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随着我国经济的高速发展，农业和畜牧业也逐渐朝着规模化的方向迈进，而畜牧业的发展带来越来越多畜禽产品的同时，也导致了养殖粪污的集中排泄与堆积，这些有机肥资源需要得到更好的利用。研究表明，我国有机肥资源总量高达 7000 万 t，但 2015 年市售有机肥产量仅 1000 万 t，有机肥资源的总体利用效率不足 40%[1-2]，引起了广泛关注。粪肥具有诸多优点：粪肥可提高农作物的产量和质量，对生菜、玉米、枸杞、花生和水稻等作物均有效果[3-6]；粪肥一定条件下有利于防治作物病虫害，其引入的益生菌可通过竞争作用对病原菌产生抑制[7-8]；粪肥能有效改善土壤肥力，显著提高土壤有机质和氮磷钾养分和土壤酶活性[9-10]。
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养殖粪污还田工作逐渐成为了我国畜牧业发展规划中的一项重点内容，我国近年来的畜禽粪污资源化利用效率大大提高，目前规模化养殖场的畜禽粪污处理设施设备装配率已达到 100%[11]。同时，国家相关部门积极引导各单位畜禽养殖废弃物资源化利用工作、推动农牧联合发展、鼓励将畜禽粪肥作为化肥的替代品，并相继印发了《关于加快推进畜禽养殖废弃物资源化利用的意见》（国办发〔 2017〕48 号）、《畜禽粪污土地承载力测算技术指南》（农办牧〔2018〕1 号）、《关于促进畜禽粪污还田利用依法加强养殖污染治理的指导意见》（农办牧〔2019〕84 号）和《关于进一步明确畜禽粪污还田利用要求强化养殖污染监管的通知》（农办牧〔2020〕23 号）[12-15]，提出在 2025 年将畜禽粪污综合利用率提升至 80%。
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畜禽粪肥还田对农业生产而言具有明显的优势，但未经科学无害化处理的粪肥亦可能对农田生态系统带来不可忽视的生态风险。动物粪便还田可导致农田中的重金属积累[16-19]，蛔虫等害虫大量繁殖[20-21]，大肠菌群等病原菌增殖扩散，更重要的是抗生素及其抗性基因（ARGs）在土壤环境中的富集和传播。为避免畜禽粪肥的环境污染，各部门陆续颁发了对畜禽养殖粪肥无害化处理具有指导意义与强制效果的相关标准[22-25]。然而，这些标准对粪肥的重金属、害虫及病原菌含量提出了明确要求，却并未提及粪肥中抗生素及 ARGs 的污染防治对策。ARGs 是一种新型的环境污染物，其污染问题一度成为联合国大会及 G20 峰会的重要议题，它不仅可以在农田环境中发生扩散从而间接导致农田生态系统失衡，而且可能通过土壤和空气等介质转移至农作物中发生累积，对人类健康造成威胁。数据显示，每年全球死于抗生素耐药的人数约有 70 万。英国抗菌药物评估委员会估计，到 2050 年，全球将有 1000 万人遭遇 ARGs 问题，光是亚洲就可能有 473 万人因为抗生素耐药而死亡[26]。此外，储藏在人体内的抗生素及 ARGs 可导致器官变态反应、免疫抑制等病变[27]，畜禽粪肥还田土壤中抗生素和 ARGs 的污染问题刻不容缓。
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1 粪源 ARGs 在农田土壤中的残留现状
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1.1 粪肥 ARGs 的种类和来源
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目前研究发现的畜禽养殖粪肥中的 ARGs 按耐药种类划分主要包括四环素类、磺胺类、喹诺酮类、大环内酯类、β-内酰胺类、氨基糖苷类、氯霉素类等[28]。ARGs 对抗生素的抗性机制各有差异，主要有抗生素酶解机制、核糖体保护蛋白机制、降低细胞膜通透性机制、外排泵机制、药物靶标位点突变机制等，各类 ARGs 的抗性机制见表1[29-30]。
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粪肥中 ARGs 的来源可分为两种，第一种是环境中天然存在的 ARGs，许多研究表明天然的 ARGs 在人类使用抗生素之前已经在自然环境中长期存在，通过基因交流传入动物体内，如古老阿拉斯加冻土和柏林冻土中筛选出的β-内酰胺类、氯霉素类、四环素类和糖肽类抗性基因等[31-32]。第二种是基因突变产生的 ARGs，是随着抗生素的使用而问世的。自 20 世纪人类发现抗生素以来，抗生素作为抗菌药物大量应用于感染性疾病治疗，并被添加在饲料中以促进畜禽的生长发育[33]。然而，大部分抗生素无法被生物充分吸收，超过 30% 的抗生素会随着生物有机体的代谢和排泄，以原形或者代谢产物的方式进入外界环境中。抗生素含量达到一定水平，对动物肠道和粪便中的细菌产生定向选择压力，使其更容易获得 ARGs[34]。赵仁鑫为研究抗生素选择压力下抗性基因赋存特征，利用活性污泥构建反应器，证实了高浓度抗生素胁迫了 ARGs 的发生和传播[35]。此外，养鸡场往饲料中添加青霉素、黄霉素、莫能菌素、维吉霉素、氯四环素、甲基盐霉素、盐霉素和杆菌肽可促使肉鸡体内大肠杆菌向多重耐药趋势发展[36]，肉牛喂食金霉素会导致粪便中大肠杆菌（Escherichia coli）和肠球菌的耐药率明显增加[37]，抗生素治疗显著增加了仔猪肠道菌群基因组中抗四环素基因的丰度[38]。
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1.2 长期施用粪肥的农田土壤中 ARGs 的累积
