izvkgtuИзвестия КГТУKSTU News1997-3071Калининградский государственный технический университет10.46845/1997-3071-2023-68-46-54izvkgtu-26Research ArticleБИОЛОГИЯ, ЭКОЛОГИЯ И РЫБНОЕ ХОЗЯЙСТВОBIOLOGY, ECOLOGY AND FISHERIESРоль аммонификаторов в эмиссии аммиака из свиных навозных стоковThe importance of microorganisms-ammonifiers of manure effluents in the emission of ammoniahttps://orcid.org/0000-0001-9695-7146ПилипЛ. В.PilipL. V.

 Лариса Валентиновна Пилип, кандидат ветеринарных наук, доцент кафедры зоогигиены, физиологии и биохимии 

 Larisa V. Pilip, PhD in Veterinary sciences, Associate Professor of the Department of Zoological Hygiene, Physiology and Biochemistry 

 Kirov 

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

 Надежда Викторовна Сырчина, кандидат химических наук, доцент кафедры фундаментальной химии и методики обучения химии, старший научный сотрудник лаборатории биомониторинга ВятГУ и Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук 

 Киров 

 Nadezhda V. Syrchina, PhD in Chemistry, Associate Professor of the Department of Fundamental Chemistry and Chemistry Teaching Methods, Senior Researcher of the Laboratory of Biomonitoring of Vyatka State University and Komi of the research center of Ural division of the Russian Academy of Sciences

 Kirov 

nvms1956@mail.ruВятский государственный агротехнологический университетРоссияVyatka State Agrotechnological UniversityRussian FederationВятский государственный университетРоссияUniversity Vyatka State UniversityRussian Federation2023180320250684654Copyright © 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/26

Экологическая безопасность функционирования животноводческих и птицеводческих промышленных комплексов является приоритетным направлением успешного развития сельского хозяйства. При хранении органических отходов (навоз, навозные стоки, помет) в лагунах в течение 6–12 мес. происходит эмиссия N-содержащих соединений, в том числе аммиака. К негативным экологическим последствиям образования данных соединений относятся изменение биоразнообразия флоры и фауны водных водоемов, химическая и микробная деградация пахотных земель сельскохозяйственных угодий и загрязнение атмосферного воздуха, в том числе запаховое. Существенная роль в микробиологическом разложении органических компонентов навозных стоков принадлежит микроорганизмам-аммонификаторам родов Pseudomonas, Bacillus, Clostridium, Proteus. Изучение их функции в эмиссии аммиака, а также влияния различных условий хранения на видовое разнообразие и численность аммонификаторов является перспективным направлением, позволяющим контролировать эмиссию N-содержащих соединений. В ходе наших исследований обнаружено, что в свежих навозных стоках доминируют аммонификаторы Peptostreptococcus anaerobius. Количественный и качественный состав микроорганизмов изменяется в зависимости от сроков и условий хранения (подкисление навозных стоков). При хранении наибольшей численности аммонификаторы достигают на 14-й день. На 7-й день отмечено превалирование Clostridium spp., а на 14-й – E. Сoli. Подкисление навозных стоков 10%-ным раствором серной кислоты до рН 5,3±0,2 значительно снижает численность микроорганизмов-аммонификаторов на 98,89 % на 7-й и 89,05 % – на 14-й дни, соответственно, в сравнении с исходными значениями. Активность Proteus spр. подавляется полностью, что приводит к абсолютному исчезновению микроорганизма из навозных стоков. Наиболее устойчивыми к подкислению оказались Clostridium sрр. Применение технологии подкисления навозных стоков позволит уменьшить негативное воздействие свиноводческих предприятий на экосистемы благодаря значительному снижению NH3, попадающего в окружающую среду.

