华北地区不同规模畜禽养殖场粪便中抗生素抗性基因污染特征

为调查华北地区畜禽养殖环境抗生素抗性基因（ARGs）污染特征及影响因素,采集河北省和天津市不同规模的养猪场和养鸡场新鲜粪便样品,分析粪便中ARGs污染水平及有机质与ARGs含量的相关性。实时荧光定量PCR结果显示,不同种类畜禽养殖场粪便ARGs的相对丰度有显著区别,鸡粪中sul和erm基因的相对丰度高于猪粪,而编码核糖体保护蛋白的tet基因（4.24×10^-3~5.85×10^-1）在猪粪和鸡粪中的相对丰度无明显差异,均显著高于sul（1.07×10^-4~2.26×10^-1）、erm（6.36×10^-4~2.62×10^-1）以及编码外派泵蛋白和酶抑制剂的tet基因（1.24×10^-4~5.41×10^-2）。不同规模的养猪场粪便ARGs污染水平趋势为：中型 > 大型 > 小型,而不同规模养鸡场粪便中ARGs相对丰度无显著性差异（P=0.551）;此外,正交偏最小二乘判别（OPLS-DA）与典型相关分析（CCA）结果显示,畜禽粪便中编码核糖体保护蛋白的tet基因（tetM、tetO和tetW）相对丰度与有机碳（OC）和有机氮（ON）含量高度相关（VIP> 1）,sul基因则与OC/ON明显相关。综上,粪便中有机质和生物可利用碳氮比是影响畜禽养殖业ARGs污染水平的重要因素。     

北京市郊农田土壤中多环芳烃污染特征及风险评价

对北京市郊农田土壤中多环芳烃（PAHs）的种类、含量进行研究,并对其来源和生态风险进行探讨,以期了解京郊农田土壤中PAHs的污染现状和潜在风险,为农业环境保护提供科学依据和理论支持。结果表明：16种PAHs全部检出的检出率为74.4%,PAHs总含量（∑PAHs）范围为7.19~1 811.99 ng·g^-1,平均值为460.75 ng·g^-1;土壤中PAHs的组成结构主要以2~4环为主,占总含量的78.2%,主要来源为石油和煤的高温燃烧。风险评价结果显示,京郊农田土壤已受到PAHs污染,并具有潜在生态风险。     

多溴联苯醚在电子拆解区及周边土壤和灰尘中的分布规律和源分析

利用气质联用仪(GC-NCI-MS)对台州地区表层土壤和灰尘样品中PBDEs的含量进行检测,并分析了PBDE同系物的分布模式,比较了不同功能区域PBDEs的污染水平、分布特征及来源分析。结果显示:PBDEs在土壤和灰尘中的含量分别为227~8447 ng·g^-1(均值2090 ng·g^-1)和313~29 787 ng·g^-1(均值8723 ng·g^-1);不同功能区域土壤和灰尘样品中均显示BDE-209是最主要的同系物,且土壤中BDE-209所占的比例高于灰尘;随着与污染源的距离增加,PBDEs总含量呈逐渐下降趋势。土壤和灰尘中特定BDE含量之间无显著相关,土壤TOC与所有PBDE同系物之间极显著相关(P<0.01),表明土壤TOC对PBDEs污染物在土壤中的分布、迁移转化等有重要的影响。主成分分析和聚类分析进一步表明,十溴工业品可能是当地PBDEs污染的主要来源之一。     

长江流域农药面源多介质归趋评估

为明确长江流域典型农药面源时空分布,本研究基于逸度理论,构建了适合大尺度、多区域、长时期的农药面源多介质环境归趋模型,量化了1991—2020年长江流域克百威农药在水、土、气、沉积物等环境介质中的累积水平、赋存浓度及传输通量。结果表明：长江流域的克百威总残留量呈现先上升后下降的趋势,在2010年达到峰值（1 647 t）;水体和土壤为克百威的主要赋存介质,其范围分别为0.278~135 ng·L^-1和0.052 2~16.7 ng·g^-1;长江流域中下游地区为热点区域,尤其是赣江流域;每年施用的农药约5.40%会残留在环境中,主要去除方式为降解,其次是输移到近海（2017年约109 t·a^-1）。研究表明,农药面源在大时空尺度的累积和传输作用不容忽视,模型改进使得面源模拟结果更加合理,为长江流域农药面源的科学管控提供了重要的数据参考和技术支持。     

