茚虫威降解菌海藻酸钠微球制剂研制及应用效果

摘要

【目的】以海藻酸钠为载体制备降解菌斯氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)ACCC 02521菌株微球制剂,确定该制剂降解农田土壤茚虫威的应用条件。【方法】通过微滴包埋成球法,将湿菌体重悬后加入海藻酸钠溶液,混匀后逐滴滴至CaCl_(2)溶液造粒,低温固定后,以0.9%NaCl溶液洗涤,测定降解菌微球的传质性能和机械强度,确定海藻酸钠最佳浓度。通过单因素优化获得最佳制剂配方,在3.0%海藻酸钠溶液中分别滴入1.0%—5.0%CaCl_(2)溶液、40—200 g·L^(-1)菌量或20—100 g·L^(-1)制剂,根据茚虫威降解率,分别确定降解菌微球制剂CaCl_(2)浓度、包埋菌量和用量。通过扫描电镜观察固菌前后微球形态、降解菌细胞形态和菌群分布情况。在不同类型土壤悬液、温度、pH或不同时间条件下投入定量降解菌微球制剂,通过计算释放菌量(CFU/mL)或茚虫威降解率,评价环境因素对制剂释放能力、降解效果和稳定性的影响。喷雾施用后2 d撒施降解菌微球制剂,采集表层土壤检测茚虫威残留量,确定田间施用剂量,明确制剂田间应用条件。茚虫威残留浓度变化均以HPLC法检测追踪。【结果】制剂由3.0%海藻酸钠、2.0%CaCl_(2)及80 g·L^(-1)降解菌组成,粒径约3.0 mm,降解菌微球粒径大小均匀,机械强度适中,传质性能、降解活性和贮藏稳定性良好。扫描电镜观测表明,降解菌在海藻酸钠微球中分布均匀,菌体形态正常。在10—30℃、pH为6.0—8.0的土壤中,降解菌稳定释放,对茚虫威降解率达到85%以上,释放性能不受土壤类型影响,稳定性良好,受环境条件影响小。田间喷施150 g·L^(-1)茚虫威乳油(EC)有效成分20 mg·L^(-1)后2 d撒施降解菌微球制剂90—900 kg·hm^(-2)时,茚虫威残留半衰期(T_(1/2))缩短至2.49—3.32 d(空白对照区T_(1/2)为7.53 d);有效成分5、20、50 mg·L^(-1)喷施后2 d,均匀撒施降解菌微球制剂量450 kg·hm^(-2),土壤茚虫威残留T_(1/2)由6.03—7.45 d缩短至2.34—3.59 d。【结论】以海藻酸钠为载体制备降解菌斯氏假单胞菌微球制剂性能稳定,可显著降解农田土壤茚虫威残留,缩短残留半衰期,为土壤农药残留污染生物修复提供了技术和产品支撑,具有进一步优化和应用的潜力。