Organic waste from livestock and poultry complexes (manure, manure drains, manure) should be environmentally safe for the environment. Negative environmental consequences of the emission of N-containing compounds include changes in the biodiversity of flora and fauna of water bodies, chemical and microbial degradation of arable lands of agricultural lands and atmospheric air pollution, including odorous. When storing organic waste in lagoons for 6–12 months, the emission of N-containing compounds, including ammonia, occurs. Microbiological processes in manure runoff occur with the participation of microorganisms-ammonifiers. There are Pseudomonas, Bacillus, Clostridium, Proteus. In the course of our research, it has been found that Peptostreptococcus anaerobius ammonifiers dominate in fresh manure drains. The quantitative and qualitative composition of ammonifiers varies depending on the terms and conditions of storage (acidification of manure drains). During storage, the largest number of ammonifiers is reached on the 14th day. On the 7th day, the prevalence of Clostridium spp. was noted, and on the 14th day- E. Coli prevailed. Acidification of manure effluents with a 10 % solution of sulfuric acid to a pH of 5.3 ± 0.2 significantly reduces the number of microorganisms-ammonifiers by 98.89 % on the 7th and 89.05 % and 14th days, respectively, in comparison with the initial values. The activity of Proteus spp. is completely suppressed, which leads to the complete disappearance of the microorganism from the manure drains. The most resistant to acidification were Clostridium spp. Application of the technology of acidification of manure effluents will reduce the negative impact of pig breeding enterprises on ecosystems due to a significant reduction in NH3 entering the environment from manure effluents.

