izvkgtuИзвестия КГТУKSTU News1997-3071Калининградский государственный технический университет10.46845/1997-3071-2024-75-40-51izvkgtu-112Research ArticleБИОЛОГИЯ, ЭКОЛОГИЯ И РЫБНОЕ ХОЗЯЙСТВОBIOLOGY, ECOLOGY AND FISHERIESБактерии рода Proteus в пробочных продуктах животноводства и почвеProteus bacteria in animal by-products and soilhttps://orcid.org/0000-0001-9695-7146ПилипЛ. В.PilipL. V.

Лариса Валентиновна Пилип – кандидат ветеринарных наук, доцент

Киров

Larisa V. Pilip – PhD in Veterinary, Associate Professor

Kirov

pilip_larisa@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8049-6760СырчинаН. В.SyrchinaN. V.

Надежда Викторовна Сырчина – кандидат химических наук, доцент, старший научный сотрудник

Киров

Nadezhda V. Syrchina – PhD in Chemistry, Associate Professor, Senior Researcher

Kirov

nvms1956@mail.ruВятский государственный агротехнологический университетРоссияVyatka State Agrotechnological UniversityRussian FederationВятский государственный университетРоссияVyatka State UniversityRussian Federation2024200320250754051Copyright © Пилип Л.В., Сырчина Н.В., 20252025Пилип Л.В., Сырчина Н.В.Pilip L.V., Syrchina N.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.klgtu.ru/jour/article/view/112

Применение побочных продуктов животноводства в качестве органических удобрений сопряжено с риском загрязнения окружающей среды широким спектром разнообразных микроорганизмов (МО), в том числе санитарно-показательными бактериями рода Proteus spp. В рамках настоящей работы проанализированы пробы почвы, отобранные на пахотном поле, удобряемом откачиваемой из лагун обезвреженной жидкой фракцией свиных навозных стоков (ЖФ), а также пробы почвы, отобранные на расстоянии 500– 600 м от границ поля. Во всех пробах выявлены P. vulgaris (показатель загрязнения почвы органическими веществами животного происхождения) и P. mirabilis (показатель фекального загрязнения). Количество Proteus spp. в удобряемой ЖФ пашне оказалось выше, чем в свином кале и свежей ЖФ (сразу после сепарации), т. е. почва является хорошей средой обитания для бактерий этого рода. Территории, находящиеся в сфере влияния животноводческих комплексов, можно рассматривать в качестве мест резервации условно-патогенных бактерий рода Proteus. Влияние различных способов обработки ЖФ на численность Proteus оценивали в лабораторных условиях. Для обработки ЖФ использовали различные типы сурфактантов (катионные, анионные, неионогенные), гипохлорит натрия, серную кислоту (подкисление до рН 5,5), а также приемы аэрации и создания анаэробных условий. Время наблюдений составило 14 суток. Для микробиологических исследований использовали образцы сформировавшихся на поверхности ЖФ биопленок и бактериопланктона. Количество Proteus spp. в биопленках всех вариантов эксперимента оказалось на 2–3 порядка ниже, чем в бактериопланктоне. Аэрация и анаэробные условия на численность Proteus spp. влияния не оказали. Применение неионогенного поверхностно-активного вещества (ПАВ) и подкисление снизило численность Proteus spp. в 10 раз, обработка ЖФ NaОCl, катионным и анионным ПАВ привела к снижению количества соответствующих бактерий на 2 порядка.

