乙草胺降解芽孢菌的分離及降解效果研究.pdf

1、乙草胺(Acetochlor)是最具代表性的三大除草劑（草甘膦、丁草胺和乙草胺）之一，在我國(guó)生產(chǎn)量和使用量巨大，有不易揮發(fā)、光解緩慢、土壤持效期長(zhǎng)等特點(diǎn)，除此之外，它還具有直接毒性，長(zhǎng)期大量施用具有潛在的生態(tài)與環(huán)境安全隱患。因此，對(duì)其進(jìn)行的微生物降解研究也逐漸成為熱點(diǎn)。
　　本研究的主要目的是從長(zhǎng)期使用乙草胺的土壤中篩選獲得能夠高效降解乙草胺的微生物，對(duì)其進(jìn)行種屬鑒定;探明菌株的生長(zhǎng)特性和對(duì)乙草胺的降解特性，并對(duì)菌株的菌劑生產(chǎn)和實(shí)

2、際應(yīng)用做初步研究。主要研究結(jié)果如下:
　　1、以乙草胺為唯一能源，從長(zhǎng)期施用乙草胺的農(nóng)田土壤中分離到6株細(xì)菌，選擇降解率最高的菌株，編號(hào)為L(zhǎng)3。通過形態(tài)學(xué)觀察、16S rDNA序列同源性分析、生理生化試驗(yàn)等方法，將菌株L3鑒定為枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis），其16SrDNA基因序列在GenBank中的序列登錄號(hào)為:KM573816。
　　2、通過探究L3的生長(zhǎng)特性，繪制了其生長(zhǎng)曲線，且菌株L3的最適生長(zhǎng)

3、培養(yǎng)基為:1％葡萄糖，0.25％蛋白胨，1mmol/L Ca2+(CaCl2·2H2O)和Mn2+(MnSO4·H2O);最適培養(yǎng)條件為:培養(yǎng)溫度30℃，起始pH值8.0，裝液量30mL/250mL三角瓶，180r/min恒溫?fù)u床振蕩培養(yǎng)。在該最適條件下，菌株培養(yǎng)24h后，總菌量為1.15×1010CFU/mL。菌株L3在10～900mg/L的乙草胺濃度范圍均可生長(zhǎng)。
　　菌株L3降解乙草胺的最適條件為:溫度37℃，pH8.0，接

4、種量5％(v/v)，裝液量70mL/250mL三角瓶，180r/min恒溫?fù)u床振蕩培養(yǎng)，在乙草胺初始濃度為50mg/L時(shí)，該最適條件下處理3d，菌株對(duì)乙草胺的降解率為52.98％，高于復(fù)篩時(shí)在普通培養(yǎng)條件下的52.01％。且菌株L3在3d內(nèi)對(duì)乙草胺、丙草胺、丁草胺和異丙草胺均有一定的降解，對(duì)四種酰胺類除草劑的降解效果依次為乙草胺(51.86％)＞異丙草胺(45.64％)＞丙草胺(43.05％)＞丁草胺(32.6％)，說明菌株L3有較寬的

5、降解譜。
　　3、運(yùn)用單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)對(duì)乙草胺降解菌劑的生產(chǎn)條件進(jìn)行研究，確定了枯草芽孢桿菌L3的最優(yōu)培養(yǎng)基組成:碳源1％乳糖，氮源3％玉米漿，無機(jī)鹽0.1％NaH2PO4·2H2O;最優(yōu)發(fā)酵條件為培養(yǎng)基起始pH值7.5，種齡20h，裝液量30mL/250mL三角瓶，接種量5％(v/v)，溫度37℃，轉(zhuǎn)速180r/min。此條件下芽孢形成率為97.1％，芽孢產(chǎn)量可達(dá)6.5×109CFU/mL。L3產(chǎn)芽孢發(fā)酵條件的優(yōu)化為其菌劑制

6、備和工業(yè)生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。
　　4、通過盆栽實(shí)驗(yàn)，考察了L3菌劑的實(shí)際應(yīng)用效果。包括降解菌濃度和施用時(shí)間對(duì)土壤中乙草胺降解的影響，降解菌的施用對(duì)土壤中土著微生物量、酶活、物質(zhì)量以及對(duì)敏感作物小麥生長(zhǎng)的影響。結(jié)果表明，菌劑的適宜施用濃度為5×106CFU/g土壤，此濃度下，7、14、50d后乙草胺的降解率分別為24.24％、22.76％、86.93％;施用L3菌液對(duì)土壤微生物的種類和數(shù)量均有較大程度的恢復(fù);并且明顯降低了乙草胺對(duì)土壤蔗

7、糖酶、脲酶、蛋白酶和過氧化氫酶的抑制作用，減輕了乙草胺對(duì)土壤全氮、有效磷和有效鉀的破壞;施用降解菌液后，相比空白組，小麥地上部分增高117％，總鮮重增重56％，根長(zhǎng)增長(zhǎng)27％，表明菌株L3對(duì)污染土壤中敏感作物小麥的生長(zhǎng)修復(fù)具有良好的效用，即該菌劑的使用可減輕因乙草胺殘留所造成的下茬作物潛在危害。
　　5、應(yīng)用平皿生化反應(yīng)、薄層色譜法及分光光度法檢測(cè)了菌株L3產(chǎn)生促生物質(zhì)的能力。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，菌株L3可產(chǎn)生嗜鐵素、吲哚乙酸和一定量的小分