există puține publicații recente referitoare la utilizarea antibioticelor pe culturi, iar cele care există citează adesea lucrări de revizuire care se referă la surse anterioare. Literatura care descrie utilizarea contemporană a antibioticelor pe plante este de obicei limitată la cea a literaturii de extensie (https://extension.psu.edu/pear-disease-fire-blight) sau raportarea preocupărilor cu privire la dezvoltarea rezistenței la antibiotice la populațiile de agenți patogeni ai plantelor (Sundin și Wang 2018; Farf XVN și colab. 2014). Excepții de la aceasta sunt două lucrări recente din China care oferă unele informații despre antibioticele recomandate de serviciile de extindere din țară (Zhang și colab. 2017; Wan și colab. 2019). Aceste lucrări utilizează informații derivate din clinicile de plante din China și sugerează că antibioticele apar între 2,5 și 4,5% din recomandări.

datele generate prin clinicile Plantwise sunt unice, deoarece provin de la consilierii agricoli de bază, dintre care majoritatea sunt angajați de ministerele agriculturii. Spre deosebire de datele privind vânzările de pesticide, informațiile oferă o perspectivă asupra cunoștințelor consilierilor agricoli și a opțiunilor de gestionare oferite în mod obișnuit fermierilor mici din țările cu venituri mici și medii (Lmic). Setul de date este substanțial, acoperind 32 de țări și peste 400.000 de recomandări. Este necesară prudență atunci când se trag concluzii cu privire la utilizarea antibioticelor de către agricultori, deoarece baza de date POMS conține recomandări adresate agricultorilor și nu reflectă neapărat comportamentul agricultorilor. Nu a existat nicio încercare în acest studiu de a evalua ce nivel de recomandări sunt adoptate de fermieri, deși studiile anterioare din Plantwise sugerează că ratele de adoptare a sfaturilor de către fermierii care frecventează clinicile, în special a măsurilor de control chimic, sunt ridicate (Silvestri și colab. 2019). În ciuda acestui avertisment, aceste date par să indice că utilizarea antibioticelor în producția vegetală este mai extinsă decât ar sugera majoritatea literaturii. Având în vedere lipsa altor surse de informații, în special din LMICs, considerăm că baza de date Plantwise POMS este o resursă importantă în evaluarea nivelului de utilizare a antibioticelor în țările în care nu este monitorizată și reglementările sunt fie minime, fie nu sunt aplicate.

gradul de utilizare a antibioticelor

calculele utilizării globale a antibioticelor în culturi se bazează aproape exclusiv pe datele obținute din SUA împotriva incendiilor cauzate de Erwinia amylovora pe mere și pere (Gusberti și colab. 2015; McManus 2014; Vidaver 2002; McManus și Stockwell 2000). Această literatură sugerează că cantitatea de antibiotice utilizate pentru culturile din SUA este relativ scăzută, în comparație cu cantitățile utilizate în creșterea animalelor și acvacultură, estimările variind de la 0,26% la 0,5% din consumul total de antibiotice agricole (McManus și colab. 2002; McManus 2014). Acest lucru i-a determinat pe autori să concluzioneze că reducerea utilizării antibioticelor pe culturi nu ar duce la o reducere majoră a utilizării mondiale (FAO și OMS 2019a). Cu toate acestea, lipsa programelor de supraveghere, în multe țări, combinată cu lipsa înregistrărilor de aplicare, frustrează orice încercare de a estima cantitățile reale de antibiotice aplicate. În cazul în care au fost întreprinse studii aprofundate, rezultatele pot fi surprinzătoare. În Costa Rica, s-a sugerat că cantitățile de tetraciclină și gentamicină utilizate în culturi pot fi de 200-700 de ori mai mari decât cantitățile utilizate în medicina umană (Rodr, 2008).

