糞尿改良土における大腸菌とサルモネラ菌の残留の環境要因。メタアナリシス

Environmental Drivers for Persistence of Escherichia coli and Salmonella in Manure-Amended Soils: A Meta-Analysis.

• Dao T Q Tran
• Mark I Bradbury
• Floris F VAN Ogtrop
• Hayriye Bozkurt
• Brian J Jones
• Robyn McCONCHIE

抄録

ABSTRACT:

農地への有機質肥料の施用は土壌の質を向上させ、植物の生育に不可欠な栄養素を提供するが、人獣共通感染症の病原体の貯蔵庫でもあり、その存在は公衆衛生に重大なリスクをもたらす。糞尿処理された土壌における細菌の残留性や糞尿処理方法の違いは、食の安全性の観点から重要な問題である。本研究の主な目的は，実験室および圃場条件下での糞尿処理土中の大腸菌およびサルモネラ菌の減少速度の変動を定量的にまとめ，環境要因の影響を評価することである．糞尿処理土中の大腸菌およびサルモネラ菌の残存率に関する文献データを抽出し、混合効果回帰モデルを用いて統計的に解析した。その結果，実験室条件下での大腸菌とSalmonella spp.の残留性に影響を与える最も顕著な因子は温度（土壌と空気の組み合わせ）であり（P < 0.001），圃場条件下での大腸菌の残留性に影響を与える因子は温度（土壌と空気の組み合わせ）であることが示された（P < 0.05）．圃場条件での大腸菌の対数減少に要する時間は、高温（20℃以上）よりも低温（0〜10℃）の方が有意に高かった（P < 0.05）。また、施用方法も重要な因子であることが明らかになり、土壌への糞尿混入は表層施用に比べて約1.2倍も生存期間が長くなることがわかった。細菌の残留性についての一次研究で観察された大きなばらつきは、生鮮食品生産における糞尿の使用に関連した緩和戦略を、気候、土壌管理、施用方法、初期微生物レベルなどの要因に対処することで改善する必要があることを浮き彫りにした。これらの知見は、糞尿施肥と作物の放牧または収穫の間の除外期間を設定するガイドラインをサポートするために使用される可能性があり、生鮮食品の定量的な微生物リスクモデルの作成に役立つ可能性がある。

ABSTRACT: Application of organic amendments to agricultural land improves soil quality and provides nutrients essential for plant growth; however, they are also a reservoir for zoonotic pathogens whose presence poses a significant risk to public health. The persistence of bacteria in manure-amended soil, and differences in manure handling practices, are important issues from a food safety perspective. The primary objective of this study was to quantitatively summarize the variations in the rate of decline of Escherichia coli and Salmonella spp. in manure-amended soil under laboratory and field conditions, and to assess the impact of environmental factors. Available literature data on persistence of E. coli and Salmonella spp. in manure-amended soil from 42 primary research studies were extracted and statistically analyzed using a mixed-effect regression model. The results indicated that temperature (soil and air combined) was the most prominent factor affecting persistence of both E. coli and Salmonella spp. under laboratory conditions (P < 0.001), and of E. coli under field conditions (P < 0.05). The time required for a log reduction of E. coli under field conditions was significantly higher at low temperature (0 to 10°C) than at high temperature (greater than 20°C) (P < 0.05). In addition, application method was identified as a significant factor, with manure incorporation to soil inducing longer survival compared with surface application by approximately 1.2 times. The significant variation observed among primary research studies of bacterial persistence has highlighted that mitigation strategies associated with the use of manures in fresh produce production need to be improved by addressing factors such as climate, soil management, application method, and initial microbial levels. These findings may be used to support guidelines establishing exclusion periods between manure fertilization and the grazing or harvesting of crops, and may be useful for the generation of quantitative microbial risk models for fresh produce.

ハイライト:

HIGHLIGHTS:

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