der er få nylige publikationer vedrørende brugen af antibiotika på afgrøder, og dem, der findes, citerer ofte gennemgangspapirer, der henviser til tidligere kilder. Litteratur, der beskriver nutidig brug af antibiotika på planter, er normalt begrænset til udvidelseslitteraturen (https://extension.psu.edu/pear-disease-fire-blight) eller rapporterer bekymringer over udviklingen af antibiotikaresistens i populationer af plantepatogener (Sundin og Vang 2018; Farf Kurstn et al. 2014). Undtagelser fra dette er to nylige papirer fra Kina, der giver en vis indsigt i antibiotika, der anbefales af udvidelsestjenester i landet. 2017; Jens et al. 2019). Disse papirer bruger oplysninger fra planteklinikker i Kina og antyder, at antibiotika forekommer mellem 2,5 og 4,5% af anbefalingerne.

de data, der genereres gennem planteklinikkerne, er unikke, da de kommer fra ‘græsrods’ landbrugsrådgivere, hvoraf de fleste er ansat af landbrugsministerierne. I modsætning til pesticidsalgsdata giver oplysningerne et indblik i landbrugsrådgivernes viden, og hvilke ledelsesmuligheder der rutinemæssigt gives til småbønder i lav-og mellemindkomstlande (Lmic ‘ er). Datasættet er omfattende og dækker 32 lande og over 400.000 anbefalinger. Der skal udvises forsigtighed, når der drages konklusioner om landbrugernes brug af antibiotika, da POMS-databasen indeholder anbefalinger til landmændene og ikke nødvendigvis afspejler landmændenes adfærd. Der har ikke været noget forsøg i denne undersøgelse på at vurdere, hvilket niveau af anbefalinger der vedtages af landmændene, skønt tidligere undersøgelser i Plantevis antyder, at antallet af vedtagelse af rådgivning fra landmænd, der deltager i klinikker, især af kemiske kontrolforanstaltninger, er høje (Silvestri et al. 2019). På trods af denne advarsel ser disse data ud til at indikere, at brugen af antibiotika i afgrødeproduktionen er mere omfattende, end det meste af litteraturen antyder. I betragtning af manglen på andre informationskilder, især fra Lmic ‘ er, mener vi, at den Plantvise poms-database er en vigtig ressource til vurdering af niveauet for antibiotikabrug i lande, hvor den ikke overvåges, og reglerne enten er minimale eller ikke håndhæves.

omfanget af antibiotikabrug

beregninger af global antibiotikabrug i afgrøder er næsten udelukkende baseret på data opnået fra USA mod brandskader forårsaget af Ervinia amylovora på æble og pære (Gusberti et al. 2015; McManus 2014; Vidaver 2002; McManus og Stockhus 2000). Denne litteratur antyder, at mængden af antibiotika, der anvendes til afgrøder i USA, er relativt lav sammenlignet med de mængder, der anvendes i husdyr og akvakultur, med skøn fra 0,26% til 0,5% af det samlede forbrug af antibiotika i landbruget (McManus et al. 2002; McManus 2014). Dette har fået forfattere til at konkludere, at begrænsning af antibiotikabrug på afgrøder ikke ville føre til en større reduktion i verdensbrug (FAO og hvem 2019a). Manglen på overvågningsprogrammer i mange lande kombineret med manglen på ansøgningsregistre frustrerer imidlertid ethvert forsøg på at estimere de reelle mængder antibiotika, der anvendes. Hvor der er foretaget dybdegående undersøgelser, kan resultaterne være overraskende. I Costa Rica er det blevet foreslået, at mængderne af tetracyclin og gentamicin, der anvendes i afgrøder, kan være 200-700 gange de mængder, der anvendes i humanmedicin (2008).

i hele denne undersøgelse er dataene opdelt i regioner baseret på hvem klassificeringssystem og lande identificeres ikke individuelt for at beskytte national identitet, samtidig med at de giver en vis indsigt i brugen af antibiotika. Ikke alene er der ekstrem variation mellem regionerne, som det fremgår af de fremlagte resultater (Afrika uden brug overhovedet og hav med næsten 2,5% af alle anbefalinger, der indeholder et antibiotikum), men der er enorm variation i mængderne af antibiotika, der anvendes af forskellige lande inden for regionerne; data ikke offentliggjort. De regionale og nationale forskelle i antibiotiske anbefalinger kan skyldes pris, lovgivning, produkttilgængelighed, beskæringsregimer, agronomiske rådgiveres viden eller arten af de patogener, der er problemer. Det kan kun spekuleres i, hvilken kombination af disse faktorer der forårsager forskellen i antibiotikabrug.

