莫能菌素在鸡粪中的降解规律及其对鸡粪堆肥微生物群落的影响

【目的】明确鸡粪中莫能菌素的降解规律及其在环境中的趋向,为评估莫能菌素用作饲料药物添加剂的生态毒性效应提供理论依据,也为畜禽粪便的无害化处理提供技术支撑。【方法】建立快速测定粪便莫能菌素残留的高效液相色谱串联质谱法(LC-MS/MS),并构建莫能菌素鸡粪模型,提取鸡粪总DNA,通过Illumina NovaSeq 6000平台完成高通量测序,使用Trimmomatic(v0.33)处理测序结果,然后分别进行OTU聚类分析、物种注释、Alpha和Beta多样性分析、组间差异显著性分析及相关分析,以预测莫能菌素残留对鸡粪堆肥微生物群落的影响。【结果】LC-MS/MS检测鸡粪中莫能菌素残留的准确度和精密度良好,检出限为0.10μg/kg,定量限为0.25μg/kg。莫能菌素在低(40μg/g)、中(80μg/g)、高(120μg/g)浓度下的降解半衰期分别为111.95、287.55和374.59 d,即莫能菌素浓度越高,在鸡粪中的降解半衰期越长。在鸡粪中加入莫能菌素,厚壁菌门相对丰度随时间的推移呈极显著的降低趋势(P<0.01);莫能菌素的存在也改变了鸡粪堆肥中优势菌属的相对丰度,初期导致鸡粪微生物群落的物种丰度及其多样性降低,但随着时间的推移鸡粪微生物群落物种丰度及其多样性不断升高。化学异养是鸡粪微生物群落的主要代谢,其次是需氧化学异养、碳氢降解、发酵及硝化等;莫能菌素的加入能促使盐单胞菌属改变反硝化细菌组成,降低反硝化作用。【结论】以分散固相萃取结合LC-MS/MS测定鸡粪中莫能菌素残留具有快速、灵敏、可靠的特点,可应用于实际样品检测。莫能菌素在鸡粪中的降解时间与浓度呈正相关,其浓度越高,在鸡粪中的半衰期越长。莫能菌素能改变鸡粪堆肥过程中的微生物群落组成,进而影响鸡粪堆肥肥力。