Патогенные бактерии
К патогенным бактериям относятся любые микроорганизмы, которые являются потенциальным источником различных заболеваний, а также способны вызывать повреждение каких-либо систем организма. Чаще всего это паразитирующие бактерии по отношению к их носителю. Негативное воздействие патогенных микроорганизмов может осуществляться разными способами – механизмы вызывают интоксикацию, а также могут разрушать ткани и нарушать регуляторные механизмы.
Чаще всего отрицательное влияние выражается в размножении данных возбудителей и воздействии продуктов их жизнедеятельности на носителя. То есть, чем больше увеличивается количество бактерий, тем выше риск занесения инфекций. К особо опасной категории патогенов относятся инфекционные, которые могут мигрировать между хозяевами, причем разными путями передачи, вызывая инфекционные заболевания.
Особенности патогенных микроорганизмов
Особенностью патогенных микроорганизмов является невосприимчивость к окружающей среде. Это связано с их постепенной адаптацией к внешним факторам, в том числе температуре, влажности, а также наличию токсичных солей и элементов. Срок выживания бактерий зависит от состава и свойств воды, а также уровня загрязнения и интенсивности биологических процессов.
Данные микроорганизмы ни в коем случае и ни в каких концентрациях не должны присутствовать в питьевой воде, однако обнаруживаются там регулярно. Они используют воду в качестве среды, из которой возбудитель попадает в организм. Его носителями могут быть люди и животные. Патогенные бактерии могут вызывать серьезные заболевания, которые нередко приводят к различным осложнениям, и в том числе к летальным случаям.
О сроках выживания бактерий в среде
Срок, в течение которого бактерии сохраняют жизнеспособность в условиях внешней среды, может отличаться и прежде всего зависит от их типа, а также характеристик воды. Например, кишечная палочка в водопроводной воде может выживать от 2 до 262 суток, в то время как в речной воде максимальное время снижается и составляет 183 дня.
Также свою роль в данном вопросе играет вид микроорганизма. В ряде случаев патогенные микроорганизмы гибнут, если в воде присутствует бактериофаг. Помимо этого, вредоносные бактерии со временем отмирают под воздействием процесса самоочищения. Однако следует помнить, что даже кратковременное пребывание патогенных микробов, особенно если они имеют фекальное происхождение, может вызвать инфекционные заболевания, в том числе желудочно-кишечные.
Где могут обнаруживаться патогенные бактерии?
Патогенные микроорганизмы могут обнаруживаться во всех видах вод, в колодцах, а также родниках. Изредка они встречаются в скважинах. Если говорить о воде централизованного водоснабжения, то при соблюдении технических норм и правил в ней микробы данной категории обнаруживаться не должны. Любое количество таких микроорганизмов указывает на прямые нарушения в работе систем водоочистки и требует немедленного задействования необходимых мер по восстановлению качества.
Патогенные бактерии в почве
Одной из основных сред проживания болезнетворных микробов является почва. Как и вода, она лишь механический переносчик микробов от одного носителя к другому и не относится к их циклу развития. Попадать в почву бактерии данной группы могут несколькими путями:
- Вместе с выделениями инфицированных людей и животных.
- С пищевыми отходами или продуктами питания с истекшим сроком годности.
- С отходами, имевшими контакт с носителями вирусов.
- Со сточными водами.
Большинство патогенных бактерий проживает в почве относительно недолго. Это связано с отсутствием питательного субстрата, низкими температурами, наличием кислой или щелочной среды, повышенной влажностью или высыханием, а также другими природными факторами. Однако есть разновидность микробов, которые способны не только выживать в таких условиях, но и становятся частью почвенного биоценоза.
По данному признаку микроорганизмы, проживающие в почве, разделяют на три труппы:
- Микробы, которые становятся частью природной экосистемы (бактерия Clostridium botulinum, актиномицеты).
- Патогенные микроорганизмы, которые попадают в почву с трупами и выделениями животных и человека, и остаются в ней долгое время (вызывают столбняк, сибирскую язву, туберкулез).
- Микрофлора, попадающая в почву таким же путем, но сохраняющаяся в ней короткий промежуток времени (сальмонелла, кишечная палочка).
Определение патогенных микроорганизмов
Выявление патогенных бактерий в воде – сложная процедура, для выполнения которой требуется проведение бактериологического исследования с применением современного оборудования и методик. Для этого отобранная проба воды должна быть направлена в аккредитованную лабораторию, где будет использована для выявления возможных нарушений. Они будут свидетельствовать о необходимости выполнения мероприятий по очистке.