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我国畜牧业的抗生素滥用十分严重，2018 年国家开展兽用抗菌药物使用减量化行动后，全年养殖生产使用的抗生素抗菌药总量仍然高达 2.98 万 t[39]，而且生物体并不能完全吸收摄入的抗生素，往往导致大量抗生素在畜禽粪便等排泄物中发生残留[40]。我国农业生产中，长期施用动物粪便作为有机肥施入农田的用量十分可观，其中的抗生素残留可诱导土壤细菌突变产生 ARGs[41]，且粪肥中携带的 ARGs 亦可通过微生物之间的基因交流直接向土壤环境发生转移。以粪便为主要成分的有机肥料在农田土壤的应用被认为可显著增加 ARGs 丰度[42] 和土壤中耐药性细菌数量[43]，农田中畜禽粪便等有机肥的施用被认为是土壤中抗生素和 ARGs 的主要来源之一。
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部分省份的相关研究已经证实，我国农田土壤正面临着不可忽视的 ARGs 污染，各地农田土壤中 ARGs 的检出情况详见表2。高通量测序结果显示，南方地区平均检出 ARGs 约 151 种，北方地区平均检出 ARGs 约 106 种，这与气候差异有关，冉继伟等[44]整合分析结果显示，我国暖温带农田中有机肥引入土壤的 ARGs 种类增幅比中温带高约 8.9%，分别为 126.6% 和 84.7%。
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1.3 农田环境中粪源 ARGs 的传播
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农田土壤中的粪源抗生素间接对微生物产生抗性选择压力，可诱导 ARGs 和抗性菌的形成[61]，而抗生素的耐药性不仅能存在于产生抗生素或抗生素抗性的耐药菌体内，还有可能通过可移动遗传元件（MEGs）的基因水平转移（HGT）途径将携带的 ARGs 经接合、转导和转移过程传递给农田环境中的其他生物[62]。
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农作物是首要研究对象，Gao 等[63]在施用猪粪的农田中采集的蔬菜根部和叶际分别检测到 16 种和 14 种 ARGs 亚型，Yin 等[64]厦门某超市购买的 6 种新鲜蔬菜中共检测到 205 个 ARGs 和 40 个 MGEs。许多经济作物也不能避免，Xiong 等[65]在我国华南地区采集的新鲜水果（梨、圣女果、橙子和橘子） 等食物中中检出了 11 种和猪粪样品相同的 ARGs。近年来土壤动物逐渐成为了研究热点，施用有机肥的农田中采集土壤、线虫和蚯蚓，经检测发现 3 类样品中有 38 个共享 ARGs[66]。更令人担忧的是，ARGs 还可以通过食物链进行传播，Zhu 等[67] 的研究中，未接触过粪土的捕食性螨虫在摄食粪土中的弹尾虫后，发现 3 种 ARGs（blaSHV、fosX 和 aph6ia）从弹尾虫体内传播到了螨虫的微生物群中。
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归根结底，畜禽粪肥还田导致的粪源 ARGs 在农田环境中的迁移传播方式如下：
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（1）ARGs 向农田土壤迁移：畜禽养殖过程中兽药抗生素的不当使用导致动物排泄物中的抗生素与 ARGs 富集，制成的有机肥长期施用于农田土壤中，大量 ARGs 随质粒或整合子等 MEGs 的携带而从粪肥微生物中通过 HGT 转移到土壤微生物中。粪肥本身对土壤 ARGs 的富集也有促进作用，一方面，粪肥的抗生素残留对土壤微生物造成的选择压力诱导 ARGs 的突变和表达[34]；另一方面，粪肥中含有大量的有机物和营养成分，对微生物的生长繁殖有促进作用，进而导致土壤中微生物携带的 ARGs 大量增殖[68]。
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（2）ARGs 向农作物迁移：土壤微生物与植物微生物间发生基因交流，可导致携带 ARGs 的抗性菌发生迁移[69]。其中，植物内生菌被认为是 ARGs 和 MEGs 的主要载体和传播者，能够通过多种途径从粪肥和土壤中获取抗生素抗性。植物根际内生菌可摄入土壤和地下水微生物中残留的 ARGs，而植物茎、叶内生菌则可吸收通过蒸腾和蒸发作用而保存在土壤颗粒或气溶胶中的 ARGs[70]。同样地，抗生素也可在土壤与农作物之间发生迁移和富集，诱导 ARGs 的产生。
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（3）ARGs 向土壤动物以及人体迁移：ARGs 还可以通过捕食作用而在土壤动物中发生迁移，甚至可能进入食物链并与人类接触，对人体健康造成威胁。人类或土壤动物摄食携带 ARGs 的食品（土壤、农作物或动物及其制成品）时，上一营养级体内的微生物群通常会在捕食者的肠道中保留一段时间，因此 ARGs 在微生物间的 HGT 就可能在肠道中发生[67]。
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图1 农田环境中粪源 ARGs 的传播示意图
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2 不同粪肥对农田中 ARGs 的影响
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2.1 畜禽种类的影响
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我国长期施用粪肥的农田中，粪肥畜禽种类对农田中 ARGs 丰度和多样性等特征均有显著影响，而农田 ARGs 由于畜禽种类不同而产生的差异有许多驱动因素。
