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探究微生物抗菌、降解有机磷农药使用效果
摘要：有机磷农药是一种作用显著的内吸性杀虫剂,普遍应用在治理农作物害虫方面,用来保障作物的健康生长。而农药的滥用导致了农药的残留越来越多,造成了土壤和环境污染,因此农药残留的减少是目前亟待解决的问题。利用微生物降解可以原位还原被污染环境,并且此项技术危害小、成本低,所以利用微生物降解技术来治理残留物造成的环境危害是当下降低农作物以及作物种植环境污染的重要途径,有良好的发展前景。对目前农药的生产及应用状况进行了阐述,并且介绍了目前对微生物抗菌和降解农药残留的影响因素和方式以及展望未来,以期为微生物抗菌降解有机磷农药提供参考价值。
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随着农业的迅速发展,有机磷农药凭借自身效果强、价格低、残留少等显著优势,在农业的范围内被广泛应用并持续增加。随之而来的就是它的大量使用也为环境带来了沉重的负担[1],因此,对于有机磷农药残留成分进行有效降解处理的研究刻不容缓[2]。
1、有机磷农药的生产及应用
调查显示,2008年有机磷农药的生产比重在全国市场生产的总和中占据百分之三十,目前已有超过一百种的有机磷农药通过了相关的测试检验被开发利用,占据了很大的农药市场。有机磷农药在我国农田的除草和杀虫方面取得了很大的成效,但是它的成分残留也危害了当地的土壤、水等资源[2],导致了严重的环境问题,并且在农药的生产中也会排放出大量的有害气体以及难以处理的工业垃圾,严重危害着人类赖以生存的家园。
2、微生物降解有机磷农药的影响因素
2.1微生物自身特点
微生物本身的降解成效特点是其中最为主要的原因。种类不一的微生物,生物特性就不相同,对环境的适应程度也有很大的区别,甚至同一种类的不同个体对相同的研究对象的产生的反应都不会一样。并且微生物依据环境的改变进而改变自身特性的本领较强,也就便于被同化,经过了转变的过程,新的环境可以使微生物转化出相应的反应物对它进行处理,或者借助基因突变的方式合成新的反应物来处理它。
往常关于农药的生物降解方式一般是对一种微生物个体的单纯培育,但是经过实践得出,往常的培育方式不如混合的培育方式取得的效果好。这是由于只有一种微生物一般不会拥有有机物降解需要的全部成分的遗传整体信息,单一的菌株在难以降解的有机物中适应以及改变自身的时间不能够转化出完整的代谢方式,在有机物分解的过程中会发生毒性中间物质积累。所以要全部驯化一般要求一个或多个的微生物菌群,每种被培育的菌群都会反应一部分有机物,通过多种微生物菌群的协调功能以及配合作用,利用多种步骤的反应将有毒化合物彻底降解反应,这样的混合整体作用来对抗生物降解过程中所产生的有毒物质效果更佳。
2.2理化因素
理化因素主要是指温度、酸碱度等微生物有重大作用的外因。
温度对微生物的作用尤为重要,温度若是过高那么微生物就会不能生存,温度若是偏低那么微生物的活性就会受到压制而降低,酸碱度的变化也能使微生物的生存以及活性发生相似的变化。多名专业的相关研究人员对微生物或者它转化的酶都与降解有机物所需的恰当温度以及酸碱度,和权威专家所得出的结论一致。在实践过程中,研究人员在经过有机磷农药残留物严重污染的土壤中经过富集培育,最后筛选得到一颗对乐果反应活性较高的曲霉菌株[3],在大部分的作用底物是有机磷农药的情况下,这颗菌株的最恰当培育温度是三十摄氏度,培育时的酸碱度为7.0,培育时间是96h,酶表现出的培养最适宜温度是四十五摄氏度,最恰当的酸碱度为7.2,并且在温度为四十摄氏度以下和酸碱度为6.0到9.0的范围内反应较为稳定。
2.3生物化学因素
