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、土壤持效期長等特點，除此之外，它還具有直接毒性，長期大量施用具有潛在的生態(tài)與環(huán)境安全隱患。因此，對其進行的微生物降解研究也逐漸成為熱點。
　　本研究的主要目的是從長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，對其進行種屬鑒定;探明菌株的生長特性和對乙草胺的降解特性，并對菌株的菌劑生產(chǎn)和實

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，編號為L3。通過形態(tài)學(xué)觀察、16S rDNA序列同源性分析、生理生化試驗等方法，將菌株L3鑒定為枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis），其16SrDNA基因序列在GenBank中的序列登錄號為:KM573816。
　　2、通過探究L3的生長特性，繪制了其生長曲線，且菌株L3的最適生長

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。
　　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，該最適條件下處理3d，菌株對乙草胺的降解率為52.98％，高于復(fù)篩時在普通培養(yǎng)條件下的52.01％。且菌株L3在3d內(nèi)對乙草胺、丙草胺、丁草胺和異丙草胺均有一定的降解，對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、運用單因素試驗和正交試驗對乙草胺降解菌劑的生產(chǎn)條件進行研究，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、通過盆栽實驗，考察了L3菌劑的實際應(yīng)用效果。包括降解菌濃度和施用時間對土壤中乙草胺降解的影響，降解菌的施用對土壤中土著微生物量、酶活、物質(zhì)量以及對敏感作物小麥生長的影響。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％，根長增長27％，表明菌株L3對污染土壤中敏感作物小麥的生長修復(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