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1.3 四环素类抗生素（土霉素）的生态毒性
1.3.1 四环素类抗生素（土霉素）对微生物的生态毒性
抗生素进入土壤后，能够直接杀死土壤环境中存在的某些微生物或者抑制其生长，其中，对细菌的作用效果最为显著。残留的抗生素可以影响微生物群落的形成，以及粪便和土壤中有机质的腐烂分解，土壤肥力，并同时降低土壤微生物对其他污染物的固定或降解能力。
Kong等从土壤中提取出微生物群落，然后将其暴露于含有土霉素的无菌生理盐水中，观察研究发现微生物群落功能的多样性随着土霉素浓度的升高而明显降低；浓度为11 μM/L-1时，土霉素对土壤微生物群落功能多样性的抑制率达到20%，浓度为43 μM/L-1 时抑制率达到最大，然而随着土霉素浓度的继续增加抑制率反而略为有所下降。[3]汤玮婧等研究表明，加入一定量的土霉素后，细菌数目随药物浓度的增加整体呈递减趋势，放线菌数目则呈上升趋势; 在不同浓度土霉素的作用下，碱性磷酸酶的活性明显下降，对脱氢酶的活性也有些影响，然而对脲酶活性则影响不大。王加龙等研究表明，较低浓度的恩诺沙星残留物不影响土壤微生物群落功能的多样性，而相对较高浓度的恩诺沙星残留物，则能够明显降低其微生物群落功能多样性。[4]
目前, 抗生素类药物对水体微生物的影响方面针对的相关研究还相对较少。Backhaus等通过费氏弧菌的长期生物发光抑制试验对5大类常用抗生素进行了研究，研究结果表明, 能够干扰蛋白质合成以及干扰DNA/ RNA 合成的抗生素，对该细菌具有强毒性，它们的EC50大都小于1 mg / L。[13]其中, 盐酸四环素在所有的20种被试验的抗生素中毒性最强，其EC90、EC50、EC10分别为0.0729、0.0252、0.0050mg/L。[4]
1.3.2 四环素类抗生素（土霉素）对植物的生态毒性
相关研究表明，部分动物的排泄物含有残留的抗生素药物，将此类粪便作为肥料施入土壤后，会对植物的正常生长发育造成不良影响，此外，通过有机肥带入土壤的四环素类抗生素可能通过抑制幼苗分芽，进而影响植物生长。与大多数已经研究的相对较为清楚的污染物相比，四环素类抗生素对植物的生长影响也呈现出相似的规律，低浓度的抗生素可以促进植物的生长发育，高浓度时则会抑制，但在不同的土壤或生长环境中，抗生素针对不同种类的植物的影响作用差异很大。抗生素对植物生长发育的影响取决于抗生素本身的化学性质、植物种类、使用剂量和土壤性质等因素。[5]
Bradel 等研究表明，100～1000 mg•L－1四环素的营养液可抑制一品红幼芽分枝，使其嫁接后单轴生长。 Farkas 等研究表明，金霉素可以使玉米中过氧化物酶( POX)和谷胱甘肽硫转移酶( GST) 的活性增强，但在斑豆中则并未观察到这一现象。[6]
小麦的芽伸长抑制率(或根伸长抑制率)与抗生素的浓度之间存在明显的剂量-效应关系，四环素和土霉素在水溶液中对根伸长10%的抑制浓度( IC10) 分别为25.88和24.22 mg•kg－1，在土壤中分别为377.80和717.60 mg•kg－1，水溶液中50% 抑制浓度( IC50) 值分别为583.9和469.1 mg•kg－1，而在土壤中分别为12709.0 和14818.0 mg•kg－1。[7]与在水环境中相比，抗生素在土壤中需要足够高的浓度才能对植物产生毒害作用，这是因为土壤对抗生素具有缓冲作用。