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不同类型的畜禽粪肥引入土壤中的 ARGs 总量有显著区别，Duan 等[53]在陕西 3类粪肥处理的蔬菜地的检测结果表明，样品中 ARGs 的丰度顺序表现为施猪粪土壤 >施鸡粪土壤 >施牛粪土壤，段曼莉等[71]和程建华等[72]也曾得出类似的结论，这可能是由于不同种类畜禽的生长条件不同，其养殖过程中抗生素的使用量有很大差异，例如，相较于鸡和猪而言，牛和羊等牲畜养殖密度较小，出栏时间较长[73]，因而抗生素使用量相对较小，施用牛粪或羊粪的农田中 ARGs 丰度与多样性水平一般较低。即使是同种畜禽粪肥，在不同养殖条件中产生的 ARGs 也存在差异，这可能由动物亚型、饮食结构、生长阶段，甚至是肠道菌群差异等因素共同决定的[74]，成年公猪粪便中的 ARGs 通常低于仔猪，这是由于养猪场通常在其幼年阶段大量施用抗生素，剂量一般随其生长过程逐渐下降[75]。
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畜禽种类对还田土壤中 ARGs 的多样性也产生影响，基于收集到的 PCR 测序结果，将分别长期施用鸡粪、牛粪和猪粪的还田土壤中 ARGs 的主要成分作维恩图分析，结果见图2。3 类土壤中有 13 个共有 ARGs，可能来源于畜禽养殖行业普遍使用的抗生素或农田土壤环境中天然存在的 ARGs。此外，鸡粪土壤和猪粪土壤专享有 7 个共同 ARGs （qnrB、qnrS、tetA、qnrA、ermB、ermF、tetX），和牛粪则共有其余 5 个 ARGs（blaTEM、tetG1、 tetG2、tetx1、tnpA-04）。这些结果可以用各类畜禽不同的育种需求及其特定兽用抗生素的使用来解释[76]。同时，施鸡粪土壤拥有更为丰富的 ARGs，这可能是由于鸡的消化系统相对较弱，导致鸡粪中较高的营养残留，为耐药菌的生长和繁殖以及 ARGs 的广泛传播提供了更好的生存条件[77]。相似地，Liu 等对比分析了诸多研究中猪粪、草食动物粪便（牛 + 羊）以及家禽粪便（鸡 + 鸭）的优势 ARGs，发现 sul1、sul2 和 tetX在所有粪肥中广泛存在，猪粪和草食动物粪便共享 5 个 ARGs、和家禽粪便共享 8 个 ARGs，草食动物粪便和家禽粪便共享 4 个 ARGs，这与还田土壤 ARGs 的组成有所差异[78]，这说明不同粪肥还田土壤中，ARGs 的传播扩散过程也有所差异。
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图2 不同粪肥还田土壤 ARGs 多样性维恩图
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2.2 施肥年限的影响
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在农业生产中，畜禽粪便作为有机肥料在土壤中的长期使用，对于增强和保持土壤肥力水平有重要作用，但大量研究已经证实，长期施用畜禽粪肥会显著增加土壤中 ARGs 的丰度。而各地农田土壤施用粪肥的年限不同，土壤 ARGs 的相对丰度一定程度上会受到影响。基于收集到的 PCR 测序结果，将各地畜禽粪肥施用年限分为 3 组，作小提琴图进行分析，结果如图3 所示。
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图3 不同施肥年限土壤中 ARGs 相对丰度比较图
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由图3 可知，受粪肥种类、环境条件等多重因素影响，组内土壤 ARGs 相对丰度也存在差异，而组内差异程度和组间 ARGs 相对丰度均随施肥年限的增加而总体呈上升趋势。施肥年限小于 10 年的土壤与施肥年限在 10～20 年的土壤中 ARGs 相对丰度差异极小（P=0.79），而施肥年限大于 20 年时，其 ARGs 相对丰度有明显提升，相较施肥年限小于 10 年的土壤（P<0.01）和施肥年限在 10～20 年的土壤（P<0.05）都有较为显著的差异。冉继伟等[44]的数据整合分析也得出了相似的结论，施肥 10～30 年期间土壤 ARGs 的相对丰度增幅比施肥 10 年内土壤中 ARGs 相对丰度增幅高出 72.7%。
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2.3 粪肥预处理技术的影响
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我国农业生产过程中通常使用的粪肥来源按渠道可主要分为市场销售的商品有机肥和养殖场的动物粪污两类。商品有机肥是以畜禽粪便、秸秆等废弃物为主要原料，通过一系列预处理技术，经过工厂化发酵腐熟、造粒等一系列工艺后制成的肥料[79]。预处理技术控制下的畜禽粪便在一定程度上实现了粪污的资源化与无害化，代替化肥的同时不仅有助于增加农作物产量和提高农作物质量[80]，还可有效降解抗生素和 ARGs，抑制抗生素和 ARGs 在农田环境中的迁移转化[63，81]。我国目前将粪肥投入商业化前的预处理技术主要包括好氧堆肥技术与厌氧消化技术，即使不造粒，预处理技术依然可以一定程度上实现粪肥的资源化和无害化利用。
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（1）好氧堆肥技术：好氧堆肥是使用最广泛的畜禽粪肥预处理技术之一，是在氧充足的条件下，控制一定水分、碳氮比和通风条件，经过筛选各种微生物进行发酵，将部分有机质原料氧化得以为微生物的生长发育提供能量，并把部分有机质原料转化为微生物合成新细胞所需的营养物质，从而将畜禽粪便转变为肥料的过程[82]。好氧堆肥技术具有工艺简单、运行成本低、发酵时间短、包装和储存方便等普遍优点。更重要的是，发酵过程可产生高温，可以有效降解堆体中的抗生素和 ARGs[83]。例如，长时间的堆肥降解了猪粪中 64.7% 的抗生素[84]，显著降低牛粪中 144 种抗药基因的种类和丰度[85]，持续的高温堆肥导致粪肥中 5/10 ARGs 和两个整合子显著下降，尤其是 tetC、tetG、tetQ 和 intI1[68]。