pe parcursul acestui studiu, datele sunt împărțite în regiuni pe baza sistemului de clasificare OMS, iar țările nu sunt identificate individual pentru a proteja identitatea națională, oferind în același timp o perspectivă asupra utilizării antibioticelor. Nu numai că există variații extreme între regiuni, așa cum se vede din rezultatele prezentate (Africa fără niciun folos și SEA cu aproape 2,5% din toate recomandările care conțin un antibiotic), dar există variații enorme în cantitățile de antibiotice utilizate de diferite țări din regiuni; datele nu sunt dezvăluite. Diferențele regionale și naționale în ceea ce privește recomandările privind antibioticele se pot datora prețului, legislației, disponibilității produselor, regimurilor de recoltare, cunoștințelor consilierilor agronomici sau naturii agenților patogeni care reprezintă probleme. Se poate specula doar ce combinație a acestor factori determină diferența în utilizarea antibioticelor.Sundin și Wang (2018) sugerează că antibioticele nu sunt utilizate pe scară mai largă din cauza cheltuielilor implicate, dar acest lucru nu pare să fie cazul, deoarece costurile în vrac ale tetraciclinei și streptomicinei sunt disponibile la 10 USD și respectiv 1 USD pe kilogram, un preț similar cu oxiclorura de cupru (Alibaba.com preț corect începând cu 2019). Cu toate acestea, este interesant de observat că în setul de date nu există antibiotice recomandate în țările africane.

agenții patogeni bacterieni sunt prezenți în întreaga lume și pe toate culturile. Având în vedere varietatea culturilor și a sistemelor de recoltare utilizate pe continentul African, se consideră puțin probabil ca tipurile de agenți patogeni întâlniți în Africa să fie suficient de diferiți de restul lumii. În multe Lmic-uri, inclusiv cele din Africa, antibioticele sunt disponibile gratuit prin intermediul lanțurilor de aprovizionare nereglementate și al vânzărilor fără vânzare. Prin urmare, este puțin probabil ca discrepanța în utilizarea antibioticelor în Africa în comparație cu alte regiuni ale lumii să se datoreze indisponibilității acestora. Acest lucru ar indica faptul că un alt factor(i) împiedică (sau limitează) utilizarea antibioticelor în această regiune. În China, utilizarea antibioticelor în producția vegetală este mai mare decât cea înregistrată în datele noastre (Zhang și colab. 2017). Dintre recomandările făcute de lucrătorii de extindere pe bază de cooperare, 4,5% dintre aceștia conțineau un antibiotic (Zhang și colab. 2017). Utilizarea antibioticelor pe culturile din China este alimentată cel puțin parțial de subvențiile guvernamentale destinate promovării utilizării acestora (Zhang și colab. 2017).

pe ce culturi se folosesc antibiotice ?

în cadrul datelor, orezul domină culturile pe care sunt recomandate antibiotice și nu este posibil să se determine dacă acest lucru se datorează naturii culturii sau țărilor în care este cultivată. Preponderența recomandărilor care conțin antibiotice asupra orezului în mare domină diferențele regionale din cadrul datelor. În Marea 7,4% din recomandările pentru orez păreau să conțină un antibiotic și, în câțiva ani, acest lucru a fost de aproape 10%. Când orezul este eliminat din calcule, proporția recomandărilor care conțin un antibiotic în mare a fost redusă la un procent mult mai modest de 0,6%. Următorul cel mai mare consumator de antibiotice este America, cu 1,62% din toate recomandările care conțin un antibiotic, în ciuda faptului că nu apare orez în datele POMS. Se pare că, din anumite motive, aplicarea antibioticelor pe orez în mare este prolifică în raport cu alte zone de creștere a orezului și cu alte culturi. Cu toate acestea, cercetătorii dintr-o țară maritimă susțin că utilizarea antibioticelor pe orez este relativ minoră și este redusă de cea utilizată pe culturile ornamentale în scopuri religioase. Reziduul de tetraciclină a fost clar de văzut pe un trandafir într-o vizită recentă în regiune a autorului principal (Fig. 2).

ce antibiotice sunt utilizate?

cele 18 denumiri comerciale ale produselor antibiotice din setul de date POMS sunt doar o fracțiune din cele disponibile pentru tratarea bolilor culturilor în multe zone ale lumii (în special în regiunea WP). Dintre cele unsprezece antibiotice conținute în date, 6 dintre acestea (streptomicină, tetraciclină, oxitetraciclină, gentamicină, cefadroxil, amoxicilină) sunt considerate a fi antimicrobiene extrem de importante pentru medicina umană, astfel cum sunt definite de OMS (Organizația Mondială a sănătății 2019). Celelalte antibiotice (acid oxolinic, kasugamicină, ningnanmicină, validamicină și aureofungin) sunt limitate la utilizarea în medii agricole împotriva bolilor bacteriene și, în unele cazuri, fungice.

