CC BY
5
B.B. Королик
ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ БАКТЕРИАЛЬНЫХ ИНСЕКТИЦИДОВ НА ПРОЦЕССЫ САМООЧИЩЕНИЯ ПОЧВЫ И ВЫЖИВАЕМОСТЬ В ПОЧВЕ ПАТОГЕННЫХ ЭНТЕРОБАКТЕРИЙ НА ПРИМЕРЕ SALMONELLA TYPHIMURIUM
II Московский медицинский институт им. Н. И. Пирогова
Широкое применение в сельском и лесном хозяйстве бактериальных инсектицидов на основе Вас. thuringiensis приводит к массивному обсеменению различных объектов окружаюшей среды, особенно поверхностного слоя почвы. В литературе есть сведения о способности Вас. thuringiensis при благоприятных условиях длительно выживать и даже размножаться в почве (В. П. Баранова и Н. В. Кандыбин; Pinnock и соавт.). Однако данные о влиянии бактериальных препаратов на самоочнщаю-щую способность почвы и выживаемость в почве патогенных бактерий отсутствуют. Вместе с тем эти вопросы имеют чрезвычайно важное значение для предотвращения загрязнения различных объектов окружающей среды, профилактики инфекционных заболеваний вообще и пищевых токсикоинфекций в частности. Указанные обстоятельства и определили направление наших исследований.
Мы провели лабораторный и натурный эксперименты с наиболее широко применяемыми в СССР бактериальными препаратами энтобактерином и дендробацил-лином. В основу исследований положена методика «почвенных закладок» (К- П. Соболева и соавт.). Экспериментальную почву обсеменяли культурами тест-микроорганизмов из расчета Е. coli 1 ООО ООО, Sal. typhimurium 10 ООО, Cl. perfringens 10 ООО ООО на 1 г. В почву опыта вносили суспензии бактериальных препаратов энтобактерина и дендробациллина в количествах, соответствующих 6Х 107 жизнеспособных спор на 1 г почвы. В опыты взяли дерново-подзолистую почву, по бактериологическим показателям соответствующую «чистым» почвам (Е. Н. Мишустин и М. И. Перцовская) и нетоксичную по отношению к индикаторным микроорганизмам. Для оптимизации процесса нитрификации использовали методику Н. И. Хлебникова, согласно которой в почву добавляются болтушка из лиственного перегноя в количестве 1% от массы почвы, 23,53 мг соли сернокислого аммония, 7,84 мг калия фосфорнокислого одноза_ мещенного, 3,9 мг сернокислого магния и 100 мг мела на 100 г почвы. Затем почв " помещали в лабораторные сосуды и сетчатые капроновые мешки для проведения лаб У раторного и натурного экспериментов. Капроновые мешки опускали в грунт опы°" ного участка. Кроме того, в изучаемую почву опыта и контроля закладывали полоскт-ткани из чистого льна (методика И. С. Вострова и А. Н. Петровой). Пробы почви
отбирали в течение вегетационных периодоы 1977—1978 гг. и исследовали на общее колив чество микробов, число бацилл, Вас. thuringiensis, Е. coli, Sal. typhimurium, Cl. perfringens, концентрацию азота аммонийного и нитратного, а также определяли интенсивность распада льняной ткани, влажность и pH почвы. Лабораторную диагностику проводили по общепринятым методикам. Вас. thuringiensis выделяли и идентифицировали по схеме, предложенной нами (К- Н. Дабуров и соавт.). Действие бактериальных инсектицидов учитывали по изменению указанных показателей во времени относительно контроля, не содержащего этих препаратов. Полученные в лабораторном и натурном экспериментах с энтобактерином и дендробациллином результаты существенных различий не имели, поэтому иллюстративный материал представлен на примере только натурного исследования с энтобактерином. Во всех приведенных графиках количественные показатели даны в пересчете на единицу массы абсолютно сухой почвы. В первые дни наблюдения отмечалось снижение количества Вас. thuringiensis: к 3-му дню — в 10 раз, к 14 дню в натурном эксперименте — в 20 раз и в течение последующего наблюдения — незначительно (рис. 1). К 82-му дню уровень обсемененности почвы Вас. thuringiensis составлял 5Х55—7Х 10ь
5J340
5*Ю
3*Ю
гл*ю
2*Ю
1,5*10
5*10
во <ю
Дни
Рис. 1. Влияние Вас. 1Ьиг^!еп5!5 при внесении в почву энтобактерина на общее количество бактерий
и бацилл в 1 г почвы. 1 — Вас. Ишппд!ел51$; 2 — микробное число в опыте: 3 — микробное число в контроле; 4 — число бацилл в опыте; 5 — число бацилл в контроле.
