实验方案
第一阶段（3~5月，生菜种植）
一、研究目的
研究不同粪肥（鸡粪、猪粪和有机肥）不同浓度施用对旱地农田土壤生态系统的影响。
二、研究内容
(1)畜禽粪便污染情况：
a)畜禽粪便中抗生素残留及抗性基因污染分析；
b)堆肥过程抗生素动态变化；
…
c)堆肥过程中抗性菌及抗性基因（tetG,tetC和sul1等）丰度的变化情况;
(2)畜禽粪便施用对农作物的影响
a)植物生理生态指标（叶绿素荧光，光合与蒸腾作用等）；
b)抗生素在作物中的富集与分布特征；
c)畜禽粪便对植物内生菌的影响。
(3)畜禽粪便施用对农田土壤的影响：
a)不同施肥对土壤营养物质的转化情况和土壤肥力状况（土壤酶活，有机质和氮磷钾等）；
b)不同施肥对土壤呼吸，土壤温室气体排放的影响（CO2, N2O，CH4）;
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c)施肥土壤中的抗生素残留及抗性基因污染情况；
d)不同施肥对土壤重金属的影响。
(4) 畜禽粪便对土壤微生物的影响：
a)畜禽粪便施用后农田土壤多样性与结构的变化；
b)抗生素抗性细菌和抗性基因的变化；
c)根据施肥土壤中nifH基因，AOB和AOA的丰度估算粪肥对土壤N循环的影响；
d)通过cbbM,oorA等基因的丰度估算粪肥对微生物固碳作用的影响。
三、实验设计
·
试验采用蔬菜土壤，每块样地大小为2m×3m，共计22块样地，132平方米，可根据现场情况调节，具体安排见表1。
样地之间设计阻隔, 为防止各试验田小区互相渗透，田埂筑
高为350 mm，并用mm 的HDPF 防渗膜包裹，交接处焊接，防渗膜埋深m。
生菜株行距适宜为20cm。
表格 1 粪肥施用量表
设计思路：
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（1）不同粪肥施用对农田土壤生态环境的影响：每种土壤设置4个处理：对照、鸡粪、猪粪、有机肥，3次重复；粪肥施用浓度为3 kg/m-2，粪肥全部作为底肥一次性施入.
（2）不同粪肥浓度梯度对农田土壤生态系统的影响：有机肥和猪粪土壤分别设置3个浓度梯度：3 kg/m2、6 kg/m2、9 kg/m2，3次重复，粪肥全部作为底肥一次性施入。
四、样品采集
（1）土壤样品采集
使用无菌不锈钢土钻以五点取样法采集500g土壤样品，每个样品分成三部分，其中一部分土样，去除石砾、蚯蚓和植物残体等杂物，然后立即测定土壤含水率；一部分置于室内自然风干，研磨后，分别过10目和100目筛，置于4℃冰箱冷藏，用于测定土壤理化性质；一部分使用无菌袋密封，存放于-20℃冰箱冷冻保存，用于微生物量碳、酶活性和微生物多样性测试。
（2）植物样品采集
生菜用蒸馏水冲洗后分为两部分（根和叶），然后后用无菌滤纸擦干。
用新鲜的叶和根提取植物内生菌。
冷冻干燥生菜样品被用来测抗生素含量。
取3-5株植株，用去离子水洗净晾干，称其鲜重，称量结束后，带回实验室105度杀青，80度烘干至恒重称其干重。
在
生菜采收期间阶段性的随机取 5 株为样品测定，称量其重量，以此估测每个样地产量。
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五、指标测量
表格 2 测量指标与便携式仪器
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现可用便携式设备：
（1）LI-8100A土壤碳通量自动测量系统：能够快速自动测量土壤CO2通量
（2）WET-2土壤水分温度电导率速测仪：可在野外快速测量土壤的水分、温度、电导率三
