемагглютинации

СГБК — синдром гидроперикардита кур (СГПК)

СОД – супероксиддисмутаза

СПАО – стресс-протектор антиоксидант

ССЯ — синдром снижения яйценоскости

ШО – шиффовы основания (конечные продукты ПОЛ).

ВВЕДЕНИЕ

Ключевыми понятиями для развития птицеводства сегодня и на перспективу являются эффективность и биобезопасность [1]. Получить высокие показатели продуктивности и качества продукции можно только от здоровой птицы, поэтому в современном, крупномасштабном птицеводстве особую роль играют инновации в области ветеринарной науки. Процессы изменения экологии, природы возбудителей и болезней, появление новых биоценозов требуют сегодня более тщательного научного анализа и обобщения [2].

О стрессах и их роли в снижении продуктивности и воспроизводительных качеств сельскохозяйственных птиц получено много фактов, тем не менее, каждый год появляются все новые и новые научные данные о том, что последствия стрессов гораздо глубже, чем ранее считалось [3,4]. Стало понятным, что адаптация организма к стрессу сопряжена с целой цепочкой молекулярных событий, которая ведет к включению одних генов и выключению других. Это дает возможность организму максимально использовать все имеющиеся резервы с тем, чтобы выйти из стресс-ситуации с минимальными потерями [1,5].

В плане инноваций важнейшая проблема – иммунитет, данный вопрос требует комплексного скоординированного решения, ибо иммунная система является, вероятно, одной из самых сложных в организме и, несмотря на несомненные успехи в области иммунологии, мы еще не можем с уверенностью сказать, как происходит регуляция иммунной системы на молекулярном уровне, именно поэтому в условиях стресса иммунная система страдает, как правило, первой [2,6].

При выращивании птицы серьезную проблему представляют инфекционные заболевания вирусной и бактериальной этиологии. Основной метод защиты поголовья птицефабрик связан с вакцинацией. При этом эффективность проводимых ветеринарных мероприятий в полной мере зависит от состояния иммунной системы организма птиц. Однако в современных условиях производства негативное влияние техногенных факторов способствует развитию иммунодефицитных состояний, что влечет снижение эффективности вакцинации и приводит к «прорыву» иммунитета у птицы. [7].

Кроме вакцинаций профилактика инфекционных заболеваний обязательно включает ветеринарно-санитарные мероприятия, кормление птицы полноценными и безопасными в отношении патогенных микроорганизмов, грибов и продуктов их жизнедеятельности кормами, снижение уровня и количества стрессов, использование витаминно-минеральных препаратов, пробиотиков, пребиотиков, фитопрепаратов, препаратов, поддерживающих иммунную систему и антистрессовых средств [8].

При проведении вакцинопрофилактики следует учитывать многочисленные факторы, снижающие эффективность вакцинации в том числе иммунодепрессивные состояния организма, обусловленные в том числе стрессами [9,10].

Реакция на физиологический стресс начинается, когда мозг обнаруживает гомеостатическую проблему и активирует симпатическую нервную систему, которая выделяет катехоламины, адреналин и норадреналин. Затем следует более медленная активация гипоталамо-гипофизарно-надпочечникового системы: гипоталамическая секреция кортикотропин-рилизинг-гормона, что запускает гипофизарную секрецию адренокортикотропного гормона, которая затем стимулирует секрецию глюкокортикоидов надпочечниками. Эффекты кортизола и кортикостерона не всегда идентичны эффектам стресса. Разнообразие регуляторных систем и механизмов может выражаться не совсем предсказуемым эффектом, более того, функционирование гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы демонстрирует огромную индивидуальную изменчивость — это факт, который помогает объяснить значительные индивидуальные различия в уязвимости к болезням, связанными со стрессом [11].

В этом процессе основное внимание в теоретическом и что очень важно в практическом аспектах в контексте текущего исследования должно быть сосредоточено на влиянии глюкокортикоидных гормонов и стресса на иммунитет и на воспалительную реакцию [12-14]. В настоящее время доказано, что вызванная стрессом инволюция тимуса, впервые отмеченная Г. Селье, вызвана кортикостерон-индуцированным апоптозом в незрелых Т-клетках [15]. Кроме того, хроническое воздействие глюкокортикоидов подавляет как врожденный, так и адаптивный иммунитет, доказано, что длительное воздействие глюкокортикоидных гормонов снижает количество циркулирующих лейкоцитов и снижает выработку большого количества провоспалительных цитокинов, включая IL-1β (Интерлейкин 1, бета) и TNF-α (фактор некроза опухоли-альфа) [16,17].

В период развитии стрессовой реакции кортикостерон подавляет такие физиологические процессы как размножение, рост и пищеварение. Развивающаяся иммунологическая реакция или инфекционное заболевание сами по себе является стрессорами, при этом эти процессы могут происходить на фоне развития стрессов, таким образом, дополнительно снижая иммунологическую активность и резистентность организма, данный процесс из звена адаптации превращается в дезадаптивный фактор развития иммунодефицита. Последующие исследования показали, что до высвобождения кортикостерона защитная функция системы иммунитета на самом деле увеличивается – это происходит только на ранней стадии реакции на стресс. Это привело к теории, утверждающей, что секреция кортикостерона в период развития стресса фактически опосредует восстановление после этой начальной иммунной активации, если высвобождение кортикостерона нарушено, организм может страдать от нарушений чрезмерной иммунной активации, вызывая некоторые аутоиммунные нарушения [18-20].

Следует обязательно учитывать, что на молекулярном уровне отрицательное действие стрессов опосредовано через избыточное образование свободных радикалов, повреждающих все типы биологических молекул. Таким образом, взяв под контроль образование радикалов в клетке удается достичь положительного эффекта в снижении отрицательного действия, как средовых, так и кормовых и внутренних стрессов. В последние годы всё больше внимания уделяется негативным последствиям окисления белков клеточных структур, также, как и последствиям окислительных изменений в структуре ДНК. При этом особое место занимают исследования по разработке эффективных препаратов комплексного действия, помогающих свести до минимума отрицательные последствия стрессов [1,2].

Цель исследований – разработка и испытание фармакологических средств и кормовых добавок для профилактики стрессов на птицефабриках промышленного типа с целью повышения эффективности вакцинации кур и цыплят мясного и ячного направления продуктивности.

Научная, научно-техническая и практическая ценность результатов: создание безопасных и эффективных фармакологических средств, кормовых добавок и схем их применения позволяет эффективно профилактировать технологические стрессы, которые оказывают негативное влияние на иммунную и антиоксидантную систему организма птиц, что в конечном итоге проявляется в виде снижения эффективности вакцинаций, снижения сохранности и воспроизводительных качеств и способствует развитию инфекционных заболеваний. Представленные в работе разработанные схемы и фармакологические средства целесообразно использовать на птицефабриках промышленного типа яичного и мясного направления продуктивности.

Результаты исследований внедрены в производственную деятельность ООО “Бизнес Фуд Сфера” (Белгородская область); в производственную деятельность Уральского филиала ООО «ЛОМАНН БРИДЕРС РУС» (Челябинская область, с. Еманжелинка); в производственную деятельность ООО «Воловский бройлер» (Тульская область, п. Волово); в производственную деятельность СПК «Гайская Птицефабрика» (Оренбургская область, г. Гай); в производственную деятельность ООО «Нагайбакский птицеводческий комплекс» СИТНО (Челябинская область, г. Магнитогорск), что подтверждается соответствующими актами внедрения (приложения 1-5).

1. Обзор литературы

За последнее время накопилось немало фактического материала о стрессе, о его роли организме яичной и мясной птицы. С каждым годом данных становится больше, что позволяет глубже узнать о его причинах и последствиях. Птица современных кроссов имеет высокий генетический потенциал, который не всегда может быть реализован по причине стресса. Интенсивный производственный процесс обуславливает стрессирование птицы на различных этапах. [21,22] Стресс может приводить как к положительным, так и к отрицательным последствиям в зависимости от его характера и продолжительности [23]

Стресс в производственных условиях отрицательно влияет на формирование иммунного статуса птицы и на продуктивные признаки. Например, при переводе птицы из одного корпуса в другой, происходит снижение массы тела на 10-15%, а вакцинация живыми вакцинами приводит к снижению живой массы на 9%. Стресс обуславливает гипертрофию корковой зоны надпочечников и уменьшение аскорбиновой кислоты в ее тканях, инволюцию селезенки, фабрициевой сумки, ткани тимуса. При стрессе у птицы наблюдаются высокая возбудимость, беспокойство, частое сердцебиение, дыхание, потеря аппетита. Это в свою очередь ведет к снижению продуктивных признаков, худшему качеству мяса или отходу. [24-32]

Стресс промышленной птицы яичного и мясного направления может быть вызван разными факторами: плотная посадка, смена рациона, недостаток питания или его отсутствие, отлов с целью вакцинации, инфекционный фон, воздействие микотоксинов и прочие [33-35]

Стрессы в производственных условиях могут быть различными – психические, экспериментальные, травматические, биологические, технологические, транспортные, кормовые, химические, физические [36]. Физические факторы включают в себя превышение уровня шума, влажность, изменение в световом режиме, а также воздействие солнечной и ионизирующей радиации. Для оптимального процента яйценоскости необходима температура в помещении 21-22 °С. Процент яйценоскости снижается в случае, если температура снижается или повышается на 7 °С. Существует также норма шума в птичниках, при его повышении птица находится в угнетенном состоянии и продуктивность ее снижается. [37-39]. К химических факторам относятся превышающее норму содержание сероводорода, углекислоты, аммиака. Также очень для исключения стресса необходимо достаточная концентрация кислорода в воздухе. [40-41] Кормовые факторы, вызывающие стресс у птицы – недостаток или переизбыток кормов, смена рациона, резкое изменение питательной ценности, отсутствие воды в системе поения. Транспортные факторы – любое перемещение птицы, а также агрессивная погрузка. Транспортный стресс может усугубляться дополнительными факторами, например кольцеванием. [43-45] Технологический стресс связан с любыми технологическими процессами, происходящими в условиях производства. [46-47] Ветеринарные манипуляции, к которым относятся вакцинации, — это дополнительный стресс. В качестве сильного ветеринарного фактора может выступать высокореактогенная вакцина [48] Расклевы, дебикирование, обрезка гребня, намины относятся к травматическим факторам. [49-51] Существуют психологические факторы стресса, которые обеспечиваются борьбой за лидерство, конкурентной борьбой. [52-53].

Адаптация к стрессовым факторам обуславливается молекулярными событиями, что дает возможность организму максимально использовать все резервы для cснижения последствий стресса [54].

Свободнорадикальная теория стрессов – это основа для изучения молекулярной цепочки прогрессирования стресса. «Свободные радикалы — это активированные молекулы кислорода, которые способны наносить вред всем типам биологических молекул, включая липиды, белки и нуклеиновые кислоты» [55]. Процессы ПОЛ сильно активируются в условиях стрессовой реакции. [56] Нарушение прооксидантно-антиоксидантного равновесия служит первым звеном в развитии стрессовых реакций и выступает в качестве пускового механизма адаптации организма. Продукты ПОЛ выступают в качестве как индукторов, так и первичных медиаторов стресса. [57-59] Количество перекиси в мембарне клетки поддерживается на одном уровне. Процессы образования и утилизации перекисей свойственны всем нормально функционирующим метаболизирующим клеткам [60] ПОЛ в клетке функционирует постоянно за счет антиоксидантной системы. Равновесие между ПОЛ и антиоксидантной активностью служит обязательным условием. [61]

Известно, что при стрессе происходит увеличение уровня интерлейкинов, которое обусловлено развитием воспалительной реакции организма. Стресс может вызывать изменения в регуляции иммунной системы путем увеличения активности интерлейкинов, а именно IL-6, который является основным медиатором воспалительных и иммунных реакций. Если в лабораторных условиях интерлейкин-6 подавляет выработку IL-1β и TNFα на уровне транскрипции генов, то в естественной среде при кратковременном иммобилизационном стрессе, который вызывает усиление синтеза мРНК интерлейкина-6, нивелируется эффект подавления кортикостерона на продукцию IL-1β, что увеличивает провоспалительные механизмы. Использование методов диагностики, которые разработаны в последнее время и основаны на анализе индикаторов иммунной системы птиц например, экспрессии генов провоспалительных цитокинов IL-1β, IL-6, белков теплового шока HSP-70 и лизоцима недостаточно изучены и в условиях промышленного птицеводства не могут быть применены [62-65].

Для повышения эффективности вакцинаций применяются различные фармакологические средства в большинстве своем, представленные иммуностимуляторами, иммуномодуляторами и аминокислотами. Описан способ, включающий использование иммунотропного препарата ПВ-1 (Semenov V.G. et. al, 2019). Иммунизация птиц с применением иммунотропного препарата ПВ-1 сопровождается повышением эффективности вакцинации против болезни Гамборо титры специфических антител увеличиваются на 53,3%, при болезни Ньюкасла на 50,0%, а при синдроме снижения яйценоскости на 26,5% [66].

Известен способ (Xu Y. et. al, 2018), включающий использование аргинина, что приводит к повышению сывороточных концентраций гормона роста, инсулиноподобных факторов роста-1, инсулина, IgA и IFN-g (гамма-интерферона), а также массы тимуса. Метод позволяет повысить уровень титров антител к болезни Ньюкасла и концентрацию IgM в сыворотке крови [67].

По данным Балашова В.В., 2014 результаты оценки функционального состояния отдельных звеньев иммунной системы цыплят показали, что препарат Ветостим обладает выраженным иммунокорригирующим действием и оказывает стимулирующее влияние на формирование поствакцинального иммунитета цыплят-бройлеров и индюшат, повышая титр антител при вакцинации их против Ньюкаслской болезни и инфекционного бронхита кур. Ветостим представляет собой смесь белков цитокинового ряда и рибонуклеиновых кислот различной структуры, включая информационные и двуцепочечные формы, находящиеся в сбалансированных концентрациях. Ветостим оказывает иммуномодулирующее действие, направленное на активацию макрофагального звена иммунитета. Препарат регулирует биосинтез активных веществ, контролирующих иммунные реакции, активирует фагоцитарную активность лейкоцитов, повышает устойчивость организма к воздействию различных повреждающих факторов. Механизм действия Ветостима обусловлен его способностью воздействовать на функциональное состояние макрофагов, восстанавливать пролиферативные функции Т-лимфоцитов, стимулировать синтез интерферона [68].

Таким образом, повышение эффективности вакцинаций является ключевым фактором обеспечения биобезопасности птицеводческих предприятия и высокой эффективности отрасли в целом. В настоящее время совместно с вакцинами применяются иммуностимуляторы разных фармакологических групп, непосредственно оказывающие влияние на отдельные звенья иммунной системы животных. Перспективным направлением видится использование антистрессовых средств, обладающих антиоксидантной активностью позволяющих снизить иммуносупрессивное влияние гипоталамо-гипофизарной-надпочечниковой системы в период развития адаптационных реакций у птиц в условиях промышленных стрессов.

2. СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Материалы и методы исследований

Научные исследования были проведены в соответствии с тематическим планом-заданием на выполнение научно-исследовательских работ федеральным государственным бюджетным образовательным учреждением высшего образования ФГБОУ ВО «Южно-Уральский государственный аграрный университет» по заказу Минсельхоза России за счет средств федерального бюджета в 2019 году и темой кафедры морфологии, физиологии и фармакологии ФГБОУ ВО «Южно-Уральский государственный аграрный университет» «Антистрессовый ростостимулирующий комплекс для промышленного птицеводства» номер государственной регистрации№ 114092340076.

Экспериментальная часть работы проведена в соответствии с «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных», которые утверждены Приказом МЗ СССР № 755 от 12.08.77 г. Все опыты были проведены согласно принципов гуманности, которые изложены в директиве 2010/63/EU Европейского парламента и Совета Европейского Союза от 22 сентября 2010 года по охране животных, используемых в научных целях [69].

