Eight antibiotic resistance genes (ARGs), 7 heavy metals, and 6 antibiotics were quantified in manures and soils collected from multiple feedlots in Shanghai. The samples were analyzed to determine if ARG abundances were associated with heavy metal concentration and independent of antibiotics. The results revealed the presence of chloramphenicol, sulfonamides and tetracyclines at concentration ranges of 3.27–17.85, 5.85–33.37 and 4.54–24.66 mg kg−1, respectively. Typical heavy metals, such as Cu, Zn, and As, were detected at concentration ranges of 32.3–730.1, 75.9–4333.8, and 2.6–617.2 mg kg−1. All ARGs tested were detected in the collected samples except tetB(P), which was absent in animal manures. Overall, sulfonamide ARGs were more abundant than tetracycline ARGs. Except for sulII, only a weak positive correlation was found between ARGs and their corresponding antibiotics. On the contrary, significant positive correlations (p < 0.05) were found between some ARGs and typical heavy metals. For example, sulA and sulIII were strongly correlated with levels of Cu, Zn and Hg. The data demonstrated that the presence of ARGs was relatively independent of their respective antibiotic inducer. In addition to antibiotics, toxic heavy metals, such as Hg, Cu, and Zn, exerted a strong selection pressure and acted as complementary factors for ARG abundance.

To amplify grain production capacity, a global trend is emerging in which many regions are transitioning from dependence on rainfall to irrigated agriculture. An illustrative example of this form of land consolidation is the conversion from dryland to paddy fields, which has changed the ecological environment of farmlands, resulting in significant effects on carbon fixation and emissions. However, there currently exists a deficiency in essential understanding regarding the short-term effects of dryland-to-paddy conversion on ecological processes tied to soil carbon-fixation bacteria and carbon emission efficiency (CEE). Therefore, field monitoring and high-throughput sequencing were carried out to monitor the changes in soil carbon emission efficiency and carbon-fixation bacteria before and after the conversion. Our results indicate that while conversion from dryland to paddy fields can boost grain yield, it also results in an increase in soil carbon emissions and a consequent decrease of 25.78% in carbon emission efficiency. This transition has resulted in an increased soil carbon-fixing bacterial alpha diversity index and enhanced network complexity. The structural equation model indicates that changes in soil environmental factors, especially soil moisture, soil organic carbon (SOC), readily oxidizable carbon (ROC), and carbon-fixing bacteria, are the primary drivers of CEE variation (p < 0.05). Given the critical role that the soil carbon cycle plays in global climate change, there is a pressing need for increased global attention towards the carbon emissions triggered by the transition from rainfed to irrigated agriculture.

Analysis the similarities between total and active microbial community is crucial to evaluate whether understanding the structure-function of microbial community of different types sludge is suitable using DNA-based molecular methods. In this study, procaryotic communities in different types sludge samples (including primary sludge, excess sludge, mixed sludge, and digested sludge) were evaluated using DNA-based and RNA-based Illumina MiSeq. Results showed that the similarities between total and active procaryotic communities of all different types sludge were considerable high. Meanwhile, the similarity in running sludge higher than that in idle sludge, because of the Jarccard's coefficient of digested sludge was the highest in all types sludge samples. This study indicates that the DNA-based molecular biology technology could be applicable to profile procaryotic community structure and function in sludge samples, and this study adds the understanding of total and active procaryotic communities of sludge samples.