个重要参数
（3）便携式痕量N2O/CH4土壤通量测定系统（N2OM1-919）：可高精度、快速、在线测量土壤中氧化亚氮、甲烷、水汽浓度，可用于开展各类生态系统碳循环及温室气体排放等相关研究
（4）LI-6400XT便携式光合作用测量系统：可用于测量植物叶片光合作用和蒸腾作用
（5）FluorPen FP 110手持式叶绿素荧光仪：可在实验室、温室或野外快速测量植物光合活性
测量细则：
（1）鲜重：随机取出3-5株叶片和根系完整的生菜样品，用去离子水洗净晾干，测定生菜( 地上和地下部) 鲜重
*
（2）干重：随机取3-5株植株叶片和根系完整的生菜样品，然后将生菜置于105℃烘箱中杀青 1 h 后，80℃下放置72 h，烘干至恒重，测定生菜地上和地下部干重。
（3）株高：随机取出10株生菜样品，从植株基部至主茎顶部即主茎生长点之间的距离，测量时将尺子挨着地面量到苗顶最高位置，读数即为株高。
（4）容重：
rs=g*100/v*(100+W)
式中：rs——土壤容重（g/cm3）；
G——环刀内湿样重（g）；
V——环刀容积（cm3）；
W——样品含水量（%）
六、…
七、采样时间安排
第一次采样：生菜种植第0天；
第二次采样：生菜种植第15天；
第三次采样：生菜种植第30天；
第四次采样：生菜种植第45天；
第二阶段（6~8月，生菜种植）
一、研究目的
研究不同浓度生物炭添加对不同粪肥（鸡粪、猪粪和有机肥）施用农田土壤生态系统的影响。
二、研究内容
(1)生物炭制备的研究
(2)生物炭施用对农作物的影响.a)植物生理生态指标（叶绿素荧光，光合作用）；b)生物炭对作物抗生素富集的影响；c)生物炭对植物内生菌的影响。
(2)生物炭对农田土壤的影响。
a)生物炭添加对土壤营养物质的转化情况和土壤肥力状况（土壤酶活，有机质和氮磷钾等）；b)生物炭添加对土壤呼吸，土壤温室气体排放的影响（CO2, N2O，CH4）;c)生物炭添加土壤中的抗生素残留及抗性基因污染情况；d) 生物炭添加对土壤重金属的影响。
(3) 生物炭添加对土壤微生物的影响。
a) 生物炭添加后农田土壤多样性与结构的变化；b) 生物炭添加后抗生素抗性细菌和抗性基因的变化；c)根据施肥土壤中nifH基因，AOB和AOA 的丰度估算生物炭添加对土壤N循环的影响；d)通过cbbM,oorA等基因的丰度估算生物炭添加微生物固碳的影响。
三、实验设计
试验采用蔬菜土壤，每块样地大小为2m×3m，共计27块样地，162平方米，可根据现场情况调节，具体安排见表3。
样地之间设计阻隔, 为防止各试验田小区互相渗透，田埂筑高为350 mm，并用mm 的HDPF 防渗膜包裹，交接处焊接，防渗膜埋深m。
生菜株行距适宜为20cm。
四、样品采集（同上）
五、测量指标（同上）
六、时间安排（同上）
第三阶段（6~11月，水稻种植）
一、研究目的
研究不同粪肥（鸡粪、猪粪和有机肥）不同浓度施用对水田农田土壤生态系统的影响。
二、研究内容（同第一阶段）
三、实验设计（表1）
四、采样安排（同上）
（1）此外，可增加施肥方式对照，（1）作为底肥一次性施加；（2）以基肥和分蘖肥分两次施用；（3）以基肥、分蘖肥、拔节肥三次施用。
（2）多数文献中基肥：分蘖肥：拔节肥的比例为4：3：3 或4：4：2。
而分两次施用时（基肥：拔节肥）则多以4：6为主。
五、测量指标（同上）
六、时间安排
第一次采样：分蘖期1-20d，
第二次采样：拔节期20-40d，
第三次采样：齐穗期40-66d，
第四次采样：灌浆期66-78d
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