我国西北覆膜农田土壤微塑料数量及分布特征

采集甘肃和陕北9个县区27块长期覆膜农田的81份土壤样品,采用密度浮选分离和加热分析法,并结合显微镜扫描统计微塑料数量和面积。结果表明,西北覆膜农田土壤微塑料含量很高,地块之间差异极大,0~30 cm土层微塑料丰度5.8×10²~1.189×10⁴ pieces·kg^-1,平均（5.09±1.21）×10³ pieces·kg^-1,微塑料面积82~4 155 mm²·kg^-1,平均（1.04±0.20）×10³ mm²·kg^-1,微塑料大小平均0.19 mm²·piece^-1,最大7.11 mm²·piece^-1。按微塑料面积大小将其分为5个组,其中0~0.05 mm²·piece^-1和0.05~0.3 mm²·piece^-1组内的微塑料丰度分别占比38.8%和43.6%、面积分别占比8.7%和36.5%,0.3~0.6、0.6~1.0、>1.0 mm²·piece^-1组内的丰度占比分别为10.5%、4.6%和2.5%、面积分别占比22.1%、16.8%和15.9%,即农田微塑料丰度随颗粒变小而增加。随着地膜覆盖年限增加,土壤中小颗粒微塑料丰度和面积所占比例增加,微塑料大小<0.05 mm²·piece^-1的丰度和面积所占比例覆膜28 a较5 a分别提高了44.9%和85.2%,而>0.3 mm²·piece^-1的丰度和面积占比却明显下降。长期覆膜农田土壤微塑料数量大,随覆膜时间增加颗粒变小丰度增加,土壤潜在污染加重。     

酚醛泡沫对蚯蚓及土壤微生物活性的影响

为检测市面上某种农用酚醛泡沫的使用安全性,采用人工土壤法研究酚醛泡沫对赤子爱胜蚓的急性毒性;同时测定了酚醛泡沫暴露64 d后的慢性毒性效应,对蚯蚓超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活性的影响,并分析了土壤中性磷酸酶（S-NP）、脲酶（S-UE）活性和呼吸速率的变化,探讨了酚醛泡沫对土壤活性及功能的影响。结果表明:酚醛泡沫对赤子爱胜蚓的急性半致死浓度大于5 000 mg·kg^-1;酚醛泡沫（1~5 000 mg·kg^-1）处理64 d后,蚯蚓GSH-Px活性变化范围为27.47~56.96U·mg^-1,SOD活性变化范围为32.43~58.10 U·mg^-1,两种酶活性均显著增加（P<0.05）。不添加酚醛泡沫的对照处理土壤呼吸速率为0.067 μmol·g^-1·h^-1,添加酚醛泡沫的处理组为0.041~0.055 μmol·g^-1·h^-1,表明酚醛泡沫添加显著（P<0.05）抑制了土壤呼吸;但酚醛泡沫处理对土壤S-NP和S-UE活性没有显著影响。研究表明,酚醛泡沫材料（5 000 mg·kg^-1）对蚯蚓没有致死作用,但会诱导蚯蚓酶活性显著增强,抑制土壤呼吸速率。     

荔枝剪枝堆肥和蚯蚓粪作为巨大普里斯特氏菌载体的研究

为探讨荔枝茎秆堆肥与蚯蚓粪替代草炭作为巨大普里斯特氏菌载体的可行性,以荔枝剪枝堆肥、蚯蚓粪和草炭为原料构建6种微生物载体（ST1、ST2、ST3、ST4、ST5、ST6,三者质量比分别为6∶2∶2、4∶2∶4、2∶2∶6、6∶3∶1、4∶3∶3、2∶3∶5）,以草炭为对照,巨大普里斯特氏菌为目标微生物,动态监测载体中有效活菌数,获得适宜巨大普里斯特氏菌存活的载体;在此基础上,分别设置含水量20%、30%、40%,温度20、30、40、50℃和接种浓度10⁶、10⁷、10⁸cfu·mL^-1,动态监测载体中有效活菌数,优化载体含水量、温度和接种浓度。结果表明：随着培养时间的延长,各载体中活菌数均呈先降低后升高的趋势,其中ST2、ST5载体长期培养后活菌数高,且草炭添加量低,是适宜的巨大普里斯特氏菌载体。随着载体含水量、温度的升高,培养的60 d过程中ST2和ST5载体活菌数均呈先升高后降低的趋势,在30%含水量（ST2 2.46×10⁸ cfu·g^-1、ST5 1.81×10⁸ cfu·g^-1）以及30℃（ST2 3.44×10⁸ cfu·g^-1、ST5 1.87×10⁸ cfu·g^-1）、40℃（ST2 8.50×10⁷cfu·g^-1、ST5 7.13×10⁷cfu·g^-1）温度下的活菌数最高。此外,各培养时期的载体活菌数均随着接种浓度的升高而升高,培养60 d后,ST2、ST5载体活菌数分别达3.63×10⁸、3.33×10⁸cfu·g^-1。研究表明,载体ST2和ST5适宜代替草炭作为巨大普里斯特氏菌的载体,且在30%载体含水量、30~40℃温度和10⁸ cfu·mL^-1接种浓度下效果最佳。     

