一种降低猪粪中磺胺类、β内酰胺类抗性基因和intI1丰度的方法技术

本发明专利技术一种降低猪粪中磺胺类、β内酰胺类抗性基因和intI1丰度的方法，在猪粪好氧堆肥过程中，将农作物秸秆作为调理剂，调节初始C/N比为25:1～30:1，然后添加木本泥炭，调整含水率约为60％；将堆料充分混匀进行堆肥，每隔2天进行人工翻堆以保证充足的氧气供应，在堆肥第9天后进入腐熟期，一共堆制30天，堆肥结束后，磺胺类抗性基因降低21％－65％，β内酰胺类抗性基因降低66％－86％，intI1丰度降低62％以上；本发明专利技术降低了猪粪堆肥过程中磺胺类抗性基因、β内酰胺类抗性基因和intI1的丰度，同时设备简单、周期较短、操作简便，且堆肥产品安全肥效高。效高。效高。

【技术实现步骤摘要】
一种降低猪粪中磺胺类、
β
内酰胺类抗性基因和intI1丰度的方法


[0001]本专利技术属于养殖场固体废弃物
，特别涉及一种降低猪粪中磺胺类抗性基因(sul1和sul2)、β内酰胺类抗性基因(blaCTX
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M和blaVIM)和intI1丰度的方法。

技术介绍

[0002]畜禽养殖过程中，抗生素常用于防治动物各种疾病而被大量应用，然而大约30
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90％的兽用抗生素以原始药物形式或作为代谢废物排放到环境中，会造成畜禽排泄物中存在大量的抗生素和抗生素抗性基因(ARGs)。这些抗生素会对环境中的微生物施加选择性压力从而促进微生物抗生素耐药性的传播。ARGs可以整合到质粒、整合子和转座子等移动遗传元件(MGE)上，通过水平基因转移方式(HGT)在不同物种之间转移和传播。喹诺酮类和β
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内酰胺类抗生素等人畜预防疾病共用药物会增加抗生素耐药性从动物向人类转移的风险，而且这类抗生素抗性基因的风险通常与其是否携带质粒有关。ARGs具有持久性、易传播的特点，一旦转移到人类病原菌可能会增加ARGs转移到人类的风险。
[0003]猪粪是畜禽粪便的主要类型，猪的兽用抗生素消耗量高于畜牧业中的其他动物，这可能导致大量的ARGs在猪粪中。目前已有大量研究在猪粪中检出β
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内酰胺类、氨基糖苷类和四环素类抗性的基因。因此，降低养殖场废弃物资源化利用过程中抗生素抗性基因造成的环境污染问题，对于实现肥料的无害化和安全化具有重要意义。
[0004]好氧堆肥是处理畜禽粪便的有效方法，它还可以降低ARGs的丰度。在好氧堆肥过程中使用添加剂，有助于降低共选择压力从而提高ARGs去除效率。这些添加剂具有较大的比表面积，可以在堆肥过程中吸附重金属，进而降低ARGs的丰度。然而，这些添加剂价格昂贵，破坏生态环境，且难以进行回收利用。因此，有必要选择更安全、更经济和更高效的添加剂以改善堆肥过程中ARGs的丰度。