Экспериментальная часть работы выполнялась в период с 2018 по 2019 гг. на кафедре физиологии и фармакологии, лаборатории и виварии инновационного научно-исследовательского центра ФГБОУ ВО «Южно-Уральский государственный аграрный университет». Исследования на птице мясных кроссов осуществлялись в ООО “Бизнес Фуд Сфера” (Белгородская область) и ООО «Нагайбакский птицеводческий комплекс» СИТНО (Челябинская область, г. Магнитогорск). Эксперименты на яичном кроссе Lohmann осуществлялись на базе плменного репродуктора I порядка в условиях Уральского филиала ООО «Ломанн Бридерс Рус» (Челябинская область, с. Еманжелинка).

Наличие маркеров антиоксидантной системы и активности окислительной модификации белков в плазме крови у птицы проводили в клинико-диагностической лаборатории Южно-Уральского государственного медицинского университета.

Изученные нами ранее закономерности адаптационных реакций организма кур и цыплят при промышленном содержании позволяют сделать вывод, что наиболее стрессогенными являются: транспортировка, дебикирование, вакцинации и перевод из цеха выращивания ремонтных цыплят в цех родительского стада. Данные технологические операции вызывают серию физиологических изменений у птицы, которые характеризуются повышением уровня глюкокортикоидных гормонов, соотношения гетерофилов к лимфоцитам, снижением массы тела и фертильности кур. Степень вариабельности изученных физиологических процессов может характеризовать их как стресс-реакции или как технологические стрессы. В связи с этим в текущей для активации неспецифических адаптационный реакций и стрессовой реакции нами использованы естественные раздражители, встречающиеся на птицефабриках промышленного типа: транспортировка, дебикирование, вакцинации и перевод из цеха выращивания ремонтных цыплят в цех родительского стада.

Полученные ранее результаты использования СПАО-комплекс в период развития технологических стрессов при промышленном содержании кур и цыплят позволяет повысить адаптационные возможности их организма, снизить смертность и уровень физиологических отклонений, повысить среднесуточный прирост массы тела. Доказательством усиления адаптационных ресурсов организма птицы под действием «СПАО-комплекс» является изменение соотношения гетерофилов к лимфоцитам. После транспортировочного воздействия соотношение гетерофилов к лимфоцитам крови повысилось в 3,7 раз во время применения «СПАО-комплекс» только в 2 раза. При условии применения СПАО-комплекс показатель уже на вторые сутки доходит до начальных значений в отличии от птицы контрольной группы, где соотношение гетерофилов к лимфоцитам даже через 7 дней повышается на 23,5 % и соответствует среднему уровню активизации адаптационных механизмов. На фоне применения литийсодержащего фармакологического средства отмечаются более низкие уровни кортикостерона в ответ на действие раздражителей в пробах крови в 2,7 раз, в экстрактах помета на 22,3 %.

Технологические переводы кур сопровождаются страхом и связанным с ним эмоциональным стрессом, подкрепляемым неопределенностью среды, формированием новых иерархий соподчиненности и болевым воздействием от внутримышечной вакцинации. Исследования во времени для опытной и контрольной групп указали на сокращение времени для перевода при применении «СПАО-комплекс». Временные затраты для перевода в контрольной группе составили 502,50±33,23 минут, при применении фармакологического комплекса СПАО 397,50±7,78 минут. Данный эффект предположительно связан с нормализацией процессов возбуждения и торможения в центральной нервной системе под действием литийсодержащего фармакологического средства.

После перевода содержание креатинина в сыворотке крови птицы увеличивается в 1,9 раз, мочевина возрастает на 53,1%, концентрация холестерина возрастает на 22,0%, уровень глюкозы повышается на 41,4%. В ходе развития стрессовой реакции в организме действие препарата «СПАО-комплекс» действует на снижение катаболизма белков, а именно снижает уровень креатинина на 35,3% и мочевины на 78,9%.

Опытные партии фармакологических комплексов и кормовых добавок изготавливались в условиях лаборатории инновационного научно-исследовательского центра благодаря перемешиванию компонентов комплекса, их дробления и оценки стабильности полученной смеси. Каждая полученная опытная партия подвергалась внутреннему контролю качества (контроль растворимости, оценка токсичности на белых лабораторных мышах и суточных цыплятах). При постановке опыта использовались различные методы исследований: клинические, фармакологические, биохимические, иммунологические, морфологические, токсикологические, физико-химические.

По данным исследований, проведенных в последние годы А.В. Мифтахутдиновым, А.А. Терман, Д.Е. Аносовым, В.В. Пономаренко, А.С. Митрохиной (2013-2018) была определена оптимальная эффективная терапевтическая доза «СПАО-комплекс», которая составила 185 мг/кг массы тела при применении схемы дачи препарата с водой за двое суток до, в день воздействия и в течение двух дней после воздействия стрессирующего фактора.

«СПАО-комплекс» (Стресс-протектор антиоксидант – комплексный препарат для птиц) – фармакологическая композиция, содержащая активный комплекс, включающий лимоннокислую соль лития, витамины, витаминоподобные и другие вещества, оказывающие влияние на метаболизм.

По внешнему виду препарат представляет собой порошок белого цвета, хорошо растворимый в воде.

Разработанная фармакологическая композиция включает цитрат лития, аскорбиновую кислоту, глюкозу, янтарную кислоту, бутафосфан, L-карнитин тартрат в следующих соотношениях, мас.%: цитрат лития – 10; аскорбиновая кислота – 15; янтарная кислота – 10; бутафосфан — 30; L-карнитин тартрат — 15; глюкоза – остальное до 100.

Для производства фармакологического комплекса СПАО использовали следующее сырье и материалы:

1. Цитрат лития 4-х водный производится по ТУ 6-09-431-84.

Цитрат лития использовали в виде порошка белого или слегка желтого цвета с показателями, отвечающими следующим требованиям (таблица 1).

2. Аскорбиновая кислота, соответствующая ФС 42-2668-95.

3. Янтарная кислота, соответствующая ГОСТ 6341-75.

4. Бутафосфан, чистотой не ниже 99% и показателями не хуже, представленных в таблице 2.

Таблица 1 — Показатели качества цитрата лития

Таблица 2 — Показатели качества бутафосфана

5. L-карнитин тартрат, используется с показателями не ниже, представленных в таблице 3.

Таблица 3 — Показатели качества L-карнитина

6. Глюкоза, производимая согласно ГОСТ 975-88.

Растворимость «СПАО-комплекс» определяли при температуре 20⁰ С методом определения концентрации насыщенного раствора. Стабильность определяли путем анализа физико-химических свойств препарата при хранении в пластиковой герметичной упаковке в течение 1 года при комнатной температуре в обычных условиях хранения.

В результате изучения физико-химических свойств полученной путем смешивания фармакологической композиции СПАО растворимость составляла 16,95 г / 100 г при 20°С, следовательно, для получения насыщенного раствора необходимо 1 г «СПАО-комплекс» растворить в 5,9 мл дистиллированной воды. По классификации растворимости лекарственных веществ фармакологический комплекс СПАО относится к группе легко растворимых веществ.

В период хранения каждые 3 месяца изучали внешний вид, растворимость и токсичность «СПАО-комплекс» на 10 белых мышах в дозе 5000 мг/кг массы тела. В результате изучения стабильности в течение 1 года наблюдений не обнаружили изменения цвета порошка, его растворимости и токсичности не наблюдалось. Учитывая стабильность при хранении, отсутствие химического антагонизма компонентов и самопроизвольных химических реакций в смеси позволяет изготовить фармакологическую композицию «СПАО-комплекс» в условиях ветеринарной аптеки. Полученную путем смешения компонентов фармакологическую композицию СПАО можно хранить в пластиковой герметичной упаковке не менее 1 года при комнатной температуре в обычных условиях ветеринарной аптеки. После вскрытия банки содержимое необходимо хранить в закрытой емкости. Длительный контакт с воздухом приводит к уплотнению порошкообразной смеси, что не влияет на фармакологические свойства комплекса.

Исследования по сравнительной эффективности СПАО-комплекс и СПАО-КД проводили в ООО «БИЗНЕС ФУД СФЕРА». Объектом исследования служили куры родительского стада кросса РОСС 308, предметом – показатели гуморального ответа на введение живой вакцины против реовирусного теносиновита из штамма 1133 на фоне применения СПАО-КД и СПАО-комплекс. Вакцинацию птицы живой вакциной проводили в возрасте 7 и 28 дней, с последующей ревакцинацией инактивированной вакциной в возрасте 9-11 недель [70,71]. Было сформировано три группы птиц с начальным поголовьем 32000 голов. Птица первой опытной группы получала основной рацион и служила контролем. Птице второй опытной группы применяли кормовую добавку СПАО-КД в составе комбикорма. Птице третьей опытной группы с водой задавали фармакологическую композицию СПАО-комплекс с водой. Кормовую добавку и фармакологическую композицию применяли в дозе в дозе 185 мг/кг массы тела на фоне вакцинации живой вакциной в течение 5 дней: 3 дня до вакцинации, в день вакцинации и один день после вакцинации.

Интерпретацию результатов вакцинации проводили путём оценки двух основных компонентов гуморального ответа после введения вакцины: интенсивность формирования антител, однородность титров, а также по индексу вакцинации [72,73]. Оценку гуморального иммунитета проводили через 7, и 14 дней после первой вакцинации и через 14 и 21 день после второй.

Экономическую эффективность оценивали по общепринятой методике [74] с учётом рекомендаций Н.А. Журавель, А.В. Мифтахутдинова и соавторов [75-79].

Во второй серии опытов с птицей мясного направления продуктивности кросса РОСС 308 в условиях ООО «Бизнес Фуд Сфера» был оценен уровень выработки антител в ответ на вакцинацию у птицы разного возраста по плану-графику мониторинга в зависимости от схемы вакцинации на следующие заболевания: Для оценки особенностей функционирования иммунной системы был оценен уровень выработки антител в ответ на вакцинацию у птицы разного возраста по плану-графику мониторинга в зависимости от схемы вакцинации на следующие заболевания: инфекционная бурсальная болезнь, инфекционный бронхит кур, реовирусная инфекция, пневмовирусная инфекция, инфекционный энцефаломиелит.

Таблица 4. Схема вакцинации кур мясного направления продуктивности кросса РОСС 308

СПАО-комплекс в опытной группе применяли перед внутримышечными и подкожными инъекциями вакцин

Для ИФА напряженности специфического звена иммунной системы от каждой группы было отобрано 25 проб. В качестве исследуемого материала выступала сыворотка крови. Оценка выработки антител осуществлялась с помощью тест-систем BioChek, Голландия и программного обеспечения BioChek II. Считывание результатов производитель с помощью спектрофотометра Tecan, Австрия на длине волны 405 нм. Титры антител на каждое заболевание оценивались в нескольких возрастах спустя 2-4 недель после вакцинации. Время отбора крови зависело от типа вакцины, живая или инактивированная и скорости выработки иммунного ответа (в соответствующем разделе есть сведения о возрасте птиц в зависимости от диагностируемого заболевания).

Изучение эффективности СПАО-комплекс при профилактике стрессов у кур яичного направления продуктивности в процессе вакцинации проводили в условиях Уральского филиала ООО «ЛОМАНН БРИДЕРС РУС» (Челябинская область, с. Еманжелинка).

Экспериментальную работу проводили на финальном гибриде кросса Ломан классик белый (Lohmann LSL-Classic White). Показатель яйценоскости кросса находится на уровне от 320 до 340 яиц в год. Куры кросса Lohmann LSL-Classic White несутся с возраста четырех месяцев даже в зимнее время года в условиях курятника без обогрева. Яйцо обладает крупными размерами, скорлупа имеет белый цвет. Вес этих кур не превышает 1,5 кг. Куры этого кросса потребляют малое количество корма.

Таблица 5. Система профилактики инфекционных заболеваний, принятая на предприятии «ЛОМАНН БРИДЕРС РУС»

Применение СПАО-комплекс начинали в 45 суточном возрасте перед внутримышечной вакцинацией против болезни Ньюкасла вакциной Gallimune ND (Merial Italia s.p.a.) в 47-48 суточном возрасте. Вакцина представляет собой эмульсию из экстраэмбриональной жидкости СПФ-эмбрионов кур, инфицированной вирусом ньюкаслской болезни (штамм «Ulster 2С»), инактивированной р-пропиолактоном, с добавлением масляного адъюванта до 0,3 мл (легкий жидкий парафин — 178 мг, эфиры жирных кислот и этоксилированных полиолов — 2,4 мг; эфиры жирных кислот и пол иолов 11 мг) и тиомерсала (0,03 мг) — в качестве консерванта [80,81].

Возбудитель болезни Ньюкасла – РНК-содержащий вирус из рода Paramyxovirus, семейства Paramyxoviridae. Особенностью вируса является высокий полиморфизм, который в значительной мере обуславливается наличием у оболочки легко деформирующейся эластичной спирали. К болезни Ньюкасла восприимчивы куры всех возрастов, а также индейки, фазаны, цесарки и перепелки. Как правило, источниками инфекции является больная и переболевшая птица [68].

В настоящее время в мире производится и используется большое количество вакцин для профилактики болезни Ньюкасла [80,81]. В то же время неудачный выбор вакцин, способов вакцинации и ревакцинации птицы, отсутствие серологического контроля за ее иммунитетом могут привести к длительной циркуляции вируса в стадах и проявлению заболевания [68,82].

Серологические исследования (РТГА) являются важнейшим инструментом для ветеринарных специалистов и позволяют по величине, однородности и динамике титров антител дифференцировать постинфекционный и поствакцинальный иммунитет. Если исследование проводят в отдаленный после вакцинации период, то рост титра антител в сыворотке крови, взятой от той же птицы через 14 дней, свидетельствует о циркуляции в стаде вируса болезни Ньюкасла [83].

Исследования антител к вирусу ньюкаслской болезни проводили методом реакции торможения гемагглютинации согласно Методическим указаниям по определению уровня антител к вирусу ньюкаслской болезни в реакции торможения гемагглютинации (РТГА) 23.06.1997 Департамент ветеринарии Минсельхозпрода РФ (13-7-2/988).

Перевод птицы из цеха выращивания в цех получения продукции осуществляли в 105 дневном возрасте. В эксперименте использовали по 17000 цыплят в опытной группе и в контрольной группах. После перевода в цех получения продукции в 105 дневном возрасте, соответственно использовали по 16188 кур в каждой группе.

Наблюдение прекратили в 220 дней на пике яйценоскости так дальнейший период характеризуется ровным спадом продуктивности и не сопровождается физиологическими перестройками организма и стрессами.

Изучение процессов липопероксидации и адаптационных особенной антиоксидантной системы осуществляли в цехе выращивания, для этого проводили формирование групп – опытной и контрольной. Опытная группа получала фармакологический комплекс СПАО с водой через систему поения в дозе 185 мг/кг массы тела за два дня до перевода или вакцинации, в день и в течение двух суток после перевода или вакцинации. Контрольная группа соответственно при переводе или вакцинации никаких препаратов не получала.

Перевод птицы осуществляли в возрасте 120 дней, перевод сопровождался ревакцинацией от инфекционных заболеваний птиц вирусной и бактериальной природы.

Ниже представлено распределение опытных и контрольных групп при переводе и вакцинации кур родительского стада.

1. Опытная группа до стресса (перевод и вакцинация).
2. Контрольная группа до стресса (перевод и вакцинация)
3. Опытная группа через 1,5 – 2 часа после стресса (перевод и вакцинация)
4. Контрольная группа через 1,5 – 2 часа после стресса (перевод и вакцинация)
5. Опытная группа через 2 суток после стресса (перевод и вакцинация)
6. Контрольная группа через 2 суток после стресса (перевод и вакцинация)

В качестве более сильного стрессирующего фактора также применяли дебикирование. Его делали цыплятам – прародителям кросса на ремонте в возрасте 6 суток. Содержание цыплят было напольным. Для дебикирования использовались автоматические дебикеры фирмы Verschuuren (Голландия).