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然而，好氧堆肥技术具有一定局限性。堆肥一般要求较大的占地面积，过程中易产生氨等恶臭气体，杂菌控制难度较大，卫生条件要求严格，存在 8%～20% 的物质能量损耗，且具有一定发酵失败的风险[86-87]。同时，面临不同的粪肥种类和堆肥条件，堆体中抗生素和 ARGs 变化可能产生不同的趋势。学者对比分析 3 类常见粪肥的堆肥效果，发现好氧堆肥对鸡粪和猪粪的 ARGs 均有削减效果，但却提高了奶牛粪的 ARGs 水平[88-89]，堆肥冷却阶段温度下降，若控制不当可能导致 ARGs 增殖，且堆体中的抗生素还可能重金属共同作用，对特定 ARGs 产生选择性压力[90-91]，影响整体降解效果。
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（2）厌氧消化技术：又称为厌氧发酵技术，是在厌氧环境中，将粪污在特定温度和水分条件下通过微生物发酵降解有机质并产生沼气的过程[92]。厌氧消化技术既可以生产沼气等清洁能源，又可以降低粪污的环境污染，可处理沼液等液态粪污，具有能耗低、较为稳定、包容性高和无害化等优点。厌氧消化同时对粪污中的抗生素和 ARGs 残留亦有明显的去除效果[93]。例如，中温厌氧消化对猪粪和秸秆混合肥料中的磺胺类抗生素有良好的降解效果[93-94]，对猪粪进行厌氧消化后， ermB 得到大幅削减[95]，牛粪经厌氧消化后 5 个 ARGs（tetC、tetO、tetQ、tetT 和 tetX）的丰度有所下降[96]。
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然而，厌氧消化技术也具有一定局限性。温度、反应器结构、粪污成分和具体操作等条件的不同可能导致发酵结果的差异[78，97]。厌氧发酵系统分为固、液、气三相，其中涉及的生化反应过于复杂，抗生素容易附着于固相中[92]。Riaz 等[98]的厌氧消化操作反而提高了鸡粪中 ereA和 tetA 的绝对丰度。朱文博等[99]的试验也表明，粪污中含有 25%～75% 液体时，不利于四环素类 ARGs 在厌氧消化中的削减。
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两种粪肥预处理技术（表3）适用对象不尽相同，好氧堆肥技术通常可处理固态粪肥，而厌氧消化技术具有复杂的发酵系统，能对固、液、气三相进行分离处理，即厌氧消化技术通常可适用于固态、液态及固液混合的粪肥，适用范围更广，因此一般情况下，当收集到的畜禽粪便含水量较高时，厌氧消化技术是更优的选择。然而，综合各项研究结论，好氧堆肥技术表现出更稳定的抗生素和 ARGs 降解效果，反观厌氧消化技术，液态粪污的存在甚至可能增加粪肥中的 ARGs，因此若畜禽粪污的抗生素和 ARGs 污染较为严重，尤其是处理 ARGs 水平较高的猪粪时，则更推荐使用好氧堆肥技术。
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3 总结与展望
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在我国，畜禽养殖粪肥还田是构建农牧循环结构的关键步骤，是推动农业高质量绿色发展的时代要求。然而，畜禽粪肥中的抗生素和 ARGs 等物质为农田带来了新的环境压力。粪源的抗生素及其诱导产生的 ARGs 在还田土壤中的残留不仅对农田生态系统平衡造成威胁，而且可能以 HGT 方式，并通过土壤颗粒、气溶胶以及微生物等介质在农业生态圈中发生传播和扩散，甚至通过食物链富集而对人类健康造成威胁。不同种类的粪肥引入环境中的 ARGs 各有差异，合理的预处理技术可一定程度上控制粪肥中的抗生素和 ARGs 隐患。
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鉴于我国畜禽养殖粪肥还田对农田土壤 ARGs 的影响，笔者对我国畜禽养殖粪肥的资源化和无害化处理相关研究提出如下建议：
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（1）我国对于畜禽养殖粪肥资源化与无害化处理的相关标准、规范和倡议中尚未涉及抗生素和 ARGs，有机肥料的现行标准并未对抗生素和 ARGs 进行要求，养殖单位及有机肥生产商难以对抗生素和 ARGs 的健康风险产生警惕并加以重视，畜禽养殖粪肥导致的 ARGs 污染问题依然严峻。因此笔者认为，日后我国畜禽养殖粪肥的无害化处理标准应当逐渐提及对抗生素和 ARGs 的削减，同时建议以畜禽粪便为原料的有机肥料将抗生素和 ARGs 纳入评价指标，这需要有关部门和组织的宣传和配合。
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（2）目前的预处理技术对抗生素和 ARGs 控制效果不稳定，鉴于不同粪肥的抗生素和 ARGs 组成不同，对土壤 ARGs 的污染状况也有差异，后续研究可在分析粪肥成分的前提下对特定种类的抗生素和 ARGs 进行针对性去除，亦可经过分类汇总形成系统化的粪肥 ARGs 污染防治体系，这对农牧合作的可持续发展具有重要意义。
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（3）目前已有研究证实了 ARGs 从土壤向农作物传播的多种途径，但其传播效应往往因粪肥来源、水文气候、作物类型、土壤质地等多种因素而表现出不同的情况，尚未明确影响 ARGs 在农田中传播扩散的关键因素，后续研究可通过控制变量，探究各类环境条件对农田 ARGs 传播的具体作用，这对农作物的健康风险评价与防控的进一步研究有重要作用。