Сложность анализа воды на наличие патогенных микроорганизмов состоит в том, что они, как правило, количественно невоспроизводимы. То есть, отсутствие бактерий Salmonella само по себе не является гарантией того, что в воде могут присутствовать бактерии Shigella, Vibrio или болезнетворные вирусы.
Анализ воды на патогенные микробы
Метод микробиологического анализа на патогенные бактерии представляет собой достаточно эффективный способ обнаружения болезнетворных микроорганизмов. Он может быть направлен на комплексное обследование воды, а также точечное определение конкретной группы микробов, которые потенциально способы нанести вред организму человека.
Современный анализ подразумевает определение большого перечня микробиологических показателей, устанавливая точное содержание индикаторных микроорганизмов и бактерий. Основная цель такого исследования – определение концентрации микробов, а также вида, к которому они относятся.
Учитывая, что определить патогенные бактерии при бактериологическом анализе не так просто, в качестве основного показателя загрязненности используется подсчет общего микробного числа в 1 мл воды. Речь о бактериях, образующих колонии. Чаще всего в данном случае используется метод мембранной фильтрации.
В рамках данного исследования определенный объем воды пропускается через мембрану с размером пор 0,45 мкм. В результате, на поверхности мембраны отлагаются все бактерии, которые находятся в воде. Далее фильтр помещается на период 24-48 часов в специальную питательную среду с температурой 30-37 градусов.
Результаты проведенного анализа могут использоваться для дальнейшего выбора системы очистки, которая позволит избавиться от основных источников загрязнения, повысив тем самым качество воды до установленного санитарными нормами.
Очистка сточных вод
Если затрагивать вопрос очистки сточных вод, полное удаление из них патогенных микроорганизмов довольно затруднительно. Исследованиями установлено, что отстаивание и искусственная биологическая очистка не обеспечивают 100% уничтожение болезнетворных бактерий, в том числе кишечной группы. В частности, даже при уменьшении количества кишечных палочек на 99%, они все равно обнаруживаются в очищенной воде в рамках исследования.
Поэтому, до спуска в водоем после механической и искусственной биологической очистки потребуется также применить обеззараживание. И эффективным оно будет только в случае, если в воде нет взвешенных веществ.
Анализ воды в лаборатории «НОРТЕСТ»
Лаборатория НОРТЕСТ – аккредитованный центр, оснащенный всем необходимым для проведения исследований разного уровня сложности. Наша команда квалифицированных специалистов проведет проверку отобранного образца в соответствии с установленными нормами и стандартами. С учетом использования наиболее эффективных методик и отлаженной процедуры их реализации результат исследования будет готов в достаточно короткие сроки.
Полезные статьи
Радиологические исследования почв и грунтов
Определение цианидов в почве, природной и сточной воде
Источник
Что такое патогены почвы
Плодородие почвы создает «живое вещество», состоящее из миллиардов почвенных бактерий, микроскопических грибов и других живых организмов. Чем больше в почве полезных микроорганизмов, тем больше в ней и других повышающих плодородие обитателей и, в конечном итоге, выше и качественнее урожай.
В последние годы вопросы защиты сельскохозяйственных растений в системе возделывания культур выдвигаются на передний план и являются особенно актуальными, так как уровень развития патогенной микрофлоры в почве и на семенном материале достиг критического значения. В семенном фонде большинства хозяйств, практически отсутствует здоровый материал, почти каждая партия семян в той или иной мере заражена различными патогенными микроорганизмами. Данная ситуация усугубляется из года в год, так как не соблюдаются основные элементы технологии возделывания культур.
Важным элементом управления фитосанитарным состоянием посевов является контроль состава почвенных микромицетов, так как состояние микробиоты является основой жизни в почве для культурных растений, обеспечивающей стабильность их урожая. Микологический состав почвы в агроценозах зависит от многих факторов, однако определяется в основном предшествующей культурой. Качественный и количественный состав почвенной микробиоты влияет на супрессивность почвы, ее антифитопатогенный потенциал и «здоровье» в целом.
Супрессивность почвы – это показатель почвенного здоровья, проявляемый в подавлении и /или элиминировании из почвенной фито- топатосистемы отдельных видов фитопатогенов, обусловленный совокупным действием биологических, физико-химических и агрохимических свойств почвы.