diferențele regionale

rezultatele noastre confirmă faptul că altele, indicând faptul că streptomicina este cel mai frecvent utilizat antibiotic pe plante de cultură (McManus 2014; Zhang și colab. 2017) cu tetraciclină și kasugamicină în poziția a doua și a treia. Interesant, antibioticul zhongshengmycin, nu apare în datele noastre, în ciuda faptului că este al doilea antibiotic cel mai recomandat în clinicile de plante din China (peste un sfert din recomandările antibiotice) (Zhang și colab. 2017).Kasugamicina a fost utilizată pe scară largă în toate regiunile, dar utilizarea altor antibiotice prezintă variații regionale considerabile, șase dintre cele 11 antibiotice apărând doar într-o singură regiune. În ciuda numărului mare de înregistrări din mare, doar 3 antibiotice formează cea mai mare parte a datelor (99%), și anume kasugamicină, streptomicină și tetraciclină. Aproape toată kasugamicina utilizată în mare a fost pe orez (doar 14% pe culturile non-orez) și totuși kasugamicina a fost antibioticul ales în America (72% din toate înregistrările care conțin un antibiotic), totuși nu există înregistrări ale orezului adus la clinici în datele din America.

alte antibiotice prezintă restricții regionale similare, de exemplu acidul oxolinic a fost utilizat în WP (35% din toate recomandările antibiotice), dar nicăieri altundeva, în mod similar în SEA 38% Din recomandări conțin tetraciclină, totuși acest antibiotic apare doar de trei ori în afara acestei regiuni. Într-adevăr, speculăm că înregistrările „tetraciclinei” în zonele din afara mării sunt de fapt o abreviere a „oxitetraciclinei”.

se consideră puțin probabil ca variația regională a antibioticelor să se datoreze specificității lor împotriva bolilor bacteriene din regiune. Cu toate acestea, rezistența la un antibiotic poate determina unele dintre diferențe, deoarece fermierii apelează la alternative atunci când produsele devin ineficiente (Manulis și colab. 1999; Goodman 1980). Alternativ, diferențele regionale se pot datora selecției inițiale a producătorilor, instalațiilor de producție și comercializării. Variația uriașă (ordine de mărime) în utilizarea antibioticelor între țări similare care se învecinează între ele (datele nu sunt prezentate) este interesantă în sine, dar pune la îndoială și legitimitatea extrapolării utilizării antibioticelor de la o țară la alta (Van Boeckel și colab. 2015).

cu ce probleme sunt recomandate antibioticele?

antibioticele sunt utilizate în general împotriva agenților patogeni bacterieni atât în mediul medical, cât și în cel veterinar. Pe baza diagnosticului scris, aproximativ 60% dintre diagnostice au fost împotriva unei bacterii numite sau a unei boli bacteriene (64% atunci când se bazează pe casetele de selectare). Este rezonabil să presupunem că, în majoritatea acestor cazuri, aplicarea antibioticelor ar fi fost benefică pentru sănătatea culturii, dar în 6% din cazuri, unde diagnosticul a fost „ofilire bacteriană”, un tratament cu antibiotice prin pulverizare nu ar fi avut niciun efect.

