不同土地利用类型土壤抗生素和耐药基因的分布特征及影响因素研究
发布时间：2022-01-11 15:00
近年来,抗生素在畜禽养殖和医治人类、动物疾病中的大量使用,造成环境中抗生素的“假持久性”。土壤环境作为各种污染物的存储库,其抗生素和抗生素耐药基因（Antibiotic resistance genes,ARGs）的污染问题经引起人们的高度关注。目前已有许多学者对土壤中抗生素和耐药基因的污染问题展开研究,但大多数研究都集中在某单一类型土壤中,如畜禽养殖土壤、蔬菜基地土壤等,而对于土地利用方式较为复杂的城郊土壤中抗生素和耐药基因的研究相对缺乏。因此,本研究以天津城郊地区8种不同土地利用类型土壤为研究对象,通过超高效液相色谱-串联质谱、WafergenSmartchip超高通量荧光定量PCR和Illunima高通量测序等方法,分析了12种抗生素、14种代表性耐药基因和微生物群落结构在不同土地利用类型土壤中的分布特征,并在此基础上,通过统计学方法探究了不同土地利用类型土壤中致病菌的存在和传播风险,以及环境因子和微生物群落对土壤中抗生素和耐药基因的影响,主要结论如下:（1）本研究选取的目标抗生素在不同土地利用类型土壤中均被检出,抗生素总含量依次为四环素类（TCs）>磺胺类（SAs）>...
【文章来源】：沈阳农业大学辽宁省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
土壤样品采样点分布图
第三章不同土地利用类型土壤中抗生素的分布20注：横坐标为不同土地利用类型土壤；a为土壤中TCs含量图，b为土壤中SAs含量图，c为土壤中QNs含量图，d为土壤中β-lactams含量图，e为土壤中MLs含量图；V为菜地，T为林地，S为滩涂，R为居民区，P为公园，L为农田，G为绿化带，D为荒地。图3-1不同土地利用类型抗生素分布特征Fig.3-1Distributioncharacteristicsofantibioticsindifferentlandusetypes如图3-1所示，在研究区域，8类土地利用方式土壤中，公园和农田土壤中TCs总含量显著高于其他土地利用类型土壤（p<0.05），这与之前研究结果类似，Ji等人（2012）的研究发现TCs在上海某饲养场附近农田土壤中检出含量较高，最高达到6.41×103μg/kg，这与养殖场的废水排放和畜禽粪便施肥有关，而且TCs在环境中较稳定残留时间较长（Huetal.,2010;Lietal.,2013）。值得关注的是，公园土壤抗生素含量较高，公园样地位于城市中心，附近有农贸市场和医院，且人口密度高，受人类活动影响较大，可能受
沈阳农业大学硕士学位论文21到外源生活中抗生素的排放污染。本研究中菜地土壤的抗生素含量较低，这是由于本研究菜地主要为普通农家菜地有机肥施用较少，主要以自家排泄物施用为主。陈海燕等人（2011）的研究表明有机肥施用会影响不同类型菜地土壤中抗生素含量，其中抗生素检出含量在机肥施用最多菜地最高，在基本不施用有机肥的绿色蔬菜基地最低。3.3不同土地利用类型土壤中抗生素的分布特征基于不同土地利用类型土壤中抗生素的含量进行主坐标分析（PCA，PrincipalComponentsAnalysis），发现农田和公园土壤中抗生素的含量及组成与其他土地利用类型相比存在显著差异（图3-2a）。大量对施用有机肥的农田土壤抗生素分布的研究发现，有机肥的长期施用会导致农田土壤中抗生素含量显著增加（Wangetal.,2017；潘霞等，2012；Zhouetal.,2017）。赵方凯等人（2017）的研究也表明抗生素在不同土壤中抗生素含量存在差异，其中农田土壤中的抗生素残留水平显著高于其他土壤，这与本研究的结论一致。注：V为菜地，T为林地，S为滩涂，R为居民区，P为公园，L为农田，G为绿化带，D为荒地。图3-2不同土地利用类型土壤抗生素主坐标分析(a)及组成比例(b)Fig.3-2PrincipalComponentsAnalysisofSoilAntibioticsinDifferentLandUseTypes(a)andCompositionRatio(b)如图3-2b对不同土地利用类型土壤中抗生素的成分组成研究表明，在8类土地利用类型土壤中，农田、公园、林地和荒地抗生素主要成分为TCs，分别占检出抗生素总含量的96.93%、85.60%、57.48%和51.35%，这是由于TCs的生产和使用数量比较多，