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（4）已有研究提出农田 ARGs 可能通过食物链向其他营养级甚至是人体传播，但其传播机制尚未明确，针对营养级间抗生素和 ARGs 的传播尚无可行的控制措施，建议后续研究通过植物和动物实验室培养，借助分子标记技术追踪 ARGs 在营养级间的转移路径，探究农作物 ARGs 的转移机制，为防控其向人体的传播和富集提供理论依据。
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参考文献
-
[1] 符纯华，单国芳．我国有机肥产业发展与市场展望［J］．化肥工业，2017，44（1）：9-12，30．
-
[2] 牛新胜，巨晓棠．我国有机肥料资源及利用［J］．植物营养与肥料学报，2017，23（6）：1462-1479．
-
[3] 包慧芳，王宁，侯敏，等．生物有机肥对枸杞产量、品质及土壤性状的影响［J］．新疆农业科学，2020，57（3）：545-552．
-
[4] 李晓龙．生物有机肥与化肥配施对复垦土壤肥力及饲草玉米产量和品质的影响［D］．晋中：山西农业大学，2016．
-
[5] 田家明，张冠初，罗庄田，等．生物有机肥对盐碱土花生农艺性状及荚果发育的影响［J］．花生学报，2020，49（1）：66-71．
-
[6] 夏思瑶，王冲，王新宇．施用有机肥对生菜产量和品质影响的Meta分析［J］． 中国土壤与肥料，2021（6）：312-318．
-
[7] Samani M R，D’Urso G，Montoro P，et al．Effects of biofertilizers on the production of specialized metabolites in Salvia officinalis L．leaves：an analytical approach based on LC-ESI/LTQ-Orbitrap/MS and multivariate data analysis［J］．Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis，2021，197：113951．
-
[8] 蒋高华，彭兴华，李宛晁．生物有机肥生防菌的应用研究进展［J］．农业与技术，2019，39（21）：19-20．
-
[9] Wu Z A，Li H A，Liu Q A，et al．Application of bio-organic fertilizer，not biochar，in degraded red soil improves soil nutrients and plant growth［J］．Rhizosphere，2020，16：100264．
-
[10] 赵满兴，刘慧，王静，等．减量复合肥配施生物有机肥对番茄土壤肥力及酶活性的影响［J］．农学学报，2020，10（2）：56-61．
-
[11] 韦伟，赵博伟，李佳．畜禽粪污还田模式探讨［J］．北方牧业，2021（23）：6．
-
[12] 国务院办公厅．关于加快推进畜禽养殖废弃物资源化利用的意见［EB/OL］．（2017-06-12）［2022-07-10］.http：//www.gov.cn/zhengce/content/2017-06/12/content_5201790.htm．
-
[13] 中华人民共和国农业部．畜禽粪污资源化利用行动方案 ［EB/OL］．（2017-08-20）［2022-07-10］.http：/www.moa.gov.cn/nybgb/2017/dbq/201801/t20180103_6134011.htm．
-
[14] 中华人民共和国农业部．畜禽粪污土地承载力测算技术指南 ［EB/OL］．（2018-02-20）［2022-07-10］.http：//www.moa.gov.cn/gk/tzgg_1/tfw/201801/t20180122_6135486.htm．
-
[15] 中华人民共和国农业农村部，生态环境部．关于进一步明确畜禽粪污还田利用要求强化养殖污染监管的通知［EB/OL］．（2022-04-15）［2022-07-10］.http：//www.moa.gov.cnlkxw/bmdt/202006/20200617_6346644.htm．
-
[16] 董占荣．猪粪中的重金属对菜园土壤和蔬菜重金属积累的影响［D］．杭州：浙江大学，2006．
-
[17] 刘向林，王丽霞，吴冬悦，等．长期施用沼液对土壤及产品的影响［J］． 中国沼气，2018，36（2）：87-91．
-
[18] 王瑾，韩剑众．饲料中重金属和抗生素对土壤和蔬菜的影响 ［J］．生态与农村环境学报，2008（4）：90-93．
-
[19] 杨乐，王开勇，庞玮，等．新疆绿洲区连续五年施用沼液对农田土壤质量的影响［J］． 中国土壤与肥料，2012（5）：17-21．
-
[20] 王秀华，周效朴，朱于魁．蔬菜施肥四忌［J］．农业知识，2004（20）：10．
-
[21] 叶衍知．山东省文登县农村蛔虫流行因素的研究［J］．青岛医学院学报，1959（1）：29-33．
-
[22] 全国畜牧业标准化技术委员会．畜禽粪便还田技术规范：GB/T 25246—2010［S］．北京：中国标准出版社，2011.
-
[23] 全国畜牧业标准化技术委员会．畜禽粪便无害化处理技术规范：GB/T 25246—2010［S］．北京：中国标准出版社，2018.
-
[24] 中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品安全所，四川省疾病预防控制中心，河南省疾病预防控制中心，等．粪便无害化卫生要求：GB 7959—2012［S］．北京：中国标准出版社，2013.
