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　　https://journal.hep.com.cn/fese/EN/10.1007/s11783-021-1499-y

　　文章出版：Front. Environ. Sci. Eng. 2022, 16(7): 91

原文信息

　　题目：

　　Antibiotic resistance genes in manure-amended paddy soils across eastern China: Occurrence and influencing factors

　　作者：

　　Yuwei Guo ^1,2, Xian Xiao ¹, Yuan Zhao¹, Jianguo Liu¹, Jizhong Zhou ^3,4,5, Bo Sun ², Yuting Liang（✉）²

　　作者单位：

　　1 Changzhou University, China

　　2 Institute of Soil Science, Chinese Academy of Sciences, Nanjing, China

　　3 University of Oklahoma, USA

　　4 Tsinghua University, China

　　5 Lawrence Berkeley National Laboratory, USA

　　通讯作者邮箱：

　　ytliang@issas.ac.cn

　　关键词：

　　Pig manure(猪粪); 

　　Antibiotics(抗生素); 

　　Metals(金属); 

　　Antibiotic resistance genes(抗生素抗性基因); 

　　Paddy fields(水稻田)

文章亮点

　　• 粪便施肥导致水稻田土壤中抗生素残留和金属含量增加；

　　• 粪便施肥显著增强了水稻田土壤中四环素和磺胺类抗性基因；

　　• 土壤理化性质贡献了12%的抗生素抗性基因（ARGs）变异；

　　• ARGs是土壤中金属元素和抗生素的共同选择。

文章简介

　　猪粪作为土壤改良剂广泛应用于水稻田，但其中通常富含抗生素和金属元素，会引起土壤中抗生素抗性基因（ARGs）的增殖。在过去的几十年里，国内外在ARGs的环境传播、ARGs与抗生素、金属的相关性等方面开展了系列研究。然而，目前关于粪便施肥对ARGs丰度的作用及其影响因素的系统研究仍然不足。本文在中国东部11个水稻种植区收集猪粪、粪便改良和无机肥改良的土壤样品，同时评估抗生素、金属和ARGs的累积。

　　研究表明施用粪便肥料对土壤理化性质以及土壤中抗生素、金属和ARGs水平存在如下影响：

　　（1）长期施用猪粪可以显著改善土壤pH，提高总有机氮（TON）、硝态氮（NO₃–-N）、铵态氮（NH₄+-N）、总磷（TP）和有效磷（AP）含量。

　　（2）施用粪便肥料会导致抗生素和金属残留，并增加水稻田土壤中的ARGs。

　　（3）抗生素和金属对ARGs均表现出协同选择压力，并增加ARGs的丰度。

　　（4）土壤养分显著影响ARGs，其中TP是影响四环素抗性基因（tetW、tetQ、tetH）和大环内酯类抗性基因(ermF)的最关键因素。

　　（5）气候因子几乎不单独影响水稻土中的ARGs，主要通过与土壤金属相互作用影响ARGs。

　　综上所述，本研究揭示了施用有机肥导致金属、抗生素和ARGs积累的风险，并探讨了水稻田土壤中ARGs丰度的影响因素，有助于制定降低农业土壤中ARGs污染的有效策略。

图1 粪便施肥对水稻田土壤中重金属、抗生素和ARGS的影响

编委点评

　　动物粪便作为土壤肥料使用是一把双刃剑，它们作为土壤改良剂，是废物资源化利用的重要途径，可以提高土壤肥力，促进作物产量，同时实现减污降碳；但是实际使用中要注意粪便施肥可能导致的环境风险问题。本研究对中国东部11个水稻种植区的实际案例研究表明粪便施肥会导致重金属、抗生素和ARG_s的累积，该研究成果有助于我们科学地认识和利用粪便有机肥，为其安全高效利用提供科学支撑。

　　编者 | 李晓麟

　　点评 | 王斌

致  谢

　　王斌，清华大学环境学院副研究员，FESE青年编委，兼任中国环境科学学会持久性有机污染物专业委员会秘书长。主要从事新污染物风险评价与控制研究，发表SCI 论文180篇，SCI 总引8800余次，H 指数51；主（参）编专著6部，参编3部国家标准和5部团体标准，授权知识产权（专利和软件著作权）16项。研究成果获国家自然科学二等奖1 项、教育部自然科学一等奖2 项，曾获得中国环境科学学会青年科技奖和优秀科技工作者奖，入选“全球前2%顶尖科学家”榜单。个人主页

　　https://www.env.tsinghua.edu.cn/info/1268/5856.htm

　　李晓麟，男，23岁，苏州科技大学环境学院和清华苏州创新研究院联合培养2021级环境科学与工程专业硕士生，导师为王斌副研究员，研究方向为新污染物环境风险评估。

期刊简介

《前沿》系列英文学术期刊

　　由教育部主管、高等教育出版社主办的《前沿》（Frontiers）系列英文学术期刊，于2006年正式创刊，以网络版和印刷版向全球发行。系列期刊包括基础科学、生命科学、工程技术和人文社会科学四个主题，是我国覆盖学科最广泛的英文学术期刊群，其中13种被SCI收录，其他也被A&HCI、Ei、MEDLINE或相应学科国际权威检索系统收录，具有一定的国际学术影响力。系列期刊采用在线优先出版方式，保证文章以最快速度发表。

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