土壤改良剂对再生水滴灌根际土壤菌群多样性及病原菌和抗生素抗性基因丰度的影响

来源：环境科学杂志2022年第1期北京时间：

作者：崔丙健,崔二苹,刘春成,胡超,樊向阳,李中阳,高峰

单位：中国农业科学院农田灌溉研究所, 新乡 453002,中国农业科学院农业水资源高效安全利用重点开放实验室, 新乡 453002,中国农业科学院农田灌溉研究所, 新乡 453002,中国农业科学院农业水资源高效安全利用重点开放实验室, 新乡 453002,中国农业科学院农田灌溉研究所, 新乡 453002,中国农业科学院农业水资源高效安全利用重点开放实验室, 新乡 453002,中国农业科学院农田灌溉研究所, 新乡 453002,中国农业科学院农业水资源高效安全利用重点开放实验室, 新乡 453002,中国农业科学院农田灌溉研究所, 新乡 453002,中国农业科学院农业水资源高效安全利用重点开放实验室, 新乡 453002,中国农业科学院农田灌溉研究所, 新乡 453002,中国农业科学院农业水资源高效安全利用重点开放实验室, 新乡 453002,中国农业科学院农田灌溉研究所, 新乡 453002,中国农业科学院农业水资源高效安全利用重点开放实验室, 新乡 453002

摘要：基于再生水农业灌溉利用引发的人体健康和环境风险，通过施用土壤改良剂揭示再生水灌溉根际土壤菌群组成与多样性变化特征，并探讨土壤改良剂对根际土壤病原菌和抗生素抗性基因丰度变化的影响规律，对于土壤改良剂的合理施用具有指导意义.采用高通量测序技术和定量PCR检测方法，研究了生物质炭、生物有机肥、腐植酸、松土精和玉米酒糟对再生水滴灌根际土壤细菌群落多样性及特定基因丰度的影响.结果表明，生物质炭处理显著增加根际土壤有机质和总氮含量；生物有机肥处理显著增加EC值和有机质含量；玉米酒糟处理显著增加EC值、总氮和总磷含量（P<0.05）.除生物质炭处理外，其他各处理均能显著降低根际土壤pH （P<0.05）.5种改良剂处理下根际土壤细菌群落组成与多样性在纲和属水平上较相似，但其相对丰度存在差异.α-Proteobacteria、γ-Proteobacteria、Bacteroidia、Actinobacteria、Acidimicrobiia和Anaerolineae为所有处理中的优势菌纲，优势菌属组成包括：Pseudomonas、Sphingobium、Sphingomonas、Cellvibrio、Allorhizobium-Neorhizobium-Pararhizobium-Rhizobium、Flavobacterium和Algoriphagus（相对丰度>1%）.环境因子关联分析表明，根际土壤细菌群落组成与pH、EC、总氮和总磷含量之间存在较强的关联.病原菌与抗生素抗性基因的检出丰度分别在103~107 copies ·g-1和104~108 copies ·g-1.改良剂对病原菌和抗生素抗性基因检出水平存在较大差异，生物有机肥、松土精和玉米酒糟处理均会导致部分抗生素抗性基因丰度显著增加，而腐植酸和玉米酒糟处理下丁香假单胞菌、茄科雷尔氏菌和大肠菌群丰度显著降低（P<0.05）.弓形菌、蜡样芽孢杆菌、成团泛菌和粪拟杆菌与四环素类（tetA、tetB、tetO和tetQ）、磺胺类（sul1）和红霉素类（ermB和ermC）抗性基因丰度存在显著相关性.研究认为监测再生水灌溉下农业环境中病原菌和抗生素抗性基因的同时，也要关注土壤改良剂的合理施用避免加剧生物污染的散播.

关键词：再生水,土壤改良剂,细菌群落,病原菌,抗生素抗性基因,