长期咸水滴灌对土壤氨氧化微生物丰度和群落结构的影响

为探讨长期咸水滴灌对棉田土壤氨氧化细菌（AOA）和氨氧化古菌（AOB）的丰度和群落结构的影响,于2018年采集已经过10年咸水滴灌的棉田土壤,通过实时荧光定量PCR和高通量测序技术测定土壤AOA和AOB的丰度和群落结构。试验设3个灌溉水盐度水平：0.35、4.61 dS·m^-1和8.04 dS·m^-1（分别代表淡水、微咸水和咸水）。结果表明：微咸水、咸水灌溉显著降低土壤NO₃^--N含量和潜在硝化势（PNR）,但显著增加土壤盐分和NH₄⁺-N含量。不同处理AOA和AOB的amoA基因拷贝数分别为2.2×10⁶~3.6×10⁶copies·g^-1和1.9×10⁵~3.2×10⁵ copies·g^-1干土;微咸水、咸水处理AOA和AOB amoA基因拷贝数均显著低于淡水处理,且微咸水处理显著降低AOA/AOB。PNR与AOA丰度（P<0.001）和AOB丰度（P<0.001）均呈显著正相关关系。此外,不同灌溉水盐度下AOA群落操作分类单元（OTUs）的数量大于AOB,微咸水、咸水灌溉显著降低AOB群落的OTUs。与淡水处理相比,咸水、微咸水处理显著增加AOA群落的香农指数,咸水处理显著降低AOB群落的香农指数。AOA和AOB群落的优势类群分别为Candidatus Nitrosocaldus和Nitrosospira;咸水、微咸水处理抑制AOA群落的Betaproteobacteria生长,而咸水处理中Candidatus Nitrosocaldus显著高于淡水和微咸水处理。AOB群落中Nitrosomonas的相对丰度随着灌溉水盐度的增加而显著降低。LEf Se分析显示,AOA在咸水灌溉下仅有1个差异物种,而AOB在微咸水灌溉时有5个差异物种。冗余分析结果显示：AOA群落结构的改变与土壤NO₃^--N、pH和盐度的变化密切相关,而AOB群落结构的改变仅与NO₃^--N和pH显著相关。盐分是影响氨氧化微生物生长及群落结构的主导因素,AOA和AOB共同参与土壤硝化作用,淡水、微咸水灌溉条件下AOB可能是硝化作用主导微生物种群,而咸水灌溉条件下AOA可能是主导微生物种群。     

氨胁迫对猪粪厌氧消化性能的影响

以猪粪为原料,采用批式试验方法,研究不同氨氮添加量(0、400、800、1600、2400、3200、4000 mg·L^-1)对厌氧消化产气效果的影响.结果表明:随着氨氮添加量的增加,总产气量和CH₄产率均呈现先升高后降低的变化趋势,氨氮添加量 ≥2400 mg·L^-1时,厌氧消化过程受到显著抑制;不同处理中猪粪挥发性固体(VS)的CH₄产率分别为328.5、338.1、323.2、304.9、276.2、124.9、56.1 mL·g^-1.氨氮添加量为0~800 mg·L^-1时,最大VS产CH₄速率分别为18.3、18.4、17.1 mL·g^-1·d^-1;氨氮添加量为2400 mg·L^-1时,产气高峰推迟,产CH₄速率明显降低;氨氮添加量 ≥400 mg·L^-1时,厌氧消化30 d底物的生物转化产CH₄效率随氨氮添加量的增加逐渐降低,分别为56.7%、54.5%、52.4%、30.6%、1.6%和1.3%;氨氮添加量为400~2400 mg·L^-1时,乙酸利用型产甲烷菌Methanosaeta的相对丰度总体随氨氮质量浓度的增加而降低,而氢利用型产甲烷菌Methanosarcina和Methanococcus具有相反的变化规律.     

