Микробиологическая активность почв это

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Микробиологическая активность — почва

Микробиологическая активность придорожных почв оказалась достаточно высокой. [1]

Существенный фактор, определяющий микробиологическую активность почвы — внесение органических и минеральных удобрений. Органические удобрения всегда оказывают положительное влияние на развитие микроорганизмов в почве и на их биологическую активность. [2]

Известкование оказывает положительное влияние на микробиологическую активность почвы . После известкования создаются лучшие условия для нитрифицирующих бактерий. Это в свою очередь ведет к улучшению режима азотного питания растений. [3]

Метод широко используют в агрономической практике для оценки микробиологической активности почвы . [4]

Одной из основных характеристик самоочищающей способности природной среды является показатель микробиологической активности почв и почвогрунтов. От содержания в почвенных средах микроорганизмов, разлагающих органику, зависит эффект самоочищения. Микробиологическая нагруженность среды связана в первую очередь с природно-климатическими условиями, и для южных районов она в 10 — 12 раз выше, чем для севера. [6]

Запахивание зеленой массы промежуточных культур ( ржи, горчицы) приводит к усилению микробиологической активности почвы и росту численности микробов-антагонистов. В результате снижается поражение хлопка вертициллезным увяданием. [7]

Зеленое удобрение способствует накоплению в почве азота, перегноя, улучшает пищевой, водный, воздушный режим почвы, усиливает микробиологическую активность почвы . [8]

В ходе экспериментов установлено, что полужидкие и твердые отходы бурения крайне отрицательно влияют на биологическую продуктивность почв. Указанные загрязнители значительно снижают активность окислительно-восстановительных и гидролитических ферментов, что приводит к подавлению микробиологической активности почвы . Такой эффект ярко выражен для отходов, содержащих более 4 — 5 % нефти и нефтепродуктов. При меньшем содержании данного загрязнителя эффект снижения биологической продуктивности рассматриваемых типов почв характерен для периода от 3 до 6 мес. При этом закономерно падает урожайность сельхозкультур и активность инвертазы. При содержании в составе отходов более 5 % нефти и нефтепродуктов видимой активности углеводородокисляющей бактериальной микрофлоры не отмечается даже по истечении 1 года. [9]

В ходе экспериментов установлено, что полужидкие и твердые отходы бурения крайне отрицательно влияют на биологическую продуктивность почв. Из анализа полученных данных ( табл. 22) следует, что наибольшее негативное влияние оказывают нефть и нефтепродукты, содержащиеся в отходах. Указанные загрязнители значительно снижают активность окислительно-восстановительных и гидролитических ферментов, что приводит к подавлению микробиологической активности почвы . Такой эффект ярко выражен для отходов, содержащих более 4 — 5 % нефти и нефтепродуктов. [10]

Он проводит аналогию между пищеварительной системой животных, в которых пища из форм, не пригодных для усвоения, превращается в формы, усвояемые живым телом и почвенными микроорганизмами, которые выполняют ту же роль в питании растений. Вряд ли кто может усомниться в огромном значении микроорганизмов в жизни почвы. Сама почва является в значительной мере продуктом жизнедеятельности микроорганизмов. Не может быть сомнений и относительно огромного значения микробиологической активности почвы для питания произрастающих на этой почве растений. Почвенные микроорганизмы, за исключением нитрифицирующих бактерий, являются гетеротрофными организмами. Они синтезируют органическое вещество своего тела за счет разложения органических остатков растений и животных и за счет гумуса почвы. Органическое вещество необходимо не только для построения тела микроорганизмов, но в процессе его разложения, его окисления освобождается энергия, необходимая микроорганизмам для проявления их жизнедеятельности. Образующиеся же в процессе разложения органического вещества минерализованные соединения азота, фосфора, серы являются источниками питания растений. Но совсем не обязательно, чтобы этот осуществляемый микроорганизмами почвы процесс освобождения питательных для растений элементов из органических их соединений происходил именно у корней растений. [12]

