Tam jsou některé nedávné publikace týkající se používání antibiotik na plodiny, a ty, které existují, často citují recenze papíry, které odkazují na dřívější zdroje. Literatura, která popisuje současné užívání antibiotik na rostliny se většinou omezuje na to, že rozšíření literatury (https://extension.psu.edu/pear-disease-fire-blight), nebo hlášení problémů, přes vývoj antibiotické rezistence v populacích patogenů rostlin (Sundin a Wang 2018; Farfán et al. 2014). Výjimkou jsou dva nedávné dokumenty z Číny, které poskytují některé poznatky o antibiotikách doporučovaných rozšířenými službami v zemi (Zhang et al . 2017; Wan a kol. 2019). Tyto dokumenty používají informace získané z rostlinných klinik v Číně a naznačují, že antibiotika se objevují mezi 2, 5 a 4, 5% doporučení.

údaje získané prostřednictvím Klinik Plantwise jsou jedinečné, protože pocházejí od zemědělských poradců „grassroots“, z nichž většina je zaměstnána ministerstvy zemědělství. Na rozdíl od pesticidů, data prodeje, informace, dává nahlédnout do znalosti zemědělských poradců a co možnosti správy jsou běžně vzhledem k drobným zemědělcům v nízké a v zemích se středním příjmem (Lmic). Soubor údajů je značný, pokrývá 32 zemí a více než 400 000 doporučení. Opatrnost musí být věnována při vyvozování závěrů o používání antibiotik, které zemědělci jako CEDULKY databáze je doporučení pro zemědělce a nemusí nutně odrážet chování zemědělců. Tam byl žádný pokus v této studii posoudit, jakou úroveň doporučení jsou platné po zemědělci, i když předchozí studie v Plantwise naznačují, že míra přijetí zemědělci navštěvovat kliniky, zejména chemické kontrolní opatření, jsou vysoké (Silvestri et al. 2019). Navzdory této námitce se zdá, že tyto údaje naznačují, že použití antibiotik v rostlinné výrobě je rozsáhlejší, než by naznačovala většina literatury. Vzhledem k nedostatek jiných zdrojů informací, především z Lmic jsme přesvědčeni, že Plantwise CEDULKY databáze je důležitým zdrojem při posuzování úrovně používání antibiotik v zemích, kde to není monitorováno a předpisy jsou buď minimální, nebo ne vynucený.

Rozsah užívání antibiotik

Výpočty globálního používání antibiotik u plodin jsou založeny téměř výhradně z údajů získaných z USA proti spále růžovitých způsobená Erwinia amylovora na jablka a hrušky (Gusberti et al. 2015; McManus 2014; Vidaver 2002; McManus and Stockwell 2000). Tato literatura naznačuje, že množství antibiotik používá pro plodiny v USA je relativně nízká, v porovnání k množství používaných v chovu hospodářských zvířat a akvakultury, odhady se pohybují od 0.26% na 0,5% z celkové zemědělské spotřeba antibiotik (McManus et al. 2002; McManus 2014). To vedlo autory k závěru, že omezení používání antibiotik na plodinách by nevedlo k významnému snížení světového používání (FAO a WHO 2019a). Nicméně, nedostatek sledování programů, v mnoha zemích, v kombinaci s nedostatkem aplikace záznamy, maří jakékoli pokusy o odhad skutečného množství antibiotik uplatňována. Tam, kde byly provedeny hloubkové studie, mohou být výsledky překvapivé. V Kostarice bylo navrženo, že množství tetracyklinu a gentamicinu použitého v plodinách může být 200-700 násobkem množství použitého v humánní medicíně (Rodríguez Sánchez 2008).

v celé této studii jsou údaje rozděleny do regionů na základě klasifikačního systému WHO a země nejsou identifikovány jednotlivě, aby chránily národní identitu, a zároveň poskytují určitý pohled na používání antibiotik. Nejen, že je tam extrémní rozdíly mezi regiony, jak je patrné z výsledků prezentovaných (Afrika bez použití na všechny a MOŘE s téměř 2,5% všech doporučení obsahující antibiotikum), ale tam je obrovská změna v množství antibiotik používaných v různých zemích v rámci regionů; údaje nejsou uvedeny. Regionální a národní rozdíly v doporučeních pro antibiotika mohou být způsobeny cenou, legislativou, dostupností produktu, režimy oříznutí, znalostmi agronomických poradců nebo povahou patogenů, které jsou problémy. Lze pouze spekulovat o tom, která kombinace těchto faktorů způsobuje rozdíl v užívání antibiotik.