-
[25] 唐杉，刘自飞，王林洋，等．有机肥料施用风险分析及相关标准综述［J］．中国土壤与肥料，2021（6）：353-367．
-
[26] Subramaniam G，Girish M．Antibiotic resistance-A cause for reemergence of infections［J］．Indian Journal of Pediatrics，2020，87（11）：937-944．
-
[27] 梁楠，庞歌．兽用抗生素滥用的危害与合理使用［J］．河南农业，2016（27）：38-39．
-
[28] 杨晓洪，王娜，叶波平．畜禽养殖中的抗生素残留以及耐药菌和抗性基因研究进展［J］．药物生物技术，2014，21（6）：583-588．
-
[29] Zhu Y G，Johnson T A，Su J Q，et al．Diverse and abundant antibiotic resistance genes in Chinese swine farms［J］． Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，2013，110（9）：3435-3440．
-
[30] Blair J M A，Webber M A，Baylay A J，et al．Molecular mechanisms of antibiotic resistance［J］．Nature Reviews Microbiology，2015，13：42-51．
-
[31] D’Costa V M，King C E，Kalan L，et al．Antibiotic resistance is ancient［J］．Nature，2011，477：10388．
-
[32] 董祎，张万筠，鲍晨宁，等．抗生素抗性基因在环境中的来源与传播［J］． 辽宁化工，2018，47（3）：253-255．
-
[33] Liu F，Wu J，Ying G G，et al．Changes in functional diversity of soil microbial community with addition of antibiotics sulfamethoxazole and chlortetracycline［J］．Applied Microbiology & Biotechnology，2012，95（6）：1615-1623．
-
[34] 张宁，李淼，刘翔．土壤中抗生素抗性基因的分布及迁移转化［J］．中国环境科学，2018，38（7）：9．
-
[35] 赵仁鑫．抗生素选择压力下抗性基因赋存特征及其宿主鉴定研究［D］．北京：清华大学，2018．
-
[36] Bonnet C，Diarrassouba F，Brousseau R，et al．Pathotype and antibiotic resistance gene distributions of Escherichia coli isolates from broiler chickens raised on antimicrobial-supplemented diets ［J］．Applied and Environmental Microbiology，2009，75（22）：6955-6962．
-
[37] 何良英．典型畜禽养殖环境中抗生素耐药基因的污染特征与扩散机理研究［D］．广州：中国科学院研究生院（广州地球化学研究所），2016．
-
[38] 马馨，张雨琛，徐婷婷，等．抗生素对腹泻仔猪肠道微生物及四环素耐药基因的影响［J］．中国畜牧杂志，2022，58（2）：207-212．
-
[39] 韩业东，刘再胜，肖爱波，等．畜产品抗生素残留现状及控制对策［J］．畜牧产业，2021（3）：70-71．
-
[40] 罗义，周启星．抗生素抗性基因（ARGs）—— 一种新型环境污染物［J］． 环境科学学报，2008，28（8）：1499-1505．
-
[41] Grenni P，Ancona V，Caracciolo A B．Ecological effects of antibiotics on natural ecosystems：a review［J］．Microchemical Journal，2018，136：25-39．
-
[42] Udikovic-Kolic N，Wichmann F，Broderick N A，et al． Bloom of resident antibiotic-resistant bacteria in soil following manure fertilization［J］．Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，2014，111（42）：15202-15207．
-
[43] Heuer H，Schmitt H，Smalla K．Antibiotic resistance gene spread due to manure application on agricultural fields［J］． Current Option in Microbiol，2011，14（3）：236-243．
-
[44] 冉继伟，肖琼，黄敏，等．施肥对农田土壤抗生素抗性基因影响的整合分析［J］． 环境科学，2022，43（3）：1688-1696．
-
[45] Pu C，Hang L，Ding G，et al．Impact of direct application of biogas slurry and residue in fields：in situ analysis of antibiotic resistance genes from pig manure to fields［J］．Journal of Hazardous Materials，2018，344（15）：441-449．
-
[46] 李晓华．规模化猪场粪污中典型抗生素归趋行为及抗性基因扩散特征研究［D］．北京：中国农业科学院，2018．
-
[47] 朱玥晗．不同施肥措施下黑土农田土壤抗生素抗性基因的研究［D］．牡丹江：牡丹江师范学院，2019．
-
[48] 沈聪，张俊华，刘吉利，等．宁夏养鸡场粪污和周边土壤中抗生素及抗生素抗性基因分布特征［J］．环境科学，2022，43（8）：4166-4178．
-
[49] 张俊华，陈睿华，刘吉利，等．宁夏养牛场粪污和周边土壤中抗生素及抗生素抗性基因分布特征［J］．环境科学，2021，42（6）：2981-2991．
-
[50] 李金阳．施用牛粪/堆肥对农田土壤和生菜中抗生素抗性基因传播的影响［D］．济南：济南大学，2021．
-
[51] 赵祥．施用粪肥的设施菜地土壤中抗生素及抗性基因多样性及丰度的研究［D］．泰安：山东农业大学，2017．
-
[52] Xiang Z，Wang J，Zhu L，et al．Environmental analysis of typical antibiotic-resistant bacteria and ARGs in farmland soil chronically fertilized with chicken manure［J］．Science of the Total Environment，2017，593-594（1）：10-17．
-
[53] Duan M，Gu J，Wang X，et al．Factors that affect the occurrence and distribution of antibiotic resistance genes in soils from livestock and poultry farms［J］．Ecotoxicology and Environmental Safety，2019，180：114-122．
-
[54] 黄福义，周曙仡聃，王佳妮，等．不同作物农田土壤抗生素抗性基因多样性［J］．环境科学，2021，42（6）：2975-2980．
-
[55] Xie W Y，Yuan S T，Xu M G，et al．Long-term effects of manure and chemical fertilizers on soil antibiotic resistome［J］． Soil Biology and Biochemistry，2018，122：111-119．
-
[56] Liu P，Jia S，He X，et al．Different impacts of manure and chemical fertilizers on bacterial community structure and antibiotic resistance genes in arable soils［J］．Chemosphere，2017，188：455-464．
