除草劑氯嘧磺隆的微生物降解機(jī)制及代謝產(chǎn)物研究.pdf

1、氯嘧磺隆(Chlorimuron-ethyl)[2-(4-氯-6-甲氧基嘧啶-2-基氨基甲酰氨基磺?；?苯甲酸(乙酯)]是美國(guó)杜邦公司于20世紀(jì)80年代開發(fā)的一種磺酰脲類除草劑。氯嘧磺隆是一種超高效、廣譜的大豆田苗后除草劑，對(duì)一年生禾本科雜草、部分闊葉雜草及部分莎草科雜草具有較好的防治效果。氯嘧磺隆在土壤中殘留時(shí)間長(zhǎng)，并且極低殘留量就可以引起后茬敏感作物的藥害，嚴(yán)重影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整。微生物能夠明顯降解除草劑殘留，并且對(duì)環(huán)境安

2、全、無(wú)毒。因此，利用微生物治理此類長(zhǎng)殘留除草劑的污染，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中具有非常重要的意義。本文利用儀器分析和生物化學(xué)方法系統(tǒng)的研究了，在不同條件下真菌對(duì)氯嘧磺隆除草劑的降解作用；采用HPLC結(jié)合LC-MS對(duì)氯嘧磺隆的主要降解產(chǎn)物進(jìn)行初步鑒定，明確了氯嘧磺隆除草劑在不同條件下的降解機(jī)理和代謝途徑。
　　 主要研究結(jié)果如下：
　　 1.黑曲霉在基礎(chǔ)培養(yǎng)基中最適宜的培養(yǎng)條件：氯嘧磺隆濃度為10.0mg·L-1，溫度為30.0

3、℃，接種量為5.0mL。
　　 2.不同真菌菌株對(duì)氯嘧磺隆的降解速率不同。順序?yàn)椋汉谇?黃曲霉>F8。其中，真菌黑曲霉對(duì)氯嘧磺隆的降解率為96.49％，黃曲霉為88.95%，F(xiàn)8為82.37%。
　　 3.混合菌株對(duì)氯嘧磺隆的降解速率均高于其單一菌株。順序?yàn)椋汉谇古c黃曲霉混合菌株>黑曲霉與F8混合菌株。兩種混合菌株對(duì)氯嘧磺隆的降解率均在98.2%以上。
　　 4.在不同真菌菌株的作用下，隨著氯嘧磺隆降解率的增

4、加，降解液的pH值逐漸降低。其中，加入黑曲霉的氯嘧磺隆降解液pH值由最初的7.55降低到3.42；加入黑曲霉與黃曲霉混合菌株的降解液pH值變化幅度最大，由最初的7.51降低到3.27。
　　 5.氯嘧磺隆的水解和微生物降解產(chǎn)物不同。其中，水解和微生物降解產(chǎn)物均含有產(chǎn)物A[N，N-二鄰甲酸乙酯苯磺?；蛩豜、B[鄰甲酸乙酯苯磺酰胺基甲酸酯]、C[鄰磺酰胺苯甲酸乙酯]、D[鄰磺酰苯酰亞胺]、G[2-(4-氯-6-甲氧基嘧啶-2-基氨

5、基甲酰氨基磺?；?苯甲酸]和J[2-(4-氯-6-甲氧基嘧啶-2-基亞胺醇氨基磺酰基)苯甲酸乙酯]。此外，真菌黑曲霉對(duì)氯嘧磺隆的降解產(chǎn)物還有產(chǎn)物E[2-(氨基磺?；?苯甲酸]、F[鄰甲酸乙酯苯磺?；惽杷狨和H[2-氨基-4-氯-6-甲氧基嘧啶]；真菌黃曲霉對(duì)氯嘧磺隆的降解產(chǎn)物還有產(chǎn)物F；真菌黑曲霉與黃曲霉混合菌株對(duì)氯嘧磺隆的降解產(chǎn)物還有產(chǎn)物F和H。
　　 6.氯嘧磺隆的水解和微生物降解機(jī)理及代謝途徑不同。雖然水解和微生物降解

6、反應(yīng)都是苯環(huán)上的酯基水解和磺酰脲橋斷裂，轉(zhuǎn)化為2-氨基-4-氯-6-甲氧基嘧啶和2-(氨基磺?；?苯甲酸乙酯等物質(zhì)；甲氧基嘧啶環(huán)可開環(huán)被降解為CO2和H2O；嘧啶環(huán)上甲氧基穩(wěn)定，沒有脫甲氧基反應(yīng)發(fā)生。但是微生物對(duì)氯嘧磺隆的降解機(jī)理更為復(fù)雜，真菌菌株不僅可以通過(guò)分解水解的產(chǎn)物來(lái)促進(jìn)水解反應(yīng)的進(jìn)行，而且可以使生成的裂解產(chǎn)物進(jìn)一步發(fā)生水解、氧化、醇解和環(huán)化反應(yīng)；其中，黑曲霉、黑曲霉與黃曲霉混合菌株還可以分解氯嘧磺隆的互變異構(gòu)體，使分解產(chǎn)率更高