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同共作模式的稻田土壤细菌群落结构分析[J]. 宋宇,王鹏,韦月平. 东北农业科学. 2019(04)
[2]农用地土壤抗生素组成特征与积累规律[J]. 孔晨晨,张世文,聂超甲,胡青青. 环境科学. 2019(04)
[3]常州市春季PM2.5中细菌群落特征及影响因素[J]. 刘菲,薛银刚,屠博文,王利平,赵亚芳,江晓栋,薛柯. 中国环境科学. 2018(09)
[4]土壤中抗生素抗性基因的分布及迁移转化[J]. 张宁,李淼,刘翔. 中国环境科学. 2018(07)
[5]来自西双版纳3种有毒植物的免培养与纯培养放线菌多样性及生物活性[J]. 陈东波,柳成宾,姜怡,吕元林,姜成林. 微生物学通报. 2018(05)
[6]长三角典型城郊土壤抗生素空间分布的影响因素研究[J]. 赵方凯,杨磊,李守娟,向倩,孙龙,方力,陈利顶. 环境科学学报. 2018(03)
[7]土壤中抗生素的环境行为及分布特征研究进展[J]. 赵方凯,杨磊,乔敏,李守娟,孙龙. 土壤. 2017(03)
[8]水土比、pH和有机质对沉积物吸附四环素的复合影响[J]. 李宗宸,魏群山,罗专溪,徐龙凤,刘亚男,颜昌宙,柳建设. 农业环境科学学报. 2017(04)
[9]广州市典型有机蔬菜基地土壤中磺胺类抗生素污染特征及风险评价[J]. 成玉婷,吴小莲,向垒,莫测辉,蔡全英,李彦文,李慧,李鹤建,苏青云. 中国环境科学. 2017(03)
[10]江西梅江流域土壤中四环素类抗生素的含量及空间分布特征[J]. 张涛,郭晓,刘俊杰,陈求稳,华国芬,刘孝利. 环境科学学报. 2017(04)
博士论文
[1]黄土高原典型小流域植被与土壤恢复特征及生态系统服务功能评估[D]. 杨阳.西北农林科技大学 2019
[2]规模化猪场粪污中典型抗生素归趋行为及抗性基因扩散特征研究[D]. 李晓华.中国农业科学院 2018
硕士论文
[1]黄河三角洲不同土地利用类型土壤细菌和氮循环功能菌群研究[D]. 苗永君.山东大学 2019
[2]典型抗生素的土壤吸附模型[D]. 代宇楠.大连理工大学 2018
[3]某冶炼厂周围农田土壤中抗生素抗性基因分布及其影响因素[D]. 张凤丽.郑州大学 2018
[4]锌对土壤菌群及抗生素抗性水平转移有关基因的影响[D]. 杨芬.江苏科技大学 2016
[5]抗生素残留及抗性基因在生活垃圾转运填埋过程中的迁移转化和去除研究[D]. 黄智婷.华东师范大学 2014
[6]锦州湾水环境污染对沉积物微生物生态状况的影响关系研究[D]. 李艺红.沈阳理工大学 2014
[7]土壤中四环素与铜的吸附行为及其影响因素研究[D]. 荚德安.南京林业大学 2008
[8]长期施用生物有机肥对土壤理化性质影响的研究[D]. 刘国伟.中国农业大学 2004
本文编号：3582982
【文章来源】：沈阳农业大学辽宁省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
土壤样品采样点分布图
第三章不同土地利用类型土壤中抗生素的分布20注：横坐标为不同土地利用类型土壤；a为土壤中TCs含量图，b为土壤中SAs含量图，c为土壤中QNs含量图，d为土壤中β-lactams含量图，e为土壤中MLs含量图；V为菜地，T为林地，S为滩涂，R为居民区，P为公园，L为农田，G为绿化带，D为荒地。图3-1不同土地利用类型抗生素分布特征Fig.3-1Distributioncharacteristicsofantibioticsindifferentlandusetypes如图3-1所示，在研究区域，8类土地利用方式土壤中，公园和农田土壤中TCs总含量显著高于其他土地利用类型土壤（p<0.05），这与之前研究结果类似，Ji等人（2012）的研究发现TCs在上海某饲养场附近农田土壤中检出含量较高，最高达到6.41×103μg/kg，这与养殖场的废水排放和畜禽粪便施肥有关，而且TCs在环境中较稳定残留时间较长（Huetal.,2010;Lietal.,2013）。值得关注的是，公园土壤抗生素含量较高，公园样地位于城市中心，附近有农贸市场和医院，且人口密度高，受人类活动影响较大，可能受
