農(nóng)藥的微生物降解研究進(jìn)展

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1、摘要：綜述了在環(huán)境中降解農(nóng)藥的微生物種類(lèi)、微生物降解農(nóng)藥的機(jī)理、在自然條件下影響微生物降解農(nóng)藥的因素及農(nóng)藥微生物降解研究方面的新技術(shù)和新方法。文章認(rèn)為，在農(nóng)藥的微生物降解研究中，應(yīng)重視自然狀態(tài)下微生物對(duì)農(nóng)藥的降解過(guò)程，分離構(gòu)建應(yīng)由天然的微生物構(gòu)成的復(fù)合系，利用微生物復(fù)合系進(jìn)行堆肥或把堆肥應(yīng)用于被污染的環(huán)境是消除農(nóng)藥污染的一個(gè)有效方法。關(guān)鍵詞：微生物生物降解農(nóng)藥降解農(nóng)藥　　20世紀(jì)60年代出現(xiàn)的第一次“綠色革命”為人類(lèi)的糧食安全做出了重大貢獻(xiàn)，其中作為主要技術(shù)之一的農(nóng)藥為糧食的增產(chǎn)起到了重要的保障作用。因?yàn)檗r(nóng)藥具有成本低、見(jiàn)效快、省時(shí)省力等優(yōu)點(diǎn)，因而在世

2、界各國(guó)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中被廣泛使用，但農(nóng)藥的過(guò)分使用產(chǎn)生了嚴(yán)重的負(fù)面影響。僅1985年，世界的農(nóng)藥產(chǎn)量為200多萬(wàn)t[1]；在我國(guó)，僅1990年的農(nóng)藥產(chǎn)量就為22.66萬(wàn)t[2]，其中甲胺磷一種農(nóng)藥的用量就達(dá)6萬(wàn)t[3]?；瘜W(xué)農(nóng)藥主要是人工合成的生物外源性物質(zhì)，很多農(nóng)藥本身對(duì)人類(lèi)及其他生物是有毒的，而且很多類(lèi)型是不易生物降解的頑固性化合物。農(nóng)藥殘留很難降解，人們?cè)谑褂棉r(nóng)藥防止病蟲(chóng)草害的同時(shí)，也使糧食、蔬菜、瓜果等農(nóng)藥殘留超標(biāo)，污染嚴(yán)重，同時(shí)給非靶生物帶來(lái)傷害，每年造成的農(nóng)藥中毒事件及職業(yè)性中毒病例不斷增加[3～6]。同時(shí)，農(nóng)藥廠排出的污水和施入農(nóng)田的農(nóng)藥等也

3、對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，破壞了生態(tài)平衡，影響了農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，威脅著人類(lèi)的身心健康。農(nóng)藥不合理的大量使用給人類(lèi)及生態(tài)環(huán)境造成了越來(lái)越嚴(yán)重的不良后果，農(nóng)藥的污染問(wèn)題已成為全球關(guān)注的熱點(diǎn)。因此，加強(qiáng)農(nóng)藥的生物降解研究、解決農(nóng)藥對(duì)環(huán)境及食物的污染問(wèn)題，是人類(lèi)當(dāng)前迫切需要解決的課題之一?！　∵@些農(nóng)藥殘留廣泛分布于土壤、水體、大氣及農(nóng)產(chǎn)品中，難以利用大規(guī)模的工程措施消除污染。實(shí)際上，在自然界主要依靠微生物緩慢地進(jìn)行降解，這是依靠自然力量、不產(chǎn)生二次污染的理想途徑。但自然環(huán)境復(fù)雜多變，影響著農(nóng)藥生物降解的可否和效率。近年隨著對(duì)農(nóng)藥殘留污染問(wèn)題的重視，科學(xué)家們對(duì)農(nóng)藥