Ниже представлено распределение опытных и контрольных групп при дебикировании ремонтного молодняка.

1. Контрольная группа до дебикирования.
2. Контрольная группа через 1,5 – 2 часа после дебикирования.
3. Контрольная группа через сутки после дебикирования .
4. Контрольная группа через 2 суток после дебикирования.
5. Опытная группа до дебикирования.
6. Опытная группа через 1,5 – 2 часа после дебикирования.
7. Опытная группа через сутки после дебикирования .
8. Опытная группа через 2 суток после дебикирования.

Благодаря оценке первичных и вторичных продуктов перекисного окисления в плазме крови с возможной раздельным определением липопероксидов в изопропанольной и гептановой фазах липидного экстракта возможно оценить состояние процесса перекисного окисления липидов. Каждую фазу липидного экстракта измеряли спектрофотометрически на длинах волн 220, 232, 278 и 400 нм с оптическим контролей и расчетом единиц индексов окисления. Результаты представляют индексами окисления — Е232/Е220, Е278/Е220, Е400/220, что показывает соотношение первичных и вторичных продуктов перекисного окисления липидов. Е232/Е220 – концентрация диеновых конъюгатов, Е278/220 — содержание кетодиенов и сопряженных триенов, Е 400/220 — шиффовы основания. Было происследовано 56 (пятьдесят шесть) образцов плазмы крови на предмет содержания продуктов перекисного окисления липидов.

С помощью определения ферментативной активности церулоплазмина одного из основных антиоксидантных белков в крови – церулоплазмина. Метод определения включает окисление р – фенилендиамина при присутствии церулоплазмина. Для остановки реакции используется фтористый натрий, который вносится в инкубационную смесь. О концентрации церулоплазмина судят по оптической плотности полученного субстрата, которая прямо пропорциональная количеству в нем окрасившегося продукта ( мах = 530 нм). Активность церулоплазмина определена в 56 (пятидесяти шести) образцах плазмы крови.

Определение содержания альфа – токоферола – включает в себя количественную оценку содержания в исследуемых образцах одного из наиболее важных липофильных антиоксидантов – альфа-токоферола. Принцип метода состоит в экстракции альфа-токоферола из исследуемого образца гексаном с последующей флюорометрической количественной детекцией определяемого вещества при измерении на длине волны испускания 323 нм и длине возбуждения 295 нм. Концентрация альфа — токоферола рассчитывается по результатам калибровки с использованием растворов альфа — токоферола известной концентрации. Содержание токоферола определено в 55 (пятидесяти пяти) образцах сыворотки крови. Объем образца с маркировкой «1/5 (2:2)» не был достаточным для количественного определения токоферола [84-85].

Состояние процессов окислительной модификации белков включает оценку содержания карбонильных продуктов окислительной модификации белков плазмы крови по их реакции с 2,4 – динитрофенилгидразином с последующей спектрофотометрической регистрацией продуктов взаимодействия – динитрофенилгидразонов. Содержание карбонильных продуктов окислительной модификации белков определено в образцах плазмы крови. Окислительную модификацию белков (ОМБ) в плазме крови определяли по методу Е.Е. Дубининой с соавт. 1995 для определения динамики прооксидантных и антиоксидантных процессов у птицы до и после дебикирования и для определения повреждений, вызванных стрессом [86-88].

Коэффициент молярной экстинкции известен только для аКДФГ н, регистрируемых при = 370. Поэтому данная категория продуктов взаимодействия с 2,4 – ДНФГ рассчитана в двух вариантах: ЕДоп / гб, мкмоль/гб. Для аКДФГ осн и аАДФГ коэффициент молярной экстинкции неизвестен, поэтому данные представлены только в 1 варианте пересчета: ЕДоп / г б. «С/И» — соотношение «базальный уровень / при индукции» — информативно как дополнение по антиоксидантной активности [87-89].

Полученные в эксперименте данные обрабатывали статистически на персональном компьютере с помощью программы STATISTICA 12. Данные, которые представлены в таблицах, указаны в виде средней величины со стандартным отклонением. Для оценки распределения визуально оценивали гистограммы, а также критерий Шапиро–Уилка. В случае нормального распределения данных достоверность рассчитывали с помощью t-критерия Стьюдента. В случае, если данные были распределены ненормально, использовали критерий U-Критерий Манна-Уитни, при обработке значений, которые были полученны от одной и той же группы — критерий Вилкоксона, для обработки разницы между несколькими группами — критерий Краскела-Уоллиса. Уровень статистической значимости был принят равным 0,05. Для корреляционного анализа использовали коэффициента ранговой корреляции Кендалла. В каждом разделе также имеются данные о представлении данных и критериях статистической достоверности, которые были использованы.

2.2 Результаты собственных исследований

2.2.1. Состав, физико-химические свойства разработанной кормовой добавки «СПАО-КД»

В качестве альтернативы фармакологическому комплексу СПАО для снижения его стоимости и возможности применения с кормом была разработана кормовая добавка «СПАО-КД». Данная кормовая добавка, вместо водорастворимого цитрата лития включает углекислую соль лития, которая имеет плохую растворимость в воде.

Кормовая добавка включает: мас.%: карбонат лития – 7,6; аскорбиновая кислота – 15; янтарная кислота – 10; бутафосфан — 30; L-карнитин тартрат — 15; глюкоза – остальное до 100.

По внешнему виду кормовая добавка «СПАО-КД» представляет собой порошок белого цвета плохо растворима в воде.

Для производства кормовой добавки «СПАО-КД» использовали карбонат лития с показателями не хуже, представленных в таблице 6:

Таблица 6 — Показатели качества карбоната лития

Остальные компоненты, включенные в состав «СПАО-КД» соответствуют таковым, используемым для изготовления СПАО-комплекс (см. п. 2.1 Материалы и методы).

Тестирование стабильности смеси при хранении хранения каждые 3 месяца в течение 1 года позволяют сделать вывод о ее стабильности. Так как в процессе наблюдений не обнаружено изменения цвета порошка, его растворимости и токсичности. Учитывая стабильность при хранении, отсутствие химического антагонизма компонентов и самопроизвольных химических реакций в смеси, можно рекомендовать изготовление СПАО-КД в условиях ветеринарной аптеки или же в условиях комбикормового завода. Полученную путем смешения компонентов кормовую добавку СПАО-КД можно хранить в пластиковой герметичной упаковке не менее 1 года при комнатной температуре в обычных условиях ветеринарной аптеки. После вскрытия банки содержимое необходимо хранить в закрытой емкости. Длительный контакт с воздухом приводит к уплотнению порошкообразной смеси, что не влияет на фармакологические свойства.

Оценку острой токсичности осуществляли на клинически здоровых беспородных белых мышах путем однократного введения водной суспензии СПАО-КД внутрь через зонд согласно ГОСТ Р ИСО 10993-11-2009. Животные были распределены на 2 группы по 10 мышей в каждой группе. Максимальная доза, для мышей составила 1621,1 мг на 1 кг массы тела. Наблюдение осуществляли в течение 14 суток после введения испытуемой суспензии, обращая внимание на картину интоксикации аппетит, общее состояние и поведение.

В результате проведенных исследований установлено, что СПАО-КД при назначении внутрь в максимально возможной дозе для внутреннего применения в течение всего периода наблюдения не вызывал гибели подопытных мышей. У животных не отмечали изменений в поведении, рефлексы были сохранены.

Оценка местно-раздражающих свойств при нанесении на кожу и слизистые оболочки выявила отсутствие изменений в месте аппликации суспензии СПАО-КД как в период его использования, так в период наблюдений. Эластичность и упругость кожи подопытных животных не нарушена. При пальпации участков аппликации повышенная болевая реакция не наблюдалась. Покраснения, отеки кожи и геморрагии не обнаружены.

При исследовании действия на слизистые оболочки порошок СПАО-КД наносили однократно в конъюнктивальный мешок правого глаза, в левый глаз такое же количество дистиллированной воды для контроля. В результате наблюдений гиперемии конъюнктивы и признаков инъецирования сосудов глаза, помутнения роговицы и сужения зрачка не наблюдалось.

Следовательно, кормовая добавка СПАО-КД по степени воздействия на теплокровных животных относится к веществам малоопасным 4 класс опасности по ГОСТ 12.1.007-76 [89]. Анализ известных фармакологических средств и кормовых добавок позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками разработанной кормовой добавки, следовательно, разработанное антистрессовое средство можно характеризовать как обладающее новизной.

2.2.2 Вакцинация кур против реовирусной инфекции и контроль её качества на фоне применения СПАО-КД и СПАО-комплекс

Реовирусная инфекция кур (реовирусный теносиновит, вирусный артрит, «слабость ног», Viral Tenosinovinis of Chickens) – вирусная контагиозная болезнь птиц, характеризующаяся диареей, теносиновитами и артритами. Возбудитель болезни – РНК-содержащий вирус семейства Reoviridae, роду Orthoreovirus. Вирус способен длительное время персистировать в инфицированном организме. Выделены реовирусы, относящиеся к 11 серотипам [91,92]. Результаты экспериментальных исследований по изучению антигенных свойств вакцинного, эпизоотических штаммов и изолятов реовируса птиц, выделенных в различных географических зонах, показали их антигенное родство и различия в специфичности и степени и скорости нейтрализации гомологичными и гетерологичными штаммспецифическими сыворотками [91].

Реофирусная инфекция широко распространена о многих странах мира. На территории нашей страны реовирусная инфекция не зарегистрирована, но угроза заноса возбудителя остается актуальной [93]. По результатам серологического мониторинга реовируса кур в 2011-2016 гг. установлено, что 67 % положительных проб поступили из птицехозяйств, не применяющих вакцинацию против реовирусного теносиновита кур [94].

Основным подходом к контролю реовирусной инфекции, в таких ее проявлениях, как теносиновит и синдром малабсорбции, является вакцинация [95]. Широко применяют как живые, так и инактивированные вакцины.

В России для специфической профилактики болезни применяют аттенуированные вирусвакцины из штаммов реовируса ВНИВИП-ДЕП и S1133 и инактивированные вакцины как моно-, так и поливалентные из эпизоотического штамма 1733 или изолята реовируса, циркулирующего в данном регионе [96]. Высокую иммуногенность вакцин AviPro REO и сухой живой из штамма «КМИЭВ-V118» доказывает отсутствие значительных изменений в иммуноморфологической перестройки в костном мозге, вызываемой вакцинами, которая характеризуется увеличением всех клеток миелоидного ростка, а также повышением лейкоэритробластического индекса, что свидетельствует об активной гиперплазии клеток белого ростка [97].

В настоящее время меры борьбы с реовирусным теносиновитом птиц в основном направлены на предотвращение реовирусной инфекции у суточных цыплят, это осуществляется путем иммунизации племенного стада инактивированной вакциной с передачей пассивного иммунитета [98].

Проведение вакцинопрофилактики реовирусной инфекции птиц инактивированными вакцинами в раннем возрасте преследует следующие цели: повышение сохранности и продуктивности птицы, усиление уровня иммунного ответа после применения вирусвакцин и защита птицепоголовья от инфекции на протяжении всего продуктивного периода, изыскание альтернативы вирусвакцинам, снижение уровня иммунодепрессии и, как следствие, уменьшение проявления секундарных инфекций, подавление циркуляции эпизоотических штаммов реовируса, вызывающих субклиническое течение болезни [96].

Реовирусы не являются высокоиммуногенными антигенами, то есть они не вызывают образования высоких уровней нейтрализующих антител у цыплят. Это может быть проблемой при применении некоторых инактивированных вакцин, поскольку защита, которую родители передают потомству посредством материнских антител, может быть непродолжительной [98].

Высокоиммуногенные живые вакцины обладают тем преимуществом, что создают раннюю неспецифическую защиту, благодаря явлению гомологичной интерференции, сводя до минимума нежелательные эффекты. Поэтому наиболее эффективным способом профилактики реовирусной инфекции птиц является вакцинация самих цыплят живыми вакцинами [96], так называемое праймирование для образования быстрого, но краткосрочного иммунитета, с дополнительной ревакцинацией [99].

Создание эффективных вакцинных препаратов, обладающих высокой профилактической активностью и в то же время не имеющих побочных свойств, является одним из наиболее приоритетных направлений в биотехнологии и вирусологии. Одним из ключевых этапов разработки технологии изготовления качественных и эффективных вакцин против реовирусного теносиновита кур является выбор системы культивирования для репродукции вируса, обеспечивающей получение препарата с высокой протективной и антигенной активностью [100]. Исследования по сравнению иммуногенности вакцин против реовирусной инфекции кур, полученных разными методами показали, что эффективная вакцина против теносиновита птиц может быть изготовлена с использованием как СПФ-эмбрионов, так и культур клеток Vero и ФЭК. Их применение способствовало формированию у цыплят напряженного иммунитета и высокой иммуногенной активности штамма реовируса птиц «КМИЭВ-V118», полученного путем культивирования с использованием указанных объектов. Использование СПФ-эмбрионов кур ограничено их стоимостью, а также тем, что их поставляют лишь несколько стран мира. Кроме того, получение из них культуры ФЭК также требует больших материальных затрат. Поэтому наиболее оптимальным является изготовление вакцины живой против реовирусной инфекции птиц с использованием культуры клеток Vero [93]. Доказано, что вирусвакцина Теновак безвредна для птиц, обладает выраженной антигенной и иммуногенной активностью и обеспечивает специфическую защиту птицепоголовья от полевого заражения [101]. Изучено влияние разных растворителей на иммуногенную активность вакцины живой сухой против реовирусного теносиновита птиц с применением различных растворителей: ИСКОМ, фосфатный буферный раствор, физиологический раствор, среди которых более эффективным оказался растворитель ИСКОМ [102].

Основным подходом к контролю реовирусной инфекции (теносиновит, синдром малабсорбции) является вакцинопрофилактика. Клинические признаки болезни проявляются у цыплят, преимущественно зараженных в суточном возрасте, хотя птица может быть инфицирована в любом возрасте, поэтому программы вакцинации разработаны для защиты цыплят в первые недели после вывода – в период наибольшей восприимчивости [103].

Вместе с тем вакцинация птицы, несмотря на необходимость её осуществления, является технологическим стрессом в промышленном птицеводстве [104-109]. Стрессовая ситуация отрицательно сказывается на общем состоянии птиц, на формировании иммунного ответа на различные генетически чужеродные агенты, ухудшает продуктивность птиц. Например, иммунизация живыми реактогенными вакцинами – снижением живой массы цыплят более чем на 9%, при вакцинации несушек или массовом исследовании на пуллороз возможно снижение яйценоскости на 10-20%, сохраняющееся на протяжении 10-15 дней [105].

В связи с вышеизложенным, целью данного этапа исследований явилось определение и сравнительная оценка применения кормовой добавки СПАО-КД и фармакологической композиции СПАО-комплекс для профилактики вакцинального стресса при иммунизации птицы против реовирусного теносиновита.

2.2.2.1 Влияние антистрессовых фармакологических средств на эффективность вакцинации

Серологические исследования служат важным инструментом в программе мониторинга по оценке эффективности иммунизации птиц, позволяющим определить напряженность поствакцинального иммунитета, а также установить степень охвата поголовья [110].

На интенсивность отклика указывает значение среднего титра (таблица 7).

Таблица 7 – Средний титр антител и коэффициент вариации при вакцинации кур против реовирусного теосиновита

Примечание: * Уровень, соответствующий «защитному»

Так, через 7 дней после первого введения вакцины, то есть на начальном формировании иммунитета, титр антител был в несколько раз ниже как защитного уровня, так и ожидаемого, или базисного. Вместе с тем показатели титра антител у птицы, которой использовали СПАО-КД и СПАО-комплекс были выше в 1,91 раза. Это может свидетельствовать об усилении праймирования.