Высокая эффективность навоза доказана многовековой историей применения, а данные многочисленных исследований свидетельствуют о его разностороннем положительном влиянии на почву и ее плодородие. Навоз представляет собой полное удобрение, содержащее все питательные вещества, необходимые растениям. При полном и рациональном использовании навоз возвращает почве большую часть элементов питания растений для их повторного и многократного использования. Кроме того, при внесении навоза улучшается структура почвы, увеличивается ее прогреваемость и водоудерживающая способность, а также усиливается микробиологическая активность почвы . [13]

Необходимо отметить, что ныне сельскохозяйственные угодья представлены на больших площадях какой-либо одной культурой, причем не только одним видом, но и даже одним сортом. Величина полей часто превышает несколько тысяч гектаров. На первый взгляд это перспективно, особенно с точки зрения повышения производительности полевых агрегатов. Однако в центральной части таких полей, особенно безлесных полос, отмечается недостаток диоксида углерода, угнетается деятельность опыляющих насекомых, снижается микробиологическая активность почвы , повышается интенсивность эрозии. [14]

Следует также отметить, что ныне сельскохозяйственные угодья представлены на больших площадях какой-либо одной культурой, причем не только одним видом, а чаще одним сортом. Величина полей часто превышает несколько тысяч гектаров. На первый взгляд это перспективно, особенно с точки зрения повышения производительности агрегатов. Но в центральной части таких полей, особенно безлесных полос, отмечается недостаток диоксида углерода, угнетается деятельность опыляющих насекомых, снижается микробиологическая активность почвы , повышается интенсивность эрозии. Следует также иметь в виду, что при монокультуре в почве образуются однотипные метаболиты. В связи с этим отмечается тенденция к ее дегумификации. В литературе указывается, что в большинстве стран отсутствие гетерогенности ( разнообразия) привело к тому, что почвы потеряли за последние 100 лет до 30 — 50 % гумуса. Например, в совхозе Гигант Сальского района Ростовской области за 50 лет утрачено 40 % гумуса. Потеря же 1 т гумуса с 1 га ведет к уменьшению потенциальной энергии почвы порядка 2 09 — 107 Дж, к падению ее энергетического потенциала и снижению плодородия. Монокультуры в таких условиях неустойчивы к неблагоприятным факторам среды. [15]

Источник

Микробиологическая диагностика и биологическая активность почв

Микробиологическая, физиологическая и биохимическая характеристика почв — наиболее сложные разделы почвенной биодиагностики. Микроорганизмы очень чуткие биоиндикаторы, резко реагирующие на изменения в среде. Отсюда необычайная динамичность микробиологических показателей. Все виды микробов очень широко распространены. Попытки найти индикаторные микроорганизмы на определенный тип почв пока не увенчались успехом. Возможно, такими могли бы быть бактерии, образующие железо-марганцевые конкреции, архебактерии солончаков, актиномицеты карбонатных почв, некоторые микроорганизмы особо кислых и щелочных почв, но пока эта работа не закончена. Индикаторным микроорганизмом на определенные почвы (богатые элементами питания, влажные и нейтральные) является Azotobacter chroococcum, на подзолообразование — Cryptococcus podzolicus. Широкое распространение получил тест на численность Escherichia coli как показатель санитарного состояния почв. Гораздо более точные показатели для биодиагностики почв получаются при комплексном подходе и характеристике биологической активности почв в различных проявлениях.

Биологическая активность почв характеризует микробиологические, физиологические и биохимические свойства, особенности почв и их состояние. Показатели биологической активности почв очень многообразны. Различают актуальную, реальную, полевую биологическую активность почв и потенциальную активность, которая определяется в искусственных лабораторных условиях, и хотя и характеризует определенный тип почв и ее состояние, но ничего не говорит о реальном развитии микроорганизмов и скорости проводимых ими процессов.

К характеристике реальной биологической активности прежде всего следует отнести газовый анализ, проводимый непосредственно в полевых условиях. К нему относится определение дыхания почвы, интенсивности азотфиксации и денитрификации (образование окиси и закиси азота), образования и потребления метана, водорода, угарного газа и др. Актуальную биологическую активность почв характеризуют и методы реплик Мишустина, при использовании которых в почву помешается целлюлозное полотно (обычно льняная ткань) и количественно определяется степень ее разложения. Кроме того, определяют количество накопившихся на ткани свободных аминокислот и белков.