Sundin og Vang (2018) antyder, at antibiotika ikke bruges mere på grund af de involverede udgifter, men det ser ikke ud til at være tilfældet, da bulkomkostningerne for tetracyclin og streptomycin er tilgængelige til henholdsvis $10 og $1 pr. kilo, en lignende pris som Alibaba.com pris korrekt fra 2019). Det er dog interessant at bemærke, at der inden for datasættet ikke anbefales antibiotika i de afrikanske lande.

bakterielle patogener er til stede over hele verden og på alle afgrøder. I betragtning af de mange forskellige afgrøder og dyrkningssystemer, der anvendes på tværs af det afrikanske kontinent, anses det for usandsynligt, at de typer patogener, der opstår i Afrika, er tilstrækkeligt forskellige fra resten af verden. I mange Lmic ‘ er, herunder dem i Afrika, er antibiotika frit tilgængelige gennem uregulerede forsyningskæder og over-the-counter salg. Det er derfor usandsynligt, at uoverensstemmelsen i antibiotikabrug i Afrika sammenlignet med andre regioner i verden skyldes deres utilgængelighed. Dette ville indikere, at nogle andre faktorer forhindrer(eller begrænser) antibiotikabrug i denne region. I Kina er brugen af antibiotika i afgrødeproduktionen højere end den, der er registreret i vores data (Jang et al. 2017). Af anbefalingerne fra samarbejdsbaserede udvidelsesarbejdere indeholdt 4,5% af dem et antibiotikum (Jhang et al. 2017). Anvendelsen af antibiotika på afgrøder i Kina er i det mindste delvist drevet af statsstøtte, der har til formål at fremme deres anvendelse. 2017).

hvilke afgrøder anvendes antibiotika på ?

i dataene dominerer ris de afgrøder, som antibiotika anbefales på, og det er ikke muligt at afgøre, om det skyldes afgrødens art eller de lande, hvor den dyrkes. Overvejelsen af antibiotikaholdige anbefalinger om ris i havet dominerer de regionale forskelle i dataene. I SEA syntes 7,4% af anbefalingerne for ris at indeholde et antibiotikum, og i nogle år var dette næsten 10%. Når ris fjernes fra beregningerne, blev andelen af anbefalinger indeholdende et antibiotikum i SEA reduceret til en meget mere beskeden 0,6%. Den næststørste forbruger af antibiotika er Amerika med 1,62% af alle anbefalinger, der indeholder et antibiotikum, på trods af at der ikke vises ris i poms-dataene. Det ser ud til, at antibiotikaanvendelse på ris i havet af en eller anden grund er produktiv i forhold til andre risdyrkningsområder og andre afgrøder. Forskere i et HAVLAND hævder imidlertid, at brugen af antibiotika på ris er relativt lille og er dværget af den, der anvendes på prydplanter til religiøse formål. Resten af tetracyclin var tydelig at se på en rose på et nyligt besøg i regionen af hovedforfatteren (Fig. 2).

hvilke antibiotika anvendes?

de 18 handelsnavne af antibiotiske produkter inden for poms-datasættet er kun en brøkdel af det, der er tilgængeligt til behandling af afgrødesygdomme i mange områder af verden (især i VP-regionen). Af de elleve antibiotika, der er indeholdt i dataene, anses 6 af dem for at være kritisk vigtige antimikrobielle stoffer til humanmedicin som defineret af hvem (Verdenssundhedsorganisationen 2019). De andre antibiotika (kasugamycin, ningnanmycin, validamycin og aureofungin) er begrænset til anvendelse i landbrugsmiljøer mod bakterielle og i nogle tilfælde svampesygdomme.

