Nawadnianie upraw ściekami: jaki wpływ na rośliny mają pozostałości leków?

Stale rosnąca oporność na antybiotyki stanowi poważne zagrożenie dla zdrowia populacji w przyszłości. Ze względu na fakt, że źródłem części problemu są antybiotyki trafiające do sektora rolnictwa wraz z oczyszczanymi ściekami, powstał projekt PhytoPharm, którego celem było zbadanie tego zjawiska.

PhytoPharm, leki, gleba, rolnictwo, roślina, ścieki, jęczmień, antybiotyk, ekosystem, gazy cieplarniane, mikroorganizmy, CO2, związki

W związku z rosnącym zapotrzebowaniem na zasoby słodkiej wody spowodowanym zmianami klimatycznymi oraz nieustannym wzrostem liczby ludności na świecie ponowne wykorzystywanie ścieków stało się realną alternatywą na potrzeby nawadniania upraw w regionach, w których występują niedobory wody. Wiadomo jednak, że ścieki zawierają pozostałości leków, w tym wielu antybiotyków przepisywanych przez lekarzy w celu zwalczania chorób. Pomimo tego, że w przypadku ścieków wykorzystywanych do nawadniania upraw mamy do czynienia z mieszaninami wielu związków, do tej pory nie został zbadany wpływ tych substancji na zdrowie roślin oraz stan gleby.

W ramach finansowanego przez Unię Europejską projektu PhytoPharm został zbadany wpływ mieszanek antybiotyków na uprawy na przykładzie jęczmienia, który stanowił uprawę modelową. Badacze wykazali, że rośliny były najbardziej podatne na działanie substancji leczniczych na wczesnych etapach rozwoju, a zwiększone narażenie na działanie antybiotyków powodowało ograniczenie kiełkowania nasion. Co więcej, zjawiska te zostały zaobserwowane w przypadku stężeń przewidywanych dla ścieków. Ponadto zgromadzone dane sugerują, że wpływ antybiotyków może być zwiększony w połączeniu z innymi czynnikami wywołującymi stres.

Przełom w ochronie fungicydowej? Naukowcy opracowują nowy biofungicyd

Przewidywanie występowania zanieczyszczeń

Aby sprostać wyzwaniu, jakim było określenie reprezentatywnych mieszanek leków występujących w ściekach, zespół skupiony wokół projektu PhytoPharm opracował algorytm prognozujący stężenia antybiotyków wśród płynnych odpadów. „Zastosowane przez nasz zespół podejście może pomóc w prognozowaniu składu istotnych dla środowiska mieszanin antybiotyków powstających w wyniku ich stosowania przez ludzi”, wyjaśnia Brett Sallach, badacz korzystający ze stypendium w ramach działania „Maria Skłodowska-Curie”. „Opracowany przez nas model może być dostosowany do każdego miejsca i dowolnego leku, w przypadku którego są dostępne dane na temat recept; można go także dostosować do wielu skal”. Użyteczność opracowanego modelu została wykazana na przykładzie oceny potencjalnych punktów występowania oporności na antybiotyki w rzekach w skali kontynentalnej, opartej na danych dotyczących recept na leki wystawianych w Unii Europejskiej, zawężonych do Zjednoczonego Królestwa, a także do skali pojedynczej zlewni na przykładzie wsi Strensall w Anglii. Pozwoliło to na weryfikację użyteczności modelu do określania miejsc, w których wysokie stężenie antybiotyków może powodować zwiększone zagrożenie wystąpienia oporności na antybiotyki, a także odpowiedzialnych za to związków.

Określanie zagrożeń dla systemów rolniczych

Naukowcy skupieni wokół projektu wykorzystali opracowany przez siebie algorytm do przeprowadzenia badania mezosystemu jęczmienia nawadnianego syntetycznymi ściekami, zawierającymi antybiotyki w reprezentatywnych stężeniach. „W ramach przeprowadzonych badań dokonaliśmy oceny wpływu antybiotyków na szereg chemicznych i biologicznych punktów końcowych, takich jak między innymi wzrost i wydajność roślin, wymianę gazów cieplarnianych netto w ekosystemie, strukturę zbiorowisk mikroorganizmów oraz występowanie genów oporności na antybiotyki w glebie”, wyjaśnia Sallach. Zespołowi udało się ustalić, że niektóre związki charakteryzują się dużo większą mobilnością od innych w układach roślina-gleba. Naukowcy wykazali jednak także, że rutynowe nawadnianie nie doprowadziło do znacznego nagromadzenia antybiotyków, co wskazuje na rozkład ich związków, czy to biotyczny (rozkład przez mikroorganizmy), czy abiotyczny w wyniku hydrolizy oraz fotolizy. Wyniki badania wykazały również, że pomimo toksycznego działania antybiotyków we wczesnych fazach wzrostu jęczmienia, w przypadku dojrzałej rośliny nie zaobserwowano wymiernego wpływu wystawienia na działanie antybiotyków. Co więcej, zespół podejrzewa, że na zwiększoną oporność na antybiotyki przekłada się raczej przedłużone narażenie na ich działanie, nie zaś większe stężenia. Naukowcy dokonali także pomiarów emisji dwutlenku węgla przez mezosystem, co pozwoliło na ujawnienie subtelnego wpływu, jaki wystawienie roślin na działanie antybiotyków miało na wymianę CO2 netto w ekosystemie. Obecnie zespół zajmuje się poszukiwaniem połączeń pomiędzy przepływami gazów oraz strukturą wytwarzających ich zbiorowisk mikroorganizmów. Podejście opracowane w ramach projektu PhytoPharm jest obecnie stosowane w wielu projektach dotyczących działań następczych oraz rozwojowych, związanych między innymi z badaniem wpływu innych leków, a także innych mieszanin leków w krajach na całym świecie. Ponadto Brett Salach otrzymał dodatkowe fundusze na badania dotyczące rozkładu antybiotyków absorbowanych przez rośliny, a także mechanizmów wykorzystywanych przez rośliny w celu detoksykacji tych związków.

