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美国东南部经热处理禽类颗粒和堆肥禽类垫料改良土壤中大肠杆菌TVS353的存活：地点和土壤养分组成对种群动态的影响
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动物源性生物土壤改良剂（BSAAO）的施用可能促进食源性病原体在农业土壤中的存活。本研究评估了大肠杆菌TVS353在经热处理禽类颗粒（HTPP）和堆肥禽类垫料（CPL）改良的土壤中为期140天的存活情况。田间试验采用完全随机设计，在美国东南部两个地点（佐治亚州
动物源性生物土壤改良剂（BSAAO）的施用可能促进食源性病原体在农业土壤中的存活。本研究评估了大肠杆菌TVS353在经热处理禽类颗粒（HTPP）和堆肥禽类垫料（CPL）改良的土壤中为期140天的存活情况。田间试验采用完全随机设计，在美国东南部两个地点（佐治亚州[GA]和佛罗里达州[FL]）进行。研究人员监测了土壤性质、大量营养素和微量营养素，以确定它们是否影响大肠杆菌存活。140天后，经BSAAO改良的土壤中大肠杆菌存活率高于未改良土壤，尤其是在FL。地点、地点与改良剂类型的交互作用，以及地点与时间和改良剂类型的交互作用显著影响大肠杆菌存活（p
0.05）。线性混合效应分析显示，仅氨/铵态氮（NH
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-N）水平随时间显著影响土壤中的大肠杆菌种群（p = 0.0126）。土壤pH和NH
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-N与大肠杆菌种群随时间呈正相关。
**论文解读：美国东南部土壤中大肠杆菌TVS353在经热处理禽类颗粒和堆肥禽类垫料改良后的存活动态**
**研究背景与问题**
在食品安全领域，食源性病原体在农产品生产前的污染源一直是关注焦点。2020至2024年间，美国多次暴发与洋葱相关的沙门氏菌和大肠杆菌疫情，例如Newport型沙门氏菌（超过1100例）、Oranienburg型沙门氏菌（1040例）以及大肠杆菌O157:H7（104例，1人死亡），凸显了污染灌溉水、动物侵入以及田间和采后卫生措施不足等关键因素的作用。其中，使用动物源性生物土壤改良剂（BSAAO）进行土壤施肥被认为是潜在污染途径之一。BSAAO包括未经处理或经处理的粪便或其他含动物产品，能够改善土壤肥力、保水性、入渗、排水和通气性，在农业中广泛应用。然而，BSAAO可能将肠道病原体引入农业土壤。美国食品药品监督管理局（FDA）的《产品安全规则》（PSR）将BSAAO分为处理过和未处理两类，处理过的BSAAO无需施用后间隔期即可收获，但未处理BSAAO的施用间隔期尚未确定，目前参考美国农业部国家有机计划的90/120天规则。尽管存在风险，BSAAO仍被美国种植者广泛使用，一项多区域调查显示，58%的有机农场使用生粪，47%至92%使用某种形式的BSAAO。因此，有必要评估BSAAO在不同土壤类型和地点条件下对病原体存活的影响，为制定更科学的指导方针提供依据。
**研究内容与结论**
本研究旨在（i）确定地点和改良剂类型如何影响大肠杆菌TVS353在土壤中的存活、土壤理化性质和养分含量，以及（ii）确定土壤养分水平对大肠杆菌种群随时间的影响。研究人员在佐治亚州（GA）和佛罗里达州（FL）两个地点进行了为期140天的田间试验，采用完全随机设计，设置三种处理：未改良（UN）、堆肥禽类垫料（CPL）和热处理禽类颗粒（HTPP），每种处理三次重复。研究结果表明，经HTPP改良的土壤中大肠杆菌存活率最高，显著高于CPL和UN处理；地点（GA vs. FL）对存活有显著影响；土壤pH和氨/铵态氮（NH3/NH4+-N）水平与大肠杆菌种群呈正相关。这些发现强调了在制定基于风险的BSAAO使用指南时，需考虑改良剂类型、土壤氨水平、地点和土壤pH等因素。该论文发表在《Journal of Food Protection》。
**主要关键技术方法**
本研究采用田间试验设计，样本队列来源于美国佐治亚州Vidalia洋葱和蔬菜研究中心（GA）和佛罗里达州北部研究和教育中心（FL）。主要技术方法包括：使用耐利福平的大肠杆菌TVS353作为指示菌株；通过标准平板计数法和最可能数（MPN）法进行细菌定量；使用线性混合效应（LME）模型分析地点、时间和改良剂类型对大肠杆菌水平和土壤性质的影响；采用Spearman秩相关和重复测量相关分析评估土壤性质与大肠杆菌种群的关系；通过Mehlich提取和电感耦合等离子体发射光谱（ICP-OES）测定土壤养分；使用氨分析仪测定无机氮（NH3/NH4+-N和NO3-N）。