a doua cea mai mare categorie de organisme în care s-au recomandat antibiotice a fost împotriva insectelor și / sau acarienilor 12% (18% pe baza casetelor de selectare). Acest lucru este surprinzător, deoarece antibioticele nu au activitate împotriva artropodelor. Utilizarea antibioticelor împotriva insectelor și acarienilor este deosebit de răspândită în mare, care a reprezentat peste 90% din recomandările antibiotice împotriva acestui grup. În plus față de efectele antibacteriene, unele antibiotice, inclusiv streptomicina, kasugamicina, aureofungin, ningnanmicina, acidul oxolinic și validamicina, au activitate împotriva altor grupuri de agenți patogeni, inclusiv ciuperci (Vallad și colab. 2010; Lee și colab. 2005), forme de apă (Tso și Jeffrey 1956) și viruși (Han și colab. 2014).antibioticele au fost recomandate pentru gestionarea problemelor fungice în toate cele patru regiuni, cu toate acestea practica a fost cea mai răspândită în regiunile EM și SEA, unde 33% și 17% din înregistrările care conțin un antibiotic au fost împotriva țintelor fungice. Nu este posibil să se determine în ce măsură consilierii agricoli sunt conștienți de activitatea antifungică a unora dintre antibiotice, dar există dovezi din date care sugerează conștientizarea cel puțin a unor combinații de agenți patogeni/culturi. Un exemplu în acest sens a fost utilizarea aureofungin pentru controlul Ganodermei (agent patogen fungic) în nucă de cocos. Acest antibiotic are activitate antifungică și este o practică de management stabilită pentru această boală (Kandan și colab. 2010). În SEA, toate, cu excepția a două dintre înregistrările cu aureofungin, au fost pentru managementul Ganodermei.Kasugamicina este un antibiotic agricol dezvoltat inițial pentru utilizare în orez cu acțiune împotriva bolii fungice, Rice blast (Mangnaporthe oryzae). În mare, când kasugamicina a fost recomandată împotriva unei probleme fungice, a fost aproape exclusiv împotriva exploziei de orez, în timp ce acest antibiotic nu a fost recomandat împotriva bolilor fungice ale orezului în nicio altă regiune. Streptomicina și tetraciclina au fost, de asemenea, recomandate împotriva exploziei de orez în mare, în ciuda faptului că nu au niciun efect asupra acestei boli, indicând probabil o neînțelegere a proprietăților acestor două antibiotice.

este o concepție greșită comună în medicina umană că antibioticele pot ucide virușii (Jordan 2014), dar asta nu pare să se traducă în recomandări care se referă la producția vegetală. Pe baza casetelor de selectare, 4.4% din toate înregistrările din întregul set de date (nu doar cele pentru care a fost recomandat un antibiotic) sunt exclusiv pentru o boală virală, în timp ce din înregistrările care prezintă un antibiotic în recomandare doar 0,54% sunt considerate a fi cauzate de un virus. Interesant antibiotic ningnanmycin are, în studiile experimentale, a demonstrat unele activitate antivirală (Han și colab. 2014). Cu toate acestea, în datele noastre ningnanmycin a fost limitat la relativ puține înregistrări în regiunea Mării și niciuna dintre acestea nu a fost împotriva problemelor virale. Este clar că, în unele cazuri, antibioticele sunt utilizate în mod eficient împotriva țintelor non-bacteriene cu toate acestea, utilizarea lor abuzivă ar putea duce la concluzia că consilierii agricoli nu sunt conștienți de spectrul lor limitat de activitate. Cu toate acestea, s-a observat că în multe cazuri, în special în SEA, recomandările au fost identice indiferent de diagnostic. Speculăm că consilierii agricoli din SEA combină în mod obișnuit un insecticid cu un fungicid și un antibiotic într-o singură aplicație, astfel încât să se ocupe de problema actuală și să prevină/controleze alte probleme care nu sunt încă prezente sau care locuiesc la un nivel scăzut.

stadiul de dezvoltare severitatea și suprafața tratată cu antibiotice

programul Plantwise se concentrează pe asistarea consilierilor micilor fermieri și acest lucru a fost într-adevăr cazul, deoarece dimensiunea parcelei la care se referă recomandările a avut o dimensiune mediană de 0,6 Ha. Zona medie nu este citată, deoarece este potențial înșelătoare din cauza a ceea ce pare a fi deplasate puncte zecimale pe formele plantwise. Antibioticele sunt aplicate culturilor la jumătatea producției lor, deoarece marea majoritate a aplicațiilor antibiotice au fost pe culturi care se aflau în stadiul „intermediar” de creștere și au fost aplicate pe „frunzele” plantelor. Mai puțin de 5% din înregistrările legate de tratamentul răsadurilor. Interesant, au existat cinci înregistrări care recomandă aplicarea după recoltare a antibioticelor, ceea ce ridică în mod evident îngrijorări cu privire la nivelurile de reziduuri pentru consumatori. Când se ia în considerare severitatea atacului, 96% din înregistrări au indicat că problema diagnosticată afectează un sfert sau mai puțin din standul de cultură, indicând faptul că antibioticele sunt utilizate înainte ca problema să devină larg stabilită.