микроорганизмы-аммонификаторысвиные навозные стокисерная кислотаэмиссия аммиакаmicroorganisms-ammonifierspig manure effluentssulfuric acidammonia emissionReferencesТарасов С. Скандинавский опыт снижения экологических рисков при интенсивном применении органических удобрений // Международный сельскохозяйственный журнал. 2017. № 3. С. 32–37.Tarasov S. Skandinavskiy opyt snizheniya ekologicheskikh riskov pri intensivnom primenenii organicheskikh udobreniy [Scandinavian experience of reducing environmental risks with the intensive use of organic fertilizers]. Mezhdunarodnyy selskokhozyaystvennyy zhurnal, 2017, no. 3. pp. 32–37.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.Гриднев П. И., Гриднева Т. Т., Шведов А. А. Эмиссия аммиака и ее последствия для окружающей среды // Вестник ВНИИМЖ. 2018. №1 (29). С. 42–49.Gridnev P. I., Gridneva T. T., Shvedov A. A. Emissiya ammiaka i ee posledstviya dlya okruzhayushchey sredy [Emission of ammonia and its consequences for the environment]. Vestnik VNIIMZH, 2018, no. 1 (29), pp. 42–49.Влияние подкисления на численность и состав продуцентов аммиака в навозных стоках свиноферм / Н. В. Сырчина, Л. В. Пилип, В. А. Козвонин, Е. П. Колеватых // Биодиагностика состояния природных и природнотехногенных систем: материалы ХVIII Всероссийской научно-практической конференции c международным участием. Киров, 2020. С. 54–57.Syrchina N. V., Pilip L. V., Kozvonin V. A., Kolevatykh E. P. Vliyanie podkisleniya na chislennost’ i sostav produtsentov ammiaka v navoznykh stokakh svinoferm [The effect of acidification on the number and composition of ammonia producers in pig farm manure effluents]. Trudy ХVIII Vserossiyskoy nauchnoprakticheskoy konferentsii c mezhdunarodnym uchastiem “Biodiagnostika sostoyaniya prirodnykh i prirodno-tekhnogennykh system” [Proceedings of the All-Russian scientific and practical conference with international participation “Biodiognotics of the state of environmental and technogenic systems]. Kirov, 2020, pp. 54–57.Какарека С. В., Мальчихина А. В. Аммиак в атмосферном воздухе: источники поступления, уровни содержания, регулирование: монография. Минск: Беларуская навука, 2016. 253 с. URL: https://biblioclub.ru/index.php?page=book_red&id=467627 (дата обращения: 16.05.2022).Kakareka S. V., Malchikhina A. V. Ammiak v atmosfernom vozdukhe: istochniki postupleniya, urovni soderzhaniya, regulirovanie: monografiya [Ammonia in atmospheric air: sources of intake, levels of content, regulation]. Minsk, Belаruskaya navuka, 2016. 253 p., available at: https://biblioclub.ru/index.php?page=book_red&id=467627 (Accessed 16 May 2022).Reducing Ammonia Emissions from Agriculture. URL: https://www.yara.com/globalassets/pure-nutrient-ammonia/reducing-ammonia-emissions-fromagriculture.pdf (дата обращения: 16.05.2022).Reducing Ammonia Emissions from Agriculture. Аvailable at: https://www.yara.com/globalassets/pure-nutrient-ammonia/reducing-ammonia-emissions-from-agriculture.pdf (Accessed 16 May 2022).РД–АПК 1.10.15.02–17. Методические рекомендации по технологическому проектированию систем удаления и подготовки к использованию навоза и помета. URL: http://docs.cntd.ru/document/495876346 (дата обращения: 16.05.2022).RD – APK 1.10.15.02–15. Guidelines for the technological design of systems for the removal and preparation for use of manure and poultry manure, available at: http://docs.cntd.ru (Accessed 16 May 2022). 8. Zhu J. A review of microbiology in swine manure odor control. Agriculture, Ecosystems and Environment. 2000, vol. 78, pp. 93–106.Zhu J. A review of microbiology in swine manure odor control // Agriculture, Ecosystems and Environment. 2000. V. 78. Р. 93–106.Mushina M. V., Telyatnikova N. V. Mikroflora navoza [Microflora of manure]. Molodezh i nauka, 2016, no. 8, pp. 8–18.Мушина М. В., Телятникова Н. В. Микрофлора навоза // Молодежь и наука. 2016. №. 8. С. 8–18.Krivolapov I. P. Analiz biokhimicheskikh protsessov pri kompostirovanii [Analysis of biochemical processes during composting]. Vestnik Michurinskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta, 2010, no. 1, pp. 65–68.Криволапов И. П. Анализ биохимических процессов при компостировании // Вестник Мичуринского государственного аграрного университета. 2010. №1. С. 65–68.Khakimova N. Kh., Islomova U. Biologicheskaya aktivnost starykh oroshaemykh lugovykh pochv khozyaystva “Mirzodzhamshid" Shafirkanskogo rayona Bukharskoy oblasti [Biological activity of old irrigated meadow soils of the Mirzojamshid farm in Shafirkan district of Bukhara region]. Sbornik statey XXII Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii “Sovremennye nauchnye issledovaniya. Aktualnye voprosy, dostizheniya i innovatsii” [Сollection of articles of the XXII International Scientific and Practical Conference “Modern scientific research. Topical issues, achievements and innovations”]. Penza, ICNS “Science and Education”, 2021, part 1, pp. 26–28.Хакимова Н. Х., Исломова У. Биологическая активность старых орошаемых луговых почв хозяйства "Мирзоджамшид" Шафирканского района Бухарской области // Современные научные исследования. Актуальные вопросы, достижения и инновации: сборник статей XXII Международной научнопрактической конференции. В 2 ч. Ч. 1. Пенза: МЦНС "Наука и Просвещение", 2021. С. 26–28.Mahimairaja S., Bolan N. S., Hedley M. J., Macgregor A. N. Losses and transformation of nitrogen during composting of poultry manure with different amendments: An incubation experiment. 1994, Bioresource Technology. 1994, vol. 47, no. 3, pp. 265–273, https://doi.org/10.1016/0960-8524(94)90190-2.Losses and transformation of nitrogen during composting of poultry manure with different amendments: An incubation experiment / S. Mahimairaja, N. S. Bolan, M. J. Hedley, A. N. Macgregor // Bioresource Technology. 1994. V. 47. N 3. P. 265– 273. https://doi.org/10.1016/0960-8524(94)90190-2.Pilip L. V., Syrchina N. V. Novye podkhody k dezodoratsii svinogo navoza [New approaches to deodorization of pig manure]. Ippologiya i veterinariya, 2018, no. 4 (30), рр. 99–106.Пилип Л. В., Сырчина Н. В. Новые подходы к дезодорации свиного навоза // Иппология и ветеринария. 2018. №. 4 (30). С. 99–106.Pilip L. V., Kozvonin V. A., Syrchina N. V., Kolevatykh E. P., Ashikhmina T. Ya. Vliyanie podkisleniya navoznykh stokov na ikh mikrobiologicheskie kharakteristiki [Effects of acidifying manure effluent on its microbiological characteristics]. Teoreticheskaya i prikladnaya ekologiya, 2020, no. 3, pp. 161–167.Влияние подкисления навозных стоков на их микробиологические характеристики / Л. В. Пилип, В. А. Козвонин, Н. В. Сырчина, Е. П. Колеватых, Т. Я. Ашихмина // Теоретическая и прикладная экология. 2020. № 3. С. 161–167.Влияние подкисления навозных стоков на их микробиологические характеристики / Л. В. Пилип, В. А. Козвонин, Н. В. Сырчина, Е. П. Колеватых, Т. Я. Ашихмина // Теоретическая и прикладная экология. 2020. № 3. С. 161–167.

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