regionale forskelle

vores resultater bekræfter andres, hvilket indikerer, at streptomycin er det mest anvendte antibiotikum på afgrødeplanter (McManus 2014; Jang et al. 2017) med tetracyclin og kasugamycin i anden og tredje position. Interessant nok er antibiotikumet giongshengmycin ikke vist i vores data, på trods af at det er det næst mest anbefalede antibiotikum i kinesiske planteklinikker (over en fjerdedel af antibiotiske anbefalinger) (Jang et al. 2017).

Kasugamycin blev meget udbredt i alle regioner, men brugen af andre antibiotika viser betydelig regional variation, hvor seks af de 11 antibiotika kun vises i en region. På trods af det store antal optegnelser fra SEA udgør kun 3 antibiotika størstedelen af dataene (99%), nemlig kasugamycin, streptomycin og tetracyclin. Næsten alle kasugamycin anvendt i havet var på ris (kun 14% på ikke-risafgrøder), og alligevel var kasugamycin det valgte antibiotikum i Amerika (72% af alle poster, der indeholder et antibiotikum), men der er ingen optegnelser over ris, der bringes til klinikker i data fra Amerika.

andre antibiotika viser lignende regionale begrænsninger, f.eks. blev der anvendt oksolinsyre (35% af alle antibiotiske anbefalinger), men ingen andre steder, på samme måde i SEA indeholder 38% af anbefalingerne tetracyclin, men dette antibiotikum vises kun ved tre lejligheder uden for denne region. Faktisk spekulerer vi i, at optegnelser over “tetracyclin” i områder uden for havet faktisk er en forkortelse af “iltetracyclin”.

det anses for usandsynligt, at den regionale variation i antibiotika skyldes deres specificitet mod bakteriesygdomme i regionen. Imidlertid kan resistens over for et antibiotikum køre nogle af forskellene, da landmænd henvender sig til alternativer, når produkter bliver ineffektive (Manulis et al. 1999; Goodman 1980). Alternativt kan regionale forskelle skyldes fabrikanternes indledende udvælgelse, produktionsfaciliteter og markedsføring. Den enorme variation (størrelsesordener) i brugen af antibiotika mellem lignende lande, der grænser op til hinanden (data ikke vist) er interessant i sig selv, men det kaster også tvivl om legitimiteten af ekstrapolering af antibiotikabrug fra et land til et andet (Van Boeckel et al. 2015).

hvilke problemer anbefales antibiotika mod?

antibiotika anvendes generelt mod bakterielle patogener i både medicinske og veterinære omgivelser. 60% af diagnoserne mod en navngivet bakterie eller en bakteriesygdom (64%, når de er baseret på afkrydsningsfelter). Det er rimeligt at antage, at anvendelsen af antibiotika i de fleste af disse tilfælde ville have været gavnlig for afgrødens sundhed, men i 6% af tilfældene, hvor diagnosen var “bakteriel vilje”, ville en spray antibiotikabehandling ikke have haft nogen virkning.

den næststørste kategori af organismer, hvor antibiotika blev anbefalet, var mod insekter og/eller mider 12% (18%, når de var baseret på afkrydsningsfelter). Dette er overraskende, da antibiotika ikke har nogen aktivitet mod leddyr. Brugen af antibiotika mod insekter og mider er især udbredt i havet, som tegnede sig for over 90% af antibiotiske anbefalinger mod denne gruppe. Ud over antibakterielle virkninger har nogle antibiotika, herunder streptomycin, kasugamycin, aureofungin, ningnanmycin, oksolinsyre og validamycin aktivitet mod andre patogengrupper, herunder svampe (Vallad et al. 2010; Lee et al. 2005), vandforme (Tso og Jeffrey 1956) og vira (Han et al. 2014).