Redakcja AgroNews, źródło: Cordis.pl, fot. pixabay.com

Zostaw komentarz

ZOSTAW ODPOWIEDŹ

Please enter your comment!
Please enter your name here

Video thumbnail
Informator Agronomiczny: Wszystko o nawożeniu wiosennym
22:34
Video thumbnail
Jak poprawić tolerancję roślin na stres oksydacyjny?
05:03
Video thumbnail
Działania prewencyjne Kasy Rolniczego Ubezpieczenia Społecznego w 2020 roku
05:28
Video thumbnail
Wyzwania na rynku mięsa
01:14:08
Video thumbnail
Owoce, hit eksportowy?
01:26:53
Video thumbnail
Informator Agronomiczny #5
59:34
Video thumbnail
Rolnictwo zrównoważone wpływa na ekonomikę gospodarstw
07:03
Video thumbnail
Nowości w odmianach kukurydzy od Syngenta
05:22
Video thumbnail
Informator Agronomiczny #4
01:00:26
Video thumbnail
Zbiór kukurydzy na kiszonkę 2020
04:11
Video thumbnail
Uroczyste wręczenie "Znaku Bezpieczeństwa KRUS"
04:59
Video thumbnail
Wirtualne Dni Kukurydzy PROCAM
56:30
Video thumbnail
Podsumowanie Konkursu dla dzieci: Dobrze się czuję, gdy o bezpieczeństwie rymuję!
03:14
Video thumbnail
Wirtualne Dni Warzyw PROCAM
01:00:03
Video thumbnail
Informator Agronomiczny #3
01:02:05
Video thumbnail
Rekordowe plony pszenicy ozimej - Rekord Polski 2020
07:29
Video thumbnail
Ślimaki w uprawie rzepaku - wrześniowy PROCAM Alert Extra
01:53
Video thumbnail
Informator Agronomiczny #2
44:53
Video thumbnail
Żniwa już za Wami? Pamiętajcie by dobrze zagospodarować słomę
05:00
Video thumbnail
PROCAM Cup - treningi 2020
02:12
Video thumbnail
Informator Agronomiczny #1
50:56
Video thumbnail
dr Aleksandra Hadzik, prezes KRUS apeluje o zachowanie bezpieczeństwa podczas żniw!
01:22
Video thumbnail
Jak rolnik powinien zabezpieczyć gospodarstwo by spać spokojnie?
03:23
Video thumbnail
Doglebowa czy nalistna? Ochrona herbicydowa rzepaku ozimego
14:54
Video thumbnail
KRUS zainaugurowała Strategię „Wizja Zero” w sektorze rolniczym w Polsce w 2020 r.
08:01
Video thumbnail
Ziemniaki pod najlepszą ochroną w PROCAM Alert
08:56
Video thumbnail
Ruszyła druga edycja konkursu filmowego dla młodzieży "Moja Wizja Zero"
02:04
Video thumbnail
Prof. Andrzej Kowalski przewodniczącym Kapituły Konkursu - Plebiscytu AgroWybór 2020
01:40
Video thumbnail
Zielony ład - szansa czy wyzwanie dla polskiego rolnictwa?
04:24
11,174FaniLubię
4,567ObserwującyObserwuj
3,521ObserwującyObserwuj
5,420SubskrybującySubskrybuj

Solidne wyniki finansowe Grupy Azoty pomimo pandemii

Grupa Azoty odnotowała w 2020 roku skonsolidowane przychody ze sprzedaży wynoszące 10,5 mld zł i wynik EBITDA w wysokości 1,3 mld zł, osiągając marżę...

Obserwuj nas na INSTAGRAMIE