-
[57] 葛伟丽．长期施用鸡粪农田土壤中典型抗生素耐药细菌及其抗性基因污染分析［D］．泰安：山东农业大学，2014．
-
[58] 沈群辉．养殖场及周边农田土壤抗生素抗性基因和重金属污染初步研究［D］．上海：东华大学，2013．
-
[59] Cheng J H，Tang X Y，Cui J F．Effect of long-term manure slurry application on the occurrence of antibiotic resistance genes in arable purple soil（entisol）［J］．Science of the Total Environment，2019，647：853-861．
-
[60] 何燕，朱冬，王东，等．四川省稻田土壤的抗生素抗性基因多样性研究［J］． 农业环境科学学报，2020，39（6）：1249-1258．
-
[61] 李森．东北黑土农田抗生素抗性基因污染及调控研究［D］． 长春：中国科学院大学（中国科学院东北地理与农业生态研究所），2021．
-
[62] Davies J．Origins and evolution of antibiotic resistance［J］． Microbiologia（Madrid，Spain），1996，12（1）：9-16．
-
[63] Gao F Z，He L Y，He L X，et al．Untreated swine wastes changed antibiotic resistance and microbial community in the soils and impacted abundances of antibiotic resistance genes in the vegetables［J］．Science of the Total Environment，2020，741：140482．
-
[64] Yin Y，Zhu D，Yang G，et al．Diverse antibiotic resistance genes and potential pathogens inhabit in the phyllosphere of fresh vegetables［J］．Science of the Total Environment，2022，815：152851．
-
[65] Xiong L，Sun Y H，Shi L，et al．Characterization of antimicrobial resistance genes and class 1 integrase gene in raw meat and aquatic product，fresh vegetable and fruit，and swine manure in southern China［J］．Food Control，2019，104：240-246．
-
[66] Zheng F，Bi Q F，Giles M，et al．Fates of antibiotic resistance genes in the gut microbiome from different soil fauna under longterm fertilization［J］．Environmental Science & Technology，2020，55（1）：423-432．
-
[67] Zhu D，Xinag Q，Yang X R，et al．Trophic transfer of antibiotic resistance genes in a soil detritus food Chain［J］．Environmental Science & Technology，2019，53（13）：7770-7781．
-
[68] Qian X，Sun W，Gu J，et al．Reducing antibiotic resistance genes，integrons，and pathogens in dairy manure by continuous thermophilic composting［J］．Bioresource Technology，2016，220：425-432．
-
[69] Chen Q L，Cui H L，Su J Q，et al．Antibiotic resistomes in plant microbiomes［J］．Trends in Plant Science，2019，24（6）：530-541．
-
[70] 王丽平，章明奎．土壤性质对抗生素吸附的影响［J］．土壤通报，2009，40（2）：420-423．
-
[71] 段曼莉．生物炭对土壤中抗生素及其抗性基因变化的影响研究［D］．杨凌：西北农林科技大学，2017．
-
[72] 程建华，唐翔宇，刘琛．紫色土丘陵区畜禽养殖场土壤中抗生素抗性基因分布特征［J］． 环境科学，2019，40（7）：3257-3262．
-
[73] Zhang Q Q，Ying G G，Pan C G，et al．Comprehensive evaluation of antibiotics emission and fate in the river basins of China：source analysis，multimedia modeling，and linkage to bacterial resistance［J］．Environmental Science & Technology，2015，49（11）：6772-6782．
-
[74] 韩秉君，牟美睿，杨凤霞，等．畜禽养殖环境中抗生素抗性基因污染与扩散研究进展［J］．农业资源与环境学报，2022，39（3）：446-455．
-
[75] Lu X M，Li W F，Li C B．Characterization and quantification of antibiotic resistance genes in manure of piglets and adult pigs fed on different diets［J］．Environmental Pollution，2017，229：102-110．
-
[76] Oliver J P，Gooch C A，Lansing S，et al．Invited review：fate of antibiotic residues，antibiotic-resistant bacteria，and antibiotic resistance genes in US dairy manure management systems［J］． Journal of Dairy Science，2019，103（2）：1051-1071．
-
[77] Wang L，Wang J，Wang J，et al．Distribution characteristics of antibiotic resistant bacteria and genes in fresh and composted manures of livestock farms［J］．Science of the Total Environment，2019，695（10）：133781．
-
[78] Liu B，Yu K，Ahmed I，et al．Key factors driving the fate of antibiotic resistance genes and controlling strategies during aerobic composting of animal manure：a review［J］．Science of the Total Environment，2021，791（3）：148372．
-
[79] 吴建富，卢志红，胡丹丹．科学认识有机肥料在农业生产中的作用［J］．作物杂志，2017（5）：1-6．
-
[80] 张克强，杜连柱，杜会英，等．国内外畜禽养殖粪肥还田利用研究进展［J］．农业环境科学学报，2021，40（11）：2472-2481．
-
[81] Xu Y，Li H，Shao Z，et al．Fate of antibiotic resistance genes in farmland soil applied with three different fertilizers during the growth cycle of pakchoi and after harvesting［J］．Journal of Environmental Management，2021，289（2）：112576．