Определения актуальной биологической активности почв показывают, что разные типы почв и разные их состояния дают показатели, различающиеся иногда в десятки и сотни раз. Правда, все эти показатели сильно зависят от гидротермических условий. Поэтому определения нужно проводить в разные периоды времени.

Гораздо проще получать характеристику потенциальной биологической активности почв, так как эти определения проводятся в лаборатории в строго контролируемых условиях. К таким характеристикам относятся определение численности и биомассы бактерий, актиномицетов и грибов прямыми микроскопическими методами, определение численности микроорганизмов методом посева, газовые анализы, проводимые с почвенными образцами, определение ферментативной активности почв, качественные и количественные анализы с почвенной ДНК и т.д. Все эти потенциальные характеристики, так, как не известно, сколько и каких микроорганизмов находилось в реальной почве в активном, а сколько в пассивном состоянии. При определении газов обычно создают оптимальный гидротермический режим и добавляют питательный субстрат, при определении ферментативной активности также создаются оптимальные условия. Однако эта потенциальная активность различна и характерна для разных типов почв. Особенно ценная характеристика получается при изучении потенциальной биологической активности почв по всему почвенному профилю с учетом специфики различных генетических почвенных горизонтов. При таком профильном изучении разные типы почв выглядят по-разному, когда на них отражаются численность или биомасса бактерий, длина мицелия грибов или число их спор, а также общая грибная биомасса, ферментативная активность горизонтов, потенциальное дыхание и др. Особенно ценно, когда такие определения проводят с почвенными образцами в лабораторной сукцессии.

Источник

Микробиологический контроль безопасности почвы

Почва как уникальный, незаменимый компонент агросферы и урбаносферы не только обеспечивает оптимальные условия для роста и развития растений, но (до определенного предела) поглощает, сохраняет и поддерживает в жизнеспособном состоянии либо, напротив, элиминирует патогенные микроорганизмы

Во многих случаях почва селитебных территорий и агроценозов – это своеобразное депо и аккумулятор, обеспечивающий длительное сохранение возбудителей опаснейших болезней человека, домашних животных и культивируемых растений.

Продолжительность сохранения патогенов в жизнеспособном состоянии определяется самоочищающей способностью почвы – ее совокупными физико- химическими, биохимическими, супрессивными и иными генетическими свойствами.

Первоисточник патогенных микроорганизмов в почве – выделения продуктов жизнедеятельности людей и животных (больных и/или носителей инфекции). Заселенная патогенами почва представляет реальную опасность не только для здоровья людей, но и для сопряженных сред – поверхностных водоисточников, приземной атмосферы, продуктов урожая. Для почв селитебных территорий источником патогенных бактерий в ряде мест являются несанкционированные свалки ТБО. Для почв сельскохозяйственных угодий постоянную угрозу представляют неочищенные стоки, некомпостированные отходы животноводства и продукты жизнедеятельности человека, используемые в качестве местных органических удобрений. Их повсеместное обеззараживание и утилизации должны стать обязательной частью региональной социально-экологической политики.

Оценка санитарного состояния почвы базируется на выявлении в ней санитарно-показательных микроорганизмов (СПМ). Их наличие свидетельствует о загрязнении почвы выделениями человека и теплокровных животных, а их численность – о степени такого загрязнения. Индексы и титры санитарных показателей, таких как общие и термотолерантные колиформные бактерии, энтерококки, сульфитредуцирующие клостридии, сальмонеллы, энтеровирусы и др., характеризуют чистоту почвы и степень ее биогенного загрязнения.

Перечни СПМ, их допустимое содержание в почве, методы выявления, а также оценка антипатогенной (супрессивной) активности почвы регламентируются международными и/или федеральными нормативными документами. Для выявления СПМ официально рекомендованы как традиционные (классические), так и современные ускоренные методы микробиологических исследований. В числе последних достижений – автоматизированные методы пробоподготовки, посева и учета численности микробных колоний, хромогенные среды и готовые тест-системы (петрифильмы), прецизионные молекулярные методы выявления патогенов – ИФА-экспресс-тесты Singlepath, система мо- лекулярного детектирования (MDS).