**3.1. CPL和HTPP的养分特征**：通过分析CPL和HTPP的养分组成，发现HTPP（干颗粒）含有总氮（3.45%）、钾（4.82% K2O）、钙（5.22%）等大量营养素及铁、锰、锌等微量元素；CPL（液体）则以总Kjeldahl氮（11,220 ppm）、磷（13,355 ppm P2O5）和钾（13,403 ppm K2O）为特征。两种改良剂养分谱差异显著，与其物理形态和分析报告基础一致。
**3.2. 140天后HTPP处理区的大肠杆菌回收水平更高**：通过140天定期采样和细菌计数，研究人员发现，总体而言，HTPP处理区的大肠杆菌水平（3.80 ± 0.11 log10CFU或MPN/g）显著高于UN（2.64 ± 0.11 log10CFU或MPN/g）和CPL（2.74 ± 0.11 log10CFU或MPN/g）。在FL，HTPP处理区的大肠杆菌在112天才达到检测限，而UN在28天、CPL在56天即达到。在GA，HTPP处理区在140天仍可检测到，而UN和CPL在84天即达到检测限。地点、时间与改良剂的三因素交互作用显著（p=0.0029），表明HTPP对大肠杆菌存活的延长效应在不同地点和时间点存在差异。
**3.3. 研究期间土壤性质动态**：通过监测土壤pH、电导率（EC）、水分（SM）及多种养分，研究人员发现，在FL和GA，土壤pH均随时间显著下降（从约6.7降至5.4-5.8），但改良剂类型对pH无显著影响。EC在HTPP处理区显著高于其他处理。钾和镁在HTPP处理区显著高于CPL和UN。NH3/NH4+-N在FL的HTPP处理区初始水平显著高于其他处理，但在GA仅在早期有显著差异。磷、钙、锰、锌、碳和总氮等不受改良剂类型显著影响，仅受时间影响。
**3.4. 除NH3/NH4+-N外，土壤养分与大肠杆菌丰度的关联有限**：通过Spearman相关分析和线性混合效应模型，研究人员发现，除了NH3/NH4+-N水平外，其他土壤养分（钙、镁、钾、磷、锌、锰）与大肠杆菌种群无显著关联。重复测量相关分析显示，土壤pH和NH3/NH4+-N与大肠杆菌丰度呈中等正相关（rmcorr>
0.50），表明pH和氨水平的下降与大肠杆菌种群的减少平行。
**讨论与结论**
**讨论部分总结**：研究人员在讨论中指出，HTPP处理区大肠杆菌存活期延长，与其他研究结果一致，如Limoges等（2022）和Murphy等（2024）的研究。不同地点间大肠杆菌丰度的差异可能归因于土壤性质（如质地、pH、EC）和天气因素（如温度、降雨）的差异。土壤pH是影响大肠杆菌存活的关键因素，中性至弱碱性条件有利于其存活。NH3/NH4+-N作为细菌易利用的氮源，正相关于大肠杆菌种群。然而，许多其他养分（如钾、镁）虽在HTPP处理区较高，但未显著影响大肠杆菌，表明非线性生态动态的复杂性。研究局限包括统一的施用速率未考虑养分矿化差异，以及未评估土壤微生物群落。未来研究需整合微生物组、理化性质和环境因素，采用多循环生产周期的方法。
**研究结论翻译**：HTPP表现出最慢的大肠杆菌种群下降速度，表明改良剂类型显著影响病原体持久性。值得注意的是，总体而言，CPL和UN处理中回收的大肠杆菌比HTPP低约1 log。U酷娱乐这些发现与先前研究一致，即动物源性有机改良剂可影响土壤环境中食源性病原体的存活。此外，地点（佐治亚州 vs. 佛罗里达州）对大肠杆菌存活有显著影响，且与接种后时间和改良剂类型相关。在佛罗里达州，HTPP处理中大肠杆菌回收水平比UN/CPL高约1.70/1.41 log，而在佐治亚州仅高0.60/0.70 log。土壤pH和NH
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-N与大肠杆菌种群呈中等正相关。此外，在测试条件下，NH
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-N含量在佛罗里达州随时间显著影响大肠杆菌种群，但在佐治亚州则无此效应。综合来看，研究人员的发现表明，U酷娱乐在制定基于风险的BSAAO使用指南时，应考虑改良剂施用、土壤氨水平、地点和土壤pH。
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