氯氰菊酯优势降解菌的筛选及降解特性研究

摘要

农药是用以防治植物病虫害、消灭杂草和调节植物生长的化学药剂，对农业生产起着重要作用。但由于长期和广泛地大量施用，造成土壤环境中农药残留与污染导致危及动植物和人体健康。虽然人们普遍认为拟除虫菊酯类农药具有高效低毒的特性，但是它同时具有对光、热稳定的特点，所以，在环境中半衰期较长，很难在自然条件下快速降解。而氯氰菊酯由于疏水性比较大，是拟除虫菊酯类农药中较难降解的一种。由于传统的物理化学降解方法仍然会带来二次污染，近年来，作为一种成本低廉、对环境友好的土壤污染的生物修复技术已成为研究的热点，而采用微生物降解农药也成为无害化技术的发展趋势。
　　 本研究从喷洒过氯氰菊酯的土壤中筛选分离、驯化得到6株具有降解活性的菌株，其中1种L0菌的降解能力稳定且降解率最高。通过研究菌株L0的形态及生理生化特性，初步鉴定该菌属于芽孢杆菌属(Bacillussp.)。
　　 进一步研究L0菌株的最佳生长条件为：在普通培养基中，72h达到最大生长量.在无机盐培养基中，48h生长量最大；最佳生长温度26℃，最佳初始pH值7，最佳氮源为蛋白胨，最佳碳源是葡萄糖；当葡萄糖浓度为1％时，最适的C:N为20：1；最佳无机盐离子浓度为：Na+0.2g/L、K+0.6g/L及Mg2+0.5g/L。
　　 采用气相色谱法分析L0对氯氰菊酯的降解作用。在最佳生长条件下L0对氯氰菊酯的降解率高达到87.5％;L0对氯氰菊酯的最佳降解条件：温度26℃，pH7,底物浓度为100mg/L；添加少量的外加碳源(葡萄糖)能促进L0对氯氰菊酯的降解，最佳外加碳源浓度为200mg/L。
　　 初步研究了L0对氯氰菊酯污染土壤的微生物修复作用。将菌株扩大培养后，添加到模拟氯氰菊酯污染的土壤中，在自然条件下降解，利用紫外分光光度计法检测土壤中氯氰菊酯的残留量，经15天降解率可达到57.67％。研究结果表明：利用微生物治理农药污染土壤的生物修复技术具有广阔的应用前景。

目录

文摘

英文文摘

第一章 综述

1.1 拟除虫菊酯简介

1.1.1 拟除虫菊酯发展史

1.1.2 拟除虫菊酯主要品种的性质

1.1.3 拟除虫菊酯农药污染现状

1.2 农药的降解

1.2.1 农药的化学降解

1.2.2 农药的光降解

1.2.3 农药的超声降解

1.2.4 微生物降解

1.2.5 生物修复技术简介

1.3 拟除虫菊酯生物降解国内外研究现状、发展动态

1.3.1 菌株筛选

1.3.2 酶促降解的研究

1.3.3 研究中存在的问题及发展方向

1.4 课题的研究意义和主要研究内容

1.4.1 课题研究意义

1.4.2 论文研究的主要内容

第二章 实验材料与方法

2.1 实验仪器、设备和试剂

2.1.1 实验仪器、设备

2.1.2 实验试剂

2.2 土样来源

2.3 试剂的配制

2.3.1 菌株鉴定所用试剂

2.3.2 培养基配制

2.4 实验方法

2.4.1 菌株分离纯化

2.4.2 菌株的初步鉴定

2.4.3 菌株生长条件的测定

2.4.4 氯氰菊酯气相色谱检测

2.4.5 降解菌对氯氰菊酯降解性能的研究

2.4.6 菌株修复氯氰菊酯污染土壤的模拟实验

第三章 氯氰菊酯优势降解菌的筛选及特性研究

3.1 菌株的筛选与驯化

3.1.1 菌株的初筛

3.1.2 菌株的驯化与复筛

3.2 降解性能的验证

3.2.1 氯氰菊酯的标准曲线制作

3.2.2 培养基中氯氰菊酯的萃取

3.2.3 添加回收率的测定

3.2.4 菌株的培养及取样

3.2.5 农药降解率计算

3.2.6 L0对氯氰菊酯的降解

3.3 菌株的初步鉴定

3.3.1 菌落特征菌体形态

3.3.2 L0生理生化特征

3.4 最佳生长条件的研究

3.4.1 菌株的生长曲线测定

3.4.2 pH值试验

3.4.3 温度试验

3.4.4 最佳碳源试验

3.4.5 最佳氮源试验

3.4.6 最佳碳氮比试验

3.4.7 无机盐利用试验

3.5 小结

第四章 氯氰菊酯优势降解菌降解性能研究

4.1 菌悬液的制备

4.2 降解率影响因素的研究

4.2.1 温度对降解率的影响

4.2.2 pH值对降解率的影响

4.2.3 底物浓度对降解率的影响

4.2.4 共代谢

4.3 L0修复氯氰菊酯污染土壤的模拟实验

4.3.1 氯氰菊酯溶于三氯甲烷的特征吸收峰检测

4.3.2 氯氰菊酯紫外分光光度计法标准曲线检测

4.3.3 L0对土样中氯氰菊酯降解研究

4.4 小结

第五章 结论

参考文献

致谢