【摘 要