Sundin a Wang (2018) naznačují, že antibiotika jsou ne více široce používán, protože náklady zúčastněných, ale to se nezdá být případ jako hromadné náklady tetracyklin a streptomycin jsou k dispozici na $10 a $1 za kilo respektive podobnou cenu mědi oxychloridu (Alibaba.com cena, jaká od roku 2019). Je však zajímavé poznamenat, že v rámci souboru údajů nejsou v afrických zemích doporučována žádná antibiotika.

bakteriální patogeny jsou přítomny po celém světě a na všech plodinách. S ohledem na rozmanitost plodin a oříznutí systémy používané na celém Africkém kontinentu je považováno za nepravděpodobné, že typy patogenů setkal v Africe jsou dostatečně odlišné od zbytku světa. V mnoha Lmic, včetně těch v Africe, jsou antibiotika volně dostupná prostřednictvím neregulovaných dodavatelských řetězců a volně prodejného prodeje. Je proto nepravděpodobné, že rozdíl v používání antibiotik v Africe ve srovnání s jinými regiony světa, je vzhledem k jejich nedostupnosti. To by naznačovalo, že některé další faktory brání (nebo omezují) použití antibiotik v této oblasti. V Číně je použití antibiotik v rostlinné výrobě vyšší než u našich údajů (Zhang et al. 2017). Z doporučení vypracovaných kooperativními pracovníky na rozšíření obsahovalo 4, 5% z nich antibiotikum (Zhang et al . 2017). Používání antibiotik na plodinách v Číně je alespoň částečně podporováno vládními dotacemi zaměřenými na podporu jejich používání (Zhang et al . 2017).

na jaké plodiny se antibiotika používají ?

v rámci údajů dominuje rýže plodinám, na které se antibiotika doporučují, a není možné určit, zda je to způsobeno povahou plodiny nebo zeměmi, ve kterých se pěstuje. Převaha doporučení obsahujících antibiotika týkající se rýže v moři dominuje regionálním rozdílům v datech. V moři se zdálo, že 7, 4% doporučení pro rýži obsahuje antibiotikum a v některých letech to bylo téměř 10%. Po odstranění rýže z výpočtů byl podíl doporučení obsahujících antibiotikum v moři snížen na mnohem skromnější 0,6%. Dalším největším spotřebitelem antibiotik jsou Amerika s 1, 62% všech doporučení obsahujících antibiotikum, přestože se v údajích POMS neobjevila žádná rýže. Zdá se, že z nějakého důvodu je aplikace antibiotik na rýži v moři plodná ve srovnání s jinými oblastmi pěstování rýže a jinými plodinami. Nicméně, výzkum pracovníků v MOŘI země tvrdí, že používání antibiotik na rýži je relativně malé a zakrslé, které používá na okrasné rostliny pro náboženské účely. Zbytek tetracyklinu byl jasně vidět na růži při nedávné návštěvě regionu hlavním autorem (obr. 2).

která antibiotika se používají?

18 názvů antibiotik v rámci datové sady POMS je pouze zlomkem názvů dostupných pro léčbu chorob plodin v mnoha oblastech světa(zejména v oblasti WP). Z jedenácti antibiotika obsažené v datech, 6 z nich (streptomycin, tetracyklin, oxytetracyklin, gentamicin, cefadroxil, amoxicilin) jsou považovány za kriticky důležité antimikrobiální látky pro humánní medicína podle definice WHO (Světové Zdravotnické Organizace do roku 2019). Jiná antibiotika (kyselina oxolinová, kasugamycin, ningnanmycin, validamycin a aureofungin) jsou omezeny na použití v zemědělských nastavení proti bakteriální, a v některých případech, plísňové onemocnění.

