تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 150 |
تعداد مقالات | 1,491 |
تعداد مشاهده مقاله | 2,263,812 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 1,895,893 |
تأثیر آنتیبیوتیکهای اکسیتتراسایکلین (OTC) و سولفامتاکسازول (SMX) بر نیتریفیکاسیون بالقوه و فعالیت آنزیمهای فسفاتاز قلیایی و اورهآز در یک خاک آهکی | ||
تحقیقات کاربردی خاک | ||
مقاله 1، دوره 6، شماره 2، شهریور 1397، صفحه 1-14 اصل مقاله (672.77 K) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
نویسندگان | ||
علی مولائی1؛ امیر لکزیان* 2؛ غلامحسین حق نیا3؛ علیرضا آستارائی3؛ میرحسن رسولی صدقیانی4؛ ماریا ترزا چکرینی5 | ||
1دانشگاه فردوسی مشهد | ||
2دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد | ||
3هیات علمی گروه علوم خاک دانشگاه فردوسی مشهد | ||
4گروه علوم خاک دانشگاه ارومیه | ||
5هیات علمی دانشکده کشاورزی دانشگاه فلورانس ایتالیا | ||
چکیده | ||
سالیانه مقادیر زیادی از آنتیبیوتیکهای داروئی اکسیتتراسایکلین (OTC) و سولفامتوکسازول (SMX) برای درمان بیماریهای عفونی و بهبود رشد دام و پرندگان در سراسر دنیا بکار میرود. بیش از 90 درصد آنتیبیوتیکهای بکار رفته ممکن است به صورت ترکیبهای اصلی یا به صورت متابولیتهای کارا از سیستم بدن دام دفع شده و وارد محیط خاک شود که ممکن است اثرات نامطلوبی بر ریزجانداران غیرهدف اعمال کند. اثرات این آنتیبیوتیکها بر عملکرد جامعه میکروبی خاک هنوز به خوبی شناخته نشده است. در این پژوهش، برای بررسی تأثیر آنتیبیوتیکهای سولفامتوکسازول و اکسیتتراسایکلین بر عملکردهای میکروبی خاک، آزمایشی به صورت فاکتوریل بر پایه طرح کاملاً تصادفی با فاکتورهای غلظت آنتیبیوتیک (0، 1، 10، 25، 50 و 100 میلیگرم بر کیلوگرم)، زمان انکوباسیون (1، 4 و 21 روز) و نوع آنتیبیوتیک در شرایط آزمایشگاهی انجام شد. عملکرد جامعه میکروبی خاک با اندازهگیری فعالیت آنزیمهای اورهآز و فسفاتاز قلیایی خاک و نیتریفیکاسیون بالقوه ارزیابی شد. نتایج اندازهگیریها نشان داد که آنتیبیوتیک اکسیتتراسایکلین، فعالیت فسفاتاز قلیائی و اورهآز را در روز نخست انکوباسیون به شدت تحت تأثیر قرار داد ولی با افزایش زمان انکوباسیون فعالیت این آنزیمها بازیابی شد. در حالی که آنتیبیوتیک سولفامتوکسازول فعالیت آنزیمهای فسفاتاز قلیایی و اورهآز را در مقایسه با تیمار شاهد در دوره انکوباسیون جلوگیری کرد. تأثیر آنتیبیوتیکهای اکسیتتراسایکلین و سولفامتوکسازول بر میزان نیتریفیکاسیون بالقوه خاک از الگوی یکسانی پیروی کرد به گونهای که میزان نیتریفیکاسیون در روزهای نخست انکوباسیون با افزایش غلظت آنتیبیوتیک افزایش یافت ولی با گذشت زمان، این آنتیبیوتیکها اثرات نامطلوب بر نیتریفیکاسیون بالقوه داشتند. روهمرفته، آنتیبیوتیک OTC تأثیر نامطلوبی بر عملکردهای میکروبی خاک در روزهای نخست انکوباسیون داشت، در حالی که آنتیبیوتیک SMX اثرات پایدار بر عملکردهای میکروبی خاک اعمال کرد. | ||
کلیدواژهها | ||
اکسیتتراسایکلین؛ اورهآز؛ سولفامتوکسازول؛ فسفاتاز قلیایی؛ نیتریفیکاسیون بالقوه | ||
مراجع | ||
References
Aga D.S., Goldfish R., and Kulshrestha P. 2003. Application of ELISA in determining the fate of tetracyclines in land-applied livestock wastes. Analyst, 128: 658-662.
Al-Ahmad A., Daschner F.D., and Kümmerer K. 1999. Biodegradability of cefotiam, ciprofloxacin, meropenem, penicillin G and sulfamethoxazole and inhibition of wastewater bacteria. Archives of Environmental Contamination and Toxicology, 37: 158-163.
Bailey V.L., Smith J.L., and Bolton H. 2003. Novel antibiotics as inhibitors for the selective respiratory inhibition method of measuring fungal: bacterial ratios in soil. Biology and Fertility of Soils, 38: 154-160.