-
[82] 王佳程，李想．畜禽粪便好氧堆肥技术研究综述［J］． 中国畜禽种业，2021，17（11）：88-89．
-
[83] 朱丽梅．畜禽粪便堆肥技术研究［J］． 河南农业，2017（14）：33．
-
[84] Zhang J，Lin H，Ma J，et al．Compost-bulking agents reduce the reservoir of antibiotics and antibiotic resistance genes in manures by modifying bacterial microbiota［J］．Science of the Total Environment，2019，649：396-404．
-
[85] Gou M，Hu H W，Zhang Y J，et al．Aerobic composting reduces antibiotic resistance genes in cattle manure and the resistome dissemination in agricultural soils［J］．Science of the Total Environment，2018，612：1300-1310．
-
[86] 曹哲统，冷治涛，杨远文，等．好氧堆肥技术在畜禽粪污资源化利用中的研究进展［J］． 中国乳业，2021（11）：65-72．
-
[87] 姜莹．高温好氧发酵堆肥处理技术研究［J］． 黑龙江农业科学，2010（3）：106-107．
-
[88] Subirats J，Murray R，Scott A，et al．Composting of chicken litter from commercial broiler farms reduces the abundance of viable enteric bacteria，Firmicutes，and selected antibiotic resistance genes［J］．Science of the Total Environment，2020，746（prepublish）：141113．
-
[89] 钱勋．好氧堆肥对畜禽粪便中抗生素抗性基因的削减条件探索及影响机理研究［D］．杨凌：西北农林科技大学，2016．
-
[90] Fernando E，Albero B，María U R，et al．Assessing the benefits of composting poultry manure in reducing antimicrobial residues，pathogenic bacteria，and antimicrobial resistance genes：a fieldscale study［J］．Environmental Science and Pollution Research International，2020，27（22）：27738-27749．
-
[91] Yin Y A，Gu J，Wang X J，et al．Effects of copper addition on copper resistance，antibiotic resistance genes，and intl1 during swine manure composting［J］．Frontiers in Microbiology，2017，8：344．
-
[92] 袁学华．畜禽粪便好氧堆肥和厌氧发酵过程中典型抗生素消减研究进展［J］．池州学院学报，2021，35（6）：32-36．
-
[93] Yazan D M，Fraccascia L，Mes M，et al．Cooperation in manure-based biogas production networks：an agent-based modeling approach［J］．Applied Energy，2018，212：820-833．
-
[94] Mohring S，Strzysch I，Fernandes M R，et al．Degradation and elimination of various sulfonamides during anaerobic fermentation：a promising step on the way to sustainable pharmacy?［J］． Environmental Science & Technology，2009，43（7）：2569-2574．
-
[95] Zhang J，Wang Z，Wang Y，et al．Effects of graphene oxide on the performance，microbial community dynamics and antibiotic resistance genes reduction during anaerobic digestion of swine manure［J］．Bioresource Technology，2017，245（Pt A）：806-810．
-
[96] 许继飞，张秋萍，朱天骄，等．温度和搅拌对牛粪厌氧消化系统抗生素抗性基因变化和微生物群落的影响［J］．环境科学，2021，42（6）：2992-2999．
-
[97] 涂成，闫湘，李秀英，等．沼渣沼液农用安全风险［J］． 中国土壤与肥料，2018（4）：8-13，27．
-
[98] Riaz L，Wang Q，Yang Q，et al．Potential of industrial composting and anaerobic digestion for the removal of antibiotics，antibiotic resistance genes and heavy metals from chicken manure ［J］．Science of the Total Environment，2020，718：137414．
-
[99] 朱文博，张秋萍，许继飞，等．牛粪原料浓度对厌氧消化削减四环素类抗性基因的影响［J］．农业环境科学学报，2021，40（8）：1808-1817．
-
摘要
畜禽养殖粪肥还田导致抗生素及抗性基因（ARGs）在农田土壤中的残留与传播，农作物及土壤动物亦受到影响。论文以长期施用粪肥的农田为主要研究对象，在充分的文献阅读基础上，阐述了我国畜禽养殖粪肥所导致的农田生态系统中 ARGs 的残留情况，重点分析了我国农田土壤中 ARGs 的污染扩散程度以及粪源 ARGs 的传播路径，概述了粪肥种类和预处理技术等粪肥条件对还田土壤中 ARGs 水平的影响，并对后续研究提出了建议和展望。
Abstract
The return of livestock and poultry manure resulted in the residue and spread of antibiotics and antibiotic resistance genes (ARGs) in farmland soil，and also affected crop growth and soil animals. In this paper，using the long-term application of manure in farmland as the main research object，on the basis of sufficient literature reading，the residual ARGs in farmland ecosystem caused by livestock and poultry breeding manure in China was elaborated，the focus was on analyzing the pollution and diffusion degree of ARGs in farmland soil，as well as the transmission paths of ARGs from manure source. The effects of manure types and pretreatment techniques on ARGs levels in returning soil were summarized. Some suggestions and prospects for the future researches were put forward.
Keywords
livestock and poultry breeding ； returning manure to fields ； farmland soil ； antibiotics ； ARGs