Regionální rozdíly

Naše výsledky potvrzují, že druhých, což naznačuje, že streptomycin je nejvíce běžně používané antibiotikum na plodiny (McManus, 2014; Zhang et al. 2017) s tetracyklinem a kasugamycinem na druhé a třetí pozici. Zajímavé je, že antibiotikum zhongshengmycin se v našich datech neobjevuje, přestože je druhým nejrozšířenějším antibiotikem na čínských rostlinných klinikách (více než čtvrtina doporučení antibiotik) (Zhang et al . 2017).

Kasugamycin byl široce používán ve všech regionech, ale použití jiných antibiotik vykazuje značné regionální rozdíly se šesti z 11 antibiotika objevují jen v jednom regionu. Navzdory velkému počtu záznamů z moře tvoří většinu dat (99%) pouze 3 antibiotika, jmenovitě kasugamycin, streptomycin a tetracyklin. Téměř všechny kasugamycin používané v MOŘI byl na rýži (jen 14% na non-rýže plodiny) a ještě kasugamycin byl antibiotikem volby v Americe (72% všech záznamů, které obsahují antibiotikum), ale neexistují žádné záznamy o rýži přivezli do kliniky v datech z Ameriky.

Další antibiotika vykazují podobné regionální omezení, například kyselina oxolinová byl použit ve WP (35% všech antibiotik doporučení), ale nikde jinde, podobně jako v MOŘI 38% doporučení obsahují tetracyklin, ale toto antibiotikum se objevuje pouze na třech příležitostech mimo tento region. Spekulujeme, že záznamy o „tetracyklinu“ v oblastech mimo moře jsou ve skutečnosti zkratkou „oxytetracyklinu“.

je nepravděpodobné, že regionální variace antibiotik je způsobena jejich specificitou proti bakteriálním onemocněním regionu. Rezistence na antibiotikum však může vést k některým rozdílům, protože zemědělci se obracejí k alternativám, když se produkty stanou neúčinnými (Manulis et al. 1999; Goodman 1980). Alternativně mohou být regionální rozdíly způsobeny počátečním výběrem výrobců, výrobními zařízeními a marketingem. Obrovské rozdíly (řádově) při využívání antibiotik mezi podobnými zeměmi, které hraničí navzájem (data nejsou zobrazena), je zajímavé samo o sobě, ale také vrhá pochybnosti na legitimitu extrapolace používání antibiotik z jedné země do druhé (Van Boeckel et al. 2015).

proti jakým problémům se antibiotika doporučují?

antibiotika se obecně používají proti bakteriálním patogenům v lékařském i veterinárním prostředí. Na základě písemné diagnózy bylo asi 60% diagnóz proti pojmenované bakterii nebo bakteriálnímu onemocnění (64% na základě zaškrtávacích políček). To je rozumné předpokládat, že ve většině těchto případů aplikace antibiotik by byly prospěšné pro zdraví plodin, ale v 6% případů, kdy byla diagnóza „bakteriální vadnutí“, sprej antibiotické léčby by neměla žádný účinek.

druhá největší kategorie organismů, kde se antibiotika doporučuje byl proti hmyzu a/nebo roztočů, 12% (18%, kdy na základě políčka). To je překvapivé, protože antibiotika nemají žádnou aktivitu proti členovcům. Použití antibiotik proti hmyzu a roztočům je zvláště převládající v moři, které představovalo více než 90% doporučení antibiotik proti této skupině. Kromě antibakteriální účinky některých antibiotik, včetně, streptomycin, kasugamycin, aureofungin, ningnanmycin, kyselina oxolinová a validamycin aktivitu proti jiným patogenem skupin, včetně hub (Vallad et al. 2010; Lee et al. 2005), vodní formy (Tso a Jeffrey 1956) a viry (Han et al. 2014).

