Distribution characteristics of antibiotics and their resistance genes in the surrounding forest land of pig farm

doi:10.16178/j.issn.0528-9017.20250818

Abstract

Abstract:

Large-scale livestock and poultry breeding will lead to the aggravation of antibiotic residue pollution in the surrounding soil，but the seasonal impact on antibiotics-microorganisms-antibiotic resistance genes（ARGs）in forest soil is still unclear. In this research，forest soils were selected as the study subjects. Liquid chromatography-mass spectrometry and metagenomic technology were used to analyze the antibiotic residues，microbial community structure characteristics，and abundance characteristics of ARGs in soils from both forest land of pig farm and ordinary forest land（CK）during winter and summer. The results showed that the antibiotics in forest soil mainly include tetracycline，norfloxacin，sulfamethoxazole，diclofenac，and chloramphenicol. Antibiotic content generally showed that forest land of pig farm was higher than ordinary forest land，and winter was higher than summer. Compared with ordinary forest land，the microbial community structure at the phylum level in the forest soil of pig farm undergoes significant changes，the relative abundance of Proteobacteria and Actinobacteriota increased in winter，while the relative abundance of Acidobacteriota and Planctomycetota increased in summer. ARGs in the soil were mainly baca（antimicrobial peptides）and mexf（fluoroquinolones）. The relative abundance of total baca in soil bacteria in forest land of pig farm increased compared with ordinary forest land，with a greater increase in summer than in winter. The resistance mechanisms of soil microorganisms were mainly through antibiotic efflux and antibiotic target alteration，with the former accounting for a larger proportion in ordinary forest land than in forest land of pig farm，and the latter accounting for a larger proportion in forest land of pig farm than in ordinary forest land. Livestock pollution and seasonal changes are key factors in the transmission and contamination of antibiotics and their resistance genes in soil.

Key words: pig farm, forest soil, antibiotic, microbial community, antibiotic resistance gene

CLC Number:

HE Quanping, HUANG Liang, QIN Jiahao, XU Bingjie, WANG Yuyan, CHEN Siyu, YANG Xiaoe, LIU Di. Distribution characteristics of antibiotics and their resistance genes in the surrounding forest land of pig farm[J]. Journal of Zhejiang Agricultural Sciences, 2026, 67(2): 495-503.

Figures/Tables 8

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林地类型	总氮含量/（mg·kg^-1）	总磷含量/（mg·kg^-1）	总钾含量/ （mg·kg^-1）	镉含量/（mg·kg^-1）	铅含量/（mg·kg^-1）	铜含量/（mg·kg^-1）	钙含量/（mg·kg^-1）	铁含量/（mg·kg^-1）
普通林地	1 672.08 ± 32.64 a	327.50 ± 2.12 b	11 335.00 ± 516.19 a	<2	19.10 ± 1.41 a	20.10 ± 1.70 a	1 585.50 ± 133.64 b	23 795.00 ± 3 797.16 a
猪场林地	1 704.99 ± 38.16 a	452.50 ± 2.12 a	10 340.00 ± 56.57 a	<2	19.75 ± 2.19 a	19.15 ± 2.05 a	3 150.00 ± 272.94 a	21 395.00 ± 2 892.07 a
林地类型	锌含量/（mg·kg^-1）	pH值	阳离子交换量/（cmol·kg^-1）	有机质含量/（g·kg^-1）	黏粒（D<2 μm）/%	粉粒（2≤D<20 μm）/%	砂粒（D≥20 μm）/%
普通林地	51.35 ± 11.38 a	5.21 ± 0.03 b	7.05 ± 0.29 b	31.08 ± 3.06 a	10.41 ± 0.10 a	57.72 ± 0.42 a	31.87 ± 0.33 a
猪场林地	59.15 ± 12.66 a	7.10 ± 0.02 a	13.76 ± 0.51 a	27.68 ± 1.28 a	9.54 ± 0.10 a	56.75 ± 0.35 a	33.71 ± 0.35 a

林地类型	总氮含量/（mg·kg^-1）	总磷含量/（mg·kg^-1）	总钾含量/ （mg·kg^-1）	镉含量/（mg·kg^-1）	铅含量/（mg·kg^-1）	铜含量/（mg·kg^-1）	钙含量/（mg·kg^-1）	铁含量/（mg·kg^-1）
普通林地	1 672.08 ± 32.64 a	327.50 ± 2.12 b	11 335.00 ± 516.19 a	<2	19.10 ± 1.41 a	20.10 ± 1.70 a	1 585.50 ± 133.64 b	23 795.00 ± 3 797.16 a
猪场林地	1 704.99 ± 38.16 a	452.50 ± 2.12 a	10 340.00 ± 56.57 a	<2	19.75 ± 2.19 a	19.15 ± 2.05 a	3 150.00 ± 272.94 a	21 395.00 ± 2 892.07 a
林地类型	锌含量/（mg·kg^-1）	pH值	阳离子交换量/（cmol·kg^-1）	有机质含量/（g·kg^-1）	黏粒（D<2 μm）/%	粉粒（2≤D<20 μm）/%	砂粒（D≥20 μm）/%
普通林地	51.35 ± 11.38 a	5.21 ± 0.03 b	7.05 ± 0.29 b	31.08 ± 3.06 a	10.41 ± 0.10 a	57.72 ± 0.42 a	31.87 ± 0.33 a
猪场林地	59.15 ± 12.66 a	7.10 ± 0.02 a	13.76 ± 0.51 a	27.68 ± 1.28 a	9.54 ± 0.10 a	56.75 ± 0.35 a	33.71 ± 0.35 a

林地类型	四环素含量	诺氟沙星含量	磺胺二甲嘧啶含量	双氯芬酸含量	氯霉素含量
普通林地（范围）	0～19.98	0～48.78	0.41～1.33	0～0.68	6.77～117.87
普通林地（平均值）	12.99 ± 6.50 b	29.85 ± 15.10 b	0.86 ± 0.38 b	0.37 ± 0.20 a	62.32 ± 45.36 a
猪场林地（范围）	0～326.86	67.69～127.47	0～14.78	0～3.05	0～88.30
猪场林地（平均值）	208.34± 104.50 a	97.58 ± 24.41 a	8.45 ± 4.39 a	1.86 ± 0.94 a	56.15 ± 28.17 a

林地类型	四环素含量	诺氟沙星含量	磺胺二甲嘧啶含量	双氯芬酸含量	氯霉素含量
普通林地（范围）	0～19.98	0～48.78	0.41～1.33	0～0.68	6.77～117.87
普通林地（平均值）	12.99 ± 6.50 b	29.85 ± 15.10 b	0.86 ± 0.38 b	0.37 ± 0.20 a	62.32 ± 45.36 a
猪场林地（范围）	0～326.86	67.69～127.47	0～14.78	0～3.05	0～88.30
猪场林地（平均值）	208.34± 104.50 a	97.58 ± 24.41 a	8.45 ± 4.39 a	1.86 ± 0.94 a	56.15 ± 28.17 a

林地类型	四环素	诺氟沙星	磺胺二甲嘧啶	双氯芬酸	氯霉素
普通林地（范围）	—	—	0～0.93	0～20.57	0～74.24
普通林地（平均值）	—	—	0.58 ± 0.29 a	12.88 ± 6.48 a	47.57 ± 23.84 a
猪场林地（范围）	—	—	0～1.17	0～16.04	0～75.91
猪场林地（平均值）	—	—	0.73 ± 0.37 a	10.70 ± 5.35 a	48.80 ± 24.45 a