Через 14 дней после иммунизации в группах, в которых применяли СПАО-КД и СПАО-комплекс также были выше в сравнении с титром антител в первой опытной группе, а также выше уровня антител в более ранний период – через 7 дней после вакцинации. В первой группе – незначительно, на 1,81 %, во второй группе — на 13,47 %, в третьей – на 75,2 %. Это свидетельствует об ответной реакции организма на введение вакцины на первом этапе иммунизации. Положительное влияние СПАО-КД и СПАО-комплекса на снижение уровня иммуноспрессии подтверждает относительно высокий титр антител на 14 день после вакцинации в сравнении с первой опытной группой – в 2,12 и 3,23 раза.

Рисунок 1 — Средний уровень антител на фоне вакцинации против реовирусного теносиновита

После второй вакцинации титр антител в сыворотке крови исследуемых кур изменился. Так, в первой опытной группе через14 дней после второй вакцинации средний титр увеличился в 4,47 раза, через 21 день – еще на 1,16 % и достиг уровня «защитного», хотя и оказался ниже ожидаемого. По-видимому, это связано состоянием иммуносупрессии, наступившей в результате активации стресс-реализующих механизмов при проведении вакцинации [111].

Применение кормовой добавки и препаратов, направленных на профилактику стресса, способствовало более интенсивному формированию антител.

Так, на фоне применения кормовой добавки СПАО-КД через 14 дней после вакцинации титр антител был на 62,99 % выше, чем в крови кур первой группы, достиг ожидаемого уровня (чуть выше минимального) и стал выше защитного. Через 21 день после вакцинации – сроку контроля напряженности иммунитета [112] увеличился на 16,7 % и стал выше, чем аналогичный показатель в контрольной группе на 62,15 %.

Следует отметить, что после первой вакцинации не был достигнут уровень антител, соответствующий защитному – 1700 [82,83].

Кукленкова И.В. с соавторами [113] свидетельствует, что напряженность иммунитета, защищающую птиц от заражения полевым штаммом следует считать при титре антител более 1:800. Следовательно, применение СПАО-комплекса способствует достижению этого показателя к 21 дню после первой вакцинации живой вакциной. Кроме того, при экспериментальном испытании живых вакцин, содержащих штаммы вируса, уровень антител [114] в той или иной степени соответствовал показателям, полученным во второй и третьей опытных группах, что указывает на ответную иммунологическую реакцию.

Применение СПАО-комплекса способствовало более интенсивному формированию иммунитета. Через 14 дней после второй вакцинации титры антител были приближены к максимальному ожидаемому уровню и выше, чем в сыворотке крови кур первой и второй опытных групп в 3,06 и 1,86 раза соответственно. К 21 дню после второй вакцинации это показатель еще немного увеличился и также был выше сравниваемых в 2,6 и 1,6 раза. Это свидетельствует о том, что СПАО-комплекс способствует сероконверсии и ускоряет срок выработки антител.

О степени однородности титров свидетельствует коэффициент вариации, по уровню которого можно судить о качестве вакцинации по партии птицы (рисунок 2). Так, вакцинация как технологический стресс снижает активность специфического гуморального иммунитета, что подтверждается величиной коэффициента вариации [102,111]. Через 7 дней после первой вакцинации этот показатель был максимальным, в контрольной группе – выше ожидаемого уровня. Применение СПАО-КД и СПАО-комплекса позволило достичь более высокого уровня однородности – коэффициент вариации во второй и третьей группах ниже, чем в первой на 65,22 % и 48,91 % соответственно и находился в пределах ожидаемого.

Через 14 дней после первой прививки отмечено снижение коэффициента вариации в каждой группе.

Рисунок 2 – Коэффициент вариации на фоне вакцинации против реовирусного теносиновита

Наименьшая величина была на фоне применения СПАО-комплекса, что было ниже, чем при вакцинации по схеме, принятой на производстве в 2,08 раза, на фоне применения СПАО-КД коэффициент вариации был ниже, чем в первой опытной группе в 1,5 раза. При этом, согласно инструкции [52,53], однородность вакцинации была достигнута только в третьей группе (значение коэффициента вариации менее 45 %).

Данные рисунков 3, 4 и 5 по группам титров антител наглядно демонстрируют начальный формирования однородного иммунитета к реовирусу.

Так, через 7 и 14 дней после первой вакцинации группы титров антител в сыворотке крови кур первой опытной группы преимущественно относились к нулевой группе (19 и 18 из 20 соответственно). В группах, где курам применяли СПАО-КД и СПАО-комплекс, формирование иммунитета было чуть интенсивнее, но более ярко это выражено при использовании птице СПАО-комплекса.

Рисунок 3 — Группы титров антител через 7 дней (а) и 14 дней (б) после первой вакцинации против реовирусного теосиновита
а	б
Рисунок 4 — Группы титров антител через 7 дней (а) и 14 дней (б) после первой вакцинации против реовирусного теосиновита на фоне применения СПАО-КД
Рисунок 5 — Группы титров антител через 7 дней (а) и 14 дней (б) после первой вакцинации против реовирусного теосиновита на фоне применения СПАО-комплекса

Через 14 дней после второй прививки продолжалось снижение величины коэффициента вариации в каждой группе, тем не менее в первой группе он был немного выше значения, соответствующего однородности. На фоне применения СПАО-КД коэффициент вариации совпадал с величиной показателя однородности, СПАО-комплекса – был значительно ниже – в 1,68 и 1,61 раза.

Через 21 день после второй вакцинации во всех группах была достигнута однородность вакцинации, при этом введение в рацион СПАО-КД не оказало влияние на этот показатель, контролируемый в срок проверки напряженности иммунитета, соответствующий инструкции, он в первой и второй группах был равен 35 %. При применении СПАО-комплекса значение коэффициента вариации к этому сроку стало еще ниже.

Рисунки 6-8 по распределению групп титров антител подтверждают степень однородности.

Рисунок 6 — Группы титров антител через 12 дней (а) и 17 дней (б) после второй вакцинации против реовирусного теосиновита
а	б
Рисунок 7 — Группы титров антител через 12 дней (а) и 17 дней (б) после второй вакцинации против реовирусного теосиновита на фоне применения СПАО-КД
Рисунок 8 — Группы титров антител через 12 дней (а) и 17 дней (б) после второй вакцинации против реовирусного теосиновита на фоне применения СПАО-комплекса

Следовательно, СПАО-КД и СПАО-комплекс в большей степени способствуют однородности вакцинации. При этом влияние СПАО-КД выражено слабее, чем СПАО-комплекса. Оба средства сокращают сроки достижения уровня коэффициента вариации, указывающего на однородность (менее 45) – к 14 дню после второй вакцинации. Применение СПАО комплекса, кроме того, способствует снижению величины коэффициента к сроку контроля напряженности иммунитета – к 21 дню после второй вакцинации на 25,7 %. Применение СПАО-КД в сравнении с основным рационом не оказывает влияния на величину коэффициента вариации к 21 дню после второй вакцинации.

Б. ван Лирдам и Г.Босман [115] считают, что признаком успешной вакцинации является соотношение анализируемых параметров – среднего титра антител и коэффициента вариации, выражаемого через индекс вакцинации.

Индекс вакцинации – логический параметр, демонстрирующий высокие значения при успешно проведенной вакцинации. Данные таблицы 2 позволяют сделать вывод, что напряженность иммунитета постепенно увеличивается, достигая своего максимума к контрольной точке – через 21 день после второй вакцинации (таблица 8).

Таблица 8 – Индекс вакцинации против реовирусного теносиновита.

Вместе с тем, более качественная сероконверсия отмечается на фоне применения СПАО-комплекса, показатель индекса вакцинации в крови кур третьей опытной группы в 3,5 раза выше, чем в первой опытной и в 2,18 раза – во второй опытной.

Результаты исследований – интенсивность и однородность титров, подтверждаемые индексом вакцинации, позволяют сделать вывод, что выработка антител произошла в результате действия вакцины, данных, свидетельствующих о развитии инфекционного процесса, не выявлено.

При выполнении всех условий при вакцинации и нормальном состоянии иммунного статуса птицы коэффициент будет низким в пределах нормы. Высокий коэффициент вариабельности создается за счет низких титров (пропуски вакцинации) или за счет высоких титров (циркуляция полевого вируса) [116].

Учитывая особенности технологического процесса в птицеводстве, следует отметить противоречие. С одной стороны, вакцинация направлена на создание невосприимчивости стада птицы к инфекционным болезням, в том числе к реовирусному теносиновиту, с другой – как стресс-фактор запускает механизм угнетения выработки антител, что приводит к снижению активности специфического гуморального иммунитета [111]. Отрицательная связь между стрессов и реакцией антител, подтверждающая представленные исследования, описана в ряде работ [117-120]. Также доказано влияние антистрессовых препаратов на достижение высокого иммунного ответа при вакцинации [106-108, 116].

2.2.2.2 Влияние антистрессовых фармакологических средств на производственные показатели кур на фоне вакцинации против реовирусной инфекции

Данные таблицы 9 и рисунка 9 позволяют сделать вывод о положительном влиянии фармакологического комплекса и кормовой добавки, применяемых в качестве антистрессовой терапии.

Таблица 9 – Производственные показатели

Рисунок 9 – Сохранность кур-несушек

Так, к моменту достижения 140-дневного возраста, то есть в период, в который птица подвергается интенсивной иммунизации, в том числе против реовирусного теосиновита, сохранность птицы в первой опытной группе составила 97,2 %, во второй опытной – 97,6 %, в третьей опытной – 97,8 %. В период яйценоскости (со 140-дневного возраста до убоя в возрасте 61 недели) при относительно меньшей иммунологической нагрузке на организм, сохранность-кур несушек также отличалась и составляла 90,9, 91,2 и 93,5 % соответственно. В целом за период выращивания и яйценоскости сохранность кур-несушек была выше на фоне применения кормовой добавки и фармакологического комплекса. Так, во второй опытной группе сохранность составила 89,1 %, что выше, чем в первой опытной группе на 0,79 %. В третьей опытной группе сохранность была 91,5 % что выше, чем в первой опытной группе на 3,5 %.

На фоне применения СПАО-комплекса увеличилось производство инкубационных яиц в расчёте на одну несушку на 3,24%, суточных цыплят – на 4,22 %. При использовании СПАО-КД увеличение производственных показателей было выражено слабее: производство инкубационных яиц было выше на 0,22 %, суточных цыплят – на 0,55 %

Следовательно, использование кормовой добавки и фармакологического препарата в качестве антистрессовой терапии способствует снижению смертности и увеличению сохранности поголовья, а также увеличению конечных производственных показателей – инкубационного яйца, и, следовательно, поголовья суточных цыплят.

В племенных репродукторах второго порядка птицу после использования подвергают убою, мясо используют для приготовления фарша или для реализации тушек, поэтому имеет значение масса птицы перед убоем и выход мяса. На выход мяса применение кормовой добавки и препарата влияния не оказало, но вместе с тем живая масса кур, которым применяли СПАО-КД, была выше, чем живая масса кур на фоне основного рациона, на 23 г, или 0,88 %, СПАО-комплекс – на 167 г, или 6,44 %. Исследованиями Н.О. Лазовской [121] доказано, что у птицы, иммунизированной против реовирусного теносиновита живая масса была достоверно ниже, чем у неиммунизирванной. Вакцинация, как технологический стресс, снижает прирост живой массы, применение кормовой добавки и фармакологического комплекса уменьшает негативное воздействие стресс-фактора и способствует увеличению производственных показателей. При этом влияние кормовой добавки выражено слабее, чем фармакологического комплекса.

Применение курам родительского стада кормовой добавки СПАО-КД и фармакологического комплекса СПАО-комплекс на фоне вакцинации против реовирусной инфекции снижает негативное воздействие вакцинации как стресс-фактора и стимулирует иммунный ответ организма.

2.2.2.3 Экономическая эффективность антистрессовой терапии на фоне вакцинации кур

Экономическая эффективность на один рубль затрат – показатель, отражающий величину прибыли на каждый вложенный рубль, определяется по формуле (1):

Э_р = Э_э : З_в (1)

где Э_э – экономический эффект, руб.; З_в – затраты ветеринарные, руб.

Экономический эффект от проведения ветеринарных мероприятий выражают разностью между дополнительным экономическим результатом и затратами на их осуществление. Экономическим эффектом проведения ветеринарных мероприятий (в стоимостной форме) является сумма предотвращенного экономического ущерба в результате проведения ветеринарных мероприятий; стоимости продукции, полученной дополнительно в результате применения антистрессовых средств ветеринарного назначения; экономии трудовых и материальных затрат за счет проведения ветеринарных мероприятий [115].

В данном случае экономический эффект рассчитывали по формуле (2):

Э_э = П_у + Д_с – З_в (2)

где П_у – предотвращенный экономический ущерб, руб.; Д_с – стоимость продукции, полученной дополнительно за счет увеличения ее количества или качества, руб.; З_в – затраты ветеринарные.

Ветеринарные затраты представляют собой сумму стоимости препарата и затрат на оплату труда (3).

З_в = З_м + З_от + О_от, (3)

где З_м – материальные затраты, руб.; З_от – затраты на оплату труда, руб.; О_от – отчисления от оплаты труда, руб.

Это согласуется с исследованиями Н.Н. Никитина, который указывает, что можно учитывать не все предусмотренные виды затрат.

За период опыта было израсходовано 10,09 кг СПАО-КД и 10,09 СПАО-комплекса. Учитывая стоимость препаратов, затраты материальные во второй опытной группе составили 18168,48 руб., в третьей – 37346,32 руб.

СПАО-комплекс применяли с водой, через медикатор, затраты времени на подготовку препарата для применения составили около 10 минут в сутки – 100 минут, или 1,67 часа за период опыта.

СПАО-КД применяли, смешивая с комбикормом, затраты времени в целом были немного ниже и составили 90 минут, или 1,5 часа за период опыта.

Заработная плата ветеринарного врача на птицефабрике в среднем составляет 50000 руб. в месяц, в год – 600000 руб., в час, с учетом годового фонда рабочего времени (1761,4 часа) – 340,64 руб.

Следовательно, затраты на оплату труда при использовании СПАО-комплекса составили 568,87 руб., СПАО-КД – 510,96 руб., начисления –154,31 и 171,80 руб. соответственно.

Таким образом, затраты ветеринарные составили:

во второй опытной группе:

З_в = 18168,48 + 510,96 + 154,31 = 18833,75 руб.

в третьей опытной группе:

З_в = 37346,32 + 568,87 + 171,80 = 38086,99 руб.

Предотвращенный ущерб рассчитывали на основе сохранности кур родительского стада.

П_у = (М_н – М_б) × Ц (4)

где М_н, М_б – поголовье птицы к концу технологического цикла на фоне новых и базовой технологии соответственно, голов, Ц – цена одной птицы, руб.

Предотвращенный ущерб составил:

во второй опытной группе:

П_у = (28500 – 28279) × 740 = 163540 руб.

в третьей опытной группе:

П_у = (29275 – 28279) × 740 = 737040 руб.

Стоимость продукции, полученной дополнительно, определяли по формуле (5)

Д_с = (В_н – В_б) × Ц (5)

где В_н, В_б – количество продукции, полученной на фоне новой ибазовой технологии, ед., Ц – цена единицы продукции, руб.

В качестве продукции полученной дополнительно, учитывали количество суточных цыплят и мяса кур.

Стоимость дополнительно полученных цыплят составила:

во второй опытной группе:

Д_с1 = (4534375 – 4489173) × 70 = 3164140 руб.

в третьей опытной группе:

Д_с1 = (4709024 – 4489173) × 70 = 15389570 руб.