antibiotika byla doporučena pro zvládání plísňových problémů ve všech čtyřech regionech, nicméně tato praxe byla nejrozšířenější v regionech EM a SEA, kde 33% a 17% záznamů obsahujících antibiotikum bylo proti houbovým cílům. Není možné určit, do jaké míry zemědělské poradci jsou si vědomi antifungální aktivitu některých antibiotik, ale tam je důkaz z údajů, které naznačují povědomí o alespoň nějaký patogen/crop kombinace. Příkladem toho bylo použití aureofunginu pro kontrolu Ganodermy (houbového patogenu) v kokosu. Toto antibiotikum má antifungální aktivitu a je zavedenou praxí řízení tohoto onemocnění (Kandan et al. 2010). V moři byly všechny kromě dvou záznamů s aureofunginem určeny pro správu Ganodermy.

Kasugamycin je zemědělské antibiotikum původně vyvinuté pro použití v rýži s účinkem proti houbovým chorobám, Rice blast (Mangnaporthe oryzae). V moři, když byl kasugamycin doporučen proti houbovým problémům, byl téměř výhradně proti výbuchu rýže, zatímco toto antibiotikum nebylo doporučeno proti houbovým chorobám rýže v žádné jiné oblasti. Streptomycin a tetracyklin jsou také doporučuje proti rýže výbuch v MOŘI přes ně mít žádný vliv na toto onemocnění, možná ukazuje na nepochopení vlastnosti těchto dvou antibiotik.

To je mylná představa v lidské medicíně, že antibiotika mohou zabít viry (Jordan 2014), ale to se nezdá přeložit do doporučení, které se týkají rostlinné výroby. Na základě zaškrtávacích políček, 4.4% všech záznamů v celém souboru dat (ne jen ty, pro které antibiotikum bylo doporučeno) jsou výhradně pro virové onemocnění, vzhledem k tomu, že záznamy, které mají antibiotické v doporučení pouze o 0,54%, se považují za způsobené virem. Zajímavé je, že antibiotikum ningnanmycin v experimentálních studiích prokázalo určitou antivirovou aktivitu (Han et al . 2014). Nicméně, v našich datech ningnanmycin byl omezen na relativně málo záznamů v mořské oblasti a žádný z nich nebyl proti virovým problémům. Je jasné, že v některých případech, antibiotika jsou používány účinně proti non-bakteriální cíle však jejich rozmařilé užívání by mohlo vést k závěru, že zemědělské poradci nejsou vědomi jejich omezené spektrum aktivity. Bylo však pozorováno, že v mnoha případech, zejména v moři, byla doporučení identická bez ohledu na diagnózu. Domníváme se, že v zemědělství poradci v MOŘI běžně kombinovat insekticid s fungicid a antibiotikum v jediné aplikaci tak, aby řešit aktuální problém, a aby se zabránilo/ovládání dalších problémů dosud není přítomen nebo s bydlištěm na nízké úrovni.

Fáze vývoje závažnosti a oblasti léčen antibiotiky

zaměření Plantwise programu je pomoci poradců z drobných zemědělců, a to bylo opravdu tak jako velikost pozemku, na které se doporučení vztahují měli střední velikosti 0,6 Ha. Střední plocha není uvedena, protože je potenciálně zavádějící kvůli tomu, co se zdá být nesprávně umístěnými desetinnými čárkami na formulářích plantwise. Antibiotika jsou aplikovány na plodiny v polovině jejich produkce jako drtivá většina antibiotik byly aplikace na plodiny, které byly ve „střední“ fázi růstu a jsou aplikovány na „listy“ z rostlin. Méně než 5% záznamů týkajících se ošetření sazenic. Zajímavé je, že bylo pět záznamů doporučujících aplikaci antibiotik po sklizni, což zjevně vyvolává obavy ohledně úrovně reziduí pro spotřebitele. Při zvažování závažnosti útoku, 96% záznamů je uvedeno, že diagnostikován problém postihuje čtvrtinu nebo méně úrody stát, což naznačuje, že antibiotika se používají předtím, než se problém stal se široce založena.

