施用畜禽粪肥对土壤-生菜系统抗生素抗性基因的影响

来源 :华南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ten_wang
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畜禽粪肥是连结养殖业和种植业的纽带,但其携带的抗生素抗性基因(ARGs)在土壤-作物系统中的生态安全性值得关注。因此本文通过盆栽试验分别将鸡粪有机肥、高架发酵床猪粪肥和舍外发酵床猪粪肥施入到土壤-生菜系统中,研究其携带的ARGs在系统中的分布及影响因素,为实际生产中合理施用粪肥、防止抗生素抗性基因的污染和传播提供依据。盆栽试验共设5个试验组,分别为不施肥对照组(CK)、鸡粪有机肥组(C)、高架发酵床猪粪肥组(HP)、舍外发酵床猪粪肥组(FP)、化肥组(IF),每组6个重复,施肥组均按N 0.3 g/kg、P 0.18 g/kg、K 0.24 g/kg的水平将相应肥料施入到土壤-生菜系统中,定期采集土壤及生菜植株,检测兽用抗生素及相应的ARGs含量,土壤微生物、生菜内生菌和生菜叶际微生物群落结构,土壤及生菜理化性质等指标。本文所得结果如下:(1)3种粪肥21种ARGs的检出率为76%,总绝对丰度在10~3~1011 copies/g之间,其中sul1绝对丰度最高,tetQ最低;仅舍外发酵床猪粪肥中检出兽用抗生素残留,包括强力霉素84.02±0.15μg/kg,磺胺甲恶唑86.41±1.38μg/kg,替米考星69.37±1.29μg/kg。盆栽试验结束时,各试验组土壤、生菜内生菌和生菜叶际微生物中总ARGs绝对丰度在10~6~10~9 copies/g之间;FP组土壤中强力霉素、磺胺甲恶唑和替米考星浓度分别为3.46±0.71μg/kg、13.62±0.07μg/kg和9.40±0.03μg/kg,生菜中未检出相应兽用抗生素残留。(2)试验结束时,相比CK组,施用高架发酵床猪粪肥会显著提高土壤中总外排泵ARGs、tetC、tetL、tetG、ermB、tetQ、tetX、int1相对丰度(P<0.05),施用鸡粪有机肥会显著增加生菜内生菌中总ARGs、ermA、tetO、sul1相对丰度(P<0.05);施用舍外发酵床猪粪肥会显著提高生菜叶际sul2相对丰度(P<0.05)。且土壤、生菜内生菌、生菜叶际微生物中MGEs都与不同的ARGs呈显著相关关系(P<0.05)。(3)试验结束时,相比CK组,HP组土壤微生物和FP组生菜叶际微生物群落结构多样性显著提高(P<0.05),且叶际微生物的群落组成与粪肥微生物的群落组成相似。土壤中马赛菌属(Massilia)相对丰度与tetA相对丰度显著正相关(P<0.05);生菜内生菌中,泛菌属(Pantoea)相对丰度与sul1显著负相关(P<0.05);生菜叶际微生物中,假单胞菌属(Pseudolabrys)与sul2基因显著负相关(P<0.05)。综上所述,在土壤-生菜系统中施用畜禽粪肥会改变土壤和生菜叶际微生物、生菜内生菌的群落结构,提高土壤-生菜系统中总ARGs和移动遗传元件相对丰度,而且这种影响与畜禽粪肥种类有关。
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