岷江上游流域土壤抗生素残留对农业生产的影响

胡 尧，马晓黎

(1.四川省阿坝师范学院资源与环境学院，四川 汶川 623002；2.成都大学/抗生素研究与再评价四川省重点实验室/四川抗菌素工业研究所，四川 成都 610052)

在和平与发展为主题的时代背景下，中国也在不断发展的过程中，自身科技也在不断的发展与完善，而这些技术也给中国经济的发展，带来发展的更强动力，但不可否认，这些技术的应用也给中国的环境造成极大的影响。抗生素是一种具有干扰以及消灭微生物或者是生活细胞的物质，而这种物质的产生多是因养殖等行业中抗生素的频繁使用，动物难以将其消耗，利用粪便等排泄物将其排泄于环境中，进而造成土壤中有着较高的抗生素残留，对当地的植物、动物以及动植物的耐药性产生较为严重的影响。

1 研究区域概况

岷江上游流域位于中国西南横断山区腹地，是青藏高原和四川盆地的过渡区域，也是成都平原的重要生态屏障和水源地，岷江上游流域的生态安全对于下游成都平原而言其重要性不言而喻。区域内山脉交错纵横，地势起伏极大，地形复杂，成土过程漫长，区内耕作土壤主要是山地黄壤、山地黄棕壤，本就贫瘠。本研究以岷江上游的重要支流寿溪河为主要区域，通过定点采样和实验分析，对土壤中抗生素残留情况作了初步分析和评价，以期降低抗生素对农业发展的不良影响。

2 岷江上游流域土壤抗生素污染现状

2.1 土霉素污染现状

土霉素是现阶段我国在农业发展过程中土壤中较为常见的污染元素之一，而从现有的研究数据来看，土霉素在土壤中的蕴含量较多，部分地区甚至超过3511μg/kg，而研究人员则表示土霉素超标地区多数存在使用畜禽类粪肥进行农业种植。通过研究人员采样发现，岷江上游流域的土壤中也存在土霉素超标的情况。

2.2 金属元素现状

一般情况下单独的金属元素或者是抗生素都会对农业的发展造成一定的影响，而在两者共同作用的情况下，会由于化学污染物与生物、化学污染物与化学污染物之间产生交互作用；化学污染物与生物、化学污染物与污染物之间产生独立、促进或者是抑制等方面的情况，造成金属元素与抗生素之间的混合在一定程度上会加深土壤对植物生长的影响，进而对当地的农业发展造成极大的影响。而从现阶段我国发展实际情况来看，伴随着我国的发展，对于养殖业的发展重视程度更高，大型养殖场的数量也呈现不断上升的趋势，从岷江地区所获取的数据来看，其在实际发展过程中对于四环素类、喹诺酮类以及磺胺类的抗生素应用较为频繁，而现有数据表明，Zn、As、Cu、Cr等金属会被广泛的应用与养殖业中，而这些金属与部分抗生素之间的混合使用会对植物的生长产生联合作用，而其的毒素也远远高于单一金属污染或者是抗生素污染。且抗生素与重金属之间的混合也会在极大程度上增加治理的难度[1]。

从岷江上游地区发展实际情况来看，寿溪河流域大部分地区的土壤呈现弱酸性，而这种情况的产生主要是由于土壤中含有大量的有机质。有学者对此进行研究后则表示，寿溪河等岷江上游地区在农业发展的过程中土壤中的重金属元素会高于正常水平，而土壤中的有机质、重金属以及土壤颗粒会相互作用，在土壤颗粒粒径较小的情况下，其对金属元素以及有机质吸附作用越强。再从分析已有的数据可以看出，现阶段岷江上游流域土壤重金属污染中最为严重的污染元素是Cd，而As也处于随时会超过警戒线的数值之上。目前多数研究人员认为，岷江上游流域土壤中的金属元素残留的主要原因是养殖业生产过程的废水。