不同光质条件及NH4+-N、Cu2+浓度对栅藻处理沼液的影响

将筛选所得耐污能力强的栅藻作为研究对象,研究不同光质条件对栅藻处理沼液的影响,并且以实际沼液废水中NH₄⁺-N、Cu²⁺浓度为参照设置不同浓度,分别考察NH₄⁺-N、Cu²⁺对栅藻生长的影响。结果表明：在白光、蓝光、红光3种光质下,栅藻生物产率分别是0.21、0.04、0.03 g ·L^-1·d^-1,白光条件下栅藻生长相对较好。50 mg·L^-1低浓度NH₄⁺-N下栅藻生长较好,其生物产率优于BG 11培养基,分别为0.20、0.18 g·L^-1·d^-1;500、2000 mg·L^-1高浓度NH₄⁺-N下,藻细胞生长缓慢,生物产率仅为0.12、0.11 g·L^-1·d^-1。在Cu²⁺浓度分别为0.5、1.0、2.0 mg·L^-1的培养液中,藻细胞生物产率分别为0.18、0.15、0.13 g·L^-1·d^-1。一定浓度NH₄⁺-N存在下,栅藻能耐受较高的Cu²⁺浓度。     

抗生素类杀虫剂研究进展

抗生素类杀虫剂是一类利用微生物代谢产物来防治害虫的生物农药。其具有特异性强,防治效果好,对人畜安全,不破坏生态平衡,害虫不易产生抗药性等优点。本文就几种主要的抗生素类杀虫剂近年来的研究进展作了阐述,并对其前景作了展望,以期为该类农药的研究开发与合理使用提供参考。     

农抗万隆霉素的急性毒性研究

农用抗生素万隆霉素是广东省农科院植物保护研究所分离筛选出来的新结构农用抗生素,其急性毒性试验结果表明,急性经口LD50雌鼠为2 610 mg/kg、雄鼠1 780 mg/kg;皮肤刺激强度平均分值为2.5、急性眼刺激积分指数(I.A.O.I)最高值为43,眼刺激的平均指数(M.I.O.I)7天后为13.5,对SD大鼠的急性经皮LD50＞2 050 mg/kg.按国家标准GB15670-1995分级,17.5%农用抗生素万隆霉素乳油急性毒性为低毒农药,完全符合低毒农药登记的毒性标准,可以作为低毒农药进行临时登记.     

土霉素诱导土壤可培养细菌产生耐药性的研究

通过在土壤中反复添加不同浓度的土霉素进行预处理,采用平板稀释法测定了土壤细菌在含土霉素培养基及普通培养基上的生长情况,用耐药菌发生率作为指标评价了土霉素污染浓度和污染次数对土壤抗土霉素可培养细菌的影响。结果表明,土霉素污染可诱导土壤土霉素抗性细菌的产生,耐药菌发生率与土霉素添加浓度和添加次数有关。当土霉素添加浓度大于4 mg/kg时,一次处理就可诱导土壤可培养细菌产生耐药性;当土霉素浓度为3 mg/kg时,二次处理可诱导土壤可培养细菌产生耐药性;当土霉素浓度为2 mg/kg时,需要5次处理才可诱导土壤可培养细菌产生耐药性;而当土霉素浓度为1 mg/kg时,5次处理均没有明显诱导土壤可培养细菌产生耐药性。研究结果表明,长期施用含土霉素的畜禽粪可导致土壤土霉素抗性细菌的形成和发展。     

动物性食品中抗生素残留的危害及防控

动物性食品中抗生素残留主要来源于注射、口服、饮水等方式,超量的抗生素残留对人体会造成危害。只有加强立法,完善检测方法,建立严格的管理体系,研制新的抗生素替代品,才能有效解决动物性食品中抗生素残留问题。     

银杏叶在肉鸡日粮中替代饲用抗生素的效果

将240只1日龄AA肉仔鸡公母各半随机分为6个处理组,每个处理2个重复,每个重复20只鸡,试验期35 d.对照组为在基础日粮中添加2.2 mg.kg-1林可霉素,试验组共分5组,分别在基础日粮中添加1、2、3、4、5 g.kg-1等5个水平的银杏叶,研究银杏叶替代饲用抗生素对肉鸡生长性能、血清生化指标和机体免疫机能的影响.结果表明:与对照组相比,添加1-5 g.kg-1银杏叶有一定的保健促生长作用,尤其以添加3 g.kg-1促生长明显(P<0.05),且腹泻率低于对照组,差异显著(P<0.05);银杏叶替代饲用抗生素后,对照组与试验组之间的成活率差异不显著(P>0.05);添加1-2 g.kg-1银杏叶可显著增加肉鸡血清总蛋白和球蛋白含量(P<0.05);添加5 g.kg-1银杏叶可提高肉鸡法氏囊指数(P>0.05),显著提高胸腺指数(P<0.05);各试验组血清谷草转氨酶活性与对照组比较,差异不显著(P>0.05),但呈现出随银杏叶添加量的提高而增加的趋势;添加5 g.kg-1银杏叶可显著提高血清谷丙转氨酶活性(P<0.05),同时可显著地降低血清尿素氮、胆固醇和甘油三酯的含量(P<0.05).     