生物化学因素一般是指氧气量、水分、表面活性剂以及营养状态等条件。好氧微生物要在好氧环境下才可以有效地分解微生物,而在厌氧环境中则对微生物的反应程度不佳。对厌氧微生物而言,理论上出现的情况会恰好相反,但是在好氧环境中,一部分厌氧细菌也能够反应一部分有机物。
研究人员在具体实践中发现,堆肥中的微生物对多环芳烃的反应活性和当时环境下氧气含量以及所含水分的程度有着紧密的关联。当堆肥环境中氧的含量少于百分之十八、所含水的程度多于百分之七十五的时候,堆肥就由好氧环境转变为厌氧环境,也就会左右多环芳烃的反应程度。据相关资料显示,biatyl化合物在土壤内以及堆肥内被微生物降解和进行反应时,在土壤和水含量适当的情况下,非离子型表面活性剂吐温80能够增加微生物对联苯以及4-氯联苯等化合物的反应效果。所以研究人员认为,在堆肥和被多环芳烃侵害的土壤资源复配的条件下,堆肥内有机基质的成分多少对于有机物进行反应的效果要大于堆肥内微生物的多少对于有机物降解的效果。
营养对利用代谢功能来反应有害有机物的微生物更为重要,这是由于微生物在利用共代谢的途径进行降解有机物时并不会产生能量,这就要求其他能源物质来补给能量。
2.4底物因素
有害有机物的浓度越高,对微生物的危害就越严重,因此微生物无法顺应环境而死亡,致使其数量减少。而有机物的浓度过低,那么微生物所需的能源不够,则会妨碍微生物的生长,进而降低微生物对有机物的反应程度。研究发现乐果浓度在百分之零点一二时微生物的反应效果最佳,而低于或高于这个数值反应程度就会下降。因此可以推断在自然环境内,有机化合物的浓度过低也许是抑制微生物分解效果的一个重要原因。
3、微生物处理有机磷农药的途径
3.1酶促影响
微生物处理有机磷农药的途径能够分成两大类。第一种是微生物利用直接影响有机化合物的一系列酶促反应进行分解,降解的途径一般是氧化、还原脱氢、合成等几种。一般都是利用这种方式进行有机磷农药的降解。研究人员认为在经过有机物的变化微生物所转化的具备降解功能的酶的影响下,使有机物中的化学键被破坏,变成简单的无机化合物。
3.2非酶促影响
另外一种是微生物通过本身的活动改变所处的化学以及物理条件,进而间接地对有机磷农药进行降解。降解的途径一般有矿化作用、共代谢作用以及种间协同代谢作用等。一般来说矿化作用就是说微生物直接将有机物当做碳源,把有机物进行彻底无机化的过程。共代谢作用是说在有其他能够提供能量的碳源存在的条件下,微生物可以把本来不可以利用的物质进行分解和代谢的情况,共代谢只会使有机物获得修饰或者进行转化,不可以将分子彻底地分解。
4、结语
目前生物技术以及基因工程技术进一步的发展有效地助力了微生物降解有机磷农药的相关探究,此项研究早已是当下环境生物技术的研究热点。有关的探究一直在深入,微生物对有机磷农药降解的分析在进一步地开展,所以有机磷农药的生产以及大量使用所导致的环境污染严重的问题一定能有更佳的解决方式。展望未来,微生物降解有机磷农药的探究会更加细化和深入,研究成果也会逐渐面世,这对生物技术以及基因工程技术而言都是迈出了跨越性的一步,对于科研人员也是极大的鼓舞,这项技术的发展前景依然可观,研究价值也在不断增加。
参考文献：
[1]伍宁丰,梁果义,邓敏捷,等.有机磷农药降解酶及其基因工程研究进展[J].生物技术通报,2003,(5):9-12.
[2]楚晓娜,张先恩,陈亚丽,等.假单胞菌WBC-3甲基对硫磷水解酶性质的初步研究[J].微生物学报,2003,43(4):453-459.
[3]刘玉焕,钟英长.华丽曲霉Z58有机磷农药降解酶的纯化和性质[J].微生物学报,2004,40(4):430-434.
王晓洁,王晓雅,李晓宇,王琦鑫.微生物抗菌、降解有机磷农药研究[J].农业开发与装备,2020(06):58-59.
