The migration risk of antibiotic and antibiotic resistance genes (ARGs) have attracted lots of attentions due to their potential threaten to public health. Strategies to reduce their vertical mobilization risk are urgently required for groundwater safety and human health. Biochar enjoys numerous interests due to its excellent sorption affinity. However, little was known about the efficacy of biochar amendment in impeding the vertical mobilization of antibiotic and ARGs. To fill this gap, a column study was carried out to investigate biochar-induced variations in the leaching behavior of dissolved organic matter (DOM), sulfamethazine (SMZ) and ARGs. Results showed that biochar addition enhanced DOM export from soil, changed its composition and impeded the vertical transport of SMZ. Biochar amendment could effectively decrease the occurrence of extracellular and intracellular sul2 in soil and impede its vertical transportation, however, it did not work out with sul1 gene. Structural equation modeling analysis demonstrated that the abundance of sul2 was significantly controlled by SMZ concentration, while the primary drivers of sul1 were SMZ concentration and DOM content. These results indicated the failure in inhibiting the vertical transfer of sul1 under biochar amendment and highlighted the important role of DOM in the leaching of soil ARGs.

Abstract Plant growth and development are impeded by abiotic stresses that interfere with physiological processes. This study aimed to assess the distinct and combined effects of biochar and brassinosteroids (BRs) on Rio Grande and Amitabh-004 tomato plants under water deficit stress. Results showed that biochar has porous morphology with significant water absorption and retention capability as inveterate by SEM. EDX of biochar illustrated the existence of various essential elements including carbon (75.04%), oxygen (13.57%), nitrogen (5.66%), potassium (2.43%), and calcium (1.52%). Similarly, Co-application of biochar and BRs quenched the drought stress by triggering antioxidant-enzymes including POD, APX, CAT and SOD accompanied with photosynthetic pigments boosting and amplification of osmolytes including proline, sugar and proteins for the better survival of plants under stress. Furthermore, HPLC of Gallic acid was identified at the retention time of 2.307 with peak area 63.25 and Vitamin-C at 3.15 retention times with peak area of 34.27 in all treatments of both varieties supplemented with different stresses along with biochar and BRs. Furthermore, Drought-stress significantly affects the agronomic feature of tomato plants such as leaf area, fresh biomasses of leaf, root and shoot, root length. Physicochemical characteristics i.e., pH, soil moisture, and percent field capacity are also adversely affected by water deficit stress. The principal component of physiological attributes was found to have 20.51% followed by 17.93%, 14.70%, 11.68% and 10.69%. Conclusively, the study emphasizes the potential of biochar and BRs to alleviate drought stress and enhance physio-biochemical attributes, thereby promoting improved plant growth under water deficit conditions.

Withania somnifera belongs to the family Solanaceae, commonly called ashwagandha, and is traditionally used as an astringent, hepatoprotective and antioxidant, and as a treatment for rheumatism. Therefore the current study aimed to explore the dichloromethane fraction of W. somnifera whole plant (DCFWS) and ethyl acetate fraction of W. somnifera (EAFWS) using gas chromatoghraphy-mass spectrometry (GC-MS) analysis and to find the acetylcholinesterase inhibition potential along with spasmolytic activity. The GC-MS-detected phytochemicals were 2,4-bis(1,1-dimethylethyl), hexadecanoic acid, 1-nonadecene and 11-octadecenoic acid. The DCFWS and EAFWS exhibited acetylcholinesterase inhibitory potential with significant inhibitory concentration values. The acute toxicity results of both fractions showed high toxicity, causing emesis at 0.5 g and both emesis and diarrhea at 1 g/kg. Both fractions exhibited significant (p ≤ 0.01) laxative activity against metronidazole (7 mg/kg) and loperamide hydrochloride (4 mg/kg) induced constipation. Both DCFWS (66.8 ± 3.85%) and EAFWS (58.58 ± 3.28%) significantly (p ≤ 0.05) increased charcoal movement compared with distal water (43.93 ± 4.34%). Similarly the effect of DCFWS on KCl-induced (80 mm) contraction was more significant as compared with EAFWS. It was concluded that the plant can be used in the treatment of gastrointestinal tract diseases such as constipation. Furthermore, additional work is required in the future to determine the bioactive compounds that act as therapeutic agents in W. somnifera.

Cadmium (Cd) is a well-known pollutant in agricultural soil, affecting human health through the food chain. To combat this issue, Ca + Mg (25 mg L −1 ) nanocomposite and Bacillus pumilus , either alone or combined, were applied to rice plants under Cd (5 mg kg −1 , 10 mg kg −1 ) contamination. In our study, growth and yield traits demonstrated the beneficial influence of Ca + Mg and B. pumilus application in improving rice defense mechanism by reducing Cd stress. Combined Ca + Mg and B. pumilus application increased SPAD (15), total chlorophyll (18), chlorophyll a (11), chlorophyll b (22), and carotenoids (21%) with Cd (10 mg kg −1 ), compared to the application alone. Combined Ca + Mg and B. pumilus application significantly regulated MDA (15), H 2 O 2 (13), EL (10), and O 2 •– (24%) in shoots under Cd (10 mg kg −1 ), compared to the application alone. Cd (10 mg kg −1 ) increased the POD (22), SOD (21), APX (12), and CAT (13%) in shoots with combined Ca + Mg and B. pumilus application, compared to the application alone. Combined Ca + Mg and B. pumilus application significantly reduced Cd accumulation in roots (22), shoots (13), and grains (20%) under Cd (10 mg kg −1 ), compared to the application alone. Consequently, the combined application of Ca + Mg and B. pumilus is a sustainable solution to enhance crop production under Cd stress.