doze de antibiotic

concentrația de antibiotic aplicată și doza reală primită de frunze depind de cantitatea de apă utilizată pentru diluarea concentratului, deoarece scurgerea va fi atinsă în curând dacă cultura era tânără sau dacă volumul de pulverizare era prea mare. Cu toate acestea, acest lucru nu ar afecta cantitatea totală de antibiotic pulverizat în mediu. Pentru a estima cantitatea de antibiotice Aplicate, este util să alegeți o cultură și o regiune și să examinați mai detaliat cantitatea de produs aplicată. În regiunea Mării, 7,4% din toate recomandările privind orezul conțineau un antibiotic. Plantomicina (cel mai recomandat antibiotic din regiune) este un amestec de streptomicină și tetraciclină. Pentru baza acestui calcul s-a presupus că rata recomandată a fost aplicată la 7.4% din întreaga suprafață de creștere a orezului din regiune (estimată la peste 75 de milioane Ha (http://ricestat.irri.org:8080/wrsv3/entrypoint.htm). În acest caz, o singură cerere ar reprezenta peste 63 de tone de streptomicină și 7 tone de tetraciclină. Acest lucru poate fi o subestimare, deoarece doza recomandată de producători este frecvent dublată de consilierii agricoli.

aceste date sunt doar un mic instantaneu al aplicațiilor chimice, iar aceste cantități sunt relativ mici în comparație cu sectorul zootehnic, dar totuși semnificative mai ales atunci când se ia în considerare soarta lor de mediu.

ce alte metode de control sunt utilizate împotriva agenților patogeni ai plantelor bacteriene?

spre deosebire de vastul arsenal de substanțe chimice active împotriva ciupercilor și mucegaiurilor de apă (85 în întregul set de date), există relativ puține substanțe chimice reprezentate care sunt eficiente în reducerea bolilor bacteriene. Unele fungicide, cum ar fi Mancozeb, au o acțiune limitată împotriva bolilor bacteriene și există compuși bactericizi specializați, cum ar fi Bronopol și Bismertiazol, dar pe baza datelor noastre, acestea nu sunt utilizate pe scară largă. Bismerthiazol este adesea amestecat cu antibiotice, într-adevăr, acolo sunt 6 produse disponibile în comerț în Vietnam, care cuprind Bismerthiazol amestecat cu antibiotice (Noghiệp bộ nông và phát triển nông thôn 2016).

datele noastre ar sugera că, de departe, cele mai utilizate substanțe chimice împotriva bolilor bacteriene sunt sărurile de cupru. În întregul set de date, peste 13% din înregistrările care au bifată caseta de selectare „bacterian” au cuvântul „cupru” în recomandare. Cu toate acestea, aceasta este o subestimare considerabilă a produselor pe bază de cupru, deoarece multe sunt recomandate doar de denumirea comercială sau ca „amestec Bordeaux”. Proporția înregistrărilor care conțin un antibiotic și cuvântul „cupru” este de 21% (din nou o subestimare). Aceasta este comun pentru săruri de cupru pentru a fi preamestecat cu antibiotice și în Vietnam există peste 9 produse (care nu sunt reprezentate în aplicare a programelor de set de date) care sunt antibacteriene substanțe chimice cuprinde un amestec de antibiotice și săruri de cupru (Noghiệp bộ nông và phát triển nông thôn 2016).sărurile de cupru sunt un ingredient activ foarte utilizat pe scară largă, popular printre consilierii agricoli, deoarece sunt disponibile în mod obișnuit și active împotriva fungilor, mucegaiului de apă și a bolilor bacteriene. Aceste proprietăți antimicrobiene îl fac o alegere populară în rândul consilierilor agricoli, mai ales dacă nu sunt în măsură să facă un diagnostic definitiv, deoarece un produs care conține cupru va avea un efect benefic împotriva tuturor acestor clase de agenți patogeni.

