Enrofloxacino na cultura da soja : efeitos sobre a produção de grãos e relação microssimbiótica

Abstract

Resumo: A contaminação das matrizes ambientais por antimicrobianos veterinários é um problema ambiental emergente. Por essas moléculas possuírem uma baixa metabolização no trato intestinal dos animais, as excretas se caracterizam como a principal fonte de contaminação dos ecossistemas. Ao atingirem o solo, os antimicrobianos podem interferir sobre organismos não-alvo como plantas e bactérias fixadoras de nitrogênio. Além disso, o escoamento superficial e a lixiviação transportam esses químicos até os cursos d'água, direcionados à irrigação de culturas agrícolas. Nesse sentido, investigou-se o efeito da presença de enrofloxacino na água de irrigação e no solo destinado ao cultivo de soja. Na concentração de 10 ug.L-1, enrofloxacino via água de irrigação levou a perda significativa do rendimento de grãos. Via solo, não foram identificados danos ao crescimento e desenvolvimento vegetal, porém concentrações a partir de 600 ?g.kg-1 afetaram o metabolismo de nitrogênio das plantas, reduzindo a atividade da enzima nitrogenase, o teor de ureídeos e a translocação de N para a parte aérea. O aumento nas concentrações de prolina em folhas de plantas expostas a 200 ug.kg-1 pode corresponder a um mecanismo de tolerância em resposta à potencial indução de estresse oxidativo pelo antimicrobiano. Além dos prejuízos ambientais e econômicos associados à uma menor produção de grãos, verifica-se um risco a saúde pública com a detecção desse antimicrobiano em tecidos vegetais comestíveis como folhas (até 560,85 ng.g-1) e grãos (até 78,15 ng.g- 1), destinados à alimentação de animais e humanos, podendo desencadear, dentre outros problemas, na resistência bacteriana. Esse estudo alerta sobre os efeitos do enrofloxacino na microbiota do solo e nas plantas de interesse agrícola, discutindo sobre a bioacumulação desse antimicrobiano na cadeia trófica.

Abstract: The contamination of environmental matrices by veterinary antimicrobials is an emerging environmental problem. These molecules have low metabolization in the animals gut, being the excreta the main source of contamination to ecosystems. Once in the soil, antimicrobials can affect non-target organisms such as nitrogen-fixing bacteria and plants. In addition, surface runoff and leaching can transport these chemicals to water courses, used for irrigation of agricultural fields. Here, the effects of enrofloxacin presence in the irrigation water and in the soil used in soybean cultivation was investigated. Enrofloxacin via irrigation water (10 ug.L-1) led to grain yield reduction. Through the soil, no damages to plant growth and development were identified, but at the 600 ?g.kg-1 concentration, enrofloxacin affected plant nitrogen metabolism by reducing nitrogenase activity, ureide content and nitrogen translocation. Plants exposed to 200 ug.kg-1 showed increased proline concentration in their leaves, probably as a response to enrofloxacin-inducing oxidative stress. We conclude that the presence of enrofloxacin in environmental matrices led to environmental and economical concerns. There is also a risk to public health, since the antimicrobial was detected in edible plant tissues such as leaves (up to 560,85 ng.g-1) and grains (up to 78,15 ng.g-1). The presence of the antimicrobial in animal and human diets can result in bacterial resistance. This study warns about the effects of the enrofloxacin on soil microbiota and agricultural crops, discussing the bioaccumulation of this antimicrobial in the food chain.