С учётом поголовья к концу технологического цикла производства инкубационного яйца от одной партии, средне массы птицы перед убоем, а также выхода мяса, в первой опытной группе было получено 55005,2 кг мяса, во второй опытной группе – 55927,3 кг, в третьей опытной группе – 60694,8 кг.

Следовательно, стоимость дополнительно полученного мяса птицы составила:

во второй опытной группе:

Д_с2 = (55927,3 – 55005,2) × 90 = 82989 руб.

в третьей опытной группе:

Д_с2 = (60694,8 – 55005,2) × 90 = 512064 руб.

Дополнительная стоимость во второй опытной группе равна 3247129,0 руб., в третьей опытной группе — 15901634,0 руб.

Экономический эффект составил:

во второй опытной группе:

Э_э = 163540+ 3247129,00 — 18833,75 = 3391835,25 руб.

в третьей опытной группе:

Э_э = 737040 + 15901634 — 38086,99 = 16600587,01 руб.

Экономическая эффективность на один рубль затрат составила:

во второй опытной группе:

Э_э = 3391835,25 : 18833,75 = 180,09 руб.

в третьей опытной группе:

Э_э = 16600587,01 : 38086,99 = 435,86 руб.

В результате положительного влияния СПАО-КД и СПАО-комплекса на организм птицы, применяемых во время воздействия технологических стрессов, достигнут высокий экономический эффект, обусловленный сохранностью поголовья и увеличением продуктивности.

Следовательно, ярко выраженное иммунотропное действие СПАО-комлекса и менее выраженное иммунотропное действие СПАО-КД при развитии стресса подтверждается высоким уровнем производственных показателей и, как следствие, уровнем экономической эффективности внедрения антистрессовой терапии в цикл производства инкубационного яйца.

Результаты исследований подтверждают более высокий уровень экономической эффективности, полученный при использовании СПАО-комплекс, в сравнении с разработанной кормовой добавкой СПАО-КД, что указывает на целесообразность дальнейшего изучения эффективности только фармакологического средства СПАО-комплекс.

2.2.3 Влияние фармакологического средства СПАО-комплекс на эффективность вакцинации у кур разного возраста мясного направления продуктивности

В настоящий момент инактивированные вакцины применяются для профилактики широкого спектра вирусных болезней птиц: ньюкаслская болезнь (НБ), инфекционный бронхит кур (ИБК), инфекционная бурсальная болезнь птиц (ИББ), реовирусный теносиновит (РВТ), метапневмовирусная инфекция (МПВИ), синдром снижения яйценоскости-76 (ССЯ-76) и синдром гидроперикардита кур (СГПК). Серологические исследования служат важным инструментом в программе мониторинга по оценке эффективности иммунизации птиц, позволяющим определить напряженность, однородность (коэффициент вариации – %КВ), продолжительность поствакцинального иммунитета, а также установить степень охвата поголовья при вакцинации, обнаружить появление инфекции и степень ее распространения в стаде. К факторам, влияющим на эффективность иммунизации птиц инактивированными эмульсионными вакцинами однозначно необходимо отнести наличие стрессов [122,123].

Был оценен уровень выработки антител в ответ на вакцинацию у птицы разного возраста по плану-графику мониторинга в зависимости от схемы вакцинации на следующие заболевания: инфекционная бурсальная болезнь, инфекционный бронхит кур, реовирусная инфекция, пневмовирусная инфекция, инфекционный энцефаломиелит. Титры антител на каждое заболевание оценивались в динамике в зависимости от возраста птицы и поствакцинального антителогенеза. Срок взятия крови зависело от типа вакцины и скорости выработки иммунного ответа (живая или инактивированная вакцина). В сравнительном аспекте был изучен поствакцинальный антителогенез при базовой программе иммунизации птицы и при применении на фоне вакцинации СПАО-комплекса в сравнении с минимальным ожидаемом значении по данным предприятия и с защитным уровнем.

Инфекционный энцефаломиелит птиц (эпидемический тремор, Encephalomyelitis infectiosa – лат., Avian encephalomyelitis – англ.)– остро протекающая вирусная болезнь, характеризующаяся дистрофическими изменениями в центральной нервной системе, пролиферацией лимфоидной ткани в поджелудочной железе и мышечном желудке, парезами и параличами конечностей, тремором мышц головы и шеи. Возбудитель инфекционного энцефаломиелита птиц – РНК-содержащий вирус семейства Picornaviridae рода Enterovirus [124]. Штаммы вируса инфекционного энцефаломиелита птиц, в зависимости от степени адаптации к организму эмбриона, образуют два фенотипических варианта (патотипа): энтеро- и нейротропный. Нейротропность, как правило, обусловливает летальный эффект и свойственна более адаптированным штаммам. Полевые и менее адаптированные варианты вируса при титровании на эмбрионах демонстрируют слабо выраженную клиническую картину [125].

Для защиты птиц от заболевания инфекционного энцефаломиелита птиц широко применяют живые вакцины. Живой вакциной из штамма «Calnek 1143М» прививают поголовье однократно методом выпаивания [126,127]. Вакцинация предотвращает снижение у кур яйценоскости, вызванное этим заболеванием, вертикальную передачу возбудителя потомству и обеспечивает защиту молодняка в течение первых недель жизни от раннего заражения благодаря трансовариальному иммунитету. Показателем поствакцинального иммунитета является уровень специфических антител до вакцинации и через несколько недель после нее. Живая вакцина против инфекционного энцефаломиелита птиц из штамма «Calnek 1143М» способна индуцировать у однократно иммунизированной птицы образование стойкого и длительного иммунитета [128,129].

Вакцинацию кур против инфекционного энцефаломиелита в возрасте 35 дней лекарственным препаратом АвиПро АЕ вакциной против инфекционного энцефалита птиц живой (производитель «Ломанн Анимал Хелс Гмбх», Германия). Максимальный титр антител был достигнут через 30 недель после вакцинации. Включение в технологию вакцинации птицы фармакологического средства СПАО-комплекс способствует усилению основных компонентов гуморального ответа против вируса инфекционного энцефаломиелита: интенсивности и продолжительности отклика гуморального ответа (таблица 10, рисунок 10).

Рисунок 10 – Динамика средних титров антител к возбудителю инфекционного энцефаломиелита кур в зависимости от возраста

Из данных таблицы 10 следует, что при начальном равном уровне титров антител в возрасте 18 недель фоне использования СПАО-комплекса титры антител против инфекционного энцефаломиелита превысили ожидаемый минимальный уровень в возрасте 37 и 53 недель и были выше, чем у птицы на фоне базовой технологии вакцинации на 9,47 и 19,75 % соответственно, в возрасте 62 недель – на 42,38 %.

Это указывает не только на более высокую интенсивность гуморального ответа, но и на удлинение продолжительности отклика. Уровень титров антител в возрасте 62 недель был ниже, чем в 53 недели, но снижение на фоне СПАО-комплекса выражено менее, чем на фоне базовой технологии.

Таблица 10 – Динамика средних титров антител к возбудителю инфекционного энцефаломиелита кур в зависимости от возраста и срока вакцинации

В возрасте 62 недель, к концу продуктивного периода у кур было установлено снижение титра антител. Полученные данные согласуются с исследованиями Менщиковой А.Э. и соавторов [128], подтверждающими эффективность иммунизации вакциной штамма «Calnek 1143».

На рисунке 11 представлена динамика геометрического титра антител к возбудителю инфекционного энцефаломиелита птиц зависимости от возраста.

Рисунок 11 – Динамика геометрического титра антител к возбудителю инфекционного энцефаломиелита птиц в зависимости от возраста

При этом следует отметить, что уровень геометрического титра антител к возбудителю инфекционного энцефаломиелита только у кур опытной группы находился в диапазоне средних значений [130,131] в возрасте 30 (4000-6400) недель.

Об однородности свидетельствует значение коэффициента вариабельности, среднее значение которого за четыре проведённых контроля сыворотки крови составило 57,74 % на фоне базовой технологии вакцинации, 56,34 % — на фоне применения СПАО-комплекса (рисунок 12).

Рисунок 12 – Среднее значение коэффициента вариабельности титров антител к возбудителю инфекционного энцефаломиелита птиц.

При использовании СПАО-комплекса показатель однородности был ниже на 2,42 %, что указывает на более высокую степень однородности.

Вместе с тем данные рисунка 12 свидетельствуют, что влияние СПАО-комплекса на однородность вакцинации выражено незначительно.

Рисунок 13 – Динамика изменения значений коэффициента вариабельности титров антител к возбудителю инфекционного энцефаломиелита птиц в зависимости от возраста птицы

В возрасте 18, 37 и 53 недель значения коэффициента вариации не отличаются, но в возрасте 37 и 53 недель их уровень свидетельствует об однородности вакцинации, так как величина коэффициента вариабельности составляет менее 50 %. К концу продуктивного периода на фоне снижения титров антител у кур опытной группы значение коэффициента вариабельности ниже на 7,1 %. Следовательно, влияние СПАО-комплекса на однородность вакцинации против инфекционного энцефаломиелита птицы выражено незначительно.

Уровень титров антител к возбудителю инфекционного энцефаломиелита птиц на фоне использования СПАО-комплекса превысил ожидаемый минимальный уровень в возрасте 37 и 53 недель и был выше, чем у птицы на фоне базовой технологии вакцинации на 9,47 и 19,75 % соответственно, в возрасте 62 недель – на 42,38 %. Влияние СПАО-комплекса на однородность вакцинации против инфекционного энцефаломиелита птицы выражено незначительно – меньше на 7,1 %.

Инфекционная бурсальная болезнь (болезнь Гамборо, инфекционный бурсит, инфекционный нефроз, Infectiosis Bursitis gallinarum – лат., Infectious bursal disease – англ.) – инфекционная контагиозная болезнь вирусного происхождения, поражающая преимущественно цыплят 2-15 недельного возраста и характеризующаяся поражением фабрициевой сумки, нефрозом, внутримышечными кровоизлияниями и диареей. Возбудитель – РНК-содержащий вирус, принадлежащий к роду Avibirnavirus семейства Birnoviridae [132]. Различают два серотипа вируса. Серотип I поражает преимущественно кур, обладает высокой контагиозностью – заболеваемость достигает 100%, а летальность может превышать 30 %. Серотип II не обладает патогенностью и встречается у индюков, уток и кур. Выявлены серологически близкие полевые вирусы, но не идентичные серотипу I, которые в настоящее время известны как вариантные штаммы, а также изоляты вируса Гамборо серотипа I, обладающие высокой патогенностью, названные высоковирулентными штаммами инфекционной бурсальной болезни [133,134,135]. Известной особенностью возбудителя инфекционной бурсальной болезни является антигенная изменчивость штаммов в пределах одного серотипа, происходящая в различные временные промежутки и зависящая от видового и породного состава птицепоголовья, его иммунного статуса и множества других факторов [136].

При специфической профилактике инфекционной бурсальной болезни нужно учитывать спектр и уровень вирулентности штаммов возбудителей, циркулирующих в хозяйстве, уровень материнского иммунитета [137].

Вакцина против болезни Гамборо должна стимулировать иммунный ответ в присутствии материнских антител, в совокупности с высокой степенью приживляемости вакцинного вируса в организме привитой птицы. Важно, чтобы вакцинный вирус длительное время персистировал в организме цыпленка, стимулируя продолжительный иммунитет. В то же время, вакцинный препарат должен быть безопасным и стабильным, а метод применения – простым [138].

Для специфической профилактики инфекционной бурсальной болезни применяют вакцины двух видов, инактивированные и живые. В последние десять лет в ряде стран используются рекомбинантные векторные и иммунокомплексные вакцины [139,140].

Вакцинации живыми вакцинами осуществляется с целью стимулирования защитного уровня иммунитета путем использования вируса вакцины, прежде чем птица будет подвержена более сильному полевому вирусу. Проведение вакцинации в определенные сроки имеет очень важное значение: при проведении ее слишком рано может произойти полная блокировка материнских антител; при проведении позже положенного срока полевой вирус может вызвать проблемы до того, как сформируется поствакцинальный иммунитет. Важным фактором является фактором является активность вакцины. В зависимости от степени аттенуации штамма, живые вакцины делят на группы: «мягкие», «умеренные» («средние»), «умеренные плюс» («средние плюс»), «горячие» и «очень горячие». «Мягкие» вакцины в настоящее время не применяются вследствие неэффективности. «Умеренные», или «средние» вакцины характеризуются небольшим количеством побочных эффектов, но обладают ограниченной эффективностью в отношении высоковирулентных полевых штаммов инфекционной бурсальной болезни или при высокой инфекционной нагрузке. Применение вакцин, относящихся к категории «средних плюс», будет более полезно в случаях, когда есть необходимость в более ранней вакцинации, что может быть обусловлено риском раннего заражения птицы (ранее происходили вспышки инфекционной бурсальной болезни). На протяжении многих лет применялись только так называемые «умеренные» вакцины, но после появления высокопатогенных вспышек болезни Гамборо различные производители разработали «умеренные плюс» и «горячие». Вакцинные штаммы препаратов «средней плюс» группы способны преодолевать противодействие материнских антител раньше, чем вакцинные штаммы «средних» вакцин. То есть они могут быстрее, чем традиционные вакцины, нейтрализовать материнские антитела и тем самым облегчить раннюю вакцинацию. «Горячие» вакцины обладают мощным и активным действием, при этом приводят к поражению бурсы, снижая в результате иммунный ответ и эффект от других вакцинаций и производственные показатели. То есть «горячие» вакцины» сами по себе иммуносупрессивны, так как после их применения бурса не восстанавливается в полной мере. «Очень горячие» применяются ограниченно [141].

В зарубежной и отечественной практике известен ряд штаммов вируса инфекционной бурсальной болезни, используемых для изготовления биопрепаратов для защиты от данной инфекции: «SR-1», «1/РV», «Сheville», «ГКВ № 2105», BIA 52/70, «Винтерфилд-2512», D-78, ATCCNVR-2041, GP/82, NCAJM № V(P)-001033, «ВНИВИП», «КБК», «Био-92». Общим недостатком известных штаммов является их низкая антигенная и иммуногенная активность. Наиболее перспективным по совокупности существенных признаков является штамм «БГ» вируса ИББ птиц, репродуцируемый на 9-11-суточных эмбрионах кур и используемый для изготовления диагностических и вакцинных препаратов. Вакцины, полученные на его основе, преодолевают у цыплят в раннем возрасте материнский иммунитет к ИББ, стимулируют выработку высоких титров антител к вирусу и позволяют защитить птицу к моменту ее контакта с вирулентным штаммом вируса ИББ [136]

Живые вакцины, производимые в России, по антигенной активности подразделяют на три группы: высокоаттенуированные вакцины (мягкие), среднеаттенуированные вакцины (промежуточные) и слабоаттенуированные вакцины (жесткие) [138].

Инактивированные вакцины обычно готовят из патогенных штаммов вирусов, разрушая вирулентность химическими или физическими методами [142]. Инактивированные вирусы в чистом виде обладают низкой иммуногенной активностью. Этот недостаток исправляется добавлением к вакцине неспецифически действующего компонента – адъюванта, повышающего специфический иммунный ответ на антигены [143]. Преимущества использования адъювантов в композициях вакцин включают их способность направлять и оптимизировать иммунные ответы, ускорять опосредованные клетками реакции, усиливать иммуногенные свойства слабых иммунных компонентов, совершенствовать качество вакцин и их эффективность в тех случаях, когда иммунные ответы реципиентов ослаблены [144].