răspândirea rezistenței la antibiotice la agenții patogeni animale și umane

există o mare îngrijorare cu privire la utilizarea antibioticelor în agricultură datorită potențialului de rezistență la răspândirea bacteriilor importante din punct de vedere medical. Cea mai mare parte a preocupării s-a bazat pe utilizarea antibioticelor în creșterea animalelor, iar utilizarea în cadrul producției vegetale nu a fost în mare parte comentată, posibil deoarece se consideră că utilizarea este foarte scăzută în comparație cu cantitățile utilizate la animale sau pentru că comunitatea medicală nu era conștientă de utilizarea lor în această privință. Reglementările referitoare la utilizarea antibioticelor pe plante diferă foarte mult între țări și regiuni. Uniunea Europeană și Brazilia nu aprobă niciun antibiotic ca ingrediente active în pesticide (Donley 2019), în timp ce unele țări permit utilizarea lor pentru anumite culturi sau în situații de urgență, altele nu au deloc legislație pe această temă. În plus, multe țări din Marea și WP consideră că utilizarea antibioticelor în producția vegetală este un mijloc important de control al agenților patogeni, protejând în același timp mediul.

abia recent, organismele internaționale, cum ar fi FAO și care au început să ridice îngrijorări cu privire la utilizarea antibioticelor în gestionarea bolilor culturilor. Într-o reuniune comună recentă privind gestionarea pesticidelor, sa făcut o recomandare ca antibioticele utilizate pentru sănătatea umană și animală să nu fie înregistrate ca pesticide (FAO și OMS 2019b). Aceste preocupări se referă la utilizarea antibioticelor care creează presiune de selecție într-un mediu de recoltare care accelerează răspândirea rezistenței la antibiotice de la bacteriile din sol la agenții patogeni umani. Cu toate acestea, măsura în care utilizarea antibioticelor în aceste sisteme accelerează apariția rezistenței la antibiotice la agenții patogeni zoonotici prezenți pe culturi nu este încă determinată (FAO și OMS 2019c).cu toate acestea, există dovezi bune care sugerează că culturile (în special cele consumate crude) sunt un potențial vehicul pentru ca bacteriile rezistente să intre în intestinul uman (Boehme și colab. 2004; Hassan și colab. 2011; Raphael și colab. 2011; Rodr Inktguez și colab. 2006; Ruimy și colab. 2010; Schwaiger și colab. 2011; Walia și colab. 2013). Unii autori sugerează chiar că aceste bacterii rezistente ar putea fi o sursă de material genetic pentru transferul lateral al genelor după ingestie, dând naștere unor agenți patogeni rezistenți la antibiotice în intestin (Bezanson și colab. 2008).

un aspect unic al utilizării antibioticelor pe culturi este că acestea sunt amestecate în mod obișnuit cu alte produse agrochimice. Această utilizare a dus la îngrijorări cu privire la interacțiunile care ar putea promova rezistența încrucișată sau co-selecția pentru rezistența la antibiotice. Un studiu a demonstrat că bacteriile dezvoltă rezistență la antibiotice de până la 100.000 de ori mai rapid atunci când sunt expuse la anumite erbicide/amestecuri de antibiotice în raport cu expunerea la antibiotice singure (Kurenbach și colab. 2018). Amestecurile preblendate sau la fermă de antibiotice și săruri de cupru dau în mod similar motive de îngrijorare, deoarece comunitățile bacteriene din sol din solul contaminat cu cupru s-au raportat a fi semnificativ mai tolerante la vancomicină și tetraciclină decât comunitățile bacteriene din sol de control (Pal și colab. 2015). În plus, bacteriile care adăpostesc gene care conferă rezistență la anumiți ioni metalici, inclusiv cuprul, sunt semnificativ mai susceptibile de a avea, de asemenea, gene pentru rezistența la antibiotice în comparație cu bacteriile fără gene de rezistență la metal (Pal și colab. 2015). Astfel, în ciuda cantităților relativ scăzute de antibiotice utilizate în producția vegetală, utilizarea lor în combinație cu alte produse de producție vegetală reprezintă un factor de risc potențial important pentru selectarea și diseminarea microorganismelor și genelor rezistente de la plante la oameni și animale.acestea fiind spuse, cei care susțin utilizarea antibioticelor pentru a controla bolile plantelor subliniază că nu există dovezi dovedite de rezistență care s-au răspândit de la bacteriile patogene ale plantelor la agenții patogeni umani sau animale, în ciuda a peste 50 de ani de utilizare continuă. Într-adevăr, un studiu raportează că proporția bacteriilor rezistente la antibiotice a fost mai mare într-o livadă care nu a fost pulverizată cu antibiotice în comparație cu una care a primit spray-uri antibiotice regulate (Yashiro și McManus 2012).