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蛹虫草（Cordyceps militaris）又称北冬虫夏草，与冬虫夏草同属异种，是虫草属的模式种，现被特批准为食品原料。蛹虫草中主要含有虫草素、虫草多糖、麦角甾醇和纤溶酶等多种天然生物活性物质。其保健作用与冬虫夏草的药用及保健价值较相近。目前人们把大部分注意力都放在了蛹虫草药用价值上，而对于蛹虫草食用安全问题关注度还不够。
2023-08-30
中国是农业大国,农作物在生长过程中通常会受到各种病虫害的侵害,影响农作物的生长。中国主要使用化学农药来防治农作物病虫害,但长期使用化学药物对自然环境势必会造成污染。在中国种植业发展过程中,尤其是规模化粮食生产作业主要依赖农药来进行病虫害防治,并且化学农药使用方便快捷、成本相对较低、防治效果良好,可以满足农户防治病虫害及增产增收的需求。但是长期大量使用农药。
2021-08-18
虽然施用生物农药可以提升农产品质量安全水平，但是农户施用生物农药的积极性不高。本研究发现，农户经营在保证农产品产量供应上是有效率的，但在保障质量安全时就难言高效，这是因为一方面生物农药的施用是一种新技术，农户在追加的成本投入上存在规模不经济，另一方面因信息不对称，在施用生物农药后农户也难以让市场识别其产品的质量。
2021-07-28
泡核桃（Juglanssigillata），是胡桃科（Juglandaceae）胡桃属（Juglans）植物，又称大泡核桃，是我国特有种，主要分布在我国云南、贵州、四川西部、西藏雅鲁藏布江中下游等地区，适合生长海拔为1300～3300m[1]。广西河池引种漾濞大泡、娘青、三台、云新1号、小泡核桃、硬壳核桃等品种，其中生长适应性较强的为漾濞大泡核桃，其作为主推品种在河池地区推广。
2021-02-23
田间试验了11种新农药对党参根腐病的防效。结果表明，精甲嘧菌酯75kg/hm2拌细土750kg基施，党参主要性状良好，根鲜重折合产量最高，较无药对照增产1000.0kg/hm2，增产率18.2%；天下第一菌10倍液浸苗5min处理，党参折合产量6333.3kg/hm2，较无药对照的增产率为15.2%。
2021-01-25
葡萄炭疽病主要由胶孢炭疽菌侵染引起，以危害葡萄果实为主，近成熟或成熟期时表现症状明显。果实受害后，先在果面产生针头大小的褐色小圆斑，之后逐渐扩大并凹陷，表面产生同心轮纹状排列的暗黑色小颗粒，即病原菌的分生孢子盘，环境湿度大时发病部位出现粉红色分生孢子团，严重时，病斑扩展至全穗，病穗率50%～70%，对葡萄产业危害严重。
2021-01-14
白菜在栽培过程中，主要病害有病毒病、黑腐病、根肿病、软腐病、炭疽病、白锈病、黑斑病和霜霉病，主要虫害有小菜蛾、菜青虫、菜螟、蚜虫、斑潜蝇、蝼蛄、白粉虱、黄条跳甲和斜纹夜蛾。为保障白菜产量和品质，栽培过程中常会使用农业、物理、化学和生物防治手段，其中药剂防治的应用十分广泛，但若施用不当不仅会影响白菜的产量和品质，还会导致农药残留，影响人体健康，造成环境污染。
2021-01-09
近年来，食品安全问题严重破坏了市场秩序，受到了人们的高度关注。目前食品中的主要不安全因素一般来源于2个方面:微生物、寄生虫污染和种植、养殖环境受到污染。但食品安全问题的最大危害为化学物质残留。新时期，国家大力倡导生态种植和绿色养殖，但是目前在食品安全问题上依旧面临着严峻的形势。
2021-01-06
农药残留一直是影响农产品安全的一个重要因素。随着农药残留检测标准的不断完善，对农药残留检测的准确度要求也在不断提高，对影响检测结果的基质效应的研究越来越多。基质效应是指在样品前处理不能完全去除杂质的干扰，这些与样品一同提取出来的组分对目标化合物检测结果测准确度产生影响。
2021-01-06
蓝莓是继草莓之后的全球第2大浆果，市场价格极高，均价达到100～300元·kg-1。2016年全球产量已达655000t。北美洲、南美洲和亚太地区为全球蓝莓栽培生产的3大主产区。亚太地区栽培面积为27859hm2，占全球的20.6%;产量为49060t，占全球的7.5%。中国是亚太地区的主要产地，面积为22000hm2，占全球的16.3%;产量为28000t，占全球的4.3%。
2021-01-06我要评论
期刊名称：农药科学与管理
期刊人气：1405
主管单位：中华人民共和国农业部
主办单位：农业部农药检定所
出版地方：北京
专业分类：农业
国际刊号：1002-5480
国内刊号：11-2678/S
创刊时间：1980年
发行周期：月刊
期刊开本：大16开
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2020-06-24
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上传者：管理员
