Sanitary condition of pig manure and microclimate in piggeries under treatment with the biodestructor Sanaero

П.Б. Григораш; Ю.В. Горюк

doi:10.31073/onehealthjournal2025-V-05

Автор(и)

П.Б. Григораш Заклад вищої освіти «Подільський державний університет», Кам'янець-Подільський, Україна
Ю.В. Горюк Заклад вищої освіти «Подільський державний університет», Кам'янець-Подільський, Україна https://orcid.org/0000-0002-7162-8992

DOI:

https://doi.org/10.31073/onehealthjournal2025-V-05

Ключові слова:

біодеструктор свинячого гною, антибіотикорезистентні бактерії, санітарний стан гною, мікроклімат свинарників, мікрофлора

Анотація

Нині активно розробляються й запроваджуються на фермах технології з управління неприємними запахами. Серед існуючих технологій мікробна дезодорація є найперспективнішим методом очищення запахів завдяки своїй безпеці, тривалому ефекту дезодорації та низькій ціні. Метою даного дослідження було дослідити зміни умовно-патогенних (E. coli, S. aureus) і патогенних (Salmonella) бактерій у свинячому гної під час наповнення підпідлогової ванни за застосування біодеструктора Санаеро. Встановлено, що мікроорганізми біодеструктора Санаеро (Bacillus subtilis, Bacillus licheniformis, Lactobacillus plantarum, Saccharomyces cerevisiae) діють антагоністично у свинячому гної щодо клітин кишкової палички й золотистого стафілококу. При цьому вміст кишкової палички зменшувався, в середньому на два порядки на закінчення виробничого процесу із заповнення підпідлогової гноєвої ванни, а золотистий стафілокок повністю інгібувався. До того ж кількість кишкової палички у гної у досліді була, в середньому в 4 - 8 разів менша, ніж у контролі. Це засвідчує на пригнічення активності умовно-патогенних бактерій мікроорганізмами біодеструктора навіть за низької температури навколишнього середовища. Застосування біодеструктора Санаеро під час наповнення підпідлогової гноєвої ванни свинячим гноєм сприяє активному розвитку пробіотичних мікроорганізмів та здатність покращувати санітарний стан свинячого гною. Застосування біодеструктора Санаеро у свинарниках сприяє істотному зниженню рівня мікробного обсіяння повітря, зокрема кількості МАФАнМ та грибкової мікробіоти. Ефект помітний уже на п'яту добу застосування біологічного препарату та зберігається протягом усього періоду наповнення гноєвої ванни. Отже, використання біодеструктора Санаеро є ефективним засобом покращення санітарного стану повітря у свинарниках.

Посилання

Bai H., He L.-Y., Wu D.-L., Gao F.-Z., Zhang M., Zou H.-Y., Yao M.-S., Ying G.-G. (2022). Spread of airborne antibiotic resistance from animal farms to the environment: Dispersal pattern and exposure risk. Environment International, 158, 106927. https://doi.org/10.1016/j.envint.2021.106927

Cao T., Zheng Y., Dong H. (2023). Control of odor emissions from livestock farms: A review. Environmental Research, 115545. https://doi.org/10.1016/j.envres.2023.115545

Chen M., Wang C., Wang B., Bai X., Gao H., Huang Y. (2019). Enzymatic mechanism of organic nitrogen conversion and ammonia formation during vegetable waste composting using two amendments. Waste Management, 95, 306-315. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2019.06.027

DSTU ISO 4833:2006. Microbiology of food and animal feeding stuffs - Horizontal method for the enumeration of microorganisms - Colony-count technique at 30 °C (ISO 4833:2003, IDT). Kyiv: SE "UkrNDNC", 2006.

