岷江上游流域土壤抗生素殘留對農業生產的影響

胡 堯，馬曉黎

(1.四川省阿壩師范學院資源與環境學院，四川 汶川 623002；2.成都大學/抗生素研究與再評價四川省重點實驗室/四川抗菌素工業研究所，四川 成都 610052)

在和平與發展為主題的時代背景下，中國也在不斷發展的過程中，自身科技也在不斷的發展與完善，而這些技術也給中國經濟的發展，帶來發展的更強動力，但不可否認，這些技術的應用也給中國的環境造成極大的影響。抗生素是一種具有干擾以及消滅微生物或者是生活細胞的物質，而這種物質的產生多是因養殖等行業中抗生素的頻繁使用，動物難以將其消耗，利用糞便等排泄物將其排泄于環境中，進而造成土壤中有著較高的抗生素殘留，對當地的植物、動物以及動植物的耐藥性產生較為嚴重的影響。

1 研究區域概況

岷江上游流域位于中國西南橫斷山區腹地，是青藏高原和四川盆地的過渡區域，也是成都平原的重要生態屏障和水源地，岷江上游流域的生態安全對于下游成都平原而言其重要性不言而喻。區域內山脈交錯縱橫，地勢起伏極大，地形復雜，成土過程漫長，區內耕作土壤主要是山地黃壤、山地黃棕壤，本就貧瘠。本研究以岷江上游的重要支流壽溪河為主要區域，通過定點采樣和實驗分析，對土壤中抗生素殘留情況作了初步分析和評價，以期降低抗生素對農業發展的不良影響。

2 岷江上游流域土壤抗生素污染現狀

2.1 土霉素污染現狀

土霉素是現階段我國在農業發展過程中土壤中較為常見的污染元素之一，而從現有的研究數據來看，土霉素在土壤中的蘊含量較多，部分地區甚至超過3511μg/kg，而研究人員則表示土霉素超標地區多數存在使用畜禽類糞肥進行農業種植。通過研究人員采樣發現，岷江上游流域的土壤中也存在土霉素超標的情況。

2.2 金屬元素現狀

一般情況下單獨的金屬元素或者是抗生素都會對農業的發展造成一定的影響，而在兩者共同作用的情況下，會由于化學污染物與生物、化學污染物與化學污染物之間產生交互作用；化學污染物與生物、化學污染物與污染物之間產生獨立、促進或者是抑制等方面的情況，造成金屬元素與抗生素之間的混合在一定程度上會加深土壤對植物生長的影響，進而對當地的農業發展造成極大的影響。而從現階段我國發展實際情況來看，伴隨著我國的發展，對于養殖業的發展重視程度更高，大型養殖場的數量也呈現不斷上升的趨勢，從岷江地區所獲取的數據來看，其在實際發展過程中對于四環素類、喹諾酮類以及磺胺類的抗生素應用較為頻繁，而現有數據表明，Zn、As、Cu、Cr等金屬會被廣泛的應用與養殖業中，而這些金屬與部分抗生素之間的混合使用會對植物的生長產生聯合作用，而其的毒素也遠遠高于單一金屬污染或者是抗生素污染。且抗生素與重金屬之間的混合也會在極大程度上增加治理的難度[1]。

從岷江上游地區發展實際情況來看，壽溪河流域大部分地區的土壤呈現弱酸性，而這種情況的產生主要是由于土壤中含有大量的有機質。有學者對此進行研究后則表示，壽溪河等岷江上游地區在農業發展的過程中土壤中的重金屬元素會高于正常水平，而土壤中的有機質、重金屬以及土壤顆粒會相互作用，在土壤顆粒粒徑較小的情況下，其對金屬元素以及有機質吸附作用越強。再從分析已有的數據可以看出，現階段岷江上游流域土壤重金屬污染中最為嚴重的污染元素是Cd，而As也處于隨時會超過警戒線的數值之上。目前多數研究人員認為，岷江上游流域土壤中的金屬元素殘留的主要原因是養殖業生產過程的廢水。