The use of animal by-products as organic fertilizers is associated with the risk of environmental pollution by a wide range of various microorganisms, including sanitary-indicative bacteria of the genus Proteus spp. The article analyzed soil samples taken in an arable field fertilized by the neutralized liquid fraction of pig manure effluent (ME) pumped out of lagoons, as well as soil samples harvested at a distance of 500–600 m from the boundaries of the field. P. vulgaris (an indicator of soil contamination with organic substances of animal origin) and P. mirabilis (an indicator of fecal contamination) were detected in all samples. The amount of Proteus spp. in the arable land fertilized with ME turned out to be higher than in pig feces and fresh ME (immediately after separation), so the soil is a good habitat for bacteria of this genus. Territories under the influence of livestock complexes can be considered as places of reservation of opportunistic bacteria of the genus Proteus. The effect of various methods of processing the liquid fraction on the number of Proteus was evaluated in the laboratory. Various types of surfactants (cationic, anionic, nonionic), sodium hypochlorite, sulfuric acid (acidification to pH 5,5), as well as methods of aeration and creation of anaerobic conditions were used for the processing of liquid fraction. The observation time was 14 days. Samples of biofilms and bacterioplankton were used for microbiological research. The number of Proteus spp. in the biofilms of all experimental variants turned out to be 2–3 orders lower than in bacterioplankton. Aeration and anaerobic conditions had no effect on the abundance of Proteus spp. The use of nonionic surfactants and acidification reduced the number of Proteus spp. by 10 times, processing with NaОCl, cationic and anionic surfactants led to a decrease in the number of corresponding bacteria by 2 orders.