В современном птицеводстве широко применяется иммунизация родительских стад живыми и убитыми вакцинами против болезни Гамборо. Теоретически, вакцинация птицы инактивированными вакцинами, изготовленными с применением масляного адъюванта, должна приводить к очень высокому уровню протективных материнских антител, получаемых цыплятами [144,145]. Следует отметить, что разные по вирулентности группы штаммов ИББ «пробивают» разные по значению титры материнских антител [139].Эти антитела передаются от несушек через яйца к потомству. Уровень материнских антител относительно высок у цыплят в суточном возрасте, но с течением времени он прогрессирующе снижается. Такое снижение материнских антител у птиц яйценосных пород медленное, в отличие от бройлеров. По мере того, как у цыплят снижается уровень материнских антител, птицы становятся в большей степени восприимчивыми к вакцинации, но одновременно возрастает их чувствительность к патогенным полевым штаммам. Следовательно, определение оптимального времени проведения вакцинации должно основываться на результатах определения уровня материнских антител у цыплят в суточном возрасте. При угрозе заражения стада птиц вирусом болезни Гамборо проведение как можно более ранней вакцнации цыплят не всегда целесообразно. Для того чтобы вакцинация была эффективной, у прививаемой птицы должен значительно снизиться уровень материнских антител, в противном случае вакцинация не даст полной стимуляции иммунной системы прививаемой птицы [145].

Существует мнение, что цель вакцинации цыплят суточного возраста – выравнивание титров внутри стада через частичную инактивацию материнских антител, при этом настоящая защита достигается благодаря ревакцинации. Отдельные испытания показывают, что вакцинация против болезни Гамборо в суточном возрасте в присутствии материнских антител бесполезна, так как вакцинного вируса на третий день после прививки иммунофлюоресценция не обнаруживает в фабрициевой бурсе. Успех вакцинации заключается в том, чтобы вирусы достигли бурсы и способствовали созданию в ней иммунитета. Комбинированная вакцинация в суточном возрасте живой и инактивированной вакциной (как это принято во многих странах против болезни Ньюкасла) явно улучшает защиту от болезни Гамборо [141].

Особое значение при вакцинации имеет однородность и уровень материнского иммунитета против инфекционной бурсальной болезни. Если однородности уровня материнских антител добиться не удается, то очень часто инфекционная бурсальная болезнь протекает в субклинической форме, сопровождающейся низкими привесами и колибактериозом, не поддающимся лечению. Когда невозможно исправить ситуацию на родительском стаде, следует использовать инактивированные вакцины для цыплят в суточном возрасте [137,146,147]. Это не только предупреждает развитие иммуносупрессии, возникновение субклинической формы болезни, но и снижает количество случаев проявления колибактериоза до единичных и, как следствие, позволяет отказаться от применения антибиотиков. Однако при циркуляции высоковирулентных полевых штаммов они малоэффективны [148].

Прививки против болезни Гамборо инактиватом создают надежную и стабильную материнскую защиту нового поколения, однако на более поздний срок отодвигается его ранняя вакцинация, что может привести к возникновению вспышек болезни Гамборо [141].

С целью установления различий между векторными, иммунокомплексными и традиционными живыми вакцинами против инфекционной бурсальной болезни, было проведено исследование, в результате которого установлено, что живая традиционная вакцина начинает защищать бройлеров от высоковирулентного штамма болезни Гамборо намного раньше, чем иммунокомплексные или векторные вакцины, применение качественной живой промежуточной вакцины против болезни Гамборо не приводит к иммуносупрессии. Установлено, что большинство живых аттенуированных вакцин против инфекционной бурсальной болезни может вызывать атрофию бурсы и иммуносупрессию. Последствием применения таких вакцин является низкий иммунный ответ на введение другие вакцин, возникновение сопутствующих инфекций. При применении таких вакцин может быть не достигнута полная защита против высоковирулентных и вариантных штаммов вирусов. Компромисс между возможностью наиболее ранней вакцинации и преодолением материнских антител достигается применением векторной вакцины [139].

Следовательно, при выборе вакцин для профилактики инфекционной бурсальной болезни, важно, чтобы биопрепарат оказывал минимальное повреждающее воздействие на иммунную систему.

В условиях предприятия вакцинацию птицы против инфекционной бурсальной болезни проводят четырехкратно. Первую и вторую вакцинацию в возрасте 14 и 22 дней осуществляют вакциной Пулвак Бурса F против инфекционной бурсальной болезни (производитель «Zoetis Inc.», США). Третий раз птице в возрасте 72 дней (11 недель) вводят вакцину против ньюкаслской болезни, инфекционного бронхита кур, инфекционной бурсальной болезни (производитель «Авивак», Россия). Четвёртый раз птицу иммунизируют в возрасте 125 дней (18 недель) вакциной Квадрактин VP2 против ньюкаслской болезни, инфекционного бронхита кур, инфекционной бурсальной болезни и реовирусного теносиновита птиц инактивированной эмульгированной (прозводитель Phibro Animal Health Corporation, Израиль).

Данные таблицы 30, рисунка 14 свидетельствуют о том, что схема вакцинации способствует формированию иммунитета с необходимой степенью напряжённости. В возрасте 6 дней титр антител также превышал минимальное ожидаемое значение, но в разных группах не различался. В период с 9-дневного по 30-дневный возраст установлено снижение уровня титра антител, которое было ниже минимального значения. Это связано с тем, что с момента рождения цыплят защищают материнские антитела, которые впоследствии сокращаются [149].

На фоне применения СПАО-комплекса усиливается интенсивность отклика гуморального ответа на введение вакцины против инфекционной бурсальной болезни (рисунок 14, таблица 11).

Рисунок 14 – Динамика средних титров антител к возбудителю инфекционной бурсальной болезни в зависимости от возраста

СПАО-комплекс оказывает положительное влияние на интенсивность формирования титров антител против инфекционной бурсальной болезни, на продолжительность иммунного ответа такое воздействие не установлено.

Таблица 11 – Динамика средних титров антител к возбудителю инфекционной бурсальной болезни в зависимости от возраста и срока вакцинации

Каждое последующее введение вакцины характеризовалось выработкой антител, уровень которых превышал ожидаемое минимальное значение в 38 дней и 41 неделю, но на фоне СПАО-комплекса это было более выражено: в возрасте 38 дней титр антител превышал контрольные показатели на 18,2 %, в возрасте 41 недели уровень антител был одинаковый.

В возрасте 53 недели у кур, которым применяли СПАО-комплекс в отличие от контроля титр антител был выше, чем ожидаемое минимальное значение более, чем в 2 раза, и в 2,9 раза выше, чем у птицы, которым СПАО-комплекс не применяли (рисунок 9). Кроме того, у птиц, получавших СПАО-комплекс, уровень антител к 53-недельному возрасту продолжал возрастать, на фоне базовой технологии, наоборот, было отмечено снижение этого показателя, что указывает на снижение продолжительности гуморального отклика.

Эти данные подтверждаются значением геометрического титра антител к возбудителю инфекционной бурсальной болезни (рисунок 15)

Рисунок 15 – Динамика геометрического титра антител к возбудителю инфекционной бурсальной болезни в зависимости от возраста

Из данных рисунка следует, что в возрасте 38 дней, или через 24 дня после вакцинации уровень антител к возбудителю инфекционной бурсальной болезни почти достиг защитного уровня [150], в дальнейшем, при ревакцинации отмечалось увеличение напряженности иммунитета. Применением СПАО-комплекса позволило усилить напряженность иммунитета в 1,3 раза и в 3,05 раза в возрасте 38 дней и 53 недели соответственно.

Данные рисунка 16, отражающие значение коэффициента вариабельности, позволяют сделать вывод о положительном влиянии СПАО-комплекса на однородность уровня антител против возбудителя инфекционной бурсальной болезни.

Рисунок 16 – Среднее значение коэффициента вариабельности титров антител к возбудителю инфекционной бурсальной болезни

Его среднее значение за период наблюдений в опытной группе было выше, чем в контрольной на 2,5 %.

Рисунок 17 – Динамика изменения значений коэффициента вариабельности титров антител к возбудителю инфекционной бурсальной болезни в зависимости от возраста птицы

Анализ данных рисунка 17 позволяет заключить, что применение СПАО комплекса позволяет повысить однородность иммунного ответа только при ревакцинации инактивированными вакцинами.

До ревакцинации значение коэффициента вариабельности в обеих группах не отличалось. Уровень, соответствующий защитному, был достигнут в 38-дневном возрасте. После ревакцинации, в возрасте 41 недели коэффициент вариабельности титров антител к возбудителю инфекционной бурсальной болезни в опытной группе был ниже на 7,1 %, в возрасте 53 недели – на 17,8 %.

Нарастание титров антител к 53-недельному возрасту, а также относительно меньшее значение коэффициента вариабельности может указывать на увеличение продолжительности отклика гуморального ответа, которое в конечном итоге будет способствовать более высокому уровню антител к возбудителю инфекционной бурсальной болезни в организме получаемых цыплят.

Уровень средних титров антител против инфекционной бурсальной болезни на фоне использования СПАО-комплекса в начале периода вакцинации были выше на 18,2 %, после ревакцинации – в 2,9 раза, защитный уровень титров был достигнут к 41-недельнму возрасту и продолжал нарастать в дальнейшем. Влияние СПАО-комплекса на однородность вакцинации установлено на этапе формирования иммунитета после ревакцинации: коэффициент вариабельности титров антител к возбудителю инфекционной бурсальной болезни был ниже на 7,1-17,8 %.

Инфекционный бронхит кур (Bronchitis infectiosa avium – лат., Infections Bronchitis – англ.) – остро протекающая высоко контагиозная болезнь вирусной этиологии. Восприимчивы куры всех возрастов. У цыплят она проявляется респираторным и уремическим синдромами, у кур – поражением репродуктивных органов, что ведет к длительному снижению яйценоскости. В большинстве случаев болезнь протекает бессимптомно и проявляется только снижением яйценоскости. Данное заболевание является синергистом комплекса – «хроническая респираторная болезнь» где возбудитель инфекционного бронхита находится совместно с микоплазмой, E. coli [151]. Возбудитель – вирус инфекционного бронхита кур (Avian infectious bronchitis coronavirus) относится к РНК-содержащим вирусам, семейству Coronaviridae, роду Coronavirus [152]. Вирусу свойственна высокая генетическая изменчивость в результате накопления точечных мутаций (мутация, мутационная изменчивость – наследуемые изменения гена или генов, контролирующих определенные наследственные признаки), инсерций (инсерция, или вставка – мутация, в результате которой вводится одно или несколько избыточных оснований молекулы ДНК или РНК;) и делеций и рекомбинации – обмен генетическим материалом между двумя близкими, но отличающимися по наследственным свойствам вирусам [153]. В настоящее время нет общепризнанной системы классификации вируса инфекционного бронхита кур. Исследования показали, что во многих странах циркулируют различные вариантные штаммы вируса ИБК [154,155,156]. В период с 2010 г. по 2013 г. в результате филогенетического анализа, проведенного российскими учеными в РФ, выявленные изоляты вируса ИБК были отнесены к генотипам 793B, Массачусетс, D274 и QX. В это же время отмечена тенденция к росту числа случаев обнаружения изолятов вируса ИБК, относящихся к генотипу 793B. Аналогичная тенденция наблюдается в большинстве европейских стран [153].

Эпизоотическая ситуация по инфекционному бронхиту кур осложняется регулярным появлением новых вариантов вируса ИБК с низким уровнем родства к традиционным вакцинным штаммам. Возникающие вариантные штаммы вируса ИБК зачастую становятся причиной поражения птицепоголовья, вакцинированного «классическими» вакцинными штаммами, принадлежащими к серотипу Массачусетс [154,159,160]. Вакцинация птиц одним серотипом не гарантирует полной защиты от гетерологичных штаммов вируса инфекционного бронхита кур, возможность высокой защиты обеспечивает использование живых вакцин из комбинаций классического и вариантного [157,161,162,163,164,165]. Например, аттенуированный штамм вируса ИБК V1-1/96 можно применять для создания защиты цыплят от группы вирусов ИБК серотипа 793B, так как при вакцинации цыплят штаммом V1-1/96 ИБК отмечено проявление сильных протективных свойств, обеспечивающих защиту против инфицирования гомологичным вирусом 793B ИБК [166].

Значительное антигенное разнообразие вируса инфекционного бронхита кур приводит к тому, что иммунитет, сформированный к одному серотипу, слабо защищает против инфекции гетерологичным серотипом. Установлено, что в хозяйствах вакцинация штаммом, гомологичным циркулирующему в регионе, обеспечивает лучшую защиту, чем вакцинация гетерологичным штаммом [153].

В последнее время появилось много экспериментальных доказательств существования перекрестной защиты между различными штаммами. Считается, что, в связи, с этим вакцины ИБК из некоторых серотипов могут создавать защиту против штаммов ИБК, не принадлежащих этому серотипу, хотя отмечается, что это спорный вопрос [167]. Так, в экспериментальных условиях была показана высокая эффективность вакцин по программе Ма5+4/91. Но это не остановило вспышки ИБК QX в полевых условиях. Недавно разработанные вакцины на основе данного генотипа пока широко не применяются, поэтому говорить об их эффективности в промышленных условиях следует осторожно [168,169].

Защита от различных генотипов вируса ИБК возможна путем использования различных комбинаций гетерологичных вакцинных штаммов: 4/91, Н-120, Ма5, D274, IB88, IBvar, QX и др. Применение вакцин из гетерологичных штаммов ИБК по показаниям будет однозначно эффективным [153].

Однозначно, что основным средством борьбы с ИБК является специфическая профилактика с применением живых и инактивированных вакцин [152,153].

Для специфической профилактики заболевания используются живые, инактивированные и векторные вакцины [170,171,172,173,174,175,176].

Живые вакцины применяют для защиты поголовья птицы от инфекции в раннем возрасте, а также для подготовки иммунной системы птицы перед введением инактивированной вакцины. Основные преимущества живых вакцин – активизация всех звеньев иммунной системы, вызывающая сбалансированный иммунный ответ (системный и локальный, иммуноглобулиновый и клеточный). Это играет особую роль, когда клеточный иммунитет важен, а также при инфекциях слизистых оболочек, где требуется как локальный, так и системный иммунитет. Местное применение живых вакцин обычно является более эффективным для стимулирования локального ответа. Живые вакцины создают раннюю неспецифическую защиту, развивающуюся уже через 1-2 дня, благодаря явлению гомологичной интерференции [151,152,177]. Зарекомендовано использование вакцин на основе серологически отличных штаммов [178].

Недостатком использования живых вакцин в производственных условиях является то, что вирус чувствителен к факторам окружающей среды, которые могут легко его инактивировать [158], этим объясняется необходимость ревакцинации, а несоблюдение инструкции по применению вакцин часто приводит к снижению эффективности биопрепаратов.

Для создания более прочного и продолжительного иммунитета производят и применяют инактивированные вакцины.

Инактивированные вакцины менее реактогенны, менее опасны осложнениями при проведении массовой иммунопрофилактики, их применяют для усиления иммунитета, созданного живыми вакцинами. Инактивированная вакцина, в отличие от живой, малоэффективна для предотвращения респираторной формы болезни у бройлеров. Однако, она весьма полезна для профилактики снижения яйценоскости [151,152].

Тем не менее, однократное применение инактивированной вакцины не обеспечивает необходимый уровень защиты [155,179,180].

В идеале вакцинация должна повторять иммунологические стимулы естественной инфекции, сводя до минимума нежелательный эффект. Она должна вызывать высокий уровень иммунитета при небольшой дозе вакцины, слабую и кратковременную общую и местную реакции и продолжительный иммунитет. В мировой практике применяемые схемы вакцинации несколько отличаются друг от друга, но основной принцип один. Первая вакцинация проводится с использованием живой вакцины, содержащей менее вирулентный штамм, вторая – живой вакциной с более вирулентным и иммуногенным штаммом, третья – с использованием инактивированной вакцины [151,152,181].

