不同土地利用類型土壤抗生素和耐藥基因的分布特征及影響因素研究
發(fā)布時間:2022-01-11 15:00
近年來,抗生素在畜禽養(yǎng)殖和醫(yī)治人類、動物疾病中的大量使用,造成環(huán)境中抗生素的“假持久性”。土壤環(huán)境作為各種污染物的存儲庫,其抗生素和抗生素耐藥基因(Antibiotic resistance genes,ARGs)的污染問題經引起人們的高度關注。目前已有許多學者對土壤中抗生素和耐藥基因的污染問題展開研究,但大多數(shù)研究都集中在某單一類型土壤中,如畜禽養(yǎng)殖土壤、蔬菜基地土壤等,而對于土地利用方式較為復雜的城郊土壤中抗生素和耐藥基因的研究相對缺乏。因此,本研究以天津城郊地區(qū)8種不同土地利用類型土壤為研究對象,通過超高效液相色譜-串聯(lián)質譜、WafergenSmartchip超高通量熒光定量PCR和Illunima高通量測序等方法,分析了12種抗生素、14種代表性耐藥基因和微生物群落結構在不同土地利用類型土壤中的分布特征,并在此基礎上,通過統(tǒng)計學方法探究了不同土地利用類型土壤中致病菌的存在和傳播風險,以及環(huán)境因子和微生物群落對土壤中抗生素和耐藥基因的影響,主要結論如下:(1)本研究選取的目標抗生素在不同土地利用類型土壤中均被檢出,抗生素總含量依次為四環(huán)素類(TCs)>磺胺類(SAs)>...
【文章來源】:沈陽農業(yè)大學遼寧省
【文章頁數(shù)】:71 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
土壤樣品采樣點分布圖
第三章不同土地利用類型土壤中抗生素的分布20注:橫坐標為不同土地利用類型土壤;a為土壤中TCs含量圖,b為土壤中SAs含量圖,c為土壤中QNs含量圖,d為土壤中β-lactams含量圖,e為土壤中MLs含量圖;V為菜地,T為林地,S為灘涂,R為居民區(qū),P為公園,L為農田,G為綠化帶,D為荒地。圖3-1不同土地利用類型抗生素分布特征Fig.3-1Distributioncharacteristicsofantibioticsindifferentlandusetypes如圖3-1所示,在研究區(qū)域,8類土地利用方式土壤中,公園和農田土壤中TCs總含量顯著高于其他土地利用類型土壤(p<0.05),這與之前研究結果類似,Ji等人(2012)的研究發(fā)現(xiàn)TCs在上海某飼養(yǎng)場附近農田土壤中檢出含量較高,最高達到6.41×103μg/kg,這與養(yǎng)殖場的廢水排放和畜禽糞便施肥有關,而且TCs在環(huán)境中較穩(wěn)定殘留時間較長(Huetal.,2010;Lietal.,2013)。值得關注的是,公園土壤抗生素含量較高,公園樣地位于城市中心,附近有農貿市場和醫(yī)院,且人口密度高,受人類活動影響較大,可能受
沈陽農業(yè)大學碩士學位論文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較低,這是由于本研究菜地主要為普通農家菜地有機肥施用較少,主要以自家排泄物施用為主。陳海燕等人(2011)的研究表明有機肥施用會影響不同類型菜地土壤中抗生素含量,其中抗生素檢出含量在機肥施用最多菜地最高,在基本不施用有機肥的綠色蔬菜基地最低。3.3不同土地利用類型土壤中抗生素的分布特征基于不同土地利用類型土壤中抗生素的含量進行主坐標分析(PCA,PrincipalComponentsAnalysis),發(fā)現(xiàn)農田和公園土壤中抗生素的含量及組成與其他土地利用類型相比存在顯著差異(圖3-2a)。