2.3 抗生素污染现状

岷江上游地区土壤中所含有的抗生素大致有14种，而四环素类、磺胺类以及喹诺酮类最为常见。有数据表明，抗生素在土壤中的残留与其所处的位置有着较大的关联，位于养殖场附近的土壤以及水资源中抗生素的残留最为严重，其次以养殖场周边的堆肥以及周边农耕用地中的抗生素含量较高，因此可以看出，抗生素的主要来源是农村养殖户，尤其大型养殖场。

3 农业土壤抗生素来源研究

土壤中的抗生素残留过多基本是因为禽畜养殖业的发展，而其他则是由于使用禽畜养殖业所产生的副产品或者是被禽畜养殖业所污染的资源所导致的。本章在研究的过程中将从农用粪肥、灌溉水以及禽畜养殖业3个方面对农业土壤中抗生素残留情况进行简单的阐述与分析。

3.1 农用粪肥

农用粪肥是现阶段土壤中抗生素残留量过多的主要因素，从现阶段养殖业发展实际情况来看，抗生素在实际应用中能够在极大程度上提升畜禽的整体产量，致使抗生素的应用更加的频繁。而从动物生长实际情况出发，动物对于抗生素的吸收量是有一定限制的，大量多余抗生素就会以粪便、尿液等方式排出体外。随着时代的发展，我国农业呈现飞速发展趋势，化肥等相关产品的成本也越来越高，人们对于生态农场的重视程度也越来越高。部分地区选择使用养殖场所产生的禽畜粪肥代替原有的化肥，提升种植的安全性、控制种植成本。造成抗生素会伴随着农业粪肥而传递到农业生产用地中，进而对其产生污染。

3.2 灌溉水

灌溉水中抗生素残留量过多主要有2个方面的因素。一是种植业发展过程中所使用的水资源有部分来源于当地岷江河道，岷江上游地区的养殖业使得土壤中含有较多的抗生素残留，污染当地的水源。农用土地在选择灌溉方式的过程中，使用含有较多抗生素残留的水资源，则会造成抗生素在土壤中聚集，污染土地[2]。二是农业在发展过程中自身所处的位置与养殖场等场地的距离十分近，养殖场周边的水资源会受到一定的影响，具有较高的抗生素残留，同时这些抗生素残留会伴随着灌溉在附近的土壤中进行聚集进入地下水，随地下的动物、微生物等的行动轨迹变化，在土壤中局部聚集，对土地产生影响。

3.3 禽畜养殖业

抗生素可提升禽畜的抵抗力，促进动物的生长，备受我国禽畜养殖业的重视。中国生猪饲养头数以及猪肉产量均位于世界第一，2013～2018年，我国平均每年用于动物饲养中的抗生素高达16.2万t。由于抗生素的滥用，多数的抗生素并不能够被动物所吸收，通过粪便、尿液等方式传递到环境中，进而对土壤产生影响。另养殖器械中也会残留大量的抗生素，进而造成土壤中有大量的抗生素残留情况。

4 抗生素对土壤的影响

抗生素价格低廉以及应用优势较为明显等方面的优势，被广泛的应用于畜牧养殖，水产养殖等生产，多余的抗生素通过粪便形式积累在土壤中，影响区域的生态平衡，进而对当地的植物生长产生较大的影响。现主要对抗生素在土壤中残留对当地农业等行业的发展而造成的影响进行简单的阐述与分析。

4.1 对植物的影响

土壤中抗生素含量较高，会对植物生长的速度以及质量产生较大的影响，影响当地农产品整体质量，降低农产品的经济价值，不利于当地经济以及农业的发展。如四环素会对植物的蛋白质组、氧化应激反应、光合作用等产生影响，造成植物生长过程中代谢并不符合其生长的实际需求，致使植物生长的形态及其内部的营养物质产生变化，影响植物生长的质量。四环素的使用会造成豌豆幼苗的外观以及其代谢活动受到影响，造成其叶片以及根系维管束中胼胝质的含量以及沉积量产生较大程度的增加，影响根系中自由基的数量，造成植物生长中存在大量死亡细胞，影响植物生长整体质量。