2.3 抗生素污染現狀

岷江上游地區土壤中所含有的抗生素大致有14種，而四環素類、磺胺類以及喹諾酮類最為常見。有數據表明，抗生素在土壤中的殘留與其所處的位置有著較大的關聯，位于養殖場附近的土壤以及水資源中抗生素的殘留最為嚴重，其次以養殖場周邊的堆肥以及周邊農耕用地中的抗生素含量較高，因此可以看出，抗生素的主要來源是農村養殖戶，尤其大型養殖場。

3 農業土壤抗生素來源研究

土壤中的抗生素殘留過多基本是因為禽畜養殖業的發展，而其他則是由于使用禽畜養殖業所產生的副產品或者是被禽畜養殖業所污染的資源所導致的。本章在研究的過程中將從農用糞肥、灌溉水以及禽畜養殖業3個方面對農業土壤中抗生素殘留情況進行簡單的闡述與分析。

3.1 農用糞肥

農用糞肥是現階段土壤中抗生素殘留量過多的主要因素，從現階段養殖業發展實際情況來看，抗生素在實際應用中能夠在極大程度上提升畜禽的整體產量，致使抗生素的應用更加的頻繁。而從動物生長實際情況出發，動物對于抗生素的吸收量是有一定限制的，大量多余抗生素就會以糞便、尿液等方式排出體外。隨著時代的發展，我國農業呈現飛速發展趨勢，化肥等相關產品的成本也越來越高，人們對于生態農場的重視程度也越來越高。部分地區選擇使用養殖場所產生的禽畜糞肥代替原有的化肥，提升種植的安全性、控制種植成本。造成抗生素會伴隨著農業糞肥而傳遞到農業生產用地中，進而對其產生污染。

3.2 灌溉水

灌溉水中抗生素殘留量過多主要有2個方面的因素。一是種植業發展過程中所使用的水資源有部分來源于當地岷江河道，岷江上游地區的養殖業使得土壤中含有較多的抗生素殘留，污染當地的水源。農用土地在選擇灌溉方式的過程中，使用含有較多抗生素殘留的水資源，則會造成抗生素在土壤中聚集，污染土地[2]。二是農業在發展過程中自身所處的位置與養殖場等場地的距離十分近，養殖場周邊的水資源會受到一定的影響，具有較高的抗生素殘留，同時這些抗生素殘留會伴隨著灌溉在附近的土壤中進行聚集進入地下水，隨地下的動物、微生物等的行動軌跡變化，在土壤中局部聚集，對土地產生影響。

3.3 禽畜養殖業

抗生素可提升禽畜的抵抗力，促進動物的生長，備受我國禽畜養殖業的重視。中國生豬飼養頭數以及豬肉產量均位于世界第一，2013～2018年，我國平均每年用于動物飼養中的抗生素高達16.2萬t。由于抗生素的濫用，多數的抗生素并不能夠被動物所吸收，通過糞便、尿液等方式傳遞到環境中，進而對土壤產生影響。另養殖器械中也會殘留大量的抗生素，進而造成土壤中有大量的抗生素殘留情況。

4 抗生素對土壤的影響

抗生素價格低廉以及應用優勢較為明顯等方面的優勢，被廣泛的應用于畜牧養殖，水產養殖等生產，多余的抗生素通過糞便形式積累在土壤中，影響區域的生態平衡，進而對當地的植物生長產生較大的影響。現主要對抗生素在土壤中殘留對當地農業等行業的發展而造成的影響進行簡單的闡述與分析。

4.1 對植物的影響

土壤中抗生素含量較高，會對植物生長的速度以及質量產生較大的影響，影響當地農產品整體質量，降低農產品的經濟價值，不利于當地經濟以及農業的發展。如四環素會對植物的蛋白質組、氧化應激反應、光合作用等產生影響，造成植物生長過程中代謝并不符合其生長的實際需求，致使植物生長的形態及其內部的營養物質產生變化，影響植物生長的質量。四環素的使用會造成豌豆幼苗的外觀以及其代謝活動受到影響，造成其葉片以及根系維管束中胼胝質的含量以及沉積量產生較大程度的增加，影響根系中自由基的數量，造成植物生長中存在大量死亡細胞，影響植物生長整體質量。