antibiotika blev anbefalet til håndtering af svampeproblemer i alle fire regioner, men denne praksis var mest udbredt i EM-og HAVREGIONERNE, hvor henholdsvis 33% og 17% af registreringer indeholdende et antibiotikum var mod svampemål. Det er ikke muligt at bestemme, i hvilket omfang landbrugsrådgivere er opmærksomme på den antifungale aktivitet af nogle af antibiotika, men der er bevis fra dataene, der tyder på bevidsthed om i det mindste nogle patogen/afgrødekombinationer. Et eksempel på dette var brugen af aureofungin til Ganoderma (svampepatogen) kontrol i kokosnød. Dette antibiotikum har antifungal aktivitet og er en etableret ledelsespraksis for denne sygdom (Kandan et al. 2010). I SEA var alle undtagen to af optegnelserne med aureofungin til Ganoderma-ledelse.Kasugamycin er et landbrugsantibiotikum, der oprindeligt blev udviklet til brug i ris med virkning mod svampesygdommen, rice blast (Mangnaporthe orysae). I havet, da kasugamycin blev anbefalet mod et svampeproblem, var det næsten udelukkende mod risblæsning, mens dette antibiotikum ikke blev anbefalet mod svampesygdomme i ris i nogen anden region. Streptomycin og tetracyclin blev også anbefalet mod risblæsning i havet på trods af at de ikke havde nogen effekt på denne sygdom, hvilket måske pegede på en misforståelse af egenskaberne ved disse to antibiotika.

det er en almindelig misforståelse inden for humanmedicin, at antibiotika kan dræbe vira (Jordan 2014), men det ser ikke ud til at oversætte til anbefalinger, der vedrører afgrødeproduktion. Baseret på afkrydsningsfelter, 4.4% af alle poster i hele datasættet (ikke kun dem, for hvilke et antibiotikum er blevet anbefalet) er udelukkende for en virussygdom, Mens af de poster, der indeholder et antibiotikum i anbefalingen, kun 0,54% anses for at være forårsaget af en virus. Interessant nok har antibiotikumet ningnanmycin i eksperimentelle undersøgelser vist en vis antiviral aktivitet (Han et al. 2014). I vores data var ningnanmycin imidlertid begrænset til relativt få poster i havregionen, og ingen af disse var imod virale problemer. Det er klart, at antibiotika i nogle tilfælde anvendes effektivt mod ikke-bakterielle mål, men deres dårlige anvendelse kan føre til den konklusion, at landbrugsrådgivere ikke er opmærksomme på deres begrænsede aktivitetsspektrum. Det blev imidlertid observeret, at anbefalingerne i mange tilfælde, især i SEA, var identiske uanset diagnosen. Vi spekulerer i, at landbrugsrådgiverne i SEA rutinemæssigt kombinerer et insekticid med et fungicid og et antibiotikum i en enkelt applikation for at håndtere det aktuelle problem og for at forhindre/kontrollere andre problemer, der endnu ikke er til stede eller opholder sig på et lavt niveau.

udviklingstrin sværhedsgrad og areal behandlet med antibiotika

fokus for det Plantevis program er at hjælpe rådgiverne for småbønder, og dette var faktisk tilfældet, da den grundstørrelse, som anbefalingerne henviser til, havde en medianstørrelse på 0,6 Ha. Det gennemsnitlige område er ikke citeret, da det potentielt er vildledende på grund af, hvad der ser ud til at være forkert placerede decimaler på de planteformede formularer. Antibiotika anvendes på afgrøder midtvejs gennem deres produktion, da langt de fleste antibiotiske applikationer var på afgrøder, der var i det “mellemliggende” vækststadium og blev anvendt på planternes “blade”. Mindre end 5% af optegnelserne relateret til behandling af kimplanter. Interessant nok var der fem optegnelser, der anbefalede anvendelse af antibiotika efter høst, hvilket naturligvis giver anledning til bekymring over restkoncentrationer for forbrugerne. Når man overvejer sværhedsgraden af angreb, viste 96% af optegnelserne, at det diagnosticerede problem påvirkede en fjerdedel eller mindre af afgrødestanden, hvilket indikerer, at antibiotika anvendes, før problemet er blevet bredt etableret.