Proteusсанитарно-показательные микроорганизмынавозные стокизагрязнение почвыProteussanitary-indicative microorganismsmanure effluentssoil contaminationReferencesОб утверждении требований к обращению побочных продуктов животноводства: Постановление Правительства РФ от 31.10.2022 № 1940. URL: http://publication.pravo.gov.ru/Document/View/0001202211030028 (дата обращения: 05.04.2024).Ob utverzhdenii trebovaniy k obrashcheniyu pobochnykh produktov zhivotnovodstva: рostanovlenie pravitelstva RF ot 31.10.2022 no. 1940 [On approval of requirements for the circulation of animal by-products: decree of the Government of the Russian Federation no. 1940 dated 31.10.2022]. Available at: http://publication.pravo.gov.ru/Document/View/0001202211030028 (accessed 18 May 2024).Брюханов А. Ю., Васильев Э. В., Шалавина Е. В. Проблемы обеспечения экологической безопасности животноводства и наилучшие доступные методы их решения // Региональная экология. 2017. № 1 (47). С. 37–43.Bryukhanov A. Yu., Vasiliev E. V., Shalavina E. V. Problemy obespecheniya ekologicheskoy bezopasnosti zhivotnovodstva i nailuchshie dostupnye metody ikh resheniya [Challenges of environmental safety in livestock farming and best available methods to address them]. Regionalnaya ekologiya, 2017, no. 1 (47), pp. 37–43.Пилип Л. В. Анализ экологических рисков отрасли свиноводства в Кировской области // Вестник Вятской ГСХА. 2020. № 1(3). С. 1–5.Pilip L. V. Analiz ekologicheskikh riskov otrasli svinovodstva v Kirovskoy oblasti [Analysis of environmental risks of the pig industry in the Kirov region]. Vestnik Vyatskoy GSKhA, 2020, nо. 1(3), рр. 1–5.Drzewiecka D. Significance and Roles of Proteus spp. Bacteria in Natural Environments // Microbial Ecology. 2016. V. 72. P. 741–758.Drzewiecka D. Significance and Roles of Proteus spp. Bacteria in Natural Environments. Microbial Ecology. 2016. V. 72. Р. 741–758.Конищева А. С., Лещева Н. А., Плешакова В. И. Микробиологический спектр возбудителей при желудочно-кишечной патологии у животных // Вестник КрасГАУ. 2022. № 2(179). С. 106–112.Konishcheva A. S., Leshcheva N. A., Pleshakova V. I. Mikrobiologicheskiy spektr vozbuditeley pri zheludochno-kishechnoy patologii u zhivotnykh [Pathogens microbiological spectrum in gastrointestinal pathology in animals]. Vestnik KrasGAU, 2022, nо. 2, рр. 106–112.Распространенность и лекарственная устойчивость Proteus spp. в ортопедо-травматологических отделениях / С. И. Швед, З. С. Науменко, Л. В. Розова, Т. С. Шалагинова, Н. М. Клюшин // Гений ортопедии. 2004. № 3. С. 20–24.Shved S. I., Naumenko Z. S., Rozova L. V., Shalaginova T. S., Klyushin N. M. Rasprostranennost' i lekarstvennaya ustoychivost' Proteus spp. v ortopedo-travmatologicheskikh otdeleniyakh [Prevalence and drug resistance of Proteus spp. in orthopedic and traumatology departments]. Geniy ortopedii, 2004, no. 3, рр. 20–24.Armbruster C. E., Mobley H. L. T, Pearson M. M. Pathogenesis of Proteus mirabilis infection // EcoSal Plus. 2018. URL: https://journals.asm.org/doi/epub/10.1128/ecosalplus.esp-0009-2017 (дата обращения: 18.05.2024).Аrmbruster C. E., Mobley H. L. T, Pearson M. M. Pathogenesis of Proteus mirabilis infection, EcoSal Plus, 2018, available at: https://journals.asm.org/doi/epub/10.1128/ecosalplus.esp-0009-2017 (accessed 18 May 2024).Proteus spp. as putative gastrointestinal pathogens / A. L. Hamilton, M. A. Kamm, S. C. Ng, M. Morrison // Clinical microbiology reviews. 2018. V. 31. N 3. Article No. 10.1128/cmr.00085-17.Hamilton A. L., Kamm M. A., Ng S. C., Morrison M. Proteus spp. as putative gastrointestinal pathogens. Clinical microbiology reviews. 2018. V. 31. N 3. Article No. 10.1128/cmr. 00085-17.High prevalence of multidrug resistant enterobacteriaceae isolated from wastewater and soil in Jos Metropolis, Plateau State, Nigeria / A. C. Ngene, C. G. Ohaegbu, I. E. Awom, J. O. Egbere, I. A. Onyimba, O. D. Coulthard // African Journal of Bacteriology Research. 2021. V. 13. N 2. P. 22–29.Ngene A. C., Ohaegbu C. G., Awom I. E., Egbere J. O., Onyimba I. A., Coulthard O. D. High prevalence of multidrug resistant enterobacteriaceae isolated from wastewater and soil in Jos Metropolis, Plateau State, Nigeria. African Journal of Bacteriology Research. 2021. V. 13. N 2. Р. 22–29.Abdulrraziq A. A., Salih S. M. Proteus genus sensitivity testing for various classes of antibiotics // Scientific Journal for Faculty of Science-Sirte University. 