Gibbs S.G., Green C.F., Tarwater P.M., Mota L.C., Mena K.D., Scarpino P.V. (2006). Isolation of antibiotic-resistant bacteria from the air plume downwind of a swine confined or concentrated animal feeding operation. Environmental Health Perspectives, 114(7), 1032-1037. https://doi.org/10.1289/ehp.8910

Grigorash P.B., Horiuk Y.V. (2024). Characterization of harmful gases and bioaerosols of pig farms: a review of the existing literature. Scientific Messenger of LNU of Veterinary Medicine and Biotechnologies, 26(113), 24-29. https://doi.org/10.32718/nvlvet11304

Gutarowska B., Matusiak K., Borowski S., Rajkowska A., Brycki B. (2014). Removal of odorous compounds from poultry manure by microorganisms on perlite-bentonite carrier. Journal of Environmental Management, 141, 70-76. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2014.03.017

Khardori N.M. (2012). In-feed antibiotic effects on the swine intestinal microbiome. Yearbook of Medicine, 2012, 61-63. https://doi.org/10.1016/j.ymed.2012.08.009

Kukhtyn M.D. Laboratory practicum in microbiology of milk and dairy products: textbook. Ternopil: Ivan Puluj Ternopil National Technical University, 2023. 157 p.

Kukhtyn M., Horiuk Y., Yaroshenko T., Laiter-Moskaliuk S., Levytska V., Reshetnyk A. (2018). Effect of lactic acid microorganisms on the content of nitrates in tomato in the process of pickling. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1(11(91)), 69-75. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.120548

Li C., Li H., Yao T., Su M., Li J., Liu Z., Xin Y., Wang L., Chen J., Gun S. (2020). Effects of microbial inoculation on enzyme activity, available nitrogen content, and bacterial succession during pig manure composting. Bioresource Technology, 306, 123167. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2020.123167

Li C., Li H., Yao T., Su M., Ran F., Li J., He L., Chen X., Zhang C., Qiu H. (2021). Effects of swine manure composting by microbial inoculation: Heavy metal fractions, humic substances, and bacterial community metabolism. Journal of Hazardous Materials, 415, 125559. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2021.125559

Li J., Cao J., Zhu Y.-g., Chen Q.-l., Shen F., Wu Y., Xu S., Fan H., Da G., Huang R.-j., Wang J., de Jesus A.L., Morawska L., Chan C.K., Peccia J., Yao M. (2018). Global survey of antibiotic resistance genes in air. Environmental Science & Technology, 52(19), 10975-10984. https://doi.org/10.1021/acs.est.8b02204

Maslov V.I., Lymar V.O., Ivanov V.O., Onishchenko A.O. (2023). Disposal of manure at the piggery using biodestructors of different origin. The Scientific and Technical Bulletin of the Institute of Animal Science NAAS of Ukraine, (130), 157-166. https://doi.org/10.32900/2312-8402-2023-130-157-166

Matusiak K., Oleksy M., Borowski S., Nowak A., Korczynski M., Dobrzanski Z., Gutarowska B. (2016). The use of Yucca schidigera and microbial preparation for poultry manure deodorization and hygienization. Journal of Environmental Management, 170, 50-59. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2016.01.007

McEachran A.D., Blackwell B.R., Hanson J.D., Wooten K.J., Mayer G.D., Cox S.B., Smith P.N. (2015). Antibiotics, bacteria, and antibiotic resistance genes: Aerial transport from cattle feed yards via particulate matter. Environmental Health Perspectives, 123(4), 337-343. https://doi.org/10.1289/ehp.1408555

Scicchitano D., Leuzzi D., Babbi G., Palladino G., Turroni S., Laczny C.C., Wilmes P., Correa F., Leekitcharoenphon P., Savojardo C., Luise D., Martelli P., Trevisi P., Aarestrup F.M., Candela M., Rampelli S. (2024). Dispersion of antimicrobial resistant bacteria in pig farms and in the surrounding environment. Animal Microbiome, 6(1), 17. https://doi.org/10.1186/s42523-024-00305-8

Shi M., Zhao X., Zhu L., Wu J., Mohamed T.A., Zhang X., Chen X., Zhao Y., Wei Z. (2020). Elucidating the negative effect of denitrification on aromatic humic substance formation during sludge aerobic fermentation. Journal of Hazardous Materials, 388, 122086. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.122086

Skliar R.V. Features of anaerobic fermentation of various types of livestock waste. Proc. IV Int. Sci.-Pract. Conf. "Bioenergy Systems", May 29, 2020, Zhytomyr. Zhytomyr: Polissia National University, 2020. p. 120-123.