大量對施用有機肥的農田土壤抗生素分布的研究發(fā)現(xiàn),有機肥的長期施用會導致農田土壤中抗生素含量顯著增加(Wangetal.,2017;潘霞等,2012;Zhouetal.,2017)。趙方凱等人(2017)的研究也表明抗生素在不同土壤中抗生素含量存在差異,其中農田土壤中的抗生素殘留水平顯著高于其他土壤,這與本研究的結論一致。注:V為菜地,T為林地,S為灘涂,R為居民區(qū),P為公園,L為農田,G為綠化帶,D為荒地。圖3-2不同土地利用類型土壤抗生素主坐標分析(a)及組成比例(b)Fig.3-2PrincipalComponentsAnalysisofSoilAntibioticsinDifferentLandUseTypes(a)andCompositionRatio(b)如圖3-2b對不同土地利用類型土壤中抗生素的成分組成研究表明,在8類土地利用類型土壤中,農田、公園、林地和荒地抗生素主要成分為TCs,分別占檢出抗生素總含量的96.93%、85.60%、57.48%和51.35%,這是由于TCs的生產和使用數(shù)量比較多,
【參考文獻】:
期刊論文
[1]不同共作模式的稻田土壤細菌群落結構分析[J]. 宋宇,王鵬,韋月平. 東北農業(yè)科學. 2019(04)
[2]農用地土壤抗生素組成特征與積累規(guī)律[J]. 孔晨晨,張世文,聶超甲,胡青青. 環(huán)境科學. 2019(04)
[3]常州市春季PM2.5中細菌群落特征及影響因素[J]. 劉菲,薛銀剛,屠博文,王利平,趙亞芳,江曉棟,薛柯. 中國環(huán)境科學. 2018(09)
[4]土壤中抗生素抗性基因的分布及遷移轉化[J]. 張寧,李淼,劉翔. 中國環(huán)境科學. 2018(07)
[5]來自西雙版納3種有毒植物的免培養(yǎng)與純培養(yǎng)放線菌多樣性及生物活性[J]. 陳東波,柳成賓,姜怡,呂元林,姜成林. 微生物學通報. 2018(05)
[6]長三角典型城郊土壤抗生素空間分布的影響因素研究[J]. 趙方凱,楊磊,李守娟,向倩,孫龍,方力,陳利頂. 環(huán)境科學學報. 2018(03)
[7]土壤中抗生素的環(huán)境行為及分布特征研究進展[J]. 趙方凱,楊磊,喬敏,李守娟,孫龍. 土壤. 2017(03)
[8]水土比、pH和有機質對沉積物吸附四環(huán)素的復合影響[J]. 李宗宸,魏群山,羅專溪,徐龍鳳,劉亞男,顏昌宙,柳建設. 農業(yè)環(huán)境科學學報. 2017(04)
[9]廣州市典型有機蔬菜基地土壤中磺胺類抗生素污染特征及風險評價[J]. 成玉婷,吳小蓮,向壘,莫測輝,蔡全英,李彥文,李慧,李鶴建,蘇青云. 中國環(huán)境科學. 2017(03)
[10]江西梅江流域土壤中四環(huán)素類抗生素的含量及空間分布特征[J]. 張濤,郭曉,劉俊杰,陳求穩(wěn),華國芬,劉孝利. 環(huán)境科學學報. 2017(04)
博士論文
[1]黃土高原典型小流域植被與土壤恢復特征及生態(tài)系統(tǒng)服務功能評估[D]. 楊陽.西北農林科技大學 2019
[2]規(guī);i場糞污中典型抗生素歸趨行為及抗性基因擴散特征研究[D]. 李曉華.中國農業(yè)科學院 2018
碩士論文
[1]黃河三角洲不同土地利用類型土壤細菌和氮循環(huán)功能菌群研究[D]. 苗永君.山東大學 2019
[2]典型抗生素的土壤吸附模型[D]. 代宇楠.大連理工大學 2018
[3]某冶煉廠周圍農田土壤中抗生素抗性基因分布及其影響因素[D]. 張鳳麗.鄭州大學 2018
