金霉素、磺胺嘧啶在土壤中的降解特征及其对土壤微生物的影响

摘要

畜禽养殖业广泛使用抗生素作为饲料添加剂，使用后的抗生素大多以母体或代谢产物的形式随着畜禽粪便排出体外，大量含有抗生素的畜禽粪便作为有机肥重复处理土壤导致生态污染。金霉素和磺胺嘧啶分别是畜禽养殖饲料中添加量大的四环素类和磺胺类抗生素。为评价金霉素和磺胺嘧啶长期污染对土壤质量与健康效应的影响，在单一与复合条件下与有机肥共施重复处理土壤，开展了抗生素在土壤中的降解特征、土壤呼吸活性变化、土壤微生物功能多样性变化以及抗生素诱导土壤微生物群落抗性的形成与发展规律等方面的研究。主要研究结果如下:
　　 在五次重复处理期间，金霉素和磺胺嘧啶在单一与复合处理土壤中的降解均呈现前期快(7 d)，后期缓慢的特点，磺胺嘧啶在各处理土壤中7d内的降解速率明显高于金霉素降解速率。随着使用次数的增加，金霉素和磺胺嘧啶在单一和复合处理土壤中7d内的降解速率呈现先降低后加快的弹性恢复趋势，其中金霉素各处理恢复趋势更加快速。
　　 采用底物诱导法测定土壤呼吸CO2释放量，结果显示前两次处理期间，金霉素、磺胺嘧啶单一和复合处理土壤培养7h后的CO2释放量均低于有机肥处理土壤，但第三、四和五次处理期间，抗生素各处理土壤CO2释放量逐渐恢复甚至超过有机肥处理土壤;培养24 h后这种“抑制-恢复-刺激”的变化趋势更加明显;在整个实验期间，有机肥处理土壤CO2释放量明显高于未添加有机肥和抗生素的对照土壤。
　　 采用BIOLOG ECO微平板法测定土壤微生物碳源利用多样性，结果显示第一次处理后60 d，金霉素、磺胺嘧啶单一和复合处理土壤微生物AWCD值、Simpson、Shannon和McIntosh指数均低于有机肥处理土壤，土壤微生物多样性受到一定的抑制作用，但这种影响随着处理次数的增加逐步消失，到第三次处理后60 d抗生素各处理土壤微生物多样性均已恢复至或超过有机肥处理土壤水平。
　　 采用BIOLOG法测定金霉素和磺胺嘧啶处理土壤微生物群落诱导抗性及交叉抗性，结果显示五次重复处理期间，有机肥处理土壤中金霉素、磺胺嘧啶抗性以及两者交叉抗性未有明显变化;但金霉素和磺胺嘧啶处理土壤微生物诱导抗性及其交叉抗性明显高于有机肥处理土壤，并且这种诱导抗性随着抗生素处理频率的增加而显著上升。

目录

声明

摘要

第一章 文献综述

1．1 抗生素简介

1．2 抗生素的使用现状

1．3 抗生素污染来源及其传播途径

1．4 土壤中抗生素残留的污染现状

1．5 土壤中抗生素残留的潜在危害

1．6 抗生素在土壤中的环境行为

1．6．1 抗生素在土壤中的吸附与解吸

1．6．2 抗生素在土壤中的降解

1．7 土壤中抗生素污染生态效应

1．7．1 抗生素对土壤呼吸活性的影响

1．7．2 抗生素对土壤微生物群落结构和功能的影响

1．7．3 抗生素对微生物群落诱导耐性的影响

1．8 本文研究的目的和意义

第二章 金霉素、磺胺嘧啶在单一与复合重复处理土壤中的降解动态

2．1 引言

2．2 材料和方法

2．2．1 药品与试剂

2．2．2 主要仪器与设备

2．2．3 供试样品和预处理

2．2．4 土壤中金霉素和磺胺嘧啶残留的提取

2．2．5 HPLC检测条件

2．2．6 土壤中金霉素和磺胺嘧啶的添加回收率实验

2．3 结果与讨论

2．3．1 土壤中金霉素与磺胺嘧啶的添加回收率

2．3．2 金霉素和磺胺嘧啶在重复处理土壤中的降解动态

2．4 小结

第三章 金霉素、磺胺嘧啶单一与复合重复处理对土壤呼吸活性的影响

3．1 引言

3．2 材料与方法

3．2．1 药品与试剂

3．2．2 仪器与设备

3．2．3 土壤处理及取样

3．2．4 土壤呼吸活性测定方法

3．2．5 标准曲线

3．2．6 土壤呼吸CO2释放量的计算

3．3 结果与讨论

3．4 小结

第四章 金霉素、磺胺嘧啶单一和复合重复处理对土壤微生物功能多样性的影响

4．1 引言

4．2 材料与方法

4．2．1 仪器与设备

4．2．2 土壤处理及取样

4．2．3 BIOLOG分析

4．2．4 统计分析

4．3 结果与讨论

4．3．1．抗生素对土壤微生物碳源利用的影响

4．3．2 土壤微生物多样性指数分析

4．4 小结

第五章 金霉素、磺胺嘧啶单一与复合重复处理土壤微生物群落诱导抗性的形成与发展

5．1 引言

5．2 材料与方法

5．2．1 药品与试剂

5．2．2 仪器与设备

5．2．3 土壤处理与取样

5．2．4 抗生素诱导微生物群落抗性测定方法

5．2．5 统计分析

5．3 结果与讨论

5．4 小结

第六章 结论

参考文献

致谢