技术实现思路

[0005]为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种降低猪粪中磺胺类抗性基因(sul1和sul2)、β内酰胺类抗性基因(blaCTX
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M和blaVIM)和intI1丰度的方法，添加两种比例的木本泥炭，一份添加堆体干物质量的5％，一份添加堆体干物质量的15％，提高好氧堆肥的效果，能够降低猪粪应用于农田后抗生素抗性基因的传播风险，具有易操作、低成本的优势。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0007]一种降低猪粪中磺胺类、β内酰胺类抗性基因和intI1丰度的方法，包括如下步骤：
[0008]步骤(1)，将农作物秸秆作为调理剂，粉碎后与风干后猪粪混合均匀得到混合材料，所述农作物秸秆的添加量使得混合材料的碳氮总含量的比值(C/N)为25:1～30:1；
[0009]步骤(2)，在所述混合材料中加入木本泥炭，并添加水，调节含水率达到55％～60％，得到堆肥初期原料；
[0010]步骤(3)，将所述堆肥初期原料进行堆肥，至完全腐熟。
[0011]在一个实施例中，所述农作物秸秆为小麦秸秆，粉碎为2
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3cm。
[0012]在一个实施例中，所述步骤(2)，木本泥炭的添加量为混合材料堆体干物质重量的5～15％。
[0013]在一个实施例中，所述步骤(3)，将所述堆肥初期原料放置于泡沫塑料盒中，每隔两天进行翻堆，保证氧气的充分供应，直到堆料实现完全腐熟时结束试验。
[0014]在一个实施例中，在室外堆肥试验场中进行30天达到完全腐熟。
[0015]在一个实施例中，堆肥结束后，产物中磺胺类抗性基因降低21％－65％，β内酰胺类抗性基因降低66％－86％，intI1丰度降低62％以上。
[0016]在一个实施例中，所述猪粪中抗生素含量大于10mg/kg。
[0017]在一个实施例中，所述猪粪中磺胺类抗生素含量为53.6mg/kg，头孢噻呋含量为15.3mg/kg,重金属Cu含量为112.2mg/kg。
[0018]在一个实施例中，所得堆肥产品可用于有机质含量低于1％的土壤。
[0019]在一个实施例中，所述步骤(3)堆肥过程中使用保温的堆肥装置，使堆肥高温期持续15天。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0021](1)本专利技术具备设备成本低、原料易获取、操作易推广等优点，并且堆肥发酵时间短，堆肥产品质量优肥效高。
[0022](2)将小麦秸秆粉碎，有利于增加堆肥原料和木本泥炭的接触面积，降低纤维素的聚合度，并实现纤维素的降解。同时，添加小麦秸秆还可以改善堆体中的氧气和水分条件，调节堆体C/N比启动堆肥。
[0023](3)木本泥炭具有较高的比表面积、多孔结构，含有不稳定的碳含量，木本泥炭的添加可以促进堆肥原料中纤维素类物质的生物降解。
[0024](4)在堆肥中添加两种比例的木本泥炭能够适当的提高堆体温度，延长高温期，提高微生物活性，可以降低猪粪中磺胺类抗性基因(sul1和sul2)、β内酰胺类抗性基因(blaCTX
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M和blaVIM)和intI1的丰度，使其比堆肥初始样品中降低21％～86％。实施例中磺胺类抗性基因降低21％－65％，β内酰胺类抗性基因降低66％－86％，intI1丰度降低62％以上。
附图说明
[0025]图1为堆肥过程中不同木本泥炭添加处理对磺胺类抗性基因和β内酰胺类抗性基因丰度的影响。
[0026]图2为堆肥过程中不同木本泥炭添加处理对intI1丰度的影响。
具体实施方式
[0027]下面结合附图和实施例详细说明本专利技术的实施方式。
[0028]一种降低猪粪中磺胺类抗性基因、β内酰胺类抗性基因和intI1丰度的方法，适用于处理规模化养殖的猪粪，尤其是存在抗生素和重金属残留的猪粪，一般地，对抗生素含量大于10mg/kg的猪粪尤其有效，能将容易威胁人类健康的抗性基因削减20％－86％，其具体
步骤如下：
[0029]步骤(1)，测定烘干后猪粪和农作物秸秆中总C、总N含量和含水率；本专利技术中，猪粪来自于陕西某中型养殖场，磺胺类抗生素含量为53.6mg/kg，头孢噻呋含量为15.3mg/kg，重金属Cu含量为112.2mg/kg。
[0030]步骤(2)，将农作物秸秆与猪粪混合均匀。本实施例中，农作物秸秆选择小麦秸秆，粉碎为2
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3cm，作为调理剂，调节堆体C/N比，其添加量使得堆体的C/N比为25:1～30:1。
[0031]步骤(3)，准备好过筛的木本泥炭。木本泥炭是天然的有机资源，具有疏松多孔、比表面积大、纤维素含量低和腐植酸含量丰富的特点，是堆肥过程中极具吸引力的一种添加剂。木本泥炭还是一种有利的土壤改良剂，常用于提高微生物活性水平和土壤肥力，促进植物生长。此外，将木本泥炭应用于堆肥过程中还可以吸附和钝化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种降低猪粪中磺胺类、β内酰胺类抗性基因和intI1丰度的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤(1)，将农作物秸秆作为调理剂，粉碎后与风干后猪粪混合均匀得到混合材料，所述农作物秸秆的添加量使得混合材料的碳氮总含量的比值(C/N)为25:1～30:1；步骤(2)，在所述混合材料中加入木本泥炭，并添加水，调节含水率达到55％～60％，得到堆肥初期原料；步骤(3)，将所述堆肥初期原料进行堆肥，至完全腐熟。2.根据权利要求1所述降低猪粪中磺胺类、β内酰胺类抗性基因和intI1丰度的方法，其特征在于，所述农作物秸秆为小麦秸秆，粉碎为2
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3cm。3.根据权利要求1所述降低猪粪中磺胺类、β内酰胺类抗性基因和intI1丰度的方法，其特征在于，所述步骤(2)，木本泥炭的添加量为混合材料堆体干物质重量的5～15％。4.根据权利要求1所述降低猪粪中磺胺类、β内酰胺类抗性基因和intI1丰度的方法，其特征在于，所述步骤(3)，将所述堆肥初期原料放置于泡沫塑料盒中，每隔两天进行翻堆，保证氧气的充分供应，直到堆料实现完全腐熟时结束试验。5.根据权利要求4所述降低猪...

【专利技术属性】
技术研发人员：解君，谷洁，王小娟，高华，宋籽霖，孙薇，钱勋，
申请(专利权)人：陕西佰特绿源环境修复科技有限公司，
类型：发明
国别省市：