doser af antibiotika

koncentrationen af anvendt antibiotikum og den faktiske dosis modtaget af bladene afhænger af mængden af vand, der bruges til at fortynde koncentratet, da afstrømning snart nås, hvis afgrøden var ung, eller hvis sprøjtevolumenet var for højt. Dette vil dog ikke påvirke den samlede mængde antibiotika, der sprøjtes i miljøet. For at estimere mængden af antibiotika, der anvendes, er det nyttigt at vælge en afgrøde og region og undersøge mere detaljeret, hvor meget produkt der anvendes. I havregionen indeholdt 7,4% af alle anbefalinger om ris et antibiotikum. Plantomycin (det mest anbefalede antibiotikum i regionen) er en blanding af streptomycin og tetracyclin. På grundlag af denne beregning blev det antaget, at den anbefalede sats blev anvendt på 7.4% af hele risdyrkningsområdet i regionen (anslået til at være over 75 millioner Ha (http://ricestat.irri.org:8080/wrsv3/entrypoint.htm). Hvis dette var tilfældet, ville en enkelt ansøgning repræsentere over 63 tons streptomycin og 7 tons tetracyclin. Dette kan godt være en undervurdering, da producentens anbefalede dosis ofte fordobles af landbrugsrådgiverne.

disse data er kun et lille øjebliksbillede af kemiske anvendelser, og disse mængder er relativt små sammenlignet med husdyrsektoren, men ikke desto mindre betydelige, især når deres miljømæssige skæbne overvejes.

hvilke andre kontrolmetoder anvendes mod bakterielle plantepatogener?

I modsætning til det enorme arsenal af kemikalier, der er aktive mod svampe og vandforme (85 i hele datasættet), er der relativt få kemikalier repræsenteret, der er effektive til at reducere bakteriesygdomme. Nogle fungicider som Mancoseb har begrænset virkning mod bakterielle sygdomme, og der er specialiserede bakteriedræbende forbindelser som Bronopol og Bismerthiasol, men baseret på vores data anvendes disse ikke i vid udstrækning. Bismerthiazol er ofte blandet med antibiotika, ja der er 6 produkter, der er kommercielt tilgængelige i Vietnam, som omfatter Bismerthiazol blandet med antibiotika (Noghiệp bộ nông và phát triển nông thôn 2016).

vores data tyder på, at langt det mest anvendte kemikalie mod bakterielle sygdomme er kobbersalte. I hele datasættet har over 13% af poster, der har afkrydsningsfeltet “bakteriel” markeret, ordet “kobber” i anbefalingen. Dette er dog en betydelig undervurdering af kobberbaserede produkter, da mange kun anbefales af handelsnavn eller som “Bordeauksblanding”. Andelen af poster, der indeholder et antibiotikum og ordet “kobber”, er 21% (igen en undervurdering). Det er fælles for kobber salte til at være preblended med antibiotika og i Vietnam, at der alene er over 9 produkter (som ikke er repræsenteret i POMS datasæt), som er antibakterielle kemikalier bestående af en blanding af antibiotika og kobber salte (Noghiệp bộ nông và phát triển nông thôn 2016).

kobbersalte er en meget udbredt aktiv ingrediens, populær blandt landbrugsrådgivere, da de er almindeligt tilgængelige og aktive mod svampe -, vandskimmel-og bakteriesygdomme. Disse antimikrobielle egenskaber gør det til et populært valg blandt landbrugsrådgivere, især hvis de ikke er i stand til at stille en endelig diagnose, da et kobberholdigt produkt vil have en gavnlig virkning mod alle disse klasser af patogen.