В данной статье мы продолжаем рассматривать основные факторы заселения и выживания в почве патогенных микроорганизмов, методы их выявления и профилактики (начало в №1 за 2019 г. ), и начнем с краткой характеристики наиболее значимых микробиологических показателей.

Показатели группы кишечных палочек

Присутствие в наименовании разных СП названия одного и того же СПМ (в частности, кишечной палочки) порождает неразбериху в восприятии и оценке значимости конкретного СП.

Тем не менее, даже при санитарно-микро биолог ическом нормировании почвы и регламентации санитарно-гигиенических требований к одному и тому же биоагенту в разных официальных документах до сих пор отсутствует единый подход.

Так, согласно нормативным документам, показатель, подразумевающий определение численности энтеробактерий в почвенном образце, именуется «БГКП», или же это «кишечные палочки», хотя ни то, ни другое название не отражает сути обсуждаемого показателя.

Показатель БГКП (бактерии группы кишечных палочек) в его традиционном понимании – это грамотрицательные палочки, не обладающие ферментом цитохромоксидазой и способные расти на среде Эндо (дифференциальная лактозная среда с солями желчи), которые при 37 °С за 24 ч сбраживают глюкозу до кислоты и газа.

Подозрительными на БГКП считаются все колонии (любого оттенка с отпечатком или без, с металлическим блеском или без), кроме сухих, пленчатых, морщинистых или склонных к ползучему росту. Однако этими свойствами обладают практически все представители семейства Enterobacteriacea (кроме представителей негазообразующих родов – Shigella, Hafnia и некоторых других). Поскольку в данное семейство входит много сапрофитов и эпифитов, прекрасно размножающихся в окружающей среде в отсутствие хозяина, интегральный показатель численности БГКП не может рассматриваться в качестве корректного показателя фекального загрязнения.

В свою очередь, к E. coli (кишечной палочке) будут относиться грамотрицательные палочки, не обладающие ферментом цитохромоксидазой, дающие типичный рост на среде Эндо, способные сбраживать лактозу до кислоты и газа при 44 °С за 24 ч и образовывать индол на среде с триптофаном. Именно эта бактерия, по ВОЗ (Всемирная организация здравоохранения — World Health Organization) является индексным, а не индикаторным показателем, свидетельствующим о свежем фекальном загрязнении.

На самом же деле, если проанализировать тексты методик, данный показатель является ничем иным, как колиформными бактериями, согласно международной практике, или же общими колиформными бактериями (ОКБ) или лактозоположительными кишечными палочками (ЛКП), согласно отечественной практике. Правда, во второй из них даются необходимые разъяснения по поводу того, что «Показатель «бактерии группы кишечных палочек» (БГКП) приведен соответствие с принятой международной номенклатурой и идентичен показателю «общие колиформные бактерии» (ОКБ)».

К колиформам относятся грамотрицательные бактерии, имеющие форму палочек, способных развиваться в присутствии солей желчных кислот или других поверхностно-активных агентов с аналогичной способностью к подавлению роста и способных ферментировать лактозу при t (35–37 °C) с образованием кислоты, газа и альдегида.

БГКП (ОКБ) включают следующие роды: эшерихия, клебсиелла, энтеробактер, цитробактер и серрации. В настоящее время список бактерий, входящих в состав показателя ОКБ, расширился.

Выбор метода определения ОКБ зависит, прежде всего, от степени предполагаемого загрязнения почвы. При анализе почв с умеренной степенью фекального загрязнения рекомендуется использовать титрационный метод. Для ускоренного анализа слабозагрязненных почв рекомендуется метод мембранной фильтрации. Анализ проб с высокой степенью фекального загрязнения проводится прямым поверхностным посевом разведения почвенной суспензии на поверхность среды Эндо.

