Влияние антибиотиков на растения

Влияние антибиотиков на растения

Немногие задумываются о том, что массовое применение антибиотиков в животноводстве оказывает существенное влияние на заболеваемость и урожайность растений, качество и безопасность получаемой продукции растительного происхождения, а также длительность хранения сырья растительного происхождения.

Реальность при отсутствии знаний

Одной из основных особенностей российского ведения животноводства (сюда же относится и птицеводство) является высокая концентрация поголовья на единицу площади с целью получения максимальных экономических результатов. Естественным следствием данной технологии является необходимость сдерживания так называемых «эпидемий скученности», названных так в связи с перенаселением, скученностью и антисанитарными условиями (названы «в честь» чумы в Афинах, 427-430 гг. до н.э.).

Пусковым механизмом для усиленного размножения патогенов не обязательно является занос инфекции извне. Для этого достаточно любого нарушения технологии (стресс, перегруппировка, смена рациона, нарушение параметров микроклимата и т.д.). Для борьбы с вирусами применяют вакцины, с паразитами – противопаразитарные средства, с бактериями – антибиотики, без массового применения которых не обходится практически ни одно свиноводческое или птицеводческое хозяйство нашей страны.

Снизить количество применяемых препаратов и себестоимость производства возможно исключительно путем оптимизации работы всех специалистов предприятия и организацией диагностического мониторинга, динамического изменения схемы вакцинаций, подбором дезинфектантов и антибиотиков на основании выявленной чувствительности микроорганизмов, обеспечивая при этом высокий уровень технологии содержания и кормления животных. К сожалению, в нашей стране предприятия, следующие данным принципам, можно пересчитать на пальцах одной руки. Причинами являются как отсутствие необходимых знаний, так и нежелание вносить изменения в привычную технологию производства.

Как антибиотики попадают в растения

Массовое применение антибиотиков в животноводстве оказывает существенное влияние на растения, на качество, безопасность, сроки хранения продукции растениеводства. А ведь механизм этого процесса достаточно прост для объяснения. Дело в том, что антибиотики практически не разрушаются в организме животных и выводятся из него в неизмененном виде (этот факт является одним из основополагающих для применения так называемых «кормовых» антибиотиков, чтобы они не попадали в продукты питания). Антибиотики термостабильны (например, температура разрушения энрофлоксацина – 219-2300C, тетрациклина – 2140C), имеют длительный срок хранения и не подвергаются биологическому разрушению.

Таким образом, при компостировании антибиотики и их метаболиты длительное время сохраняются в навозе/помете практически в неизмененном виде. Далее – в составе органических удобрений – они вывозятся на поля, где оказывают непосредственное влияние как на почвенную микрофлору, так и на сами растения.

«Друг» теряет силу

Если в почве небольшое содержание спор и клеток болезнетворных грибов и бактерий (невысокий инфекционный фон), то при благоприятных погодных условиях ризосфера растения заселяется преимущественно дружественными микроорганизмами.  Такие микроорганизмы, которые стимулируют рост растений, называются PGPR-бактериями (Plant Growth Promoting Rhizo bacteria). Наиболее часто встречаются PGPR-штаммы среди родов Psеudomonas, Bacillus, Azospirillum, Azotobacter, Clostridium, Enterobacter, Klebsiella и др. Агенты PGPR, как и любые другие супер-агенты, обладают суперспособностями. Они быстро и эффективно заселяют (колонизируют) ризосферу, интенсивно размножаются и увеличивают свою численность в ней; устойчивы к неблагоприятным факторам внешней среды – колебаниям температуры, рН почвы, влажности и т. д. Эти микроорганизмы усваивают не только легко доступные корневые выделения, но и разнообразные питательные субстраты; при этом они улучшают минеральное питание растения-хозяина, защищают его от патогенных микроорганизмов.

Кто мешает PGPR-бактериям

РGPR не только быстро заселяют ризосферу, но и успешно удерживают завоёванные позиции от посягательств других колонизаторов. Например, фитопатогенных грибов, которые при контакте с корнем разрушают его покровы, проникают во внутренние ткани, поражают проводящую систему и способны распространяться выше по стеблю вплоть до генеративных органов (цветов и плодов). Фитопатогенные грибы повинны, например, в таких заболеваниях корней растений, как корневые гнили, «чёрная ножка», «снежная плесень», полегание сеянцев, увядание и т.д. (М.Павлова, 2019).

Антибиотики на грибы не действуют, в то же время они оказывают активное бактерицидное воздействие на PGPR-бактерии, провоцируя рост грибов. Дело в том, что PGPR-агенты выделяют вещества, разрушающие гифы фитопатогенных грибов, причём изначально стратегия PGPR направлена на «изгнание» конкурентов. Если же PGPR-агенты будут уничтожены антибиотиками из помета, то … некому будет бороться с фитопатогенными грибами.