Патогенностью называют способность паразита вызывать инфекционный процесс, обусловленный метаболитами гриба.
Как правило накопление большого количества растительных остатков в поверхностном слое почвы существенно увеличивает популяцию микроорганизмов, которые являются возбудителями болезней растений.
Патогенные грибы способны сохраняться в почве в течение нескольких лет. Продолжительность выживания при отсутствии основных хозяев, подавляющих патогенов, зависит от того, в какой форме гриб сохраняется. Так, например, хламидоспоры видов Fusarium способны сохраняться в почве свыше 5 лет. Некоторые виды грибов, являясь обитателями почвы, могут сохранять жизнеспособность чрезвычайно долго, такие как Ophiobolus, Gibellina, Rhizoctonia, Phomopsis, Verticillium, Rhizopus, Pythium, Alternaria, Cercosporella и др., в связи с чем севообороты в борьбе с ними часто не дают должного эффекта.
В сезоне 2016 года специалистами Научно-Консультационного отдела компании «Агротек» было отобрано и проанализировано 102 почвенных образца из ризосферно-прикорневой зоны сельскохозяйственных растений различных агроклиматических зон Краснодарского края (рис. 1). Образцы были взяты из пахотного горизонта озимой пшеницы, озимого ячменя, кукурузы, подсолнечника, сахарной свеклы, томатов.
Для проведения микологического анализа почвы использовали оригинальные методики. Экспозиция опыта составляла 14-15 дней, с дальнейшей идентификацией видового состава грибов. Подсчитывали содержание КОЕ (колоне-образующие единицы), тысяч штук в одном грамме абсолютно сухой почвы.
Были выделены и идентифицированы различные микромицеты, в основном представители группы несовершенных грибов с различной трофической приуроченностью, пространственной и временной частотой встречаемости. Видовой состав патогенов достаточно широк.
Основными факторами, способствующими заболеванию, являются:
— низкий уровень агротехники,
— высокая насыщенность посевов в севообороте зерновыми культурами,
— поверхностная обработка почвы,
— присутствие в посевах сорняков из семейства злаковых,
— благоприятные метеорологические условия (особенно характерно это для районов с неравномерным выпадением осадков, где воздушные засухи являются частым явлением).
В результате проведенного микологического анализа образцов почвы было установлено, что доминирующими в комплексе выделенных почвенных грибов являются виды родов Fusarium spp., Alternaria spp., Botrytis spp., Stachybotrys spp., Verticillium spp. (рис. 1).
Рис. 1. График встречаемости основных патогенов в ризосферно-прикорневой зоне почв различных сельскохозяйственных культур в Краснодарском крае
Преобладание в патогенном комплексе микромицетов грибов-токсинообразователей (Fusarium spp., Verticillium spp., Alternaria spp., Stachybotrys spp.) свидетельствует о микотоксикозе почвы, в результате чего культурные растения испытывают стресс, а их прорастание, рост и развитие замедляются, питание нарушается, корневая система неспособна полностью усваивать питательные элементы из почвенного раствора.
Fusarium spp. сохраняется в почве, на растительных остатках, а частично и в самих растениях. Конидии этого гриба могут переноситься водой, насекомыми, орудиями производства и воздушными течениями, которые вызывают гниль корней в фазу всходов, а также может развиваться в течение всей вегетации, поражая листья и генеративные органы растения, значительно снижая его урожайность и качество продукции (рис. 2).
Рис. 2. Габитусы микроструктур патогенных почвенных грибов Fusarium spp., выделенных из ризосферно-прикорневой зоны сельскохозяйственных культур
При фузариозе поражаются сосудистая система (фузариозное увядание) и ткани растения (гниль корней, плодов и семян). При фузариозных увяданиях поражения и гибель растений происходят из-за резкого нарушения жизненных функций вследствие закупорки сосудов мицелием гриба и выделения им токсических веществ. У пораженных растений наблюдается плохое цветение, пожелтение и опадание листьев, потемневшие слаборазвитые корни, общее увядание. На срезе стебля и листьев видны темные сосуды. При температуре ниже +16 °С больные растения достаточно быстро погибают.
Высокая зараженность почвы грибами рода Fusarium spp. свидетельствует о биологической гибкости видов этого рода, позволяющей им вести как сапротрофный, так и патогенный образ жизни, поражая практически все сельскохозяйственные культуры, возделываемые в севообороте. Химическая защита также не позволяет решить проблему с фузариозной инфекцией (Коростылева Л., Горьковенко В. И др., 2006 г.).