Применяемый для изготовления вакцин против инфекционного бронхита кур штамм «Н-120» производственного вируса инфекционного бронхита кур продолжает являться достаточно иммуногенным по отношению к вирулентным вирусам инфекционного бронхита кур, относящихся к серотипу Массачусетс [181]. Включение в состав вакцин штаммов нескольких серотипов вируса значительно расширяет спектр защиты птицы такими препаратами [182]. Полиштаммные инактивированные вакцины против инфекционного бронхита кур вызывают формирование высокой специфической иммунной защиты в отношении гомологичных штаммов различных серотипов вируса инфекционного бронхита кур, входящих в состав таких вакцин [183].

Родительское стадо иммунизируют против инфекционного бронхита кур многократно. В первый день жизни вводят две вакцины: Пулвак IBпраймер против инфекционного бронхита кур живую сухую (производитель производитель «Zoetis Inc.», США) и Нобилис® IB 4/91 (производитель «Интервет Интернешнл Б.В.», Нидерланды). Второй, третий и шестой раз птицу иммунизируют вакциной Нобилис® IB 4/91. Во время третьей иммунизации одновременно с вакциной Нобилис® IB 4/91 вводят вакцину против ньюкаслской болезни, инфекционного бронхита кур, инфекционной бурсальной болезни (производитель «Авивак», Россия). Во время четвёртой, седьмой и последующих вакцинациях каждые шесть недель используют вапкцину Пулвак IB праймер против инфекционного бронхита кур живую сухую. Перед началом продуктивного периода (пятая вакцинация против инфекционного бронхита кур) применяли вакцину Квадрактин VP2 против ньюкаслской болезни, инфекционного бронхита кур, инфекционной бурсальной болезни и реовирусного теносиновита птиц инактивированной эмульгированной (прозводитель Phibro Animal Health Corporation, Израиль).

Такая схема вакцинации способствует формированию иммунного ответа на протяжении всего продуктивного периода (рисунок 18, таблица 12).

СПАО-комплекс при включении в схему вакцинации на формирование иммунитета против инфекционного бронхита кур.

Так, анализ данных рисунка 18 и таблицы 31 позволяет сделать вывод, что титр антител, вырабатываемых против инфекционного бронхита кур выше у птицы, которой применяли СПАО-комплекс.

Рисунок 18 – Динамика средних антител к возбудителю инфекционного бронхита кур в зависимости от возраста

В период с 6-дневного по 17-дневный возраст кур установлено нарастание титра антител, но в контрольной группе у птицы в возрасте 11 дней отмечено снижение этого показателя, который к 17-дневному возрасту увеличивается.

Таблица 12 – Динамика средних титров антител к возбудителю инфекционного бронхита кур в зависимости от возраста и срока вакцинации

В этот период ни в одной группе титр антител не достигал ожидаемого минимального значения, но, следует отметить, что в возрасте 6 дней у цыплят, которым применяли СПАО-комплекс, титр антител был выше сравнении с контрольной группой на 79,1 %, в возрасте 11 дней – в 3,7 раза, 17 дней – в 2,2 раза. Начиная с 25-дневного возраста отмечается нарастание титра антител, уровень которых к 55-дневному возрасту превышает минимальное ожидаемое значение. В опытной группе титр антител в возрасте 25 дней выше, чем в контрольной, на 45,9 %, 38дней – на 26,0 %, 55 дней – на 21,2 %. Позднее, начиная с 10-недельного возраста, при ревакцинации, также происходит нарастание титра антител, при этом их уровень достигает минимального ожидаемого значения раньше у птицы опытной группы – в возрасте 41 недели, у птиц контрольной группы – в возрасте 53 недель. При этом у кур, получавших СПАО-комплекс титр антител был выше, чем у кур контрольной группы в возрасте 10, 41 и 53 недель на 43,4, 62,0 и 28,2 %.

На рисунке 19 представлена динамика геометрического титра антител.

Изменения динамики уровня геометрических титров антител к возбудителю инфекционного бронхита кур в зависимости от возраста соответствует изменению средних титров.

Рисунок 19 – Динамика геометрического титра антител к возбудителю инфекционного бронхита кур в зависимости от возраста

Также отмечено влияние СПАО-комплекса на формирование иммунного ответа: на 22,6 % ускоряется выработка антител в геометрическом титре выше защитного уровня [184] – на фон СПАО-комплекса этот уровень достигается в 41-недельном возрасте, на фоне базовой вакцинации – в 53-недельном.

На рисунке 20 представлено среднее значение коэффициента вариабельности антител, вырабатываемых на фоне вакцинации против инфекционного бронхита кур.

Рисунок 20 – Среднее значение коэффициента вариабельности к возбудителю инфекционного бронхита кур

Данные рисунка 20 указывают на положительное влияние СПАО-комплекса на однородность вакцинации – среднее значение коэффициента вариации в опытной группе на 7,4 % ниже, чем в контрольной.

Результаты однородности иммунитета к возбудителю инфекционного бронхита кур в динамике представлены на рисунке 21.

Рисунок 21 – Динамика изменения значений коэффициента вариабельности титров антител к возбудителю инфекционного бронхита кур в зависимости от возраста птицы

Из данных рисунка 21 следует, что однородность вакцинации (до уровня 40-60 % [185], соответствующего хорошей однородности) достигается в возрасте 11 дней, 41 и 53 недель: в опытной группе значения коэффициента вариабельности были ниже на 3,6, 18,2 и 10,6 % соответственно. Необходимо отметить, что по отдельным данным однородной вакцинации считается при коэффициенте вариабельности 45 % и менее [184]. При этом условии СПАО-однородность вакцинации достигается на фоне применения СПАО-комплекса в возрасте 53 недель. При этом в разные периоды исследований коэффициент вариации в опытной группе в 7 исследованиях из 11 был ниже, чем в контрольной (в остальных случаях значения были равными) на 2,6-18,2 %.

В период с 6-дневного по 17-дневный возраст у цыплят, которым использовали СПАО-комплекс, титр антител против инфекционного бронхита кур был выше сравнении на 79,1 % и в 2,2-3,7 раза, с 25-дневного по 55-дневный возраст – на 21,2-45,9 %, в 10-55-недельном возрасте – на 28,2-62,0 %. Применение СПАО-комплекса в программу вакцинации увеличивает на 3,6-18,2 % ее однородность, на 22,6 % ускоряет выработку антител в геометрическом титре выше защитного уровня.

Против реовирусной инфекции родительское стадо иммунизируют четыре раза. Первый и второй раз вакциной Нобилис® REO 1133 против реовирусной инфекции птиц живой сухой (производитель «Интервет Интернешнл Б.В.», Нидерланды). При третьей иммунизации использовали вакцину «РЕОМУН 3» против реовирусного теносиновита птиц инактивированную эмульгированную (производитель «CEVA-BIOMUNE Veterinary Biologicals Company», США). На заключительном этапе вакцинации против реовирусной ифнекции применял вакцину Квадрактин VP2 против ньюкаслской болезни, инфекционного бронхита кур, инфекционной бурсальной болезни и реовирусного теносиновита птиц инактивированной эмульгированной (прозводитель Phibro Animal Health Corporation, Израиль).

Применяемая схема вакцинации обеспечивает формование иммунитета к возбудителю реовирусной и инфекции (рисунок 22, таблица 13).

Данные рисунка 22 свидетельствуют, что включение СПАО-комплекса в программу вакцинации оказывает положительное влияние на формирование иммунитета к реовирусной инфекции.

Рисунок 22 – Динамика средних титров антител к возбудителю реовирусной инфекции зависимости от возраста.

После введения вакцины в опытной группе титр антител достиг уровня, в 2,1 превышающий минимальное ожидаемое значение, и в 3,5 раза – аналогичный показатель в контрольной группе. Это свидетельствует о ярко выраженной интенсивности отклика под воздействием СПАО-комплекса.

Таблица 13 – Динамика средних титров антител к возбудителю реовирусной инфекции зависимости от возраста и срока вакцинации

Из данных таблицы 13 следует, что в возрасте 12 дней титр антител снизился, но после следующей вакцинации наблюдается нарастание титра антител к возбудителю реовирусной инфекции. В опытной группе отмечено более быстрое достижение уровня антител, которое превысило минимально ожидаемое значение – в возрасте 55 дней и 24 недели. В контрольной группе значение минимально ожидаемого титра антител отмечено только в возрасте 24 недели.

В возрасте 38 дней титр антител у кур, в схему вакцинации которых был включен СПАО-комплекс, был выше, чем в контрольной группе на 24,0 %, возрасте 55 дней – на 45,4 %. На этапе ревакцинации уровень титров антител оставался выше в опытной группе в сравнении с контролем: в возрасте 24 недель – на 14,2 %, 40 недель – 16,9 %, 53 недели – на 46,8 %.

На более продолжительный отклик указывает то, что к 55-недельному возрасту титры антител начинают снижаться, но, тем не менее, их уровень продолжает оставаться выше в опытной группе в сравнении с контролем на 17,7 %.

В результате применения СПАО-комплекса после первой однократной вакцинации против реовирусной инфекции титр антител достиг уровня, в 2,1 превышающий минимальное ожидаемое значение, и в 3,5 раза аналогичный показатель при базовой технологии вакцинации. Применение СПАО-комплекса оказывает положительное влияние на интенсивность отклика гуморального иммунитета к реовирусной инфекции, увеличивая средние титры антител на 24,0-46,8 %

На рисунке 23 представлена динамика геометрического титра антител к возбудителю реовирусной инфекции в зависимости от возраста.

Рисунок 23 – Динамика геометрического титра антител к возбудителю реовирусной инфекции в зависимости от возраста

Данные рисунка 23 подтверждают положительное влияние СПАО-комплекса на интенсивность отклика гуморального ответа. Под воздействием фармакологического средства уровень антител достигает значения геометрического титра, соответствующего защитному [186], в 3,05 раза быстрее – уже в возрасте 55 дней. В дальнейшем он остаётся выше на 5,5-38,0 %.

Введение СПАО-комплекса птице оказывает положительное влияние на однородность вакцинации против реовирусной инфекции. На рисунке 24 представлено среднее значение коэффициента вариабельности.

Рисунок 24 – Среднее значение коэффициента вариабельности титров антител к возбудителю реовирусной инфекции

По данным рисунка 24 следует, что включение СПАО-комплекса в программу вакцинации птицы повышает однородность отклика вакцинации против реовирусной инфекции: коэффициент вариабельности титров антител в опытной группе на 6,6 % ниже, чем в контрольной.

На рисунке 25 представлена динамика изменения значений коэффициента вариабельности титров антител к возбудителю реовирусной инфекции в зависимости от возраста птицы.

Рисунок 25 – Динамика изменения значений коэффициента вариабельности титров антител к возбудителю реовирусной инфекции в зависимости от возраста птицы.

Из данных рисунка 25 следует, что данная схема вакцинации в той или иной степени обеспечивает её однородность. При этом применение СПАО-комплекса способствует усилению однородности гуморального отклика, выявляемой в возрасте 38 дней и 24 недель – значение коэффициента вариабельности в контрольной группе на 3,4 и 44,6 % соответственно ниже в сравнении с контролем.

Под воздействием фармакологического средства СПАО-комплекса уровень антител к возбудителю реовирусной инфекции достигает значения, соответствующего защитному, в 3,05 раза быстрее, и превышает показатели интенсивности гуморального ответа в сравнении с базовой технологией вакцинации на 5,5-38,0 %, способствует сохранению напряженности гуморального ответа. Применение СПАО-комплекса способствует усилению однородности гуморального отклика при формировании иммунитета к возбудителю реовирусной инфекции, выявляемой в возрасте 38 дней и 24 недель, на 3,4 и 44,6 % соответственно.

Метапневмовирусная инфекция птиц (МПВИ), пневмовирусная инфекция – вирусное респираторное заболевание кур, индеек, фазанов, цесарок и других домашних и диких птиц всех возрастов, которое характеризуется воспалительными процессами верхних дыхательных путей, инфраорбитальных синусов, сопровождается затрудненным дыханием, чиханием, хрипами, назальными выделениями, хроническими энтеритами, перитонитами и воспалениями яичников. Это общее название двух сходных по клиническим признакам болезней: у индеек – ринотрахеита (Turkey Rhinotracheitis – TRT), а у кур – синдрома опухшей головы (Swollen Hhead Syndrome – SHS) [187,188,189]. Возбудитель заболевания – метапневмовирус. Это РНК-содержащий вирус с несегментированным одноцепочечным геномом, относящийся к семейству Paramyxoviridae, подсемейству Pneumovirinae, роду Metapneumovirus. На данный момент известно 4 подтипа вируса – А, В, С и D, которые классифицированы по антигенной структуре и аминокислотной последовательности их генов [188,189].

Подтипы А и В метапневмовируса распространены повсеместно (страны Европы, Африки, Азии, Центральной и Южной Америки), метапневмовирус птиц подтипа С регистрировали только в Северной Америке (США). О существовании еще одного подтипа D вируса сообщали исследователи из Франции [189].

Защита птицепоголовья от метапневмовирусной инфекции может быть обеспечена только проведением специфической профилактики посредством вакцинации птицы живыми и инактивированными вакцинами в зависимости от группы птицы. Вместе с тем существует мнение, что к метапневмовирусу (МПВ) уровень антител нарастает медленно, по сравнению с другими вирусами, вызывающими респираторные заболевания, особенно у цыплят [190].

В США пришли к выводу, что безопасными и эффективными зарекомендовали себя две живые аттенуированные вакцины против вируса подгруппы С [191,192]. Одна из этих вакцин была получена путём серийного размножения вирулентного APV в клеточных культурах, а другая путём холодовой адаптации APV. Эти два вакцинных штамма были названы Р63-APV и са-APV, соответственно [193].

Вакцинные штаммы 8544 и VC-03 МПВ птиц в прививочной дозе индуцируют формирование гуморальных антител в сыворотке крови птиц в низких титрах, в то же время штамм VC-03 отличается большей антигенной активностью [194].

Имеются работы по аттенуации вирусов ринотрахеита индеек и эффективного использования таких вирусов в качестве вакцин [195,196,197]. Живые и инактивированные вакцины на основе вируса ринотрахеита индеек используются как для индеек, так и для кур [198].

В России в настоящее время в птицеводстве применяются моно-и поливалентные инактивированные вакцины отечественного производства (ФГУ «ВНИИЗЖ»), которые обеспечивают достаточно напряжённый и продолжительный иммунитет против пневмовируса птиц. Защиту бройлеров обеспечивает вакцинация бройлеров живой вакциной из циркулирующего серотипа вируса. Вакцинация проводится без учета уровня материнских антител. Иммунизация родительских стад обеспечивает защиту только птицы родительского стада. При профилактике метапневмовирусной инфекции также важен местный иммунитет. Поэтому лучшим методом вакцинации является спрей-метод или интраназальное (окулярное) введение [170]. Имеются исследования, в результате которых на фоне двукратной иммунизации птицы родительского стада в 85 дней – живой вакциной спрей-методом, в 115 дней – инактивированной подкожно у полученного от них молодняка в суточном возрасте имелись антитела, что свидетельствует о защите цыплят-бройлеров от клинического проявления пневмовирусной инфекции [199].

Есть данные, что живые вакцины могут вызывать заболевания органов дыхания. Так, в результате экспериментального заражения показана способность изолята МПВ птиц подтипа В репродуцироваться в эпителии верхних дыхательных путей птиц, вызывая слабые респираторные признаки, конъюнктивиты и специфический гуморальный ответ [200].

Установлено, что инактивированная вакцина против метапневмовирусной инфекции, «PV03-B», выращенный в перевиваемой культуре клеток Vero, содержащая птиц обеспечила положительный уровень антител за весь период наблюдения (10 недель) [201]. Изучена инфекционная активность нативного метапневмовируса птиц и вакцины против метапневмовирусной инфекции птиц сухой живой, вакцина сохраняла инфекционную активность при температуре хранения – 40⁰ С в течение 9 месяцев. Доказана способность производных 1,2,4-триазола (РАПК-60 и АИ-1) стимулировать выработку специфических к МПВ антител. При этом установлено, что соединение РАПК-60 обладает более высокой стимулирующей активностью и может быть использовано в схеме вакцинации цыплят против МПВ [200].