Основной плотной дифференциальной средой для определения колиформных показателей в отечественных методиках является среда Эндо. Однако в последних редакциях стандартов ISO (например, ISO 9308-1:2000) среда Эндо заменена другой лактозной средой, включающей Тергитол 7. Причиной такой замены является потенциальная канцерогенность фуксина – анилинового красителя, входящего в состав среды Эндо. Для титрационного метода используют жидкие среды обогащения (Кесслера или ее аналоги). В последние годы широкое распространения получили питательные среды нового поколения, именуемые «хромогенными». В отличие от традиционных сред они позволяют идентифицировать не признак патогена (например, утилизацию лактозы), а конкретные ферменты микроорганизма. Хромогенные среды для идентификации E. coli, например Chromocult или Coli ID, позволяют определять фермент β-глюкуронидазу, высокоспецифичный для эшерихий. Наличие этого фермента и способности образовывать индол с 95%-ной вероятностью свидетельствует о принадлежности энтеробактерий к виду E. coli. Эти же среды позволяют определять и β-галактозидазу, характерную для ОКБ.

Ценность этого диагностического теста, однако, сомнительна, так как данным ферментом обладают и аэромонады – свободноживущие оксидазоположительные палочки, не относящиеся к ОКБ. Компания Merck усовершенствовала хромогенную среду Chromocult EC, включив в нее селективную добавку, ингибирующую рост аэромонад.

Из инновационных технологий, до недавнего времени преимущественно используемых в области санитарной бактериологии воды, отметим петрифильмы – тест-системы с сухими средами на специальных пластиковых подложках. Примером таких тест-систем, используемых для идентификации колиформ (ОКБ, ТКБ), являются две марки петрифильмов 3МТМ – СС и HSCC. Их уникальность заключается в простоте использования: исключается трудоемкий этап приготовления питательных сред, облегчаются хранение и утилизация использованных тест-систем.

Однако их главное преимущество перед традиционными средами и петрифильмами других производителей заключается в том, что петрифильмы 3МТМ уже на этапе первичного посева при получении изолированных колоний позволяют определять не только их способность утилизировать лактозу до кислоты, но и выявлять газообразование бактерий. Это позволяет в большинстве случаев сократить анализ до 1–2 суток. Кроме того, петрифильмы (в отличие от среды Эндо) можно инкубировать при 44 °С, что позволяет в полной мере использовать селективный фактор высокой температуры уже на этапе первичного посева. Все это существенно сокращает время и трудоемкость анализа на ТКБ.

Индекс энтерококков

Энтерококки (род семейства Enterococcaceae) – грамположительные, не образующие каталазу кокки; они полиморфны, слегка вытянутые, с заостренными концами, располагающиеся в виде диплококков или коротких цепочек, реже одиночно. По физиологическим характеристикам бактерии очень близки к стрептококкам. Основными симбионтами микрофлоры кишечника человека являются два вида энтерококков: E. faecalis (90–95%) и E. faecium (5–10%).

Энтерококки– постоянные обитатели кишечника человека и теплокровных животных. Как и кишечная палочка, они не размножаются в почве и воде, но более устойчивы к всевозможным физическим и химическим воздействиям, в частности, к действию повышенных концентраций солей, колебаниям рН, нагреванию до 60 °С, хлорированию. Это позволило использовать энтерококки не только как показатель свежего фекального загрязнения, но и как важный технологический показатель чистоты различных объектов.

При исследовании почвы энтерококки имеют преимущество перед кишечной палочкой. В их пользу как СПМ свидетельствует также наличие высокоселективных сред для их выявления. Энтерококк введен как дополнительный СП фекального загрязнения воды: с 1958 г. – в Международный стандарт ВОЗ по исследованию питьевой воды, с 1960 г. – в стандарт США по исследованию питьевой и сточной воды, с 1963 г. – в Европейский стандарт ISO. В международном стандарте подчеркнуто, что при обнаружении в исследуемых объектах атипичных (лактозоотрицательных) кишечных палочек наличие или отсутствие энтерококка является решающим для суждения о наличии или отсутствии фекального загрязнения.