клеток на 1 г почвы. Микробное число в начале эксперимента более снизилось в опыте (в 10—50 раз), чем в контроле (в 5 раз), что связано, очевидно, с и нтенсивным отми. раннем в это время Вас. thuringiensis (см. рис. 1). Данное явление регистрировалось в натурном эксперименте до 3-го, а в лабораторном —до 15-го дня. В дальнейшем в опыте и контроле наблюдалось постепенное снижение общего количества бактерий. При этом внесение бактериальных препаратов в почву увеличивало микробное число, которое к 82-му дню превышало таковое в контроле в 2 раза. Аналогичная картина в начале исследований отмечена и в отношении количества бацилл, т. е. снижение данного показателя в опыте в 3—4 раза, а в контроле в 1 Vä—2 раза. Затем в опыте и контроле происходило практически параллельное увеличейие количества спор. В течение всего эксперимента в опыте оно было выше, чем в контроле. Таким образом, изменение динамики описанных выше показателей коррелирует в опыте с колебаниями количества Вас. thuringiensis только в течение первых 3—14 дней, что, вероятно, обусловлено резким сокращением в это время количества Вас. thuringiensis. В дальнейшем при отсутствии значительных изменений числа Вас. thuringiensis кривые данных показателей в опыте и контроле шли практически параллельно.
Отношение количества спороносных микроорганизмов к микробному числу оставалось без существенных отклонений в опыте по сравнению с контролем в течение первых 40 дней в лабораторном опыте и в течение 20 дней в натурном. В дальнейшем процент спор в контроле был больше, чем в опыте. К 82-му дню в лабораторных условиях процент спор как в опыте, так и в контроле достигал первоначального уровня соответствующего показателя в контроле (30—32%). В натурном эксперименте процент бацилл к концу наблюдений был высоким: в опыте 85, в контроле 65.
Существенного влияния бактериальных препаратов на выживаемость в почве Е. coli и Sal. typhimurium не отмечено (рис. 2). К 40-му дню обсемененность почвы Е. coli снижалась на 3—3V2 порядка. Однако отмирание Е. coli и Sal. typhimurium в опыте происходило несколько быстрее, чем в контроле. Так, в лабораторном эксперименте Е. coli погибали в опытных образцах к 57-му дню, в то время как в контрольных обнаруживались до 82-го дня. Количество внесенной в почву Sal. typhimurium к 22—35-му дню снижалось на I1 2—2 логарифмических порядка. К 30—40-му дню эти микроорганизмы ни в одном из образцов почвы не обнаружены. Количество С1. perfringens при комнатном хранении закладок все время оставалось почти на одном уровне. В естественных условиях значительные колебания количества Cl. perfringens наблюдались в первый месяц, а затем динамика уровня Cl. perfringens становилась стабильной. К концу наблюдений количество указанных микроорганизмов стало ниже исходного на 1 логарифмический порядок.
При изучении влияния энтобактерина и дендробациллина на концентрацию аммонийного и нитратного азота не выявлено существенных отклонений в опыте по сравнению с контролем (рис. 3). В натурном эксперименте в течение первых 14 дней наблюдалось закономерное снижение количества аммонийного (до 25 мг/кг) и увеличение количества нитратного (до 110— 130мг/кг) азота. В дальнейшем содержание нитратов резко снижалось (до 5—10 мг/кг), так как значительное количество выпавших осадков привело к вымыванию нитратов из почвы. Аммонийный азот оставался
2О 30 50 60 вО Дни
Рис. 2. Влияние энтобактерина на выживаемость Е. coli, Sal. typhimurium и
Cl. perfringens в 1 г почвы. 1 — Cl. perfringens в опыте; 2 — Cl. pertrin-Kens и контроле: 3-Е. coli в опыте: 4 — coli в контроле: 5 — Sal. typhimurium в опыте: 6 — Sal. typhimurium в контроле.
20 30 40 50 60 вО Дни
Рис. 3. Влияние энтобактерина на количество аммонийного и нитратного азота (в мг на 1 кг почвы).
В натурном эксперименте: азот нитратов в опыте (/). азот нитратов в контроле (2). аммонийный азот в опыте (3). аммонийный азот в контроле (■#). в лабораторном эксперименте: азот нитратов в опыте (5). азот нитратов в контроле (б), аммонийный азот в опыте (7). аммоний!■ ый азот в контроле (8).