Их надо беречь

Вообще, микробные сообщества ризосферы очень динамичны, состав их меняется по мере роста и развития растения. Так, например, в период активного роста растения в ризосфере могут доминировать представители рода Pseudomonas, хорошо усваивающие органические кислоты в выделениях молодых корней, а по мере старения растения начинают преобладать бактерии рода Bacillus, более эффективно утилизирующие вещества отмирающих корешков.

Помимо этого, практически все PGPR, оправдывая своё имя, в той или иной мере стимулируют рост растений за счёт выделения растительных гормонов: ауксинов, цитокининов, гиббереллинов и подобных им веществ – в небольших, но значимых количествах. Благодаря этому растение быстрее «проскакивает» ювенильный (юношеский) период, когда оно наиболее уязвимо для патогенов.

По своей значимости для растения сообщества PGPR в ризосфере можно сравнить со значимостью микрофлоры здорового кишечника для человека. Точно так же, как и PGPR, обитатели кишечника (в основном бифидо- и лактобактерии) оберегают своё жилище от посягательств других микроорганизмов, в том числе болезнетворных, участвуют в переваривании сложных органических веществ, особенно целлюлозы (клетчатки), синтезируют витамины, незаменимые аминокислоты и др.

В последние годы, подобно тому, как медицина уделяет большое внимание нормализации кишечной микрофлоры человека, в сельском хозяйстве ведётся множество исследований, направленных на поддержание «здоровой микрофлоры» в почве. Такую почву называют супрессивной, то есть подавляющей развитие растительных патогенов естественным образом. PGPR-агенты активно используются в биологической защите растений в виде микробиопестицидов. Если же эти полезные бактерии будут уничтожены антибиотиками, попавшими в почву из органических удобрений, то растения не получат нужных питательных веществ и нужной защиты.

Проблема должна решаться

Вместе с питательными веществами антибиотики поступают в растения и сохраняются во всех его частях (листьях, стебле, плодах). В отличие от животных у растений выделительная система отсутствует, поэтому из растений остаточные количества антибиотиков могут попадать в пищу людям и в корм животных. Кроме проблемы антибиотикорезистентности этот факт может являться причиной выявления антибиотиков контролирующими организациями в продуктах питания.

Сегодня даже школьник знает, что антибиотики не действуют на вирусы и грибы. Следовательно, попавшие в почву и растения антибиотики уничтожают бактерии и провоцируют развитие вирусных и грибковых патогенов.

На наш взгляд, проблема массового применения антибиотиков в животноводстве по последствиям сопоставима с проблемой применения пестицидов и гербицидов и должна решаться адресно на каждом сельскохозяйственном предприятии. Пока же основной рекомендацией для растениеводческих дивизионов агрохолдингов может являться применение органических удобрений, полученных от предприятий, не применяющих антибиотики на промышленном поголовье. В Ленинградской области такое предприятие всего одно – это АО «Птицефабрика «Синявинская», более двух лет обеспечивающая стабильное производство яиц без антибиотиков с улучшением производственных и экономических показателей. Но это уже совсем другая история.

Возможно, вам это будет интересно:

Рекорды племенного завода «Раздолье»

Рекорды племенного завода «Раздолье»

В 2019 году АО «Племенной завод «Раздолье» отметил свой 75-й юбилей. На протяжении всего этого времени в развитие старейшего племенного предприятия, которое находится в Приозерском районе Ленинградской области, вкладывали знания, силы и энергию несколько поколений сотрудников, настоящих профессионалов своего дела. Как общими усилиями удалось из рядового хозяйства сделать племенной завод с высокой продуктивностью молочного скота и европейским уровнем культуры производства, нам рассказала директор АО «Племенной завод «Раздолье» Зоя Васильевна Никонова.

Российский разработчик инженерного программного обеспечения поддержит Национальную премию им. А.А.Ежевского

Российский разработчик инженерного программного обеспечения поддержит Национальную премию им. А.А.Ежевского

Премия вручается студентам 2-4 курсов бакалавриата и 2-5 курсов специалитета высших учебных заведений за достижение высоких результатов в учебе и исследованиях, связанных с разработкой и конструированием современных сельскохозяйственных машин, оборудования, узлов и агрегатов для растениеводства и кормопроизводства.

Консервант для регионов «рискованного силосования»

Консервант для регионов «рискованного силосования»

Частые ливни в период заготовки кормов в Северо-Западном и других «дождливых» регионах нашей страны несут за собой серьезные трудности для агрономов. По рекомендациям ФНЦ «ВИК им. В.Р.Вильямса», содержание сухого вещества в заготавливаемой тимофеевке должно составлять не менее 30%, для люцерны этот показатель еще выше – не менее 38%, чего достичь на практике не всегда удается.

Раз в неделю мы отправляем дайджест с самыми популярными новостями.