Согласно рекомендациям ВОЗ, в последнее время рекомендуется определять не групповой по казатель – «энтерококки» (Enterococcus faecalis, E. faecium, E. durans), а непосредственно санитарнопоказательный вид Enterococcus faecalis.

В отечественной нормативной базе определение энтерококков рекомендуется при контроле качества обеззараживания сточных вод, санитарного состояния почвы и ряда пищевых продуктов.

Определение энтерококков проводится как прямым, так и титрационным методами (НВЧ). При прямом определении широко используется метод мембранной фильтрации. Для выделения энтерококков с одинаковой эффективностью может использоваться энтерококковый агар – азидная среда с ТТХ (трифенилтетразолий хлористый), либо щелочной агар с полимиксином. В качестве жидкой среды обогащения для метода НВЧ используется щелочной бульон с полимиксином. Рекомендуются также молочно-ингибиторная среда и желточная среда Турчинского.

Споры сульфитредуцирующих клостридий и Clostridium perfringens

Сульфитредуцирующие клостридии (СРК) – это крупные облигатно анаэробные грамположительные спорообразующие палочки, у которых диаметр спор превышает диаметр вегетативной клетки. Данная группа клостридий обладает свойством восстанавливать сульфиты до сульфидов, что используется при их идентификации. Считается, что способностью редуцировать сульфиты обладают только споровые анаэробы кишечного происхождения, что позволило выделить эту группу микроорганизмов как санитарно-показательную. Доминирующим представителем СРК является Clostridium perfringens. Эта бактерия является постоянным и нормальным обитателем кишечного тракта, хотя по численности она значительно уступает E. coli. Споры СРК и Clostridium perfringens в частности обладают высокой устойчивостью в окружающей среде, поэтому их обнаружение в почве свидетельствует о некогда имевшем место фекальном загрязнении. Однако с учетом того, что СРК способны при благоприятных условиях размножаться в окружающей среде (и особенно в почве), их ценность как показателя фекального загрязнения низкая. С другой стороны, высокая устойчивость спор к агрессивным воздействиям внешней среды и, в том числе, к дезинфицирующим и стерилизующим мероприятиям, делает споры СРК важным технологическим показателем, позволяющим оценить качество обеззараживания (например, почвосубстратов, воды, пищевых продуктов). При дефектах в технологии обеззараживания спорообразующие клостридии будут первыми из бактерий, кто преодолеет этот барьер. Кроме того, СРК относятся к индикаторным микроорганизмам, поскольку наличие их спор в почве будет указывать на возможное присутствие сходных по устойчивости цист и ооцист простейших и яиц гельминтов.

В РФ количественный учет спор СРК предусмотрен при санитарных исследованиях почвы, лечебных грязей, воды открытых водоемов, контроле качества водоподготовки. При контроле почв данный показатель именуется перфрингенс-титром. Перфрингенс-титр – это наименьшее весовое количество почвы (г), в котором обнаруживаются жизнеспособные клетки C. рerfringens. Для выявления спор СРК и Clostridium perfringens чаще всего используют железосульфитный агар (среду Вильсон-Блер), реже – среду Китта-Тароции.

СРК и Clostridium perfringens в сравнении с другими споровыми анаэробами являются менее строгими анаэробами, что позволяет выращивать их в аэробных условиях с использованием редуцированных сред (прогретых до 75 °С и быстро охлажденных). Нагревание приводит к снижению растворимости газов, в результате чего кислород покидает питательную среду, а быстрое охлаждение не позволяет ему вновь насытить ее.

В настоящее время для выделения и учета спор СРК используют высокочувствительные и высоко- специфичные коммерческие среды, содержащие соли тиогликолевой кислоты и добавки антибиотиков, например SPS-агар. Соли тиогликолевой кислоты обеспечивают более высокую степень анаэробиоза, благодаря чему повышается чувствительность метода, а добавка антибиотиков повышает его специфичность.

Определение проводят прямым глубинным посевом в пробирках, двухслойным чашечным методом, методом мембранной фильтрации или методом НВЧ. Благодаря редукции сульфитов на железосульфитном агаре и сходных средах СРК и Clostridium perfringens образуют колонии в виде черных пушинок или комочков ваты.

