大豆田除草劑氯嘧磺隆高效降解真菌的分離與鑒定

大豆田除草劑氯嘧磺隆高效降解真菌的分離與鑒定

在大豆栽培中，雜草的防治是一個(gè)重要問題，雜草在控制和管理雜草方面發(fā)揮著重要作用。氯嘧磺隆是80年代中末期由美國杜邦公司開發(fā)的磺酰脲類除草劑,自90年代大面積使用以來,由于其殺草譜廣、超高效、高選擇性、可混性強(qiáng)、價(jià)格低等特點(diǎn),一直是大豆田化學(xué)除草的主要品種。在土壤中主要通過水解和微生物降解作用而消失,但由于其不易揮發(fā),不易光解,殘留期比較長,易對(duì)后茬敏感作物造成傷害。因此,如何消除氯嘧磺隆的殘留毒性一直受到各國科學(xué)工作者的關(guān)注。目前,國內(nèi)外學(xué)者對(duì)解決除草劑殘留藥害問題采取了許多有效的措施。陶波等研究了化學(xué)保護(hù)劑對(duì)長殘效除草劑的解毒效應(yīng)及霉菌對(duì)綠磺隆的降解效應(yīng),已經(jīng)取得一定成果。Madan等報(bào)道了土壤真菌對(duì)氯磺隆的降解作用,Wega等研究了土壤微生物對(duì)甲磺隆的降解作用,但有關(guān)微生物對(duì)氯嘧磺隆的降解研究很少。本文針對(duì)氯嘧磺隆的殘留藥害問題,從土壤中富集篩選出氯嘧磺隆的高效降解菌,研究了該菌對(duì)氯嘧磺隆的降解特性,結(jié)果報(bào)道如下。1材料和方法1.1試驗(yàn)材料1.1.1土壤樣品的采集供試土壤采自東北農(nóng)業(yè)大學(xué)校內(nèi)小麥試驗(yàn)田(未施用過除草劑),土壤類型為黑土,土壤基礎(chǔ)肥力及機(jī)械組成見表1。1.1.2試驗(yàn)土壤玉米,品種為東農(nóng)248(東北農(nóng)業(yè)大學(xué)玉米研究室提供)。1.1.3來源：蘑菇從氯嘧磺隆馴化的土壤中分離得到的一株氯嘧磺隆高效降解真菌,命名為F8。1.1.4試驗(yàn)劑97.4%氯嘧磺隆原粉(大連瑞澤農(nóng)藥股份有限公司提供)。20%氯嘧磺隆可濕性粉劑(大連瑞澤農(nóng)藥股份有限公司產(chǎn)品)。1.1.5對(duì)改進(jìn)的思想采用《常見與常用真菌》中的培養(yǎng)基,并進(jìn)行改進(jìn)。菌的培養(yǎng)采用pH為5.4的麥芽汁液體培養(yǎng)基,培養(yǎng)基中降解試驗(yàn)采用麥芽汁培養(yǎng)基中添加一定量的氯嘧磺隆。1.2試驗(yàn)方法和測(cè)定1.2.1最合適的分解條件試驗(yàn)方法1.2.1.不同溫度對(duì)氯芐磺隆的降解能力的測(cè)定250mL三角瓶中,裝100mL含一定量(1mg、5mg、10mg·L-1)的氯嘧磺隆(用原藥)的麥芽汁液體培養(yǎng)基,接種一定量的F8(3%、5%、8%),置不同溫度(20℃、28℃、35℃),120r·min-1的搖床培養(yǎng),進(jìn)行降解試驗(yàn),4d后取菌懸液做生測(cè),同時(shí)設(shè)清水加藥不加降解菌做對(duì)照,測(cè)定菌株對(duì)氯嘧磺隆的降解能力。1.2.1.菌株降解試驗(yàn)根據(jù)優(yōu)選菌株的最適降解條件試驗(yàn)結(jié)果,250mL三角瓶中,裝100mL含10mg·L-1氯嘧磺隆的麥芽汁液體培養(yǎng)基,接種5%的F8(體積比),置28℃,120r·min-1的搖床培養(yǎng),進(jìn)行降解試驗(yàn),定期取菌懸液做生測(cè),同時(shí)設(shè)清水加藥不加菌做對(duì)照,繪制菌株的降解曲線。1.2.1.