朱永官团队揭示施加猪粪制成生物炭可有效降低抗性基因在土壤中的传播风险|研究

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抗生素耐药性的问题是一个全球性的健康和环境问题，联合国专门成立了跨部门机构来讨论应对耐药性这一重大问题。由于抗生素在养殖业的大量使用及滥用，畜禽粪便已成为抗生素和抗性基因重要的富集库。该研究揭示利用猪粪制备成生物炭再施入土壤后，抗性基因的污染可降低到本底水平。

文/乔敏（中科院生态环境研究中心）

来源：作者赐稿

我国畜禽养殖业的迅猛发展导致畜禽粪便的产生量日益增加，粪便还田以减少或代替化肥使用是实现农业可持续发展的重要途径，然而由于抗生素在养殖业的大量使用及滥用，畜禽粪便成为抗生素和抗性基因重要的富集库，其农用的环境风险已被国内外学者广泛报道， 因此，通过技术手段有效削减其中的抗性基因，对减少畜禽粪便的环境危害，扩大有机肥的施用具有重要的现实意义。

中国科学院生态环境研究中心土壤环境生物学研究组（朱永官团队）针对猪粪类有机肥，采用热裂解炭化的方法制备成猪粪生物炭，比较猪粪生物炭和常规猪粪堆肥的施加，对土壤中抗性基因的影响。同时种植了小白菜，测定施加这两种有机肥后小白菜生物量的变化。研究结果表明，猪粪堆肥后仍含有大量的抗性基因和可移动元件，施入到土壤中40天后含量仍显著高于对照土壤。与施加猪粪堆肥相比，施加猪粪生物炭后土壤中抗性基因和可移动元件的丰度显著降低，达到背景水平。炭化过程对猪粪的肥效并未产生明显影响，与对照相比，施加猪粪堆肥和猪粪生物炭都显著增加了种植的小白菜的生物量，且二者间无明显差异。猪粪制备生物炭在炭化炉启动后能量是自持的，运行成本较低。此外，有研究表明生物炭施加能够改良土壤，还能减轻土壤中温室气体的排放，因此，将猪粪制备成生物炭是一种环境友好和经济可行的养殖业废弃物处理技术。

我国集约化养殖业产生的畜禽粪便量仍在持续增加，随着国家对化肥使用量的限制及对土壤污染的日益重视，未来在相关政策的扶持下，以畜禽粪便为原料制备的有机肥的施用将步入新的高潮，该研究为有效控制畜禽粪便中抗生素耐药性传播、促进有机肥的合理施用提供了技术支撑。

研究成果近日以“Turning pig manure into biochar can effectively mitigate antibiotic resistance genes as organic fertilizer”为题发表在国际期刊Science of the Total Environment。该研究得到了国家自然科学基金项目的资助。该团队在过去十多年了围绕集约化养殖系统中的抗生素污染於控制开展了系统性的研究，先后在PNAS等期刊发表了系列文章。

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