堆肥过程中抗生素和耐药基因消减研究进展

堆肥是常用的有机固废处理技术,能够快速实现有机固废资源化利用,但传统工业化堆肥对于抗生素及其耐药基因（Antibiotic resistance genes,ARGs）消减重视不足。事实上,近年来畜禽粪污等堆肥原料中抗生素及ARGs残留问题日益凸显,抗生素及ARGs消减已经成为堆肥过程中不容忽视的部分和亟待解决的问题。本文综述了近年来抗生素及ARGs在堆肥过程中消减的研究现状和一般特点,以及影响消减效果的理化和生物学因素、相关优化技术措施的效果和瓶颈等,以期为最大限度降低ARGs传播风险提供参考。     

柠檬醛对绳状青霉抑制作用研究

为了弄清理化因素及作用方式对霉菌的影响,采用滤纸片法与挥发性物质活性检测法,研究不同浓度柠檬醛对绳状青霉(Penicillium funiculosum)的抑制作用,并检测不同处理时间对孢子萌发率的影响。结果表明,柠檬醛采用滤纸片法与挥发性活性物质检测法对P.funiculosum的最小抑制浓度(MIC)分别为6.0与3.0 mg.mL-1。在3.0 mg.mL-1浓度下处理10 min孢子萌发受到明显抑制,萌发时间比对照推迟6 h,萌发率降低21.7%;而处理120 min萌发时间比对照延迟10 h,萌发率降低83.8%。柠檬醛可通过熏蒸的方式对P.funiculosum起到较好的抑制作用。这为工农业产品防治霉菌的危害提供了新的理论依据。     

农用抗生素高产菌株的诱变筛选新技术

新型农用抗生素产生菌的原始菌株的产素水平一般较低，产素品质也较差，不能满足工业化生产的要求。采用新颖的诱变技术，如微波、超声波、离子注入和原生质体诱变技术能有效提高农用抗生素产生菌的产素水平，降低生产成本，满足工业化生产的要求。构建一种简单易行的诱变路线和快速有效的筛选模式是加快农用抗生素工业化进程的关键。     

二色胡枝子遗传转化中抗生素浓度优化研究

探讨了卡那霉素、G418和头孢霉素3种抗生素对二色胡枝子不同培养阶段外植体生长、分化和生根的影响及对农杆菌的抑菌效果.确立了由农杆菌介导的二色胡枝子遗传转化研究中抗生素转化体的筛选浓度和头孢霉素对菌株的抑菌浓度.结果表明:在子叶节转化筛选阶段,卡那霉素和G418的适宜浓度分别为20 mg/L和7.5 mg/L;在抗性芽增殖培养阶段.卡那霉素和G418浓度分别为150 mg/L和15.0 mg/L;在生根阶段,卡那霉素和G418浓度分别为20 mg/L和5.0mg/L.而头孢霉素在各阶段适宜浓度为0～300 ms/L;头孢霉素对农杆菌LBA4404和C58抑制浓度为200～300 mg/L时效果理想.     

Transmission of antibiotic resistance genes in agroecosystems: an overview

The use of antibiotics in human medicine and animal husbandry has resulted in the continuous release of antibiotics into the environment, which imposes high selection pressure on bacteria to develop antibiotic resistance. The spread and aggregation of antibiotic resistance genes (ARGs) in multidrug-resistant pathogens is one of the most intractable clinical challenges. Numerous studies have been conducted to profile the patterns of ARGs in agricultural ecosystems, as this is closely related to human health and wellbeing. This paper provides an overview of the transmission of ARGs in agricultural ecosystems resulting from the application of animal manures and other organic amendments. The future need to control and mitigate the spread of antibiotic resistance in agricultural ecosystems is also discussed, particularly from a holistic perspective, and requires multiple sector efforts to translate fundamental knowledge into effective strategies.