Dávkami antibiotik

koncentrace antibiotika aplikovaná a aktuální dávka obdržená listů závisí na množství vody použité k ředění koncentrátu, stejně jako run-off bude brzy být dosaženo v případě, že úroda byla mladá, nebo v případě, že objem sprej byly příliš vysoké. To by však neovlivnilo celkové množství antibiotika stříkaného do životního prostředí. Pro odhad množství aplikovaných antibiotik je vhodné vybrat plodinu a oblast a podrobněji prozkoumat, kolik produktu se aplikuje. V mořské oblasti 7,4% všech doporučení na rýži obsahovalo antibiotikum. Plantomycin (nejrozšířenější antibiotikum v regionu) je směs streptomycinu a tetracyklinu. Na základě tohoto výpočtu se předpokládalo, že doporučená sazba byla použita na 7.4% celé plochy pěstování rýže v regionu (odhaduje se na více než 75 milionů Ha (http://ricestat.irri.org:8080/wrsv3/entrypoint.htm). Pokud by tomu tak bylo, pak by jediná aplikace představovala více než 63 tun streptomycinu a 7 tun tetracyklinu. To může být podcenění, protože doporučená dávka výrobců je často zdvojnásobena zemědělskými poradci.

Tyto údaje jsou jen malý výsek chemické aplikace, a tyto částky jsou relativně malé ve srovnání s živočišné výroby, ale přesto významné zejména při jejich osudu v životním prostředí je považována za.

jaké další kontrolní metody se používají proti bakteriálním rostlinným patogenům?

Na rozdíl od obrovského arzenálu chemických látek aktivních proti houbám a plísním (85 v celém datovém souboru) existuje relativně málo chemických látek, které jsou účinné při snižování bakteriálních onemocnění. Některé fungicidy, např. Mankozeb mají omezené akce proti bakteriálním onemocněním a jsou specializovaní baktericidní sloučeniny, jako jsou Bronopol a Bismerthiazol, ale na základě našich údajů nejsou široce používány. Bismerthiazol je často smíchán s antibiotiky, opravdu tam jsou 6 produkty komerčně dostupné ve Vietnamu, které tvoří Bismerthiazol ve směsi s antibiotiky (Noghiệp bộ nông va phát triển nông thôn 2016).

naše data by naznačovala, že zdaleka nejpoužívanější chemickou látkou proti bakteriálním onemocněním jsou soli mědi. V celé datové sadě více než 13% záznamů, které mají zaškrtnuté políčko „bakteriální“, má v doporučení slovo „měď“. To však, je značné podceňování výrobků na bázi mědi, protože mnoho z nich je doporučeno pouze obchodním názvem, nebo jako „směs Bordeaux“. Podíl záznamů, které obsahují antibiotikum a slovo „měď“, je 21% (opět podceňovat). To je společné pro měděné soli preblended s antibiotiky a v samotném Vietnamu tam jsou 9 produkty (nejsou zastoupeny v programech opatření, dataset), které jsou antibakteriální chemikálie obsahující směs antibiotika a soli mědi (Noghiệp bộ nông va phát triển nông thôn 2016).

Měděné soli jsou velmi široce používané aktivní složka, oblíbené u zemědělských poradců, protože jsou běžně dostupné a účinné proti houbovým, vody, plísní a bakteriálních onemocnění. Tyto antimikrobiální vlastnosti z něj činí oblíbenou volbu mezi zemědělskými poradci, zejména pokud nejsou schopni provést definitivní diagnózu, protože produkt obsahující měď bude mít příznivý účinek proti všem těmto třídám patogenů.

