Изучение обезвреживающего действия микроорганизмов-деструкторов

Ежегодно на животноводческих, птицеводческих комплексах и фермах во многих странах мира получают огромное количество навоза (помета), который обычно используется как органическое удобрение.

Одним из основных ограничений для непосредственного внесения органических отходов в почву является содержание в них возбудителей инфекционных болезней, которые относительно длительно сохраняют жизнеспособность и вирулентность. Так, например, возбудитель сальмонеллеза сохраняет жизнеспособность в навозе 92-157 суток, туберкулеза – 457 суток, вирус болезни Марека свыше 6 месяцев. Почва после внесения органических отходов в значительной степени обсеменяется микрофлорой, что создает определенную экологическую и санитарную опасность [4, 1].

Существенный вклад в решение этой проблемы вносят биологические методы биодеградации и обезвреживания, связанные с поиском эффективных селективных штаммов микроорганизмов, способных утилизировать органические загрязнения, отличающиеся также относительной дешевизной и приемлемой производительностью. Использование биотехнологических принципов при переработке и обеззараживании навоза, помета, стоков на основе микробной деструкции веществ, антагонизма микроорганизмов в системах биоценозов позволит добиться целенаправленного воздействия на патогенную микрофлору, внести соответствующие коррективы в технологические режимы переработки отходов и получать экологически безопасные продукты [3, 2].

Целью работы явилась оценка обезвреживающего действия почвенных микроорганизмов ( Candida krusei-96, Saccharomyces cerevisiae - 11 ), обладающих выраженной деградирующей активностью в отношении органического сырья.

Материалы и методы. В качестве тест - культур использовали музейные ( Escherichia coli 0126, Escherichia coli К99, Salmonella typhimurium 371, Staphylococcus aureus 209-P ) и полевые штаммы патогенных микроорганизмов (различные серологические группы эшерихии; сальмонеллы ( S. typhimurium, S.dublin, S.gallinarum ), протей; клебсиелла, выделенные из органических отходов (навоз, помет, осадки сточных вод).

На первоначальном этапе изучена антагонистическая активность Candida krusei-96, Saccharomyces cerevisiae – 11 по методу Фредерика (Fredericq, 1957). На плотную питательную среду, пригодную для культивирования изучаемых изолятов, бактериологической петлей, в виде «пяточков» наносили суточные агаровые культуры. Инкубировали при температуре 37⁰С в течение 48 часов, с целью накопления в среде продуцируемых антагонистических компонентов. Затем выросшие колонии стерилизовали парами хлороформа 20 мин., чашки подсушивали и на поверхность среды наносили смесь из 6 мл расплавленного и остуженного 1 % МПА и 0,2 мл миллиардной взвеси индикаторного штамма, приготовленной из суточной агаровой культуры. После инкубации в течение 24 ч при температуре 37⁰С регистрировали зоны отсутствия роста тест-штаммов вокруг исследованных изолятов.

В следующей серии опытов стерильный субстрат (свиной навоз) контаминировали 1 млрд. микробной суспензии музейных штаммов энтеробактерий: E. coli 0126 и Sal. typhimurium 371. В опытные варианты вносили консорциум микроорганизмов-деструкторов (в равном соотношении) в концентрациях 7,6; 7,3 и 7 lg КОЕ/кг. До и каждые 5 сут после обработки подсчитывали количество микроорганизмов в субстрате методом последовательных разведений в стерильном изотоническом растворе натрия хлорида с последующим посевом каждого разведения на дифференциальные среды (агар Эндо для индикации Е.coli; висмут- сульфит агар - Sal. typhimurium) и микроскопией выросших колоний. Популяционный уровень микроорганизмов выражали в десятичных логарифмах.

Результаты исследований. Обнаружена антагонистическая активность исследуемых почвенных микроорганизмов в отношении эшерихий, сальмонелл, стафилококка, протея, клебсиелл. Зона отсутствия роста использованных индикаторных культур составила 10-20 мм.

В серии модельных лабораторных опытов выявлено обезвреживающее действие исследуемых изолятов. Внесение микроорганизмов-деструкторов (в различных концентрациях) позволяет на 20-30 суток опыта полностью обезвредить экспериментально контаминированный субстрат.

Наилучший обеззараживающий эффект был отмечен при добавлении к субстрату консорциума микроорганизмов в концентрации 7,6 lg КОЕ/кг, позволяющий полностью обеззаразить субстрат, экспериментально контаминированный E. coli на 25-е сутки. Более низкие концентрации (7,3 и 7 lg КОЕ/кг) позволили снизить содержание E. coli на 25 сут опыта на 73,4 % до 2,4 против 7,6 lg КОЕ/г в начале эксперимента. Полное обеззараживание субстрата при использовании данных концентраций отмечалось на 30 сут опыта. В контрольных вариантах содержание E. coli на 30-е сутки опыта снизилось на 20 % (до 7,2 lg КОЕ/г).

Изучение динамики изменения количества Sal. typhimurium показало, что наилучший эффект был отмечен также при внесении консорциума микроорганизмов в концентрации 7,6 lg КОЕ/кг, позволяющий полностью обеззаразить субстрат на 20-е сутки опыта. В вариантах, с внесением консорциума в дозах 7,3 и 7 lg КОЕ/кг содержание сальмонелл на 20-е сутки снизилось на 53,8 и 70 % до 3,7 и 2,7 lg КОЕ/г соответственно. Полное обеззараживание субстрата в этих вариантах наблюдалось соответственно на 30-е и 25-е сутки. В контрольном варианте содержание Sal. typhimurium на 30-е сутки опыта составило 6,4 lg КОЕ/г, что на 29 % ниже исходных значений.

Заключение. Результаты проведенных исследований свидетельствуют о целесообразности использования данных микроорганизмов для обеззараживания органических отходов. Использованные микроорганизмы не патогенны и не токсичны, являются эффективными деструкторами органических соединений, обладают выраженными ферментативными свойствами и высокой антагонистической активностью, рядом функциональных и экологических преимуществ (рост в широком диапазоне рН и температур, устойчивость к химическим загрязнителям).

ЛИТЕРАТУРА: 1. Андреев Р.Ю. Санитарно-бактериологическое состояние почвы, загрязненной органическими отходами животноводства // Ветеринарный врач. 2011. №2. С.26-27. 2. Архипченко И.А., Орлова О.В.

Перспективы использования микробной экотехнологии для переработки отходов птицеферм // Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. 2011. №6. С.30-32. 3. Тремасов М.Я., Иванов А.А. Новые технологии в утилизации органических отходов и реабилитации почвы // Ветеринарный врач. 2008. №1. С.2-4. 4. Тюрин В.Г. Экологический мониторинг территорий животноводческих предприятий // Материалы междунар. науч.-практ. конф. «Состояние и проблемы ветеринарной санитарии, гигиены и экологии в животноводстве» – Чебоксары, 2004. С.240-244.

ИЗУЧЕНИЕ ОБЕЗВРЕЖИВАЮЩЕГО ДЕЙСТВИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ – ДЕСТРУКТОРОВ

Матросова Л.Е. Резюме

Выявлена антагонистическая активность микроорганизмов, используемых для деградации органического сырья. На модельных лабораторных опытах установлено обезвреживающее действие данных изолятов в отношении энтеробактерий.

STUDY NEUTRALIZES THE ACTION OF MICROORGANISMS-DESTRUCTORS

Matrosova L.E. Summary

Antagonistic activity of microorganisms is revealed, used for the degradation of organic raw materials. On modeling laboratory trials it is revealed neutralizing action of data microorganisms concerning enterobacteria.