4.2 對土壤動物的影響

土壤中所生存的動物以及微生物在農業生態系統中有著極為重要的作用，極大程度上影響農業發展的質量與效率。土壤中抗生素含量的提升會對土壤中動物的生長發育產生較為嚴重的影響。如在濃度較好的恩諾沙星所污染的土地中，土壤中的蚯蚓會產生短暫的氧化應激，其挖洞活動以及呼吸能力受到較大程度的影響，嚴重時對蚯蚓種群的健康以及生殖造成破壞，農業生態的穩定性。

4.3 抗生素耐藥性的影響

抗生素在土壤中的殘留，會造成抗生素殘留在農作物和養殖的動物身上，會造成人們對抗生素的耐藥性，對當地人群的長遠發展產生不利的影響。

5 降低抗生素對土壤影響的措施

土壤中抗生素的大量殘留對農作物、動物、人類等產生影響，規范使用抗生素鼓勵農業養殖業生態化發展，進而降低土壤中的抗生素含有量，為農業長遠且穩定發展奠定良好的基礎。

5.1 藥品合理使用

我國養殖行業在發展過程中抗生素的濫用較為嚴重，對周圍環境、土壤、空氣、水源污染更加嚴重。面對這種情況，首先需要我國相關單位制定更加合理的藥品使用規范，并對各個養殖場的藥品使用要求明確的規定，在較大程度上提升藥品使用的合理性，降低抗生素濫用概率[3]。其次，邀請相關專業人士，對養殖場動物生長情況等方面進行研究與分析，并對養殖場的養殖手段以及措施等進行評估，給養殖場以更加合理的建議與意見，鼓勵養殖場在發展的過程中更加合理的進行藥品使用，提升抗生素等藥品使用的合理性，降低抗生素濫用概率。

5.2 研究更加新型合理的農藥

我國在不斷發展的過程中醫學、科技的領域都呈現加速上升的趨勢，新型農藥的研究，突出更加符合現階段我國農業及養殖業發展實際情況的農藥，降低藥品于環境的污染。首先，我國在發展過程中是要建立相應的獎勵制度，對于在養殖業以及農業發展過程中，有著突出表現的研究人員進行物質以及非物質上的鼓勵，刺激更多的研究人員能夠參與到養殖業以及農業相關藥品的研究工作中。也能夠在一定程度上滿足部分研究人員自我價值實現的目的，更好的進行相關藥品的深入研究與分析。其次，重視原有藥物的改進與優化，在進行藥品研究的過程中，除了要進行新的藥品研究之外，也需要對原有的藥品進行改進優化，原有的藥品相關研究資料較多，能夠為研究人員提供更多的研究方向和研究思路。

5.3 禽畜飼養科學化發展

禽畜飼養的科學化發展能提升禽畜飼養的質量，也能降低禽畜飼養對其他行業的影響，保證禽畜飼養工作能夠在最大程度上與周邊的環境維持和諧關系，促進其長遠發展。首先，從意識角度上出發，需要提升相關人員，對于禽畜養殖業科學性發展的重視程度，清晰的認識到禽畜養殖業科學化發展的重要意義，并能夠發揮自身的優勢，在禽畜養殖業科學化發展中做出更大貢獻。如，藥品研究行業能夠制定出更加合理的藥品，降低污染。污染處理部門能夠按照禽畜養殖業發展實際情況制定更加合理的廢物處理方案，降低禽畜排泄物的污染。其次，要求我國在發展的過程中需要建立的評估監督部門，對禽畜養殖對周邊環境等方面的影響進行監督與評估，并按照其實際情況制定相應的優化改進措施。如，對不合理的養殖場勒令搬遷，建立養殖廢水處理產業等建議與要求。最后，要求禽畜飼養企業在發展的過程中，需要重視自身的長遠發展，定期的進行禽畜飼養，相關工作的研究與評估，分析禽畜飼養過程中存在的不足與問題，并制定相應的優化解決措施，使禽畜飼養企業在發展的過程中能夠維持一種穩定發展，不斷發展狀態。

抗生素在禽畜飼養行業發展過程中有著極為重要的作用，能夠在極大程度上提升動物的生長質量與效率，提升動物免疫力，降低動物死亡率。而抗生素的濫用，則會造成周邊土壤水源等方面的污染，對人類的身體健康產生影響。在這種情況下，需要重視新型藥物的研究，重視飼養行業的科學發展，重視禽畜飼養藥物的科學性使用，進而在提升禽畜飼養質量的同時，降低對周邊環境的影響。