Для идентификации Clostridium perfringens дополнительно определяют подвижность клеток, каталазную активность, редукцию нитратов, утилизацию лактозы, разжижение желатина и «штормовую реакцию» (при росте на лакмусовом молоке). Бактерии грамположительны, сбраживают лактозу, редуцируют нитраты в нитриты, как правило, разжижают желатин, на лакмусовом молоке дают выраженную «штормовую реакцию», лишены каталазной активности. Clostridium perfringens – это важный критерий для оценки санитарного состояния почвы, ее самоочищающей способности.

Установлено, что в загрязненной фекалиями почве уже через 4–5 месяцев исчезают БГКП, а C. рerfringens обнаруживаются в титре 0,01 г. Следовательно, перфрингенс-титр позволяет объективно судить о давности фекального загрязнения.

Потенциально патогенные микроорганизмы

Эта группа показателей включает оценку численности патогенных и условно-патогенных микроорганизмов, обнаруживаемых в различных объектах окружающей среды. Некоторые из них, например сальмонеллы, будучи патогенами, в то же время свидетельствуют о фекальном загрязнении почвы, являясь, по сути, СПМ – индикатором возможного наличия в почве других болезнетворных микроорганизмов. Отдельные представители данной группы для одних объектов являются СПМ, а для других – потенциально патогенными (C. perfingens, B. cereus и др.).

Сальмонеллы попадают в почву и другие объекты внешней среды только с фекалиями человека и животных. Поэтому их наличие в исследуемом субстрате свидетельствует о его фекальном загрязнении. Вне организма эти бактерии обычно не способны к рамножению (за исключением пищевых продуктов).

С учетом того, что сальмонеллы являются еще и одними из самых распространенных возбудителей острых кишечных за- болеваний, их относят к важным СПМ – индикаторам возможного присутствия в почве других болезнетворных бактерий со сходным патогенезом (шигелл, диареегенных эшерихий и др.).

В большинстве случаев определение сальмонелл в почве проводят качественным методом. Поскольку их в почве заведомо меньше, чем сопутствующей микрофлоры, все методики определения сальмонелл включают обязательный этап их селективного обогащения в жидких элективных средах (селенитовый бульон, магниевая или тетратионатная среды и др.). Селективное обогащение выполняется не менее чем на двух разных средах.

После обогащения исследуемый материал высевается, как минимум, на две плотные дифференциальные среды, например, SS-агар и висмут-сульфитный агар. На среде с SS-агаром, помимо способности бактерий утилизировать лактозу (сальмонеллы лактозоотрицательны), определяется их способность образовывать сероводород (колонии таких микроорганизмов имеют черный центр). Среди лактозоотрицательных микроорганизмов, кроме сальмонелл, сероводород образуют только протеи, провиденции и некоторые другие. На висмутсульфитном агаре сальмонеллы в большинстве случаев образуют темно-серые или черные колонии с черным отпечатком под колонией и темным ореолом. Типичные для сальмонелл колонии идентифицируют по биохимическим и антигенным свойствам.

В настоящее время известны новые, более эффективные дифференциальные среды для выделения сальмонелл. В их числе XLT-4 агар, на котором подавляется рост протея, что крайне важно при исследовании почв, или хромогенный Rambach-агар.

Недавние инновационные разработки в данной области позволили существенно сократить время анализа. Так, петрифильмы (3M™ Petrifilm™ Salmonella Express System, SALX) позволяют выявлять сальмонеллы в 2–3 раза быстрее в сравнении с классическим методом.

Показатели биологической активности почвы

Исследования по биологической активности почвы проводятся с целью углубленной оценки ее санитарного состояния и способности к самоочищению.

Основными интегральными показателями биологической активности почвы являются: общее микробное число (ОМЧ), численность основных групп почвенных микро- организмов (сапротрофных бактерий, актиномицетов, микромицетов), показатели интенсивности трансформации соединений углерода и азота («дыхание» почвы, «санитарное число», динамика аммиака и нитратов, азотфиксация, аммонификация, нитрификация, денитрификация), активность ферментативных систем, динамика кислотности, ОВП, другие показатели.