Baran W., Adamek E., Sobczak A., and Sochacka J. 2009. The comparison of photocatalytic activity of Fe-salts, TiO2 and TiO2/FeCl3 during the sulfanilamide degradation process. Catalysis Communications, 10: 811-814.
Berg P., and Rosswall T. 1985. Ammonium oxidizer numbers, potential and actual oxidation rates in two Swedish arable soils. Biology and Fertility of Soils, 1: 131-140.
Black C.A., Evans D., and Dinauer R. 1965. Methods of Soil Analysis, No 9, American Society of Agronomy Madison, WI. Pp. 961-1011.
Boleas S., Alonso C., Pro J., Fernandez C., Carbonell G., and Tarazona J.V. 2005. Toxicity of the antimicrobial oxytetracycline to soil organisms in a multi-species-soil system (MS·3) and influence of manure co-addition. Journal of Hazardous Materials, 122: 233-241.
Bouyoucos G.J. 1962. Hydrometer method improved for making particle size analyses of soils. Agronomy Journal, 54: 464-465.
Ding C., and He J. 2010. Effect of antibiotics in the environment on microbial populations. Applied Microbiology and Biotechnology, 87: 925-941.
Drillia P., Dokianakis S.N., Fountoulakis M.S., Kornaros M., Stamatelatou K., and Lyberatos G. 2005. On the occasional biodegradation of pharmaceuticals in the activated sludge process: the example of the antibiotic sulfamethoxazole. Journal of Hazardous Materials, 122: 259-265.
Fang H., Han Y., Yin Y., Pan X., and Yu Y. 2014. Variations in dissipation rate, microbial function and antibiotic resistance due to repeated introductions of manure containing sulfadiazine and chlortetracycline to soil. Chemosphere, 96: 51-56.
Gutierrez I.R., Watanabe N., Harter T., Glaser B., and Radke M. 2010. Effect of sulfonamide antibiotics on microbial diversity and activity in a Californian Mollic Haploxeral. Journal of Soils and Sediments, 10: 537-544.
Hackbarth C.J., and Chambers H.F. 1989. Methicillin-resistant staphylococci: genetics and mechanisms of resistance. Antimicrobial Agents and Chemotherapy, 33: 99-104.
Haluschak P. 2006. Laboratory Methods of Soil Analysis. Canada-Manitoba Soil Survey, pp. 3-133.
Hammesfahr U., Heuer H., Manzke B., Smalla K., and Thiele-Bruhn S. 2008. Impact of the antibiotic sulfadiazine and pig manure on the microbial community structure in agricultural soils. Soil Biology and Biochemistry, 40: 1583-1591.
Hammesfahr U., Kotzerke A., Lamshöft M., Wilke B.M., Kandeler E., and Thiele-Bruhn S. 2011. Effects of sulfadiazine-contaminated fresh and stored manure on a soil microbial community. European Journal of Soil Biology, 47: 61-68.
Hamscher G., Sczesny S., Hoper H., Pawelzick H., and Nau H. 2002. Determination of persistent tetracycline residues in soil fertilized with liquid manure by high performance liquid chromatography with electrospray ionization tandem mass spectrometry. Analytical Chemistry, 74: 1509-1518.
Heise J., Hiiltge S., Schrader S., and Kreuzig R. 2006. Chemical and biological characterization of non-extractable sulfonamide residues in soil. Chemosphere, 65:2352-2357.
Heuer H., Schmitt H., and Smalla K. 2011. Antibiotic resistance gene spread due to manure application on agricultural fields. Current Opinion in Microbiology, 14: 236-243.
Ji L., Chen W., Duan L., and Zhu D. 2009. Mechanisms for strong adsorption of tetracycline to carbon nanotubes: a comparative study using activated carbon and graphite as adsorbents. Environmental Science and Technology, 43: 2322-2327.
Kahle M., and Stamm C. 2007. Time and pH-dependent sorption of the veterinary antimicrobial sulfathiazole to clay minerals and ferrihydrite. Chemosphere, 68: 1224-1231.
Katipoglu-Yazan T., Merlin C., Pons M.N., Ubay-Cokgor E., and Orhon D. 2016. Chronic impact of sulfamethoxazole on the metabolic activity and composition of enriched nitrifying microbial culture. Water Research, 100: 546-555.
Kong W.D., Zhu Y.G., Fu B.J., Marschner P., and He J.Z. 2006. The veterinary antibiotic oxytetracycline and Cu influence functional diversity of the soil microbial community. Environmental Pollution, 143: 129-137.
Kong W.D., Zhu Y.G., Liang Y.C., Zhang J., Smith F.A., and Yang A. 2007. Uptake of oxytetracycline and its phytotoxicity to alfalfa (Medicago sativa L.). Environmental Pollution, 147: 187-193.
Kumar K., Thompson A., Singh A.K., Chander Y., Gupta S.C. 2004. Enzyme linked immunosorbent assay for ultratrace determination of antibiotics in aqueous samples. Journal of Environmental Quality, 33: 250-256.
