黃皓，朱宇恩，李華，張慶紅

（1.山西大學環(huán)境與資源學院，山西太原030006；2.太原市生態(tài)環(huán)境局，山西太原030002）

抗生素是人類生活和農業(yè)生產不可或缺的疾病預防與治療藥物，因其應用范圍廣、效果顯著、價格較便宜的特點被大量使用，但不規(guī)范的使用導致了抗生素濫用。由于抗生素在人體或動物體內不能被完全代謝，因此，在使用抗生素后，50%～90%的抗生素或其主要代謝物會很快從人體或動物體內排出[1]。研究表明，在土壤和水體環(huán)境中已檢測出四環(huán)素類、喹諾酮類、磺胺類和大環(huán)內酯類等多種抗生素[2-4]。環(huán)境中的抗生素可以誘導微生物產生抗性基因，影響微生物種群平衡，最終對生態(tài)環(huán)境和人類健康造成危害[5-6]。

泰樂菌素（Tylosin）是一種由弗式鏈霉菌（Streptomycetes fradiae）發(fā)酵產生的大環(huán)內酯類獸用抗生素，主要由泰樂菌素A、B、C、D共4個組分組成，其中，泰樂菌素A占80%～90%且抗菌活性最高[7]。泰樂菌素進入畜禽體內后有60%～90%，會隨尿或糞便排出[8-9]，由土壤、水和空氣等途徑進入生態(tài)系統(tǒng)，并最終由食物鏈危害到人體健康[4，10]。因此，控制泰樂菌素及其分解產物的污染問題和潛在影響具有重要的現(xiàn)實意義。

近些年，國內外對泰樂菌素的相關研究主要集中在泰樂菌素在環(huán)境中的吸附特性[11]，在土壤或水體中的光解、水解或微生物降解機制[12-14]，而對泰樂菌素源頭控制的相關研究比較鮮見。腐植酸（HA）作為一種來源廣泛、價格便宜的有機物料，在堆肥發(fā)酵中應用十分廣泛，相關研究表明，腐植酸對有機污染物在環(huán)境中的吸附和降解過程具有促進作用[15-17]。因此，通過在畜禽糞便中添加腐植酸，可以為畜禽糞便中泰樂菌素的減量化處理尋找一種新的途徑。

本試驗模擬商品有機肥堆肥物料前處理階段，研究添加不同比例的腐植酸對畜禽糞便中泰樂菌素降解的影響，以期減少畜禽糞便堆肥過程中有機污染物的危害，確保有機肥產品安全合格。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試雞糞由山西農業(yè)大學農學院提供，飼料中摻喂商品泰樂菌素。獲得的雞糞經凍干過2 mm篩混勻后置于-20℃冰箱待用，測得泰樂菌素含量為10μg/kg，雞糞pH為7.87，全氮含量為26.0 g/kg，電導率為55.0 mS/cm。腐植酸購于天津光復公司；泰樂菌素標樣購于日本Wako公司，純度為97.4%；內標物羅紅霉素購于上海源葉公司，純度為98%。試驗用甲醇、乙腈等有機溶劑購自德國Merck公司，純度為色譜純；其余無機試劑純度為優(yōu)級純。

1.2 試驗方法

雞糞初始pH值為7.87，試驗共分為3組處理，每組添加腐植酸分別占雞糞干質量的0%（A0），1%（A1）和5%（A5），每個處理設3個重復。試驗時取40 g凍干雞糞裝入250 mL錐形瓶中，利用鹽酸和氫氧化鈉調節(jié)初始pH值，測得調節(jié)雞糞含水量為40%，與有機肥生產過程保持一致。所有錐形瓶覆蓋鋁箔避光放置。分別在試驗的第0、1、3、7、15、22、30天取樣分析相關指標。

1.3 測定項目及方法

每次取樣時立即測定樣品的pH值和電導率，雞糞與水的質量比為1∶10。其中，pH值用pH計（FE20，梅特勒-托利多）測定，電導率用電導率儀（DDSJ-308A，上海雷磁公司）測定。剩余樣品凍干后取0.5 g經甲醇EDTA-McIlvaine溶液（體積比為1∶1）提取，過SAX-HLB串聯(lián)固相萃取柱后由高效液相色譜串聯(lián)質譜（高效液相色譜：Agilent 1200；質譜：API 3200）測定泰樂菌素含量。

1.4 數(shù)據處理

采用Microsoft Excel 2016及SPSS 22.0軟件進行數(shù)據統(tǒng)計分析，不同處理間的差異性分析通過單因素方差分析和多重比較（LSD）實現(xiàn)，顯著性水平定為0.05。如果數(shù)據呈非正態(tài)分布，把數(shù)據進行對數(shù)轉換后再統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 腐植酸對雞糞pH值的影響