[4]鋅對土壤菌群及抗生素抗性水平轉移有關基因的影響[D]. 楊芬.江蘇科技大學 2016
[5]抗生素殘留及抗性基因在生活垃圾轉運填埋過程中的遷移轉化和去除研究[D]. 黃智婷.華東師范大學 2014
[6]錦州灣水環(huán)境污染對沉積物微生物生態(tài)狀況的影響關系研究[D]. 李藝紅.沈陽理工大學 2014
[7]土壤中四環(huán)素與銅的吸附行為及其影響因素研究[D]. 莢德安.南京林業(yè)大學 2008
[8]長期施用生物有機肥對土壤理化性質影響的研究[D]. 劉國偉.中國農業(yè)大學 2004
本文編號:3582982
【文章來源】:沈陽農業(yè)大學遼寧省
【文章頁數(shù)】:71 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
土壤樣品采樣點分布圖
第三章不同土地利用類型土壤中抗生素的分布20注:橫坐標為不同土地利用類型土壤;a為土壤中TCs含量圖,b為土壤中SAs含量圖,c為土壤中QNs含量圖,d為土壤中β-lactams含量圖,e為土壤中MLs含量圖;V為菜地,T為林地,S為灘涂,R為居民區(qū),P為公園,L為農田,G為綠化帶,D為荒地。圖3-1不同土地利用類型抗生素分布特征Fig.3-1Distributioncharacteristicsofantibioticsindifferentlandusetypes如圖3-1所示,在研究區(qū)域,8類土地利用方式土壤中,公園和農田土壤中TCs總含量顯著高于其他土地利用類型土壤(p<0.05),這與之前研究結果類似,Ji等人(2012)的研究發(fā)現(xiàn)TCs在上海某飼養(yǎng)場附近農田土壤中檢出含量較高,最高達到6.41×103μg/kg,這與養(yǎng)殖場的廢水排放和畜禽糞便施肥有關,而且TCs在環(huán)境中較穩(wěn)定殘留時間較長(Huetal.,2010;Lietal.,2013)。值得關注的是,公園土壤抗生素含量較高,公園樣地位于城市中心,附近有農貿市場和醫(yī)院,且人口密度高,受人類活動影響較大,可能受
沈陽農業(yè)大學碩士學位論文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較低,這是由于本研究菜地主要為普通農家菜地有機肥施用較少,主要以自家排泄物施用為主。陳海燕等人(2011)的研究表明有機肥施用會影響不同類型菜地土壤中抗生素含量,其中抗生素檢出含量在機肥施用最多菜地最高,在基本不施用有機肥的綠色蔬菜基地最低。3.3不同土地利用類型土壤中抗生素的分布特征基于不同土地利用類型土壤中抗生素的含量進行主坐標分析(PCA,PrincipalComponentsAnalysis),發(fā)現(xiàn)農田和公園土壤中抗生素的含量及組成與其他土地利用類型相比存在顯著差異(圖3-2a)。大量對施用有機肥的農田土壤抗生素分布的研究發(fā)現(xiàn),有機肥的長期施用會導致農田土壤中抗生素含量顯著增加(Wangetal.,2017;潘霞等,2012;Zhouetal.,2017)。趙方凱等人(2017)的研究也表明抗生素在不同土壤中抗生素含量存在差異,其中農田土壤中的抗生素殘留水平顯著高于其他土壤,這與本研究的結論一致。注:V為菜地,T為林地,S為灘涂,R為居民區(qū),P為公園,L為農田,G為綠化帶,D為荒地。圖3-2不同土地利用類型土壤抗生素主坐標分析(a)及組成比例(b)Fig.3-2PrincipalComponentsAnalysisofSoilAntibioticsinDifferentLandUseTypes(a)andCompositionRatio(b)如圖3-2b對不同土地利用類型土壤中抗生素的成分組成研究表明,在8類土地利用類型土壤中,農田、公園、林地和荒地抗生素主要成分為TCs,分別占檢出抗生素總含量的96.93%、85.60%、57.48%和51.35%,這是由于TCs的生產和使用數(shù)量比較多,
