兽用抗生素磺胺二甲嘧啶对稻田N2O排放的影响及其微生物机制

论文摘要

为研究磺胺类兽用抗生素对稻田N2O排放的影响及其微生物机制,采用田间原位观测试验,对比分析不同浓度磺胺二甲嘧啶（sulfamethazine,SMZ）对稻田N2O排放及硝化反硝化过程底物和相关功能基因丰度的影响.本试验共设5个处理,分别为:无肥料无抗生素（CK）;猪粪为基肥,尿素为追肥,分别添加0、5、15和30 mg·kg-1的SMZ处理（SMZ0、SMZ5、SMZ15和SMZ30）,在整个水稻生长季定期采集和分析土壤和气体样品.结果表明,不同浓度SMZ均未改变稻田N2O排放的季节性规律,整个观测期N2O排放通量,与SMZ0处理相比,SMZ15有显著差异（P <0. 05）,SMZ30和SMZ5无显著差异（P> 0. 05）.中、高浓度处理SMZ15和SMZ30在均值水平上增加了N2O累积排放量,分别是SMZ0处理的3. 47和4. 67倍,且增加了土壤NO3--N含量.与SMZ0处理相比,中、高浓度处理对土壤总细菌16S rRNA基因丰度、硝化过程中氨氧化古菌AOA amoA和氨氧化细菌AOB amoA基因丰度以及反硝化过程中的nirK、nirS和nosZ基因丰度均有明显的激活作用（P <0. 05）,低浓度处理SMZ5对各基因丰度则有轻微抑制作用.具体表现为SMZ30、SMZ15与SMZ0处理的16S rRNA、AOA amoA、AOB amoA以及nirK、nirS、nosZ基因丰度比值的平均值分别为:1. 58、1. 77、2. 15、1. 38、1. 33、1. 42和1. 24、1. 37、1. 08、1. 65、1. 11、1. 64,而SMZ5与SMZ0处理的6个上述基因丰度比值均小于1,仅分别为0. 80、0. 99、0. 92、0. 76、0. 76和0. 77. N2O排放通量与nir K基因丰度呈极显著正相关（P <0. 01）,表明SMZ通过影响反硝化菌活性进而对N2O排放产生作用.因此,兽用抗生素对农田的污染不可忽视,应从源头上合理控制使用,以减少其环境生态风险.

论文目录

• 1 材料与方法
•   1.1 试验区概况
•   1.2 试验设计
•   1.3 样品采集及测定方法
•     1.3.1 农田系统N2O的采集与测定方法
•     1.3.2 土壤样品的采集与测定方法
•     1.3.3 土壤中磺胺二甲嘧啶残留量的测定方法[32]
•   1.4 数据处理
• 2 结果与分析
•   2.1 SMZ对稻田N2O排放通量、累积排放量及土壤NH4+-N、NO3--N的影响
•   2.2 SMZ对土壤总细菌16S rRNA及硝化反硝化相关功能基因丰度的影响
•     2.2.1 SMZ对土壤总细菌16S rRNA及AOA amoA、AOB amoA基因丰度的影响
•     2.2.2 SMZ对土壤nir K、nirS和nosZ基因丰度的影响
•   2.3 稻田N2O排放通量与土壤总细菌16S rRNA及硝化反硝化相关功能基因丰度和土壤NH+4-N、NO-3-N相关性
• 3 讨论
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 吴杰,李志琳,徐佳迎,王珏,蒋静艳

关键词: 磺胺二甲嘧啶,稻田,排放,猪粪,硝化反硝化过程

来源: 环境科学 2019年06期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑,农业科技

专业: 环境科学与资源利用,农业基础科学

单位: 南京农业大学资源与环境科学学院

基金: 国家自然科学基金项目(41675148,41375150)

分类号: X71

DOI: 10.13227/j.hjkx.201808073

页码: 2847-2857

总页数: 11

文件大小: 542K

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