雞糞pH值在不同腐植酸添加處理下的pH值變化如圖1所示，加入腐植酸后，雞糞pH值比未加腐植酸的雞糞略有降低；3組處理雞糞pH值在試驗0～3 d快速升高，3～7 d增長放緩，7～15 d基本保持不變，趨勢較為一致。15 d后3組處理雞糞pH值并無顯著性差異。因此，添加腐植酸僅對雞糞初始pH值有一定影響。

2.2 腐植酸對雞糞電導率的影響

從圖2可以看出，添加腐植酸處理的雞糞電導率在0～3 d迅速增加，而后呈降低趨勢；3組處理雞糞的電導率較初始時都有顯著下降，A0、A1和A5處理電導率30 d較0 d分別降低了13.1%、34.3%和20.2%；添加1%腐植酸的雞糞較未添加腐植酸的處理電導率有顯著性降低。

2.3 腐植酸對雞糞中泰樂菌素含量的影響

由圖3可知，3組處理的雞糞泰樂菌素降解過程波動較大；試驗0 d時，3組處理的泰樂菌素含量都小于雞糞中原有泰樂菌素量（10μg/kg）；0～22 d各處理的泰樂菌素含量都經歷了先增加后減少的過程；試驗22 d后3組處理泰樂菌素含量都呈減少趨勢；試驗30 d時，A0、A1和A5處理泰樂菌素含量較初始（0 d）時分別減少了52.1%、73.6%和78.3%。說明添加腐植酸對雞糞中泰樂菌素的降解具有顯著促進作用。

3 結論與討論

本試驗中雞糞pH值經歷了先升高后逐漸平穩(wěn)的過程。由于雞糞C/N比較低，0～7 d時，雞糞中的有機物在嗜溫微生物作用下快速分解，產生大量氨態(tài)氮，導致pH值快速上升[18-19]。試驗后期，由于腐植酸加入提高了A1和A5處理的C/N比，氨化作用減弱[20]，隨著氨態(tài)氮揮發(fā)或轉化為硝態(tài)氮，導致添加腐植酸的處理pH值降低，未添加腐植酸的處理則由于C/N較低、微生物氨化作用減弱，仍會發(fā)生緩慢的氨化作用，使pH值基本保持不變[21]。由于腐植酸加入改變了雞糞C/N比，雞糞C/N比升高，導致最終pH較未添加腐植酸的處理升高幅度小[21]。

電導率是有機肥生產過程中的重要指標，過高的電導率會影響植物正常生長，產生毒害作用且會造成土壤板結，降低土壤肥力[22]。試驗開始時，由于雞糞中有機物的分解，雞糞中鹽濃度增加，導致雞糞電導率升高[23]。試驗中后期，由于氨揮發(fā)[24]和較高pH值下礦物鹽沉淀導致電導率降低，這與pH的試驗結果一致。相關研究表明，腐植酸對降低電導率有較好的作用，張繼舟等[25]研究發(fā)現(xiàn)，施用腐植酸使土壤鹽度下降了10%；TURHAN等[26]研究發(fā)現(xiàn)，腐植酸能促進鹽脅迫下洋蔥的生長。本研究中，A5處理由于高濃度腐植酸與礦物鹽競爭羥基自由基的作用，導致羥基自由基無法與礦物鹽結合[15，27-28]，使得A5處理對電導率的降低反而沒有A1處理好，結果表明，添加1%的腐植酸對雞糞電導率的降低效果最好。

泰樂菌素在pH值小于7.1時多以正離子形態(tài)存在，pH值大于7.1時多以分子形態(tài)存在，pH值為7.1時以等量的分子和離子形態(tài)存在[13]，添加腐植酸的處理在初始時泰樂菌素含量低于未添加腐植酸的處理，主要是因為腐植酸含有大量羧基、羥基和酚羥基等活性基團，對泰樂菌素分子具有較強的吸附作用[29]。隨著雞糞中其他有機物的礦化分解，雞糞中離子強度升高。GUO等[30]研究發(fā)現(xiàn)，泰樂菌素在腐植酸表面存在絡合吸附的效應，由于雞糞離子強度的升高，導致泰樂菌素與其他離子競爭吸附位點。添加腐植酸促進了雞糞中微生物的生長，增強了對泰樂菌素的降解作用。隨著泰樂菌素的降解，雞糞電導率也逐漸降低，二者結果具有一致性。

腐植酸作為在畜禽糞便有機肥生產過程中的重要調理劑，能夠調節(jié)pH、電導率和水分等相關指標。本研究結果表明，腐植酸對雞糞中泰樂菌素的降解具有促進作用，添加1%的腐植酸對雞糞電導率下降和泰樂菌素降解具有較好的效果，同時也能減少生產成本。優(yōu)化腐植酸的成分，使其更好地被微生物利用，將會更好地促進泰樂菌素降解。