spredning af antibiotikaresistens over for dyre-og humane patogener

der er stor bekymring over brugen af antibiotika i landbruget på grund af potentialet for resistens over for spredning til medicinsk vigtige bakterier. Størstedelen af bekymringen har været baseret på brugen af antibiotika i husdyrhold, og brugen inden for afgrødeproduktion er stort set ikke blevet kommenteret, muligvis fordi brugen menes at være meget lav i forhold til de mængder, der anvendes i husdyr, eller fordi det medicinske samfund ikke var opmærksom på deres anvendelse i denne henseende. Reglerne vedrørende antibiotikabrug på planter adskiller sig meget mellem lande og regioner. Den Europæiske Union og Brasilien godkender ikke antibiotika som aktive ingredienser i pesticider (Donley 2019), mens nogle lande tillader deres anvendelse til visse afgrøder eller i nødsituationer, andre har slet ingen lovgivning om dette emne. Desuden betragter mange lande i hav-og plantesundhedsområdet anvendelsen af antibiotika i afgrødeproduktionen som et vigtigt middel til at kontrollere patogener og samtidig beskytte miljøet.

det er først for nylig, at internationale organer som FAO, og som er begyndt at rejse bekymring over brugen af antibiotika til håndtering af afgrødesygdomme. På et nyligt fælles møde om pesticidstyring blev der fremsat en anbefaling om, at antibiotika, der anvendes til menneskers og dyrs sundhed, ikke bør registreres som pesticider (FAO og hvem 2019b). Disse bekymringer vedrører antibiotikabrug, der skaber selektionstryk i et beskæringsmiljø, der fremskynder spredningen af antibiotikaresistens fra jordbakterier til humane patogener. Imidlertid er det fulde omfang, i hvilket antibiotikabrug i disse systemer fremskynder fremkomsten af antibiotikaresistens i dyrepatogener, der er til stede på afgrøder, endnu ikke bestemt (FAO og hvem 2019c).

der er dog gode beviser for, at afgrøder (især dem, der spises rå) er et potentielt middel til resistente bakterier til at komme ind i den menneskelige tarm (Boehme et al. 2004; Hassan et al. 2011; Raphael et al. 2011; Rodr et al. 2006; Ruimy et al. 2010; Torben et al. 2011; Pernille et al. 2013). Nogle forfattere antyder endda, at disse resistente bakterier kan være en kilde til genetisk materiale til lateral genoverførsel efter indtagelse, hvilket giver anledning til antibiotikaresistente patogener i tarmen. 2008).

et unikt aspekt af antibiotikabrug på afgrøder er, at de rutinemæssigt blandes med andre landbrugskemikalier. Denne anvendelse har ført til bekymring over interaktioner, der kan fremme krydsresistens eller co-selektion for antibiotikaresistens. En undersøgelse viste, at bakterier udvikler antibiotikaresistens op til 100.000 gange hurtigere, når de udsættes for visse herbicider/antibiotikablandinger i forhold til eksponering for antibiotika alene (Kurenbach et al. 2018). Forblandede eller blandinger på gården af antibiotika og kobbersalte giver ligeledes anledning til bekymring, da jordbakteriesamfund fra jord forurenet med kobber er rapporteret at være signifikant mere tolerante over for vancomycin og tetracyclin end kontroljordbakteriesamfund (Pal et al. 2015). Derudover er bakterier, der huser gener, der giver resistens over for visse metalioner inklusive kobber, signifikant mere tilbøjelige til også at have gener for antibiotikaresistens sammenlignet med bakterier uden metalresistensgener (Pal et al. 2015). På trods af de relativt lave mængder antibiotika, der anvendes i afgrødeproduktionen, udgør deres anvendelse i kombination med andre planteproduktionsprodukter en potentielt vigtig risikofaktor for udvælgelse og formidling af resistente mikroorganismer og gener fra planter til mennesker og dyr.

når det er sagt, påpeger de, der går ind for brugen af antibiotika til bekæmpelse af plantesygdomme, at der ikke er bevis for, at resistens har spredt sig fra plantepatogene bakterier til humane eller animalske patogener på trods af over 50 års kontinuerlig brug. Faktisk rapporterer en undersøgelse, at andelen af antibiotikaresistente bakterier var større i en frugtplantage, der ikke var blevet sprøjtet med antibiotika sammenlignet med en, der havde modtaget regelmæssige antibiotiske sprayer (Yashiro og McManus 2012).