2023. V. 3. N 2. P. 110–144.Abdulrraziq A. A., Salih S. M. Proteus genus sensitivity testing for various classes of antibiotics. Scientific Journal for Faculty of Science-Sirte University. 2023. V. 3. N 2. Р. 110–144.Girlich D., Bonnin R. A., Dortet L., Naas T. Genetics of acquired antibiotic resistance genes in Proteus spp. // Antimicrobials, Resistance and Chemotherapy. 2020. URL: https://www.frontiersin.org/journals/microbiology/articles/10.3389/fmicb.2020.00256/full (дата обращения: 18.05.2024).Girlich D., Bonnin R. A., Dortet L., Naas T. Genetics of acquired antibiotic resistance genes in Proteus spp. Antimicrobials, Resistance and Chemotherapy, 2020, available at: https://www.frontiersin.org/journals/microbiology/articles/10.3389/fmicb.2020.00256/full (accessed 18 May 2024).Anju M., Kuruvilla T. S. Characterization of genus Proteus isolated from various clinical specimens and detection of extended-spectrum β-lactamase production // Chrismed Journal of Health and Research. 2023. V. 10. N 1. P. 11–15.Anju M., Kuruvilla T. S. Characterization of genus Proteus isolated from various clinical specimens and detection of extended-spectrum β-lactamase production. Chrismed Journal of Health and Research. 2023. V. 10. N 1. Р. 11–15.Isolation and characterization of a heterotrophic nitrifier Proteus mirabilis strain V7 and its potential application in NH 4+-N removal / W. W. Zhang, Z. Y. Andong, M. Zhang, Q. N. Wang, Y. Q. Wei, & L. X. Chen // Annals of microbiology. 2014. V. 64. P. 1231–1238.Zhang W. W., Andong Z. Y., Zhang M., Wang Q. N., Wei Y. Q., Chen L. X. Isolation and characterization of a heterotrophic nitrifier Proteus mirabilis strain V7 and its potential application in NH4+-N removal. Annals of microbiology. 2014. V. 64. Р. 1231–1238.Трансформация микробиоты отходов животноводства под влиянием химических реагентов для устранения запаха / Е. П. Колеватых, Л. В. Пилип, Н. В. Сырчина, В. А. Козвонин, Т. Я. Ашихмина // Теоретическая и прикладная экология. 2022. № 4. С. 159–165.Kolevatykh E. P., Pilip L. V., Syrchina N. V., Kozvonin V. A., Ashikhmina T. Ya. Transformatsiya mikrobioty otkhodov zhivotnovodstva pod vliyaniem khimicheskikh reagentov dlya ustraneniya zapakha [Transformation of the microbiota of animal husbandry waste under the influence of chemical reagents to eliminate odor]. Teoreticheskaya i prikladnaya ekologiya, 2022, nо. 4, рр. 159–165.Колиформные бактерии как компоненты биопленок навозных стоков / Л. В. Пилип, Н. В. Сырчина, Т. Я. Ашихмина, Е. П. Колеватых // Юг России: экология, развитие. 2023. Т. 18. № 3(68). С. 118–125.Pilip L. V., Syrchina N. V., Kolevatykh E. P., Rutman V. V. Vliyanie razlichnykh tipov poverkhnostno-aktivnykh veshchestv na emissiyu gazov i mikrobiotu zhidkoy fraktsii navoznykh stokov [Influence of various types of surfactants on gas emissions and microbiota of the liquid fraction of manure effluents]. Yug Rossii: ekologiya, razvitie, 2023, vol. 18, nо. 3 (68), рр. 118–125.Пилип Л. В., Сырчина Н. В. Влияние синтетических поверхностно-активных веществ на микробный состав биопленки навозных стоков // Известия КГТУ. 2024. № 73. С. 24–35.Pilip L. V., Syrchina N. V. Vliyanie sinteticheskikh poverkhnostno-aktivnykh veshchestv na mikrobnyy sostav bioplenki navoznykh stokov [Influence of synthetic surfactants on the microbial composition of manure biofilm]. Izvestiya KGTU, 2024, no. 73, рр. 24–35.Влияние гипохлорита натрия на микробиоту и запах навозных стоков / Н. В. Сырчина, Л. В. Пилип, Е. П. Колеватых, Т. Я. Ашихмина, Д. А. Кузнецов // Поволжский экологический журнал. 2023. № 1. С. 107–116.Syrchina N. V., Pilip L. V., Kolevatykh E. P., Ashikhmina T. Ya., Kuznetsov D. A. Vliyanie gipokhlorita natriya na mikrobiotu i zapakh navoznykh stokov [The effect of sodium hypochlorite on the microbiota and odor of manure effluents]. Povolzhskiy ekologicheskiy zhurnal, 2023, no. 1, рр. 107–116.Городова А. С., Тюменцева В. С. Выживаемость Proteus и Klebsiella на объектах внешней среды // Научный электронный журнал «Меридиан». 2022. № 1(63). С. 135–137. URL: https://meridian-journal.ru/site/article0eb3/?ysclid=m0duh8q0i4443024858 (дата обращения: 18.05.2024).Gorodova A. S., Tyumentseva V. S. Vyzhivaemost' Proteus i Klebsiella na ob''ektakh vneshney sredy [Survival of Proteus and Klebsiella on environmental objects]. Nauchnyy elektronnyy zhurnal “Meridian”, 2022, no. 1 (63), рр. 135–137, available at: https://meridian-journal.ru/site/article0eb3/?ysclid=m0duh8q0i4443024858 (accessed 18 May 2024).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.