抗菌剂在人类医疗保健、兽医医学、畜牧业和水产养殖领域被广泛使用，用于疾病预防和促进生长（Zhang等人，2020年；Klein等人，2024年）。然而，这些化合物的持续不当使用导致了与耐抗生素细菌（ARB）和抗性基因（ARGs）相关的环境污染，从而构成了一个严重的公共卫生紧急问题（Zhao等人，2021年；Cedeño-Muñoz等人，2024年）。古生态学分析显示，自20世纪40年代以来，ARGs的多样性和丰度呈上升趋势，这与半合成抗生素的工业化生产时间相吻合（Knapp等人，2010年）。最近的流行病学建模表明，如果不采取有效干预措施，到2050年，细菌的抗菌素抗性可能导致全球每年有191万人死亡，相关死亡率可能达到822万例（GBD 2021抗菌素抗性合作组，2024年）。
在众多环境介质中，土壤是ARB和ARGs的主要陆地储存库，许多微生物组研究都证明了这一点（Nesme和Simonet，2015年；Wu等人，2023年）。土壤抗性组既包含本土微生物群落固有的遗传成分，也包含通过人类活动（如农业灌溉和废物施用）引入的人为因素（Liu等人，2024a）。特别是，人类活动带来的外来输入加速了ARGs的流行和传播（Zhang等人，2022b），来自农业地区的实证证据表明，与原始生态系统相比，ARB/ARGs的水平显著增加（Knapp等人，2010年；Liu等人，2021年）。随后，升高的土壤抗性组可能通过地表径流和地下水补给转移到水生系统中，或者通过植物吸收机制转移到农产品中，最终通过受污染的饮用水和作物消费威胁公共卫生（Zhang等人，2019年；Yi等人，2024年）。
在影响土壤抗性组的人类活动中，灌溉和施用动物粪便是最普遍的农业实践（Zhang等人，2019年）。实证研究表明，这些实践是将抗生素和ARGs引入土壤环境的主要途径（Xu等人，2019年；Laconi等人，2021年；Wang等人，2024c）。传统废物处理系统往往无法有效消除抗生素和ARB等新兴污染物，导致它们在处理后的废水或有机改良剂中持续存在，并最终通过灌溉活动和肥料施用进入土壤环境（Han等人，2018年；Liu等人，2025a；Liu等人，2025b）。值得注意的是，持续进行灌溉和有机肥料施用不仅会提高土壤抗性组的水平，还会改变土壤中ARGs的组成（Wei等人，2022年；Xu等人，2025年）。这一过程通过根际相互作用和营养网络对土壤-作物生态系统的稳定性以及通过食物链对人类健康构成连锁风险（Tripathi等人，2023年；Jacques等人，2025年）。
为了减轻农业灌溉-施肥系统中的抗性组风险，有必要更好地了解ARGs在环境中的传播特性。现有研究已经记录了在灌溉或施肥条件下土壤中的ARG污染情况（Han等人，2018年；Kampouris等人，2021b；Liu等人，2024a）。然而，关于灌溉和粪便施肥结合使用的协同效应的研究仍然不足，特别是在动物粪便作为基础肥料与常规灌溉系统结合使用的农业土壤中。粪便施肥将多种ARGs（例如四环素和氨基糖苷类抗性基因）引入农业土壤，而灌溉则通过水文扩散促进了它们的迁移（Han等人，2018年；Wang等人，2024b；Wang等人，2024c）。为了优化综合管理实践，需要全面考虑粪便施肥、灌溉、微生物组和抗性组之间的相互作用。此外，仍有几个关键问题尚未解决，包括不同类型动物粪便对ARG动态的影响有何不同？以及施肥还是灌溉对ARGs的传播影响更大？通常认为灌溉实践对ARGs的传播影响更大；然而，目前还没有研究直接验证这一假设。
为了解决这一研究空白，本研究全面调查了在施用鸡粪和牛粪作为基础肥料，并配合常规地下水灌溉条件下农业土壤中的抗性组特性和传播风险。系统地分析并比较了非灌溉土壤、地下水、粪便肥料和灌溉土壤中抗性组、微生物组、移动基因组和毒力组之间的差异和相互作用。本研究采用了一种基于非负矩阵分解的微生物来源追踪方法（SourceID-NMF）来量化灌溉农业生态系统中ARGs的来源贡献（Huang等人，2024年）。本研究的目标是：（1）描述灌溉和施肥对农业土壤中ARGs传播风险的综合影响；（2）识别鸡粪和牛粪在ARG传播方面的差异；（3）定量评估灌溉和施肥对土壤ARG组成的贡献。这些发现将有助于更好地理解灌溉-施肥实践带来的抗性组风险，为政策制定者提供更有效的策略，以保护农业生态系统和人类健康。