Song H., Peng C., Zhang K., Li T., Yang M., Liu Q., Zhu Q. (2023). Quantifying patterns, sources and uncertainty of nitrous oxide emissions from global grazing lands: Nitrogen forms are the determinant factors for estimation and mitigation. Global and Planetary Change, 223, 104080. https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2023.104080

Sowiak M., Brodka K., Buczynska A., Cyprowski M., Kozajda A., Sobala W., Szadkowska-Stanczyk I. (2011). An assessment of potential exposure to bioaerosols among swine farm workers with particular reference to airborne microorganisms in the respirable fraction under various breeding conditions. Aerobiologia, 28(2), 121-133. https://doi.org/10.1007/s10453-011-9216-0

Thomas M., Webb M., Ghimire S., Blair A., Olson K., Fenske G.J., Fonder A.T., Christopher-Hennings J., Brake D., Scaria J. (2017). Metagenomic characterization of the effect of feed additives on the gut microbiome and antibiotic resistome of feedlot cattle. Scientific Reports, 7(1), 12257. https://doi.org/10.1038/s41598-017-12481-6

Tian X., Gao R., Li Y., Liu Y., Zhang X., Pan J., Tang K.H.D., Scriber K.E. II, Amoah I.D., Zhang Z., Li R. (2023). Enhancing nitrogen conversion and microbial dynamics in swine manure composting process through inoculation with a microbial consortium. Journal of Cleaner Production, 423, 138819. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2023.138819

Vestergaard D.V., Holst G.J., Basinas I., Elholm G., Schlunssen V., Linneberg A., Santl-Temkiv T., Finster K., Sigsgaard T., Marshall I.P.G. (2018). Pig farmers' homes harbor more diverse airborne bacterial communities than pig stables or suburban homes. Frontiers in Microbiology, 9, 870. https://doi.org/10.3389/fmicb.2018.00870

Viegas S., Veiga L., Figueredo P., Almeida A., Carolino E., Sabino R., Verissimo C., Viegas C. (2013). Occupational exposure to aflatoxin B1: the case of poultry and swine production. World Mycotoxin Journal, 6(3), 309-315. https://doi.org/10.3920/wmj2012.1531

Wang C.C., Prather K.A., Sznitman J., Jimenez J.L., Lakdawala S.S., Tufekci Z., Marr L.C. (2021). Airborne transmission of respiratory viruses. Science, 373(6558). https://doi.org/10.1126/science.abd9149

Wang C., Song L., Zhang Z., Wang Y., Xie X. (2020). Microwave-induced release and degradation of airborne antibiotic resistance genes (ARGs) from Escherichia coli bioaerosol based on microwave absorbing material. Journal of Hazardous Materials, 394, 122535. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.122535

Wang Z., Xing A., Shen H. (2023). Effects of nitrogen addition on the combined global warming potential of three major soil greenhouse gases: A global meta-analysis. Environmental Pollution, 334, 121848. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2023.121848

Yan M., Wang W., Jin L., Deng G., Han X., Yu X., Tang J., Han X., Ma M., Ji L., Zhao K., Zou L. (2024). Emerging antibiotic and heavy metal resistance in spore-forming bacteria from pig manure, manure slurry and fertilized soil. Journal of Environmental Management, 371, 123270. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2024.123270

Yao Q., Zeng Z., Hou J., Deng Y., He L., Tian W., Zheng H., Chen Z., Liu J.-H. (2011). Dissemination of the rmtB gene carried on IncF and IncN plasmids among Enterobacteriaceae in a pig farm and its environment. Journal of Antimicrobial Chemotherapy, 66(11), 2475-2479. https://doi.org/10.1093/jac/dkr328

Zhu G., Wang X., Yang T., Su J., Qin Y., Wang S., Gillings M., Wang C., Ju F., Lan B., Liu C., Li H., Long X.-E., Wang X., Jetten M.S.M., Wang Z., Zhu Y.-G. (2020). Air pollution could drive global dissemination of antibiotic resistance genes. The ISME Journal, 15(1), 270-281. https://doi.org/10.1038/s41396-020-00780-2