Было доказано, что подтип В пневмовируса, доминирующий на территории Российской Федерации, обеспечивает высокий иммунный ответ к антигенам подтипа А и В. Поэтому штаммы данного подтипа могут быть рекомендованы к использованию в качестве антигена инактивированной вакцины [202]. Преобладание на территории РФ метапневмовирусов подтипа В, высокая степень однородности вирусов внутри подтипа, а также возможность перекрестной защиты птиц после вакцинации подтипом В aMPV против вирусов подтипов А и В [203], указывают на целесообразность применения для защиты от метапневмовирусной инфекции вакцин, полученных на основе aMPV подтипа В [190].

Вакцинацию кур против метапневмовирусной инфекции проводят трехкратно, первый и второй раз используют Hipraviar-SHS – живую лиофилизированную вакцину против ринотрахеита индеек и синдрома опухшей головы кур и цыплят-бройлеров (производитель LABORATORIOS HIPRA, S.A.,(Испания), третий раз – Хиправиар ТРТ — вакцину против ринотрахеита индеек и синдрома отекшей головы кур и цыплят-бройлеров (шт. 1062 подтипа В), инактивированную.

Данные рисунка 26 и таблицы 14 указывают на формирование иммунного ответа при вакцинации птицы против метапневмовирусной ифнекции к 53-недельному возрасту.

Рисунок 26 – Динамика средних титров антител к возбудителю метапневмовирусной ифнкции кур в зависимости от возраста

В таблице 14 приведены данные значений среднего титра антител к к возбудителю метапневмовирусной ифнкции кур в зависимости от возраста, срока вакцинации и в сравнении с минимальным ожидаемым значением.

Таблица 14 – Динамика средних титров антител к возбудителю метапневмовирусной ифнкции кур в зависимости от возраста

Так, в 37, 38 и 39-дневном возрасте уровень антител был одинаковым в обеих группах, но к 53-недельномувозрасту этот показатель уже превышал минимальное ожидаемое значение в 1,7 раза в опытной группе и 1,5 – в контрольной.

В момент контроля качества вакцинации под воздействием СПАО-комплекса уровень титра антител был выше, чем при базовой технологии вакцинации на 19,5 %.

На рисунке 27 представлена динамика геометрического титра антител к возбудителю метапневмовирусной инфекции в зависимости от возраста.

Рисунок 27 – Динамика геометрического титра антител к возбудителю метапневмовирусной инфекции в зависимости от возраста

Так же, как и среднее значение титров, значение геометрического титра антител к возбудителю реовирусной инфекции в 37, 38 и 39-дневном возрасте было одинаковым. После ревакцинации инактивированной вакциной этот показатель в опытной группе был на 10,1 % выше, чем в контрольной и превышал защитный уровень [204] в 6 раз (в контрольной группе в 5,5 раза),

Установлено положительное влияние СПАО-комплекса на среднее значение коэффициента вариабельности (рисунок 28).

Рисунок 28 – Среднее значение коэффициента вариабельности титров антител к возбудителю метапневмовирусной инфекции

В опытной группе значение коэффициента вариабельности было на 2,4 % ниже, чем в контрольной.

По данным исследований П.С. Ярославцевой с соавторами [205] на однородность вакцинации указывает значение коэффициента вариации, равное 97 %, О.Ф. Хохлачёва с соавторами [206] – 46 %. Исследованиями Е.А. Лазуткиной [207], проведенными на родительском стаде, получен коэффициент вариабельности, равный 56 %, с которым сравнивали полученные экспериментальные данные по динамике изменений значений коэффициента вариабельности титров антител к возбудителю реовирусной инфекции в зависимости от возраста птицы (рисунок 29).

Из данных рисунка 29 следует, что однородность вакцинации была достигнута к 53-недельному возрасту, при этом в контрольной группе оно было равно значению, обеспечивающему однородность. При применении СПА-комплекса однородность титров антител к возбудителю метапневмовирусной инфекции увеличивается на 22,5 %.

Под воздействием СПАО-комплекса после ревакцинации формирование титра антител к возбудителю метапневмовирусной инфекции увеличивается на 10,1 % и превышает защитный уровень в 6 раз, однородность титров антител увеличивается на 22,5 %.

Рисунок 29 – Динамика изменения значений коэффициента вариабельности титров антител к возбудителю метапневмовирусной инфекции в зависимости от возраста птицы

В заключение необходимо отметить, что при базовой технологии вакцинации в контрольных точках контроля качества вакцинации установлен более низкий уровень антител, чем при применении СПАО-комплекса. При включении в схему вакцинации птицы СПАО-комплекса выработка антител, а, следовательно, и ответ на вакцинацию, были интенсивнее.

Однородность отклика вакцинации, или степень однородности выработки антител, которую отражает значение коэффициента вариабельности, был ниже на фоне применения СПАО-комплекса.

СПАО-комплекс способствует усилению интенсивности и однородности гуморального ответа на введение вакцин с целью профилактики вирусных болезней.

Следует отметить, что антителогенез на фоне применяемой программы вакцинации не всегда соответствует защитному уровню, предусмотренному среднестатистическими требованиями оценки вацинации. Вместе с тем оценка результатов хозяйственной деятельности птицефабрики (прирост массы тела, конверсия корма, смертность и т.д.), отсутствие фактических признаков проявления вирусных болезней, сравнение с данными предыдущих исследований, которые генерируются на предприятии в режиме реального времени, позволяют признать удовлетворительной применяемую схему вакцинации.

Таким образом, профилактика стрессов у птиц литийсодержащим фармакологическим средством СПАО-комплекс при вакцинации обеспечивает однородный и высокий уровень антител, и, соответственно, усиливает защиты птицы от полевого агента, непрерывно циркулирующего в стаде.

2.2.4 Эффективность антистрессовой терапии при вакцинации кур яичного направления продуктивности

Применение антибиотиков, вирусные и бактериальные инфекции, а также стресс-факторы оказывают отрицательное влияние на развитие иммунной системы птиц. Повреждение иммунной системы ведет к возникновению вторичных иммунодефицитов. Ведущую роль в комплексе противоэпизоотических мероприятий, направленных на ликвидацию инфекционных болезней животных и птиц, а в частности Ньюкаслской болезни и инфекционного бронхита кур играет иммунопрофилактика [206].

Перспективным направлением в повышении производительности птицеводства является сохранение естественных механизмов защиты, присущих птице от природы, позволяющих в промышленных условиях содержания адекватно, без потери продуктивности, реагировать на стрессовые факторы, в меньшей степени подвергаться болезням различной этиологии. Одним из пусковых механизмов в патогенезе инфекционных, и в особенности вирусных болезней, в условиях промышленной технологии, является снижение иммунобиологической реактивности организма птицы, вызванное различными технологическими стресс-факторами, одним из которых является многократная вакцинация цыплят в раннем постнатальном онтогенезе [207].

Среди вирусных инфекционных болезней, наносящих значительный экономический ущерб птицеводству многих стран мира, в том числе и РФ, особое место занимает Ньюкаслская болезнь [68].

В связи с вышесказанным при оценке эффективности СПАО-комплекс при профилактике инфекционных заболеваний путем вакцинации кур яичного направления продуктивности были изучены закономерности формирования иммунитета к болезни Ньюкасла. Применение СПАО-комплекс начинали в 45 суточном возрасте перед внутримышечной вакцинацией против болезни Ньюкасла вакциной Gallimune ND (Merial Italia s.p.a.) в 47-48 суточном возрасте.

При сравнительном наблюдении за поведением птицы в период применения фармакологического комплекса СПАО отмечалось, что птица в опытной группе спокойней, при появлении персонала птицефабрики реагирует адекватно, в контрольной группе отмечается высокая реактивность, реакцию можно описать как повышенную, птица проявляет признаки возбуждения даже при незначительном шумовом воздействии. Связующим звеном хронического стресса и агрессии является страх. Страх — это адаптивный ответ, реализующийся при несоответствии условий содержания удовлетворению естественных потребностей кур [208].

Эффективность СПАО-комплекс при вакцинации против болезни Ньюкасла

Исследования сыворотки крови методом РТГА на болезнь Ньюкасла показали, что вакцинация обеспечивает высокий уровень защиты в опытной и контрольной группе.

Таблица 15 — Результаты исследований титров антител на болезнь Ньюкасла

Титры антител после проведенной вакцинации в опытной группе, более однородны и находятся в пределах 9,40-13,40 log2, в контрольной группе в пределах 8,52-12,36. Уровень статистических различий интенсивности выработки антител log2 находится на уровне Р=0,0277 (Т-критерий Вилкоксона). Обнаруженные закономерности указывают на более однородную выработку титров антител при профилактике стрессов.

Рис. 30. log2 титров антител после вакцинации

Полученные результаты согласуются с представленными выше закономерностями, обнаруженными при профилактике стрессов у мясных кроссов кур.

Оценка влияния антистрессовой терапии при выращивании и содержании кур яичного направления продуктивности

В эксперименте использовали цыплят, полученных от кур родительского стада возрастом 340 недель и выводом цыплят из яиц на уровне 84,6 % равнозначно в опытной и контрольной группах. В течение 15 недель выращивания получены следующие показатели, представленные на рисунке 31, где вертикальная линия указывает на период антистрессовой обработки и соответственно вакцинации против болезни Ньюкасла.

Рис. 31 Динамика изменений среднесуточных приростов массы тела цыплят, г

Таблица 16 – Масса тела кур, г

Применение антистрессового фармакологического средства в возрасте 47-48 суток оказало влияние на среднесуточный прирост массы тела несмотря на одинаковый уровень кормления птиц в данный период жизни. Так до 47-48 суточного возраста данный показатель был фактически равен в обеих группах, а возрасте 6 недель был выше на 6,59 % у цыплят контрольной группы, то на 7 неделю жизни, то есть сразу после проведения вакцинации характеризовался более высокими значениями в опытной группе вплоть до 9 недели жизни. Разница в 7 недельном возрасте составила 14,37 %; в 8 недельном возрасте – 23,69 %.

Вес промышленной молодки перед переводом в цех получения продукции соответствовал нормативным значениям. В период проведения вакцинации масса опытных кур была ниже контрольных на 3,08 %, после вакцинации и применения антистрессовой терапии масса к 7 недели жизни выровнялась и к 8 недели жизни стала выше на 2,71 %. В данный период уровень кормления промышленной молодки был одинаков в опытной и контрольной группах, обнаруженные закономерности могут косвенно указывать на эффективность антистрессовой профилактики.

В период выращивания кур отмечается высокий уровень сохранности, в опытной группе показатель гибели кур составил 0,79 %, в контрольной группе 1,17 %. Однако, данный показатель нельзя напрямую связать с применением антистрессовых средств, так как наиболее интенсивная гибель цыплят отмечается в первые 3 недели жизни, то есть еще до применения профилактики стрессов. Так же как нельзя судить о показатели однородности, так как он связан с санитарным убоем птицы, однако в опытной группе однородность выше на 1%, по сравнению с контрольной, где так же отмечается показатель на уровне 97 %.

После перевода кур в цех получения продукции в опытной группе по сравнению с контрольной отмечается более высокий уровень продуктивности, так в контрольной группе получена средняя яйценоскость на уровне 76,75 %, а в опытной группе 78,35 %. Динамика яйценоскости отражена на графике, где наглядно продемонстрированно, что в стадии начала яйценоскости в опытной группе наблюдается наибольший подъем показателя, эта же динамика сохраняется в период максимальной продуктивности, что указывает более качественный уровень подготовки кур к началу периода яйценоскости. Наблюдение за яйценоскостью прекратили в 220 дней на пике продуктивности так дальнейший период характеризуется ровным спадом продуктивности и не сопровождается физиологическими перестройками организма и стрессами.

Рис. 32 Динамика яйценоскости кур, %

Другой важнейший показатель – сохранность поголовья за период наблюдений со 105 по 250 сутки жизни кур наиболее высоких значений достиг в опытной группе и составил 99,72 %, в контрольной группе 99,44 %. На графике представлена динамика смертности кур.

Рис. 33 Динамика смертности кур за период наблюдений, гол

Таким образом, при профилактике болезни Ньюкасла кур яичного направления продуктивности на фоне профилактики стрессов фармакологическим комплексом СПАО выработка антител более однородна по всему стаду. В опытной группе титры находятся в пределах 9,40-13,40 log2, в контрольной группе 8,52-12,36. Уровень статистических различий интенсивности выработки антител log2 находится на уровне Р=0,0277. После перевода кур в цех получения продукции в опытной группе по сравнению с контрольной отмечается более высокий уровень продуктивности: яйценоскость выше в опытной группе на 2,04 %, сохранность поголовья за период с 105 по 250 сутки жизни кур наиболее высоких значений достиг в опытной группе и составил 99,72 %, в контрольной группе 99,44 %.

2.2.5 Влияние стресса на показатели перекисного окисления липидов плазмы крови цыплят

При дебикировании в 5-6 сточном возрасте и выращивании ремонтных цыплят литийсодержащее фармакологическое средство позволило получить высоких уровень сохранности за счет снижения отхода с 3,79% до 2,14% у куриц и с 3,12% до 1,25% у петухов, во время продуктивного периода снижение смертности с 15,5% до 11 %, позволило увеличить выход делового молодняка с 76,86 до 84,64 %.

При сравнении показателей опытных и контрольных групп, представленных в таблицах не обнаружены существенные колебания показателей интенсивности ПОЛ. Через двое суток после стрессирующего воздействия обнаружено статистически выраженное повышение уровня церрулоплазмина и витамина Е в опытной группе соответственно и уровня витамина Е в контрольной группе. Данное повышение антиоксидантной активности в плазме крови возможно носит приспособительно-компенсаторный характер, статистические отличия уровня церрулоплазмина и витамина Е при прямом сравнении показателей опытной и контрольной группы не обнаружено

Таблица 17 — Показатели ПОЛ и АО плазмы крови кур опытной группы до и через 1,5-2 часа после перевода

Таблица 18 — Показатели ПОЛ и АО плазмы крови кур контрольной группы до и через 1,5-2 часа после перевода

Полученные данные подтверждают, что перевод в сочетании с вакцинацией для взрослых кур не являются сверхпороговыми раздражителями, не вызывают существенных сдвигов ПОЛ, но вызывают активацию ферментативного и не ферментативного звеньев антиоксидантной системы.

Таблица 19 — Показатели ПОЛ и АО плазмы крови кур опытной и контрольной групп через 1,5-2 часа после стресса (перевод)

Таблица 20 — Показатели ПОЛ и АО плазмы крови кур опытной группы до и через 2 суток после стресса (перевод)

Таблица 21 — Показатели ПОЛ и АО плазмы крови кур контрольной группы до и через 2 суток после стресса (перевод)

Таблица 22 — Показатели ПОЛ и АО плазмы крови кур опытной и контрольной групп через 2 суток после перевода

Анализ значений ОМБ после проведения перевода и вакцинации не показывает каких-либо закономерностей. Значений относительно стабильны до и после проведения манипуляций. Что подтверждает вышеописанные закономерности и указывает на отсутствие повреждений белков и липидов в результате развития стресса, связанного с переводом и вакцинацией кур.

Таблица 23 – Показатели ОМБ плазмы крови кур опытной группы до и через 1,5-2 часа после перевода

Таблица 24 – Показатели ОМБ плазмы крови кур контрольной группы до и через 1,5-2 часа после перевода

Таблица 25 — Показатели ОМБ плазмы крови кур опытной и контрольной групп через 1,5-2 часа после перевода