多菌灵农药高效复合降解菌的研制及其应用

论文摘要

为了防治作物病虫害,有机农药已成为农业保产增产的重要手段。多菌灵作为一种高效、广谱杀菌剂,在农业上应用广泛,但多年连续使用导致其在土壤和农产品中的残留量过高,影响土壤环境,威胁食品质量安全。因此,对多菌灵等农药污染的环境进行修复是必要而紧迫的。本试验以本研究室已分离得到的两种多菌灵降解菌产碱杆菌(Alcaligenes sp.)和红球菌(Rhodococcus sp.)为出发菌株,通过复配获得高效复合降解菌,采用紫外分光光度法和高效液相色谱法测定多菌灵的残留量,对高效复合菌的降解特性和土壤应用进行了研究。主要内容及结论如下:(1)试验将两株多菌灵降解菌(A:产碱菌属;R:红球菌属)按不同比例进行复配,得到高效复合降解菌AR5(投加量比例为A:R=1:4)。在30℃、pH6.0、接种量5%、150r/min的条件下,该菌可在48h内完全降解200mg/L的多菌灵,降解效果优于单菌。经扫描电镜观察发现,降解菌A为杆状,菌体大小约为2μm×0.5μm;降解菌R为球菌,菌体直径约为1μm。经菌落计数,得出复合菌系AR5中A、R的菌体数目之比约为1:1。(2)复合菌AR5对多菌灵具有较高的耐受能力和降解能力,72h内可将初始浓度为400~600mg/L的多菌灵降解至10mg/L左右,完全降解初始浓度为100mg/L和300mg/L的多菌灵所需时间分别为24h和72h。正交优化试验结果表明,pH值对复合菌降解率有显著影响,而温度和接种量影响较小;降解条件最佳组合为温度30℃、pH6.0、接种量7%,24h对200mg/L多菌灵的降解率可达75.76%。外加0.2%的氮源如尿素、酵母浸粉可以提高复合菌AR5对多菌灵的降解率,而添加同样浓度的碳源对其降解能力影响不大。(3)降解谱试验结果显示,高效复合菌AR5对100mg/L的噻菌灵、甲基硫菌灵、甲霜灵、联苯菊酯、溴氰菊酯等几种常用农药均能表现出降解作用,摇瓶培养72h时的降解率分别为84.7%、90.2%、39.2%、53.5%、57.6%。(4)试验考察了复合菌AR5对土壤中多菌灵的降解能力、复合菌与植物病菌的关系以及复合菌的植物安全性。结果表明,在温度30℃、接种量5%的条件下,复合菌对土壤中50、100、200mg/kg的多菌灵都有很好的降解能力, 5d时的降解率分别为100%、100%、95.2%;土壤含水率对降解率有较大影响,含水率25%优于含水率20%、15%;自然土壤中的降解率略高于灭菌土壤,说明复合菌可与土壤中的土著微生物协同降解多菌灵。复合菌对玉米弯孢叶斑病菌、烟草赤星病菌、苹果腐烂病菌、马铃薯干腐病菌、番茄早疫病菌、辣椒疫霉病菌、南瓜枯萎病菌、黄瓜灰霉病菌均有拮抗作用,说明作为多菌灵降解菌的同时,该复合菌还具有防治植物病害的潜力。稀释20倍的复合菌液,对小白菜种子、番茄种子、黄瓜种子的发芽活力影响很小,且未发现复合菌对以上三种蔬菜有致病作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 农药的微生物降解
• 1.1.1 农药的危害
• 1.1.2 降解农药的微生物
• 1.1.3 微生物降解农药的机理
• 1.2 农药污染土壤的生物修复
• 1.2.1 生物修复技术
• 1.2.2 限制微生物修复的因素
• 1.2.3 研究趋势与展望
• 1.3 多菌灵概述
• 1.3.1 多菌灵基本性质
• 1.3.2 多菌灵的使用状况
• 1.3.3 多菌灵的毒性作用
• 1.3.4 多菌灵的检测方法
• 1.3.5 多菌灵的降解研究进展
• 1.4 本研究的意义与主要内容
• 第二章 多菌灵高效复合降解菌的研制
• 2.1 试验材料
• 2.1.1 菌株
• 2.1.2 供试农药样品
• 2.1.3 主要试剂
• 2.1.4 主要仪器和设备
• 2.1.5 培养基
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 菌体的活化与驯化
• 2.2.2 菌体形态电镜观察
• 2.2.3 两种降解菌的拮抗试验
• 2.2.4 种子液的制备
• 2.2.5 复合菌对多菌灵的降解试验
• 2.2.6 高效复合菌系菌体数目测定
• 2.2.7 多菌灵残留量的测定
• 2.3 结果与分析
• 2.3.1 降解菌的驯化结果
• 2.3.2 降解菌的菌体形态
• 2.3.3 降解菌的拮抗试验结果
• 2.3.4 多菌灵测定标准曲线
• 2.3.5 复合菌对多菌灵的降解能力
• 2.3.6 高效复合菌系的菌体数目
• 2.4 本章小结
• 第三章 高效复合菌的降解性能及条件优化
• 3.1 试验材料
• 3.1.1 菌株
• 3.1.2 供试农药
• 3.1.3 主要试剂
• 3.2 试验方法
• 3.2.1 高效复合菌对不同浓度多菌灵的降解
• 3.2.2 高效复合菌正交优化试验
• 3.2.3 添加碳氮源对降解率的影响
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 对不同浓度多菌灵的降解能力
• 3.3.2 正交优化试验结果
• 3.3.3 外加碳氮源对降解率的影响
• 3.4 本章小结
• 第四章 高效复合菌的降解谱试验
• 4.1 试验材料
• 4.1.1 菌株
• 4.1.2 供试农药
• 4.2 试验方法
• 4.2.1 农药残留量测定方法
• 4.2.2 复合菌对几种常用农药的降解试验
• 4.3 结果与分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 高效复合菌在土壤中的应用
• 5.1 试验材料
• 5.1.1 菌株
• 5.1.2 供试农药
• 5.1.3 供试土壤
• 5.1.4 供试蔬菜种子
• 5.2 试验方法
• 5.2.1 土壤理化性质测定
• 5.2.2 复合菌对土壤中多菌灵的降解
• 5.2.3 复合菌与植物病菌的关系试验
• 5.2.4 复合菌的植物安全性试验
• 5.3 结果与分析
• 5.3.1 土壤的理化性质
• 5.3.2 复合菌对土壤中多菌灵的降解能力
• 5.3.3 复合菌与植物病菌的关系
• 5.3.4 复合菌的植物安全性
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论与讨论
• 6.1 结论
• 6.2 讨论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介