практически на одном уровне (20—30 мг/кг). В лабораторном эксперименте первые 40 дней во всех образцах почвы отмечалось закономерное снижение количества аммонийного (до 15—25 мг/кг) и увеличение нитратного (до 160—190 мг/кг) азота. В дальнейшем наступало торможение процессов нитрификации и аммонификации. В почве опыта по сравнению с контролем в первые 1 —11/2 мес происходила некоторая активизация процессов образования аммиачного и нитратного азота.
Изучение влияния бактериальных препаратов на интенсивность распада льняной ткани не показало существенных отклонений в опыте по сравнению с контролем. В лабораторном эксперименте активность целлюлозоразрушающих микроорганизмов была немного выше, чем в натурном. Наиболее интенсивный распад льняных полосок наблюдался в течение первых 1 V2 мес. К 40-му дню сухая масса полосок уменьшилась с 2000 до 300—500 мг, а в дальнейшем данный процесс тормозился и она снижалась незначительно.
Мы изучали также влияние энтобактерина и дендробациллина на чистые культуры тест-микроорганизмов при посеве на плотные и жидкие питательные среды. Вас. thuringiensis не оказывал влияния на рост Е. coli, Sal. typhimurium и CI. per-fringens.
Выводы
1. Вас. thuringiensis — основа бактериальных инсектицидов энтобактерина и дендробациллина — при внесении в почву как в лабораторных, так и в натурных условиях сохраняется в почве в течение длительного времени (3 мес и более).
2. В почве, содержащей значительные количества Вас. thuringiensis, отмирание кишечной палочки и Sal. typhimurium происходит более интенсивно, а сроки выживания CI. perfringens практически не изменяются.
3. После стабилизации общего числа Вас. thuringiensis в почве процессы самоочищения почвы в экспериментальных и контрольных образцах протекают однозначно или даже имеется активация процесса самоочищения в экспериментальных пробах, поэтому изученные показатели могут не учитываться при разработке регламентов применения бактериальных инсектицидов и нормировании их поступления в окружающую среду.
ЛИТЕРАТУРА
Баранова В. П., Шандыбин Н. В. — Бюлл. ВНИИ с.-х. микробиологии, 1974(1975)
№ 17, вып. 2, с. 38—43. Вострое И. С., Петрова А. Н. — Микробиология, 1961. № 4. с. 665—672. Дабуров К. И., Королик В. В., Дериглаэов А. Д. и др. — Гиг. и сан., 1973. J\° 11, с. 71 — 75.
Мишустин Е. П., Перцовская М. И. Микроорганизмы и самоочищение почвы. М., 1954.
Соболева К. П., Волкова Д. А., Тарков М. И. Размножение патогенных клостридий
в почве. Кишинев, 1977. Хлебников Н. И. Исследования по обезвреживанию и использованию промышленных
сточных вод на земледельческих полях. М., 1965, с. 5—6. Pinnock D. Е.. Brand R. J., Milstead J. E. — J. Invertebr. Path., 1971, v.18, p. 405—411.
Поступила 16/XII 1978 г.
УДК 614.774:628.381:676
Проф. Г. В. Селюжицкий, канд. биол. наук Н. А. Иванова, канд. сельскохозяйственных наук Т. П. Зубец, Л. Н. Баранова
САНИТАРНО-ТОКСИКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА АКТИВНОГО ИЛА ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНОГО КОМБИНАТА КАК УДОБРЕНИЯ ДЛЯ ПОЧВ НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ПОЛОСЫ
Ленинградский санитарно-гигиенический медицинский институт. Всесоюзный научно-исследовательский институт сельскохозяйственной микробиологии. Институт онкологии им. Н. Н. Петрова Министерства здравоохранения СССР.
Ленинград
Объектом наших исследований был избыточный активный ил целлюлозно-бумажного комбината (ЦБК), рекомендованный Ленинградским сельскохозяйственным институтом в качестве удобрения для кислых почв. Активный ил является смесью отходов биологической очистки сточных вод, обезвоженный на вакуум-фильтрах с применением хлорного железа и известкового молока. В нем содержится азот (3—5%), фосфор Р205 (1,5—2%), калий К20 (0,2—0,3%), кальций СаО (20—30%), железо (1%), рН водной вытяжки 11,0—12,0 (Г. И. Синицын и соавт.).
