抗生素加剧环境变化？

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自从20世纪40年代开始给家畜使用抗生素以来，人们一直都在争论是否应该这么做。

撰文：彼得·安德雷·史密斯（Peter Andrey Smith）

翻译：张哲

来源：环球科学（2020年6月15日），转载自中国数字科技馆网站

自从20世纪40年代开始给家畜使用抗生素以来，人们一直都在争论是否应该这么做。《生态学快报》（Ecology Letters）杂志发表了一项研究，又为这场争论添了一把火：养殖户通常会用家畜的粪便给土地和农作物施肥，但是，用使用过两种常见抗生素的奶牛的粪便施肥，会改变土壤中细菌和真菌的组成，进而影响植物从大气中吸收二氧化碳并将其转化成有机物的能力。要知道，靠植物吸收二氧化碳也是缓解气候变化的策略之一。

这项研究是卡尔·韦普金（Carl Wepking）在美国弗吉尼亚理工大学攻读博士学位的研究课题，目前韦普金在美国科罗拉多州立大学工作。在研究时，他每个月都会给弗吉尼亚州的一片草场带去奶牛粪便。这片草场被分成3块，其中两块是实验组，所用粪便中各含一种不同类型的抗生素，另一块是对照组，所用粪便中不含抗生素，每块土地都以每平方米648克的标准施肥。定期施肥8个月后，他用罩子把草地罩住，并向罩子中通入了含有特定碳同位素的二氧化碳，以此追踪代谢过程。

韦普金表示，在对照组中使用的是未使用抗生素的奶牛的粪便，这种肥料的效果非常明显，不仅促进了植物生长，经光合作用合成的有机物也被保留在了植物和土壤的微生物中。但在实验组中，以二氧化碳形式重新返回大气的碳量是对照组的2倍左右。韦普金说：“给奶牛饲喂食抗生素会改变碳在植物中的代谢方式，这真是出人意料。”

土壤中存储的碳是大气中的2倍左右，因此增加土壤碳储量有助于抑制环境变化。美国科罗拉多州立大学土壤生态学家弗兰切斯卡·科特鲁夫（Francesca Cotrufo，并未参与这项研究）认为，在建立气候和碳封存模型时，科学家越来越重视植物对土壤微生物碳存储效率的影响。她还说，尽管这项研究没有考虑已经存储的碳，但是研究抗生素对新近被固定的碳的影响，也是“既新颖又有趣的角度，应该受到更多关注”。

韦普金认为，由于这两种（作用机理不同的）常用抗生素都会降低碳使用效率（carbon-use efficiency），给奶牛饲喂这类抗生素可能会抵消粪便在抑制环境变化方面的好处。韦普金说，确定具体影响程度非常关键，在美国，每年经家畜进入环境中的抗生素达到1300万千克，预计今后这个数字还会继续增加。

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