沈阳农业大学硕士学位论文21到外源生活中抗生素的排放污染。本研究中菜地土壤的抗生素含量较低，这是由于本研究菜地主要为普通农家菜地有机肥施用较少，主要以自家排泄物施用为主。陈海燕等人（2011）的研究表明有机肥施用会影响不同类型菜地土壤中抗生素含量，其中抗生素检出含量在机肥施用最多菜地最高，在基本不施用有机肥的绿色蔬菜基地最低。3.3不同土地利用类型土壤中抗生素的分布特征基于不同土地利用类型土壤中抗生素的含量进行主坐标分析（PCA，PrincipalComponentsAnalysis），发现农田和公园土壤中抗生素的含量及组成与其他土地利用类型相比存在显著差异（图3-2a）。大量对施用有机肥的农田土壤抗生素分布的研究发现，有机肥的长期施用会导致农田土壤中抗生素含量显著增加（Wangetal.,2017；潘霞等，2012；Zhouetal.,2017）。赵方凯等人（2017）的研究也表明抗生素在不同土壤中抗生素含量存在差异，其中农田土壤中的抗生素残留水平显著高于其他土壤，这与本研究的结论一致。注：V为菜地，T为林地，S为滩涂，R为居民区，P为公园，L为农田，G为绿化带，D为荒地。图3-2不同土地利用类型土壤抗生素主坐标分析(a)及组成比例(b)Fig.3-2PrincipalComponentsAnalysisofSoilAntibioticsinDifferentLandUseTypes(a)andCompositionRatio(b)如图3-2b对不同土地利用类型土壤中抗生素的成分组成研究表明，在8类土地利用类型土壤中，农田、公园、林地和荒地抗生素主要成分为TCs，分别占检出抗生素总含量的96.93%、85.60%、57.48%和51.35%，这是由于TCs的生产和使用数量比较多，
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同共作模式的稻田土壤细菌群落结构分析[J]. 宋宇,王鹏,韦月平. 东北农业科学. 2019(04)
[2]农用地土壤抗生素组成特征与积累规律[J]. 孔晨晨,张世文,聂超甲,胡青青. 环境科学. 2019(04)
[3]常州市春季PM2.5中细菌群落特征及影响因素[J]. 刘菲,薛银刚,屠博文,王利平,赵亚芳,江晓栋,薛柯. 中国环境科学. 2018(09)
[4]土壤中抗生素抗性基因的分布及迁移转化[J]. 张宁,李淼,刘翔. 中国环境科学. 2018(07)
[5]来自西双版纳3种有毒植物的免培养与纯培养放线菌多样性及生物活性[J]. 陈东波,柳成宾,姜怡,吕元林,姜成林. 微生物学通报. 2018(05)
[6]长三角典型城郊土壤抗生素空间分布的影响因素研究[J]. 赵方凯,杨磊,李守娟,向倩,孙龙,方力,陈利顶. 环境科学学报. 2018(03)
[7]土壤中抗生素的环境行为及分布特征研究进展[J]. 赵方凯,杨磊,乔敏,李守娟,孙龙. 土壤. 2017(03)
[8]水土比、pH和有机质对沉积物吸附四环素的复合影响[J]. 李宗宸,魏群山,罗专溪,徐龙凤,刘亚男,颜昌宙,柳建设. 农业环境科学学报. 2017(04)
[9]广州市典型有机蔬菜基地土壤中磺胺类抗生素污染特征及风险评价[J]. 成玉婷,吴小莲,向垒,莫测辉,蔡全英,李彦文,李慧,李鹤建,苏青云. 中国环境科学. 2017(03)
[10]江西梅江流域土壤中四环素类抗生素的含量及空间分布特征[J]. 张涛,郭晓,刘俊杰,陈求稳,华国芬,刘孝利. 环境科学学报. 2017(04)
博士论文
[1]黄土高原典型小流域植被与土壤恢复特征及生态系统服务功能评估[D]. 杨阳.西北农林科技大学 2019
[2]规模化猪场粪污中典型抗生素归趋行为及抗性基因扩散特征研究[D]. 李晓华.中国农业科学院 2018
硕士论文
[1]黄河三角洲不同土地利用类型土壤细菌和氮循环功能菌群研究[D]. 苗永君.山东大学 2019
[2]典型抗生素的土壤吸附模型[D]. 代宇楠.大连理工大学 2018
[3]某冶炼厂周围农田土壤中抗生素抗性基因分布及其影响因素[D]. 张凤丽.郑州大学 2018
[4]锌对土壤菌群及抗生素抗性水平转移有关基因的影响[D]. 杨芬.江苏科技大学 2016
[5]抗生素残留及抗性基因在生活垃圾转运填埋过程中的迁移转化和去除研究[D]. 黄智婷.华东师范大学 2014
[6]锦州湾水环境污染对沉积物微生物生态状况的影响关系研究[D]. 李艺红.沈阳理工大学 2014
[7]土壤中四环素与铜的吸附行为及其影响因素研究[D]. 荚德安.南京林业大学 2008
[8]长期施用生物有机肥对土壤理化性质影响的研究[D]. 刘国伟.中国农业大学 2004
本文编号：3582982
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