三种抗生素对土壤呼吸和硝化作用的影响.pdf

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1、生态环境学报2014，23(6)：1050．1056http：／／www．jeesci．comEcologyandEnvironmentalSciencesE—mail：editor@jeesci．corn三种抗生素对土壤呼吸和硝化作用的影响杨基峰L一，应光国，赖华杰，赵建亮，刘珊，周丽君1．中国科学院广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室，广东广州510640；2．湖南文理学院化学化工学院，湖南常德415000；3．湖南大学化学化工学院，湖南长沙410082摘要：抗生素广泛用于人体和动物疾病治疗，但使用后大部分以母体形式排除体外，通过污泥还田、污灌及其他各种

2、途径进入土壤环境，对陆生生态环境产生潜在威胁。为评价抗生素对土壤微生物活性和功能的影响，以3种不同抗生素(磺胺嘧啶、氧四环素和诺氟沙星)为靶标化合物，采用OECD标准土壤呼吸实验和氮硝化实验方法，运用SPSS软件对实验结果进行统计分析，考察抗生素对土壤微生物活性和氮转化功能的影响。实验结果显示：在呼吸实验中，磺胺嘧啶和氧四环素在初始阶段对土壤呼吸具有一定的抑制作用，并且氧四环素的抑制强度低于磺胺嘧啶，其最高抑制率分别为76．8％和20．7％；在实验后期则出现一定激活作用，最高激活率分别为343％和218％，随着时间的推移激活效应减弱。诺氟沙星在呼吸实验初期对微生物活

3、性出现激活作用，最高激活率为15．4％；后期则出现一定的抑制作用，最高抑制率为21．9％。在硝化实验中，磺胺嘧啶对土壤A的微生物硝化作用在各处理之间未出现显著性差异，而对土壤B则具有一定抑制作用，最高抑制率为20％；氧四环素和诺氟沙星则相反，在土壤A中对微生物硝化作用的抑制率分别为50％和19％，这种硝化作用差别性可能是由于土壤pH值和抗生素本身的抗菌谱所引起。通过以上实验结果可得出如下结论：3种不同类型的抗生素对土壤的微生物活性和氮转化功能会产生不同的作用，这种不同主要来自于抗生素种类、土壤类型及抗生素的浓度等因素的影响。因此，土壤中抗生素的引入将可对陆生生态环境

4、造成一定影响，在实际粪便还田过程中应开展风险评估。关键词：抗生素；土壤；呼吸作用；硝化作用中图分类号：XI31-3文献标志码：A文章编号：1674．5906(2014)06—1050．07引用格式：杨基峰，应光国，赖华杰，赵建亮，刘珊，周丽君．三种抗生素对土壤呼吸和硝化作用的影响[J】_生态环境学报，2014，23(6)：1050—1056．YANGJifeng，YINGGuangguo，LAIHuajie，ZHAOJianliang，LIUShah，ZHOULijun．Efectsofthreetypesofantibioticsonsoilrespiration

5、andnitrification【J】．EcologyandEnvironmentalSciences，2014，23(6)：1050-1056．抗生素常用于预防和治疗人体和动物疾病，由于一些抗生素在环境条件下的消解速率缓慢，也作为动物的生长促进剂。抗生素使用后，很大以及粪便的连续输人，造成在土壤中抗生素的浓一部分以母体或具活性代谢产物形式排出体外，度较高。残留于粪便中。如张树清等(2005)对中·国7省土壤微生物是土壤生态系统的重要组成部分，的典型规模化养殖场畜禽粪便中抗生素进行分对物质的循环和土壤肥力的形成具有重要意义。由析，其中猪粪中土霉素的平均质量分数为9．

6、09于抗生素对微生物具有一定的抑制甚至杀死作用，mg·kg～，最高达135mg·kg～；四环素的平均质量对土壤微生物数量、活性以及功能产生一定影响。分数为5．22mg·kg～，最高为78．6mg·kg～；金霉因此，抗生素对土壤微生物的影响最终会波及整个素平均质量分数为3．57mg·kg～，最高为122土壤生态系统。土壤呼吸作用和土壤氮转化能力是mg·kg～。粪便中含有植物所需要的氮、磷和钾等衡量土壤微生物活性的重要指标，二者的动态变化营养元素，在传统农业耕作中常作为肥料施人土直接反应了土壤生态系统功能变化(Malchairand壤，以提高农作物的产量。与此同时，粪便

7、中所Camol，2009)。Kong等(2006)研究发现土霉素对含的抗生素也随之进入土壤环境中。研究表明：土壤微生物群落功能多样性的抑制率达20％，抑制在中国检测到土壤中含有土霉素的可高达200作用最大的浓度为43~tmol·L～，随着浓度的增加抑mg·kg(王冉等，2006)，而通过粪便形式进入土制率反而略有下降。刘锋等(2009)研究了抗生素壤的抗生素每公顷可达数公斤(Kemper，2008o对土壤微生物呼吸的影响，发现磺胺甲嘧啶、磺胺基金项目：国家自然科学基金项目(U1133005)；有机地球化学国家重点实验室开放基金(OGL．201206)；湖南省自然