4.2 对土壤动物的影响

土壤中所生存的动物以及微生物在农业生态系统中有着极为重要的作用，极大程度上影响农业发展的质量与效率。土壤中抗生素含量的提升会对土壤中动物的生长发育产生较为严重的影响。如在浓度较好的恩诺沙星所污染的土地中，土壤中的蚯蚓会产生短暂的氧化应激，其挖洞活动以及呼吸能力受到较大程度的影响，严重时对蚯蚓种群的健康以及生殖造成破坏，农业生态的稳定性。

4.3 抗生素耐药性的影响

抗生素在土壤中的残留，会造成抗生素残留在农作物和养殖的动物身上，会造成人们对抗生素的耐药性，对当地人群的长远发展产生不利的影响。

5 降低抗生素对土壤影响的措施

土壤中抗生素的大量残留对农作物、动物、人类等产生影响，规范使用抗生素鼓励农业养殖业生态化发展，进而降低土壤中的抗生素含有量，为农业长远且稳定发展奠定良好的基础。

5.1 药品合理使用

我国养殖行业在发展过程中抗生素的滥用较为严重，对周围环境、土壤、空气、水源污染更加严重。面对这种情况，首先需要我国相关单位制定更加合理的药品使用规范，并对各个养殖场的药品使用要求明确的规定，在较大程度上提升药品使用的合理性，降低抗生素滥用概率[3]。其次，邀请相关专业人士，对养殖场动物生长情况等方面进行研究与分析，并对养殖场的养殖手段以及措施等进行评估，给养殖场以更加合理的建议与意见，鼓励养殖场在发展的过程中更加合理的进行药品使用，提升抗生素等药品使用的合理性，降低抗生素滥用概率。

5.2 研究更加新型合理的农药

我国在不断发展的过程中医学、科技的领域都呈现加速上升的趋势，新型农药的研究，突出更加符合现阶段我国农业及养殖业发展实际情况的农药，降低药品于环境的污染。首先，我国在发展过程中是要建立相应的奖励制度，对于在养殖业以及农业发展过程中，有着突出表现的研究人员进行物质以及非物质上的鼓励，刺激更多的研究人员能够参与到养殖业以及农业相关药品的研究工作中。也能够在一定程度上满足部分研究人员自我价值实现的目的，更好的进行相关药品的深入研究与分析。其次，重视原有药物的改进与优化，在进行药品研究的过程中，除了要进行新的药品研究之外，也需要对原有的药品进行改进优化，原有的药品相关研究资料较多，能够为研究人员提供更多的研究方向和研究思路。

5.3 禽畜饲养科学化发展

禽畜饲养的科学化发展能提升禽畜饲养的质量，也能降低禽畜饲养对其他行业的影响，保证禽畜饲养工作能够在最大程度上与周边的环境维持和谐关系，促进其长远发展。首先，从意识角度上出发，需要提升相关人员，对于禽畜养殖业科学性发展的重视程度，清晰的认识到禽畜养殖业科学化发展的重要意义，并能够发挥自身的优势，在禽畜养殖业科学化发展中做出更大贡献。如，药品研究行业能够制定出更加合理的药品，降低污染。污染处理部门能够按照禽畜养殖业发展实际情况制定更加合理的废物处理方案，降低禽畜排泄物的污染。其次，要求我国在发展的过程中需要建立的评估监督部门，对禽畜养殖对周边环境等方面的影响进行监督与评估，并按照其实际情况制定相应的优化改进措施。如，对不合理的养殖场勒令搬迁，建立养殖废水处理产业等建议与要求。最后，要求禽畜饲养企业在发展的过程中，需要重视自身的长远发展，定期的进行禽畜饲养，相关工作的研究与评估，分析禽畜饲养过程中存在的不足与问题，并制定相应的优化解决措施，使禽畜饲养企业在发展的过程中能够维持一种稳定发展，不断发展状态。

抗生素在禽畜饲养行业发展过程中有着极为重要的作用，能够在极大程度上提升动物的生长质量与效率，提升动物免疫力，降低动物死亡率。而抗生素的滥用，则会造成周边土壤水源等方面的污染，对人类的身体健康产生影响。在这种情况下，需要重视新型药物的研究，重视饲养行业的科学发展，重视禽畜饲养药物的科学性使用，进而在提升禽畜饲养质量的同时，降低对周边环境的影响。