4、生物降解進(jìn)行了大量的研究，但許多問(wèn)題需要進(jìn)一步探明。本文整理出了近年來(lái)對(duì)農(nóng)藥生物降解的研究進(jìn)展，提出存在的問(wèn)題，建議有效的研究途徑，旨在為加強(qiáng)農(nóng)藥的生物降解研究、解決農(nóng)藥對(duì)環(huán)境及食物的污染問(wèn)題提供依據(jù)?！　?農(nóng)藥的微生物降解研究進(jìn)展　　1.1農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上主要使用的農(nóng)藥類(lèi)型　　當(dāng)前農(nóng)業(yè)上使用的主要有機(jī)化合物農(nóng)藥如表1所示。其中，有些已經(jīng)禁止使用，如六六六、滴滴涕等有機(jī)氯農(nóng)藥，還有一些正在逐步停止使用，如有機(jī)磷類(lèi)中的甲胺磷等。　　表1農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常用農(nóng)藥種類(lèi)簡(jiǎn)表[7]類(lèi)型農(nóng)藥品種有機(jī)磷：敵百蟲(chóng)、甲胺磷、敵敵畏、乙酰甲胺磷、對(duì)硫磷、雙硫磷、樂(lè)果等殺蟲(chóng)劑有機(jī)氮：西

5、維因、速滅威、巴沙、殺蟲(chóng)脒等有機(jī)氯：六六六、滴滴涕、毒殺芬等殺螨劑螨凈、殺螨特、三氯殺螨砜、螨卵酯、氯殺、敵螨丹等除草劑2，4－D、敵稗、滅草靈、阿特拉津、草甘膦、毒草胺等殺菌劑甲基硫化砷、福美雙、滅菌丹、敵克松、克瘟散、稻瘟凈、多菌靈、葉枯凈等生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑矮壯素、健壯素、增產(chǎn)靈、赤霉素、縮節(jié)胺等　　人們發(fā)現(xiàn)，在自然生態(tài)系統(tǒng)中存在著大量的、代謝類(lèi)型各異的、具有很強(qiáng)適應(yīng)能力的和能利用各種人工合成有機(jī)農(nóng)藥為碳源、氮源和能源生長(zhǎng)的微生物，它們可以通過(guò)各種謝途徑把有機(jī)農(nóng)藥完全礦化或降解成無(wú)毒的其他成分，為人類(lèi)去除農(nóng)藥污染和凈化生態(tài)環(huán)境提供必要的條件?！　?.2降

6、解農(nóng)藥的微生物類(lèi)群　　土壤中的微生物，包括細(xì)菌、真菌、放線(xiàn)菌和藻類(lèi)等[8，9]，它們中有一些具有農(nóng)藥降解功能的種類(lèi)。細(xì)菌由于其生化上的多種適應(yīng)能力和容易誘發(fā)突變菌株，從而在農(nóng)藥降解中占有主要地位[8]。一在土壤、污水及高溫堆肥體系中，對(duì)農(nóng)藥分解起主要作用的是細(xì)菌類(lèi)，這與農(nóng)藥類(lèi)型、微生物降解農(nóng)藥的能力和環(huán)境條件等有關(guān)，如在高溫堆肥體系當(dāng)中，由于高溫階段體系內(nèi)部溫度較高（大于50℃），存活的主要是耐高溫細(xì)菌，而此階段也是農(nóng)藥降解最快的時(shí)期。通過(guò)微生物的作用，把環(huán)境中的有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為CO2和H2O等無(wú)毒無(wú)害或毒性較小的其他物質(zhì)[10，11]。通過(guò)許多科研工

7、作者的努力，已經(jīng)分離得到了大量的可降解農(nóng)藥的微生物（見(jiàn)表2）。不同的微生物類(lèi)群降解農(nóng)藥的機(jī)理、途徑和過(guò)程可能不同，下面簡(jiǎn)要介紹一下農(nóng)藥的微生物降解機(jī)理?！　?.3微生物降解農(nóng)藥的機(jī)理　　目前，對(duì)于微生物降解農(nóng)藥的研究主要集中于細(xì)菌上，因此對(duì)于細(xì)菌代謝農(nóng)藥的機(jī)理研究得比較清楚。　　表2常見(jiàn)農(nóng)藥的降解微生物[11，12]農(nóng)藥降解微生物甲胺磷芽孢桿菌、曲霉、青霉、假單胞桿菌、瓶型酵母阿特拉津（AT）煙曲霉、焦曲霉、葡枝根霉、串珠鐮刀菌、粉紅色鐮刀菌、尖孢鐮刀菌、斜臥鐮刀菌、微紫青霉、皺褶青霉、平滑青霉、白腐真菌、菌根真菌、假單胞菌、紅球菌、諾卡氏菌幼脲3號(hào)真

8、菌敵殺死產(chǎn)堿桿菌2，4－D假單胞菌、無(wú)色桿菌、節(jié)桿菌、棒狀桿菌、黃桿菌、生孢食纖維菌屬、鏈霉菌