Перечень конкретных показателей биологической активности почвы определяется целями исследования, природой и интенсивностью загрязнения, характером землепользования. На первом этапе исследований целесообразно использовать наиболее простые и ускоренно определяемые информативные интегральные показатели: «дыхание» почвы, ОМЧ, рН и ОВП, динамику аммиака и нитратов. Дальнейшая более углубленная оценка проводится в соответствии с полученными результатами и конкретными задачами исследования.

Протоколы оценки биологической активности почвы приведены в «Методических указаниях по гигиеническому обоснованию ПДК химических веществ в почве»» (от 05.08.82 № 2609-82). Так, по показателям биологической активности почву относят к «не- загрязненной» при изменениях (в сравнении с чистой здоровой почвой аналогичного типа) микробиологических показателей до 50%, биохимических показателей – до 25% .

Чистая, здоровая почва характеризуется эталонной динамикой важнейших интегральных биологических процессов, таких как: гетеротрофная активность (интенсивность почвенного дыхания), трансформация соединений азота, способность к самоочищению (от ксенобиотических и природных поллютантов) и др.

Оценка антипатогенных свойств почвы

Самоочищение почвы от болезнетворных микроорганизмов может происходить при воздействии на них неблагоприятных факторов среды, отсутствии необходимого питательного субстрата и, что немаловажно, вследствие антагонистического воздействия других геобионтов – бактериофагов, бактерийпаразитов, грибов, простейших, корневых экссудатов. Интересно, что в ризосфере ряда растений происходит либо более быстрое отмирание патогенов, либо, напротив, сроки их выживания возрастают.

Определение антипатогенных свойств почвы в отношении целевых групп болезнетворных микроорганизмов предложено использовать в качестве ускоренного ориентировочного и достаточно чувствительного теста.

Метод позволяет получать предварительные сведения о способности почвы самоочищаться от патогенных и условно-патогенных микроорганизмов. Низкая степень ингибиторного действия почвы в отношении патогенных микроорганизмов (либо динамика его снижения) свидетельствует об условиях, способствующих выживанию возбудителя. Антипатогенная способность почвы классифицируется по 5-балльной шкале: 1 – 0÷20% колоний выживших патогенов – супрессивная почва, 5 – 81÷100% этих колоний – абсолютно кондуктивная почва.

Антипатогенные свойства почвы оценивают качественным и полуколичественным методами. В последнем случае по всей поверхности дна стерильной чашки Петри равномерно вносится 10 г исследуемой нативной почвы. Затем поверхность почвы в чашке заливают 10 мл расплавленного и остуженного голодного агара. Для выявления исследуемого тест-патогена после застывания агара на него наслаивают 10 мл расплавленной и остуженной питательной среды. На поверхность застывшей питательной среды помещают подготовленный мембранный фильтр. На его поверхность в местах, заранее отмеченных точками, высевают тест-организм, суспензированный в изотоническом растворе NaCl с титром

108/мл бактериальных клеток. Условия культивирования подбирают с учетом потребностей оцениваемого патогена. Результаты учитывают, подсчитывая выросшие колонии в точках посева. Процент пророста (выход, Р) рассчитывается как количество выросших колоний к количеству посевов. Токсичность почвы (Т%) рассчитывают по формуле: Т = 100 – Р. Метод позволяет установить абсолютную токсичность или супрессивность почвы (если не вырастает ни одна колония), отсутствие токсичности (на местах всех посевов вырастают колонии) и различную степень токсичности (прорастает только часть засеянных точек).

Результаты оценки самоочищающей (супрессивной) способности почвы в отношении целевых болезнетворных микроорганизмов позволяют предварительно характеризовать антипатогенные (самоочищающие) свойства почвы.

Здоровая, чистая, супрессивная почва способна (в определенных пределах) к элиминированию заселяющих ее патогенных микроорганизмов. Усилия землепользователей должны быть направлены на поддержание и интенсификацию ее самоочищения – этого уникального природного феномена.

Источник