Liu B., Li X., Zhang X., Wang J., and Gao M. 2015. Effects of chlortetracycline on soil microbial communities: Comparisons of enzyme activities to the functional diversity via Biolog EcoPlates™. European Journal of Soil Biology, 68: 69-76.
Liu W., Pan N., Chen W., Jiao W., and Wang M. 2012. Effect of veterinary oxytetracycline on functional diversity of soil microbial community. Plant Soil and Environment, 58: 295-301.
Martinez J.L. 2009. Environmental pollution by antibiotics and by antibiotic resistance determinants. Environmental Pollution, 157: 2893-2902.
Mijangos I., Becerril J.E.M., Albizu I., Epelde L., and Garbisu C. 2009. Effects of glyphosate on rhizosphere soil microbial communities under two different plant compositions by cultivation-dependent and-independent methodologies. Soil Biology and Biochemistry, 41: 505-513.
Nelson K.L., Brözel V.S., Gibson S.A., Thaler R., and Sharon A. 2011. Influence of manure from pigs fed chlortetracycline as growth promotant on soil microbial community structure. World Journal of Microbiology and Biotechnology, 27: 659-668.
Park J.Y., and Huwe B. 2016. Effect of pH and soil structure on transport of sulfonamide antibiotics in agricultural soils. Environmental Pollution, 213: 561-570.
Qasemian L., Guiral D., Ziarelli F., Van Dang T.K., and Farnet A. 2012. Effects of anthracene on microbial activities and organic matter decomposition in a Pinus halepensis litter from a Mediterranean coastal area. Soil Biology and Biochemistry, 46: 148-154.
Reichel R., Rosendahl I., Peeters E.T.H.M., Focks A., Groeneweg J., Bierl R., Schlichting A., Amelung W., and Thiele-Bruhn S. 2013. Effects of slurry from sulfadiazine- (SDZ) and difloxacin- (DIF) medicated pigs on the structural diversity of microorganisms in bulk and rhizosphere soil. Soil Biology and Biochemistry, 62: 82-91.
Rodríguez-Loinaz G., Onaindia M., Amezaga I., Mijangos I., and Garbisu C. 2008. Relationship between vegetation diversity and soil functional diversity in native mixed-oak forests. Soil Biology and Biochemistry, 40: 49-60.
Rosendahl I., Siemens J., Groeneweg J., Linzbach E., Laabs V., Herrmann C., Vereecken H., and Amelung W. 2011. Dissipation and sequestration of the veterinary antibiotic sulfadiazine and its metabolites under field conditions. Environmental Science and Technology, 45: 5216-5222.
Schloter M., Dilly O., and Munch J.C. 2003. Indicators for evaluating soil quality. Agriculture Ecosystems and Environment, 98: 255-262.
Schmitt H., Haapakangas H., and van Beelen P. 2005. Effects of antibiotics on soil microorganisms: time and nutrients influence pollution-induced community tolerance. Soil Biology and Biochemistry, 37: 1882-1892.
Tabatabai M.A. 1994. Soil enzymes. In: Weaver R.W., Angle J.S., and Bottomley P.S (Eds). Methods of soil analysis- Part 2, Microbiological and biochemical properties, Soil Science Society of America,Madison, WI, pp. 801-834.
Thiele-Bruhn S., and Beck I.C. 2005. Effects of sulfonamide and tetracycline antibiotics on soil microbial activity and microbial biomass. Chemosphere, 59: 457-465.
Walkley A., and Black I.A. 1934. An examination of the Degtjareff method for determining soil organic matter, and a proposed modification of the chromic acid titration method. Soil Science, 37: 29-38.
Wang Q., Guo M., and Yate S.R. 2006. Degradation kinetics of manure-derived sulfadimethoxine in amended soil. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 54: 157-163.
Wu N., Qiao M., Zhang, B., Cheng W.D., Zhu Y.G. 2010. Abundance and diversity of tetracycline resistance genes in soils adjacent to representative swine feedlots in China. Environmental Science and Technology, 44: 6933-6939.
Yang J., Ying G., Yang L., Zhao J., Liu F., Tao R., Yu Z., and Peng P. 2009a. Degradation behavior of sulfadiazine in soils under different conditions. Journal of Environmental Science and Health, 44: 241-248.
Yang Q., Zhang J., Zhu K., and Zhang H. 2009b. Influence of oxytetracycline on the structure and activity of microbial community in wheat rhizosphere soil. Journal of Environmental Sciences, 21: 954-959.
Yao X.H., Min H., Lü Z.H., and Yuan H.P. 2006. Influence of acetamiprid on soil enzymatic activities and respiration. European Journal of Soil Biology, 42: 1200-126.
Zhang Y., Xu J., Zhong Z., Guo C., Li L., He Y., Fan W., and Chen Y. 2013. Degradation of sulfonamides antibiotics in lake water and sediment. Environmental Science and Pollution Research, 20: 2372-2380.
Zielezny Y., Groeneweg J., Vereecken H., and Tappe W. 2006. Impact of sulfadiazine and chlortetracycline on soil bacterial community structure and respiratory activity. Soil Biology and Biochemistry, 38: 2372-2380. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,966 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,843 |