豬糞、沼液農(nóng)用重金屬和抗生素的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)及生物調(diào)控研究.pdf

1、我國(guó)畜禽養(yǎng)殖業(yè)飛速發(fā)展的同時(shí)產(chǎn)生了大量畜禽糞便，畜禽糞便及厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼液都是優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥。廣東省的丘陵山地是林業(yè)生產(chǎn)的重點(diǎn)區(qū)域，其土壤酸性高、養(yǎng)分含量低，嚴(yán)重制約了林業(yè)發(fā)展。施用畜禽糞便和沼液于酸化貧瘠的林地土壤可實(shí)現(xiàn)廢棄物的資源化利用和促進(jìn)林木高效生長(zhǎng)。畜禽糞便和沼液中重金屬和抗生素含量普遍超標(biāo)，長(zhǎng)期施用具有潛在生態(tài)危害。蚯蚓和菌肥可促進(jìn)有機(jī)質(zhì)分解、礦物營(yíng)養(yǎng)釋放，進(jìn)而影響重金屬和抗生素遷移轉(zhuǎn)化，但關(guān)于自然條件下蚯蚓、菌肥對(duì)豬糞、沼液

2、農(nóng)用生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)調(diào)控方面的研究還鮮見報(bào)道。本文以廣東省云浮市新興縣羅陳豬場(chǎng)黃梁木速生林為試驗(yàn)區(qū)域，研究了豬糞、沼液農(nóng)用后重金屬和抗生素的污染特征及蚯蚓和菌肥調(diào)控作用，進(jìn)行了四環(huán)素類抗生素降解菌篩選和鑒定。主要研究結(jié)果如下：
　?。?）豬糞可提高土壤pH，沼液作用不明顯。豬糞-沼液配施降低交換性酸的速度大于單施豬糞，蚯蚓和蚯蚓-菌肥配施可快速降低交換性酸。豬糞和豬糞-沼液配施可提高土壤電導(dǎo)率，兩者間無(wú)顯著差異（P＞0.05）。蚯蚓和蚯蚓

3、-菌肥配施都可提高土壤電導(dǎo)率，蚯蚓效果更為明顯。施加豬糞可提高鹽基離子濃度，尤其是交換性鈣、鎂，沼液作用較小，蚯蚓和蚯蚓-菌肥配施可促進(jìn)交換性鈣、鎂累積。單施豬糞和豬糞-沼液配施土壤C/N基本相同，接種蚯蚓可降低土壤C/N。蚯蚓和蚯蚓-菌肥配施土壤有機(jī)質(zhì)組分相似度較高。豬糞、沼液及添加生物對(duì)土壤物理性質(zhì)無(wú)顯著影響（P＞0.05）。蚯蚓可降低細(xì)菌、真菌多樣性，蚯蚓和菌肥配施對(duì)真菌的抑制作用更為明顯。豬糞可改善土壤化學(xué)性質(zhì)，沼液作用較小，蚯

4、蚓和菌肥可提高土壤緩沖和保肥能力。
　　（2）單施豬糞土壤中Pb含量上升，施加沼液可降低其含量，蚯蚓和蚯蚓-菌肥配施土壤中Pb含量呈下降趨勢(shì)。單施豬糞和豬糞-沼液配施土壤中Cu濃度無(wú)顯著差異（P＞0.05），蚯蚓可降低Cu含量。單施豬糞和豬糞-沼液配施土壤中Zn含量差異顯著（P＜0.05），蚯蚓可降低Zn含量。各處理土壤中As含量無(wú)顯著差異（P＞0.05），蚯蚓和菌肥可提高土壤中As含量。蚯蚓可提高黃梁木對(duì)Pb、Cu、Zn、As的

5、富集和轉(zhuǎn)運(yùn)，減輕污染和生態(tài)危害。長(zhǎng)期施加豬糞主要導(dǎo)致Cu、Zn污染，施加沼液可降低其含量。蚯蚓可有效降低重金屬生態(tài)危害，菌肥作用相對(duì)較弱。
　　（3）單施豬糞土壤中土霉素含量（138.26μg·kg-1）顯著高于對(duì)照（40.5μg·kg-1）和豬糞-沼液配施（37.84μg·kg-1）（P＜0.05），蚯蚓和蚯蚓-菌肥配施土霉素含量上升。單施豬糞土壤中四環(huán)素含量（175.56μg·kg-1）顯著高于對(duì)照（20.63μg·kg-1）

6、和豬糞-沼液配施（74.35μg·kg-1）（P＜0.05），蚯蚓和蚯蚓-菌肥配施可提高四環(huán)素含量，且單獨(dú)接種蚯蚓含量最高（226.55μg·kg-1）。施加豬糞和豬糞-沼液配施可提高土壤中金霉素含量，豬糞-沼液配施高于單施豬糞，接種蚯蚓后金霉素累積最為明顯。施加豬糞可造成四環(huán)素類抗生素富集，沼液可降低其含量，蚯蚓和菌肥可促進(jìn)其富集。
　?。?）篩選出2株四環(huán)素降解菌，4株土霉素降解菌，1株金霉素降解菌，1株四環(huán)素和金霉素復(fù)合降解

7、菌。6株為桿狀菌，2株為球形菌，都為革蘭氏陰性菌。確定為弗氏檸檬酸桿菌Citrobacter werkmanii、雷氏普羅威登菌Providencia rettgeri strain、弗氏檸檬酸桿菌Citrobacter werkmanii、巨大芽孢桿菌Bacillμsmegaterium、節(jié)桿菌屬Arthrobacter sp、高地芽孢桿菌Bacillμsaltitudinis、惡臭假單胞菌Pseudomonas putida、睪丸酮

8、叢毛單胞菌Comamonas testosterone。以上菌株能以四環(huán)素類抗生素為唯一碳源，促進(jìn)其降解，有望用于抗生素污染治理。
　?。?）土壤理化性質(zhì)、污染物、微生物間相關(guān)性分析結(jié)果表明：陽(yáng)離子交換量是影響細(xì)菌群落的最重要因子，蚯蚓和菌肥可降低陽(yáng)離子交換量從而降低細(xì)菌多樣性。交換性鋁對(duì)真菌群落影響最大，蚯蚓和菌肥可通過(guò)降低交換性鋁含量提高真菌多樣性。在所測(cè)重金屬和抗生素中，對(duì)細(xì)菌和真菌影響最大的是Cu、Zn，蚯蚓和菌肥可減輕其