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当今,气候变暖和土壤有机污染已成为威胁人类健康和生存的重要环境问题。CH4和N2O是引起气候变暖的重要温室气体,NH3也会经过一系列化学反应生成氮氧化物而间接加剧全球变暖。农田生态系统是CH4、N2O和NH3排放的重要来源。近些年随着兽药抗生素使用量的不断增加,土壤抗生素污染日趋严重。抗生素可对土壤碳、氮等养分循环造成影响,进而影响CH4、N2O和NH3排放关联因子,最终对气体排放产生影响。为研究兽用抗生素对CH4、N2O排放及NH3挥发关联因子的影响,本研究选取使用最广泛的磺胺类兽药抗生素磺胺二甲嘧啶(sulfamethazine,SMZ)为研究对象,通过田间原位观测试验,研究了不同浓度SMZ在不同基肥(复合肥(CF)和猪粪(CM))条件下,对稻麦农田CH4、N2O排放及NH3挥发关联因子的影响。水稻田间试验共设十个处理,分为水稻常规移栽区(RT)和水稻推迟移栽区(RP),每区均设置5个处理:无肥料无抗生素添加(RTCK、RPCK);基肥为复合肥(RTCF、RPCF);基肥为猪粪(RTCM、RPCM);基肥为复合肥,同时添加 30mg/kg 土 SMZ(RTCF+SMz30、RPCF+SMz30);基肥为猪类,同时添加30mg/kg 土 SMZ(RTCM+SMz30、RPcM+sMz30)。小麦田间试验共设九个处理,分别为:无肥料无抗生素添加(WCK);复合肥为基肥,分别添加0、5、15 和 30mg/kg 土 SMZ(WCF、WCF+SMz5、WCF+SMz15、WCF+SMz30);猪粪为基肥,分别添加 0、5、15 和 30mg/kg 土 SMZ(WcM、WCM+SMz5、WcM+sMz15、WCM+SMz30)。所有施肥处理均以尿素作追肥。田间试验结果表明:SMZ对CH4、N20和NH3排放关联因子的作用效果主要体现在作物、基肥类型(复合肥和猪粪)及抗生素施用剂量上。具体为:(1)对稻田CH4排放关联因子的影响:复合肥处理中,RPCF+SMz30对土壤DOC有先增后降的作用效果,而RTCF+SMZ30对其则无显著作用(P>0.05);猪粪处理中,RPCM+SMZ30、RTCM+SMZ30对土壤DOC含量均以促进作用为主。SMZ对土壤CH4-16S rRNA、mcrA及pmoA基因丰度的影响效应为:除RTCF+SMZ30极显著抑制了其丰度外(P<0.01),其他SMZ处理对其均以激活效应为主(P<0.01),但对不同基因的激活强度不同。在整个观测期,CH4排放速率与土壤mcrA基因丰度有极显著正相关性(P<0.01);除此之外,常规移栽区的CH4排放速率还与土壤NH4+-N呈显著正相关(P<0.05),而在推迟移栽区其与土壤CH4-16S rRNA基因丰度则呈显著负相关(P<0.05);SMZ显著影响CH4排放的时期内(6.18-9.6),CHU排放速率与其关联因子的逐步线性回归方程为:FcH4=2.26mcrA+0.13NH+-N-1.54pmoA-0.10WFPS+2.13(R2=0.495,P<0.05),说明 mcrA和pmoA基因是CH4排放的主要驱动因子。(2)对N2O排放关联因子的影响为:整个水稻季,不同处理的SMZ对土壤NH4+-N和NO3--N的影响不同。除了 RPcM+SMZ30极显著增加了土壤NH4-N外(P<0.01),其他施抗生素与零抗生素添加处理之间的土壤NH4+-N则均无显著差异(P>0.05)。而对于土壤NO3--N则正好相反,RPCM+SMZ30与RPcm处理之间无显著差异(P>0.05),RPCF+sMz30极显著增加了土壤N03--N含量(P<0.01),RTCF+SMZ30、RTCM+SMZ30 则均明显降低 了土壤 NCV-N(P<0.01)。SMZ 对土壤AOA、AOB、nirK、nirS、nosZ基因的作用效果与对CH4排放相关微生物基因的效果基本一致,除了 RTCF+SMZ30表现为极显著抑制效应外(P<0.01),其他处理均以激活效应为主(P<0.01)。而在整个水稻观测期,N2O排放速率只与土壤nirK基因丰度呈显著正相关(P<0.05)。小麦季,在复合肥条件下,低浓度(5mg/kg)SMZ在施入前期,对NH4+-N有显著促进作用(P<0.05),而中(15mg/kg)、高(30mg/kg)浓度SMZ对其则均为抑制作用,尤其高浓度达到了显著效应(P<0.05);而对土壤NO3--N,低、中、高浓度SMZ则均表现为促进作用。猪粪条件下,只有中浓度SMZ在施入前期极显著促进了 NH4+-N(P<0.01);而对土壤NO3--N,低、中、高浓度SMZ在整个观测期均表现出极显著抑制效应(P<0.01)。同时,整个小麦观测期内的N2O排放速率只与土壤NH4+-N呈明显的正相关关系。(3)对NH3挥发关联因子的影响主要为:水稻季,整个观测期内,RPOM+SMZ30、RTCM+SMZ30及RTCF+SMZ30均明显促进了腺酶活性,尤其RTCM+sMz30表现出极显著促进效应(P<0.01),但NH3挥发速率未与脲酶达到显著相关性,而与土壤NH4+-N在常规移栽区呈显著正相关性(P<0.05)。小麦季,在整个观测期,无论在以复合肥还是猪粪为基肥条件下,低、中、高3个浓度磺胺二甲嘧啶对土壤脲酶活性均以抑制作用为主。而整个小麦观测期内的NH3挥发速率只与NO3--N呈极显著正相关(P<0.01),与其他关联因子无显著相关性,但在SMZ显著影响NH3挥发的时期,即追肥期,NH3挥发时间加权平均速率与脲酶逐次后移时间平均活性呈极显著正相关性(P<0.01)。