Для борьбы с заболеваниями, вызванными грибами рода Fusarium необходимо соблюдать севооборот (в случае насыщения севооборота культурами, которые накапливают фузарии, — вести учет КОЕ патогена в почве), активизировать работу антогонистов за счет внесения органических удобрений или микробиологических препаратов при заделке растительных остатков в почву.
Грибы рода Botrytis spp. встречались только в образцах почвы с полей, где предшествующей культурой была сахарная свекла (рис. 3).
Рис. 3. Габитусы микроструктур патогенных почвенных грибов Botrytis spp., выделенных из ризосферно-прикорневой зоны сельскохозяйственных культур
Грибы рода Verticillium spp. вызывают различные заболевания многих сельскохозяйственных культур в севообороте, являясь полифагом (рис. 4).
Рис. 4. Габитусы микроструктур патогенных почвенных грибов Verticillium spp., выделенных из ризосферно-прикорневой зоны сельскохозяйственных культур
Гриб вызывает побурение и потемнение сосудов проводящей системы больных растений. В пораженных сосудах обнаруживается мицелий гриба, скопление камеди — гуммиобразного вещества, закупоривающего сосуды.
Возможно и быстрое увядание растений, когда они погибают без видимых причин заболевания. Продуцируемые возбудителем токсины нарушают физиологические процессы в растении, влияя на различные стороны его обмена веществ, что приводит к гибели растения. Широко распространено вертициллезное увядание овощных и плодовых культур.
Одной из основных причин снижения всхожести является наличие гриба Alternaria spp. Симптомы болезни могут быть разными и зависят от условий окружающей среды. К ним относятся изреживание всходов, увеличение непродуктивной кустистости, белоколосость, либо потемнение зерна в зоне зародыша (рис. 5).
Рис. 5. Габитусы микроструктур патогенных почвенных грибов Alternaria spp., выделенных из ризосферно-прикорневой зоны сельскохозяйственных культур
Грибы рода Stachybotrys spp., развиваясь сапрофитно на мертвых частях растений (стерне, соломе, засохших стеблях различных сорняков), принимают участие в разложении растительной клетчатки. В процессе своей жизнедеятельности патоген образует токсическое вещество, выделяемое им в субстрат (рис. 6).
Рис. 6. Габитусы микроструктур патогенных почвенных грибов Stachybotrys spp., выделенных из ризосферно-прикорневой зоны сельскохозяйственных культур
Из супрессивной микофлоры во всех представленных почвенных образцах были выявлены грибы рода Penicillium spp. (рис. 7). Однако, при отсутствии грибов рода Trichoderma spp. они также становятся вредными, т.к. выделяют токсины, вызывающие стресс у растений.
Рис. 7. Габитусы микроструктур патогенных почвенных грибов Penicillium spp., выделенных из ризосферно-прикорневой зоны сельскохозяйственных культур
Плесневые грибы рода Penicillium spp. входят в группу почвенных грибов-токсинообразователей и, в частности, угнетают развитие в почве азотфиксирующей бактерии Azotobacter chroococcum. Грибы рода Penicillium spp., как и большинство других плесневых грибов, не только используют питательные вещества зерновок, но и своими токсичными выделениями отравляют зародыш и ростки семян.
Таким образом, в результате отобранных и проанализированных проб встречались в основном патогены, поражающие корневую систему и вегетативные органы растений.
Доля фитопатогенов в обогащенной растительными остатками почве не должна превышать 15% от общего числа микромицетов, но как видно из полученных данных это соотношение не достигнуто. Традиционно степень супрессивности почвы определяется наличием в ней грибов рода Trichoderma (рис. 8).
Рис. 8. Габитусы микроструктур патогенных почвенных грибов Trichoderma spp., выделенных из ризосферно-прикорневой зоны сельскохозяйственных культур
Плодородием почвы можно управлять, обогащая ее прикорневые слои полезными микроорганизмами, создавая благоприятные условия для их развития и размножения. К таким условиям относятся внесение органических удобрений, использование сидератов, пожнивных остатков на поверхности почвы, сев многолетних трав. Это приводит к снижению плотности популяций патогенов и гармоничному природному сосуществованию различных обитателей микромира.
Источник