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头孢菌渣虽是危险废物但是具有高营养价值。为了合理处置头孢菌渣,多数企业将头孢菌渣制作成菌渣肥,但是其安全性和农业价值还有待研究。因此,本实验以河南焦作健康元生物制品有限公司制作的碱热处理菌渣肥为研究对象,通过检测菌渣肥和施入菌渣肥土壤中头孢菌素C残留及耐药基因检测来评估该菌渣肥的安全性,并设计实验室花盆模拟实验和大田种植作物应用来考察菌渣肥对土壤环境及作物品质的影响,以此来评估头孢菌渣肥的农业应用价值。 首先本实验建立一种超声辅助-固相萃取-高效液相色谱方法来检测土壤中头孢菌素C残留量,最终确定以去离子水作为提取剂,超声提取两次;SPE柱子以3mL甲醇和3mL水活化,采用5ml10%甲醇进行淋洗,2ml5%甲酸/甲醇进行洗脱,高效液相色谱(HPLC)测定,检测波长为254nm,柱温为30℃,流动相为0.1%甲酸/甲醇(90∶10)对土壤中头孢菌素C进行检测,使得方法的提取回收率在80%-120%之间,标准偏差范围为5.5%-9.1%(n=5),LOD为0.3mg/kg,LOQ为1.1mg/kg。 然后以实验室花盆模拟实验考察1%、6%和12%三种施肥量处理下菌渣肥对土壤环境的影响,结果表明头孢菌渣肥可以改善土壤的理化性状,施加高浓度菌渣肥虽然会提高土壤蛋白酶和蔗糖酶活性,但也会降低土壤的蛋白酶和蔗糖酶活性。低浓度施加头孢菌渣肥能促进种子发芽率,对植物无毒性。施肥土壤样品未检测出头孢菌素C残留,也没有检测出8种常见的β内酰胺抗生素抗性基因(blaATC、blaKLUC、mecA、blaFOX、blaVIM、cphA、blaCMY、blaCTX-M)。该模拟试验说明该头孢菌渣肥可以改善土壤环境,不会对土壤造成安全性威胁,但建议施加低浓度的肥量。 最后在大田种植作物应用实验研究了PF1(每单元施加6kg菌渣肥)、PF2(每单元施加12kg菌渣肥)和PF4(每单元施加24kg菌渣肥)三种处理单元在种植黄瓜的大田中对土壤环境和黄瓜品质的影响。结果表明:头孢菌渣肥可以提高土壤养分;在施肥前期头孢菌渣肥会增加土壤中细菌和真菌的数量,后期增加放线菌的数量,影响着微生物群落结构;黄瓜产量和维生素C、可溶性糖和硝酸盐含量均有所增加。黄瓜整个生长期未检测到头孢菌素C残留和抗性基因。推荐施肥量为2倍处理。