抗生素-农药复合污染胁迫下土壤微生物的响应机制

本项目针对含抗生素的畜禽粪肥及农药长期不断进入土壤形成复合污染的状况，选择畜禽养殖饲料中广泛添加且量大的四环素类抗生素土霉素、四环素和农业生产中大量使用的除草剂草甘膦、杀菌剂多菌灵，参照他们在环境中的残留水平，在抗生素-农药复合污染的土壤生态系统中研究：1）抗生素、农药单一及复合污染情况下的迁移转化规律；2）土壤生物学功能的变化；3）壤微生物种群数量、结构和功能的变化；4）复合污染诱导的微生物群落抗性的形成及其变化趋势；5）抗性菌的分离鉴定及抗性谱的分析。研究可望阐明抗生素-农药单一及复合污染胁迫下土壤微生物的响应机制，对于认识抗生素-农药复合污染对土壤质量与健康效应具有重要的科学价值，也将为抗生素-农药复合污染土壤生态效应的评价提供更完善的体系。

本项目选择畜禽养殖饲料添加广泛且量大的四环素类抗生素四环素和农业生产中常用的除草剂草甘膦、杀菌剂多菌灵，参照他们在环境中的残留水平，在抗生素-农药复合污染的土壤生态系统中开展了抗生素-农药单一及复合情况在土壤中的降解特征及其对土壤酶、土壤微生物数量及土壤微生物功能多样性方面的研究。主要结果如下：.1．单一情况下四环素、草甘膦和多菌灵在土壤中的降解符合一级动力学特征，降解半衰期随着浓度提高而延长；三种药剂均对土壤微生物数量、土壤微生物和土壤微生物功能多样性产生明显的影响，作用大小与浓度呈一定正相关。2、六次重复处理期间，土壤中的四环素、草甘膦和多菌灵在土壤中的降解符合一级动力学特征，随着施药次数的增加，各处理农药的半衰期均逐步缩短。3、对土壤微生物数量的测定表明四环素、草甘膦、多菌灵单一及复合处理下均对土壤细菌、真菌和放线菌产生数量明显的抑制作用，其中四环素、草甘膦、多菌灵三元复合的抑制作用最强，二元复合次之，但三个二元复合处理之间的的抑制作用虽有差异单不显著，随着时间的推荐对微生物数量的影响逐渐减缓。重复处理后，随着施药次数的增加抗生素及农药对土壤微生物数量影响逐渐减弱。4、四环素、草甘膦、多菌灵单一及复合处理均对过氧化氢酶、磷酸酶、蔗糖酶和脲酶等四种土壤酶的活性均产生了抑制作用，并且对氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶的影响较大，施药处理对土壤酶的影响作用随着时间的推移而消除。5、采用BIOLOG ECO微平板法测定土壤微生物碳源利用多样性，结果显示土壤微生物的碳源利用能力物AWCD值、Simpson指数、Shannon指数和McIntosh指数均低于对照土壤，表明施药处理土壤中微生物的碳源利用能力和多样性受到一定的抑制作用，作用大小与施药次数呈反相关，但这种影响是暂时的，随后即恢复至对照水平，甚至超过对照水平。