【參考文獻】:
期刊論文
[1]不同共作模式的稻田土壤細菌群落結構分析[J]. 宋宇,王鵬,韋月平. 東北農業(yè)科學. 2019(04)
[2]農用地土壤抗生素組成特征與積累規(guī)律[J]. 孔晨晨,張世文,聶超甲,胡青青. 環(huán)境科學. 2019(04)
[3]常州市春季PM2.5中細菌群落特征及影響因素[J]. 劉菲,薛銀剛,屠博文,王利平,趙亞芳,江曉棟,薛柯. 中國環(huán)境科學. 2018(09)
[4]土壤中抗生素抗性基因的分布及遷移轉化[J]. 張寧,李淼,劉翔. 中國環(huán)境科學. 2018(07)
[5]來自西雙版納3種有毒植物的免培養(yǎng)與純培養(yǎng)放線菌多樣性及生物活性[J]. 陳東波,柳成賓,姜怡,呂元林,姜成林. 微生物學通報. 2018(05)
[6]長三角典型城郊土壤抗生素空間分布的影響因素研究[J]. 趙方凱,楊磊,李守娟,向倩,孫龍,方力,陳利頂. 環(huán)境科學學報. 2018(03)
[7]土壤中抗生素的環(huán)境行為及分布特征研究進展[J]. 趙方凱,楊磊,喬敏,李守娟,孫龍. 土壤. 2017(03)
[8]水土比、pH和有機質對沉積物吸附四環(huán)素的復合影響[J]. 李宗宸,魏群山,羅專溪,徐龍鳳,劉亞男,顏昌宙,柳建設. 農業(yè)環(huán)境科學學報. 2017(04)
[9]廣州市典型有機蔬菜基地土壤中磺胺類抗生素污染特征及風險評價[J]. 成玉婷,吳小蓮,向壘,莫測輝,蔡全英,李彥文,李慧,李鶴建,蘇青云. 中國環(huán)境科學. 2017(03)
[10]江西梅江流域土壤中四環(huán)素類抗生素的含量及空間分布特征[J]. 張濤,郭曉,劉俊杰,陳求穩(wěn),華國芬,劉孝利. 環(huán)境科學學報. 2017(04)
博士論文
[1]黃土高原典型小流域植被與土壤恢復特征及生態(tài)系統(tǒng)服務功能評估[D]. 楊陽.西北農林科技大學 2019
[2]規(guī);i場糞污中典型抗生素歸趨行為及抗性基因擴散特征研究[D]. 李曉華.中國農業(yè)科學院 2018
碩士論文
[1]黃河三角洲不同土地利用類型土壤細菌和氮循環(huán)功能菌群研究[D]. 苗永君.山東大學 2019
[2]典型抗生素的土壤吸附模型[D]. 代宇楠.大連理工大學 2018
[3]某冶煉廠周圍農田土壤中抗生素抗性基因分布及其影響因素[D]. 張鳳麗.鄭州大學 2018
[4]鋅對土壤菌群及抗生素抗性水平轉移有關基因的影響[D]. 楊芬.江蘇科技大學 2016
[5]抗生素殘留及抗性基因在生活垃圾轉運填埋過程中的遷移轉化和去除研究[D]. 黃智婷.華東師范大學 2014
[6]錦州灣水環(huán)境污染對沉積物微生物生態(tài)狀況的影響關系研究[D]. 李藝紅.沈陽理工大學 2014
[7]土壤中四環(huán)素與銅的吸附行為及其影響因素研究[D]. 莢德安.南京林業(yè)大學 2008
[8]長期施用生物有機肥對土壤理化性質影響的研究[D]. 劉國偉.中國農業(yè)大學 2004
本文編號:3582982
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