šíření rezistence na antibiotika vůči zvířecím a lidským patogenům

existuje velké znepokojení nad používáním antibiotik v zemědělství kvůli možnosti rezistence k šíření na lékařsky důležité bakterie. Většina obava byla na základě používání antibiotik v chovu zvířat a využití v rámci rostlinné výroby se do značné míry nebyla komentována, možná proto, že použití je myšlenka být velmi nízká v porovnání k množství používaných v chovu hospodářských zvířat, nebo proto, že lékařská komunita byli vědomi jejich použití v této oblasti. Předpisy týkající se používání antibiotik na rostlinách se mezi zeměmi a regiony velmi liší. Evropská Unie a Brazílie nesouhlasí žádná antibiotika, jako aktivní složky v pesticidech (Donley 2019), vzhledem k tomu, že některé země umožňují jejich použití pro určité plodiny nebo v nouzových situacích, jiní nemají žádné právní předpisy na toto téma. Kromě toho mnoho zemí SEA a WP považuje používání antibiotik v rostlinné výrobě za důležitý prostředek kontroly patogenů a současně za ochranu životního prostředí.

teprve nedávno začaly mezinárodní orgány, jako je FAO, a které začaly vyvolávat obavy ohledně používání antibiotik při léčbě chorob plodin. Na nedávném společném setkání o řízení pesticidů bylo učiněno doporučení, že antibiotika používaná pro zdraví lidí a zvířat by neměla být registrována jako pesticidy (FAO a WHO 2019b). Tyto obavy se týkají používání antibiotik vytváří selekční tlak v oříznutí prostředí, které urychluje šíření antibiotické rezistence u půdních bakterií pro lidské patogeny. Je však třeba ještě určit, do jaké míry použití antibiotik v těchto systémech urychluje vznik rezistence na antibiotika u zoonotických patogenů přítomných na plodinách (FAO a WHO 2019c).

Tam je však dobré důkazy, které naznačují, že plodiny (zejména těch syrova) jsou potenciální vozidla pro rezistentní bakterie vstoupit do lidského střeva (Boehme et al. 2004; Hassan et al. 2011; Raphael et al. 2011; Rodríguez et al. 2006; Ruimy et al. 2010; Schwaiger et al. 2011; Walia a kol. 2013). Někteří autoři dokonce naznačují, že tyto rezistentní bakterie mohou být zdrojem genetického materiálu pro laterální genový přenos po požití, což vede k antibiotikům rezistentních patogenů ve střevě (Bezanson et al. 2008).

jedním z jedinečných aspektů použití antibiotik na plodinách je to, že jsou běžně smíchány s jinými agrochemikáliemi. Toto použití vedlo k obavám z interakcí, které by mohly podpořit zkříženou rezistenci nebo společný výběr rezistence na antibiotika. Jedna studie prokázala, že bakterie vyvinout rezistenci na antibiotika až 100 000 krát rychleji, když je vystavena určitých herbicidů/antibiotické směsi vzhledem k expozici na antibiotika sama (Kurenbach et al. 2018). Preblended, nebo na farmě se směsí antibiotik a soli mědi podobně znepokojující jako půdní bakteriální komunity z půdy kontaminované mědi byly hlášeny být výrazně více tolerantní k vankomycinu a tetracyklin než půda kontrolu bakteriální komunity (Pal et al. 2015). Navíc, bakterie mutacemi genů rezistenci na určité ionty kovů včetně mědi jsou významně více pravděpodobné, že mají také geny pro rezistenci vůči antibiotikům jak v porovnání s bakterií bez kovových geny rezistence (Pal et al. 2015). A tak, i přes relativně nízké množství antibiotik používaných v rostlinné výrobě jejich použití v kombinaci s jinými přípravky na výrobu produktů představují potenciálně důležitým rizikovým faktorem pro selekci a šíření rezistentních mikroorganismů a geny z rostlin pro lidi a zvířata.

To znamená, že ti, kteří obhajují používání antibiotik pro kontrolu chorob rostlin poukazují na to, že neexistují ověřené důkazy o odpor s šíří z rostlinných patogenních bakterií na lidské nebo zvířecí patogeny i přes více než 50 let neustálého používání. Ve skutečnosti jedna studie uvádí, že podíl bakterií odolných vůči antibiotikům byla větší, v sadu, které nebyly stříkané s antibiotiky ve srovnání s jedním, který dostal pravidelné antibiotické spreje (Yashiro a McManus 2012).