自20世纪40年代中期抗生素药物首次用于农场动物以来，关于这种做法是否谨慎的争论就一直存在。《生态学快报》去年12月发表的一项研究增加了一个新的层面：农民经常使用粪肥来增加土壤碳含量并提高植物的养分有效性，但该研究表明，给予两种常规抗生素的奶牛的粪便也改变了土壤细菌和真菌的组成。这些变化影响了植物如何“固定”大气中的二氧化碳并将其转化为有机物——这一过程是应对气候变化战略的一部分。
卡尔·韦普金（Carl Wepking）目前在科罗拉多州立大学工作，他在弗吉尼亚理工大学读研究生时领导了这项实验。每个月，他都会将几袋垃圾袋的牛粪运到一个草地上，并将每平方米648克的三种粪肥撒到三个地块上。实验进行几个月后，他用有机玻璃罩覆盖这些地块七天，并泵入标记有特定碳同位素的二氧化碳以进行追踪。韦普金说，在对照地块中，来自未处理奶牛的粪肥具有压倒性的积极作用，促进了植物生长，并将新光合作用产生的碳保留在植物和土壤微生物中。但在使用抗生素处理过的动物粪肥的地块中，更多的碳再次以二氧化碳的形式释放出来——其中一种抗生素的释放量大约是原来的两倍。“无论你是否给奶牛使用抗生素，都会改变碳在植物本身内部的移动方式，”他说，“这真是太不可思议了。”
土壤储存的碳量约为大气层的两倍，增加这种储存量可能有助于应对气候变化。科罗拉多州立大学的土壤生态学家弗朗西斯卡·科特鲁福（Francesca Cotrufo）没有参与这项研究，她说，气候和碳封存模型越来越多地考虑到植物化合物在微生物如何有效地将碳储存在土壤中的作用。她补充说，虽然这项粪肥研究没有考虑到已经储存的碳，但调查抗生素对最近固定的碳的影响是一个“新颖而有趣的视角”，并且“绝对应该受到关注”。
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韦普金表示，由于两种不同的抗生素（作用机制不同）都降低了碳利用效率，因此给奶牛使用这类药物可能会抵消粪肥的气候效益。“到目前为止，我们已经表明，如果你的粪肥来自使用过抗生素的牛，那么将粪肥添加到土壤中的积极作用并不像看起来那么积极，”他说——尽管“仍然很难说”给牲畜用药是否会抵消或否定粪肥作为肥料的任何净碳捕获效益。但他补充说，找出答案至关重要：美国牲畜每年可能向环境排放多达1300万公斤的抗生素，而且预计这个数字还会增加。