粪肥堆肥减缓农业系统中抗生素耐药性传播的策略:抗生素残留与抗性基因的归趋、控制因素及优化

《Land Degradation & Development》:Manure Composting as a Strategy to Mitigate Antibiotic Resistance Dissemination in Agricultural Systems

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月24日 来源:Land Degradation & Development 4.0

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  畜禽粪肥是一种宝贵的农业资源,但可能将抗生素残留和抗生素抗性基因(ARGs)引入环境。本综述批判性评估了粪肥堆肥过程中抗生素和ARGs的归趋,并确定了控制其衰减的主要因素。该综述整合了堆肥系统配置和特定阶段操作条件与抗生素特性、微生物宿主演替、胞外DNA、可移

  
畜禽粪肥是一种宝贵的农业资源,但可能将抗生素残留和抗生素抗性基因(ARGs)引入环境。本综述批判性评估了粪肥堆肥过程中抗生素和ARGs的归趋,并确定了控制其衰减的主要因素。该综述整合了堆肥系统配置和特定阶段操作条件与抗生素特性、微生物宿主演替、胞外DNA、可移动遗传元件(MGEs)、施用后风险以及替代性粪肥处理技术。堆肥可使许多抗生素残留减少80%–90%甚至更多,尽管表观去除可能反映降解、转化、吸附或可提取性降低,且强烈依赖于化合物种类和工艺条件。ARGs的响应更具变异性,且通常呈非线性。持续的高温条件可减少携带ARGs的微生物和MGEs,但部分基因可能在腐熟期因微生物重新定殖、残留选择压力、胞外DNA持续存在以及水平基因转移(HGT)而持续存在或反弹。因此,温度和暴露时间、通气、水分、碳氮比(C:N)、膨胀剂、生物炭和微生物接种剂是决定处理性能的关键因素。堆肥可显著降低抗菌素耐药性风险,但不能保证完全消除可传播的ARGs。需要标准化监测、全尺寸验证以及对土壤和作物部分的长期评估,以支持堆肥粪肥的安全农业利用。
1 引言
粪肥是维持土壤肥力和可持续养分管理的重要农业资源,但在集约化养殖背景下,畜禽粪肥也成为抗生素残留和抗生素抗性基因(ARGs)的环境储库。未经处理或处理不充分的粪肥施入农田后,可将这些污染物引入陆地生态系统,抗生素残留产生的选择压力可促进耐药菌增殖,并通过可移动遗传元件(MGEs)介导ARGs的水平基因转移(HGT)。已有研究表明,粪肥施用可增加土壤和植物相关微生物组中ARGs的丰度和多样性,对食品安全和公共健康构成潜在威胁。堆肥作为一种
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