田間氯芐磺隆施用量對(duì)田間氯芐磺酸鈉3gm和lm-2的控制作用取5～10cm土層的黑土,過20目篩,配制成含20ug·kg-1氯嘧磺隆的土壤(相當(dāng)于田間氯嘧磺隆施用量為30g·hm-2),分別進(jìn)行下述處理:對(duì)照;加菌5mL·kg-1;加菌l0mL·kg-1;加菌20mL·kg-1,調(diào)節(jié)含水量至20%,于28℃下進(jìn)行微生物靜態(tài)培養(yǎng),定期用生物測(cè)定方法測(cè)定氯嘧磺隆濃度。1.2.2氯采用玉米種子處理本試驗(yàn)采用玉米主根長抑制率法,測(cè)定土壤中的氯嘧磺隆濃度。采集的土壤經(jīng)自然風(fēng)干,去除雜質(zhì)后待用。玉米種子在27℃恒溫培養(yǎng)箱中浸種20h。將一定量的氯嘧磺隆混入土樣中,配制成0、0.5、1、5、10、20、30、40、50ug·kg-19個(gè)濃度的氯嘧磺隆藥土,將不同處理藥土裝入紙杯,每紙杯播種5粒玉米種子,每處理設(shè)4次重復(fù)。將紙杯放入27±1℃的恒溫培養(yǎng)箱,黑暗條件下培養(yǎng),第三天測(cè)玉米主根長,建立氯嘧磺隆濃度與玉米主根長抑制率之間的標(biāo)準(zhǔn)曲線。1.2.3計(jì)算公共格式1.2.3.1.微生物氯磺龍的分解率降解率%=對(duì)照殘留量?處理后殘留量對(duì)照殘留量×100%%=對(duì)照殘留量-處理后殘留量對(duì)照殘留量×100%1.2.3.氯芐磺隆初始濃度的確定微生物降解氯嘧磺隆動(dòng)力學(xué)方程采用一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程擬合:Ct=C0·e-ktK:微生物降解速率常數(shù),C0:氯嘧磺隆的初始濃度,Ct:t時(shí)刻氯嘧磺隆的殘留濃度微生物降解半衰期T1/2=Ln2/k2結(jié)果與討論2.1氯芐磺隆初始濃度和接種量的影響F8在麥芽汁培養(yǎng)基中的降解試驗(yàn)結(jié)果表明(表3),所選三個(gè)因子中溫度(B)對(duì)F8降解氯嘧磺隆的影響最顯著,極差為22.89%,氯嘧磺隆初始濃度(A)和接種量(B)的影響很小。綜合考慮F8的最適降解條件為:溫度28℃,接種量5%(體積比),120r·min-1振搖96h,其對(duì)10mg·L-1的氯嘧磺隆的降解率可達(dá)93.85%。2.2培養(yǎng)液降解率隨時(shí)間的變化氯嘧磺隆降解曲線顯示(圖1),F8對(duì)氯嘧磺隆的降解很快,在36h已達(dá)到50%以上,96h基本達(dá)到最大值,降解率達(dá)92.97%,而后隨時(shí)間變化降解率變化很小,這是由于培養(yǎng)液中物質(zhì)消耗殆盡,F8進(jìn)入衰亡期。這也是最適降解條件取樣時(shí)間定為96h的主要原因。2.3f8對(duì)土壤中氯氮磺隆的分解2.3.1不同加菌量對(duì)土壤中氯芐磺隆的降解效果F8對(duì)土壤中氯嘧磺隆的降解曲線表明(圖2),添加F8的土壤氯嘧磺隆的降解速度明顯高于未添加F8的對(duì)照,并且隨著加菌量的增大,效果更加明顯,這說明F8對(duì)土壤中氯嘧磺隆有較好的降解效果。處理后45d,對(duì)照氯嘧磺隆的殘留濃度大于10ug·kg-1,5mL·kg-1處理的殘留濃度小于5ug·kg-1,10mL·kg-1、20mL·kg-1的處理氯嘧磺隆的殘留濃度小于2.5ug·kg-1,在此濃度下對(duì)大多數(shù)作物的生長無不良影響。2.3.2期明顯縮短F8對(duì)氯嘧磺隆的降解動(dòng)力學(xué)參數(shù)表明(表4),土壤接種F8后,氯嘧磺隆降解半衰期明顯縮短。接種量為5mL·kg-1、10mL·kg-1、20mL·kg-1的處理半衰期分別比對(duì)照土壤中的縮短了1.3倍、1.79倍、2.10倍,且接種量越大,效果越明顯,這進(jìn)一步說明F8對(duì)土壤中氯嘧磺隆有較好的降解作用。3大豆百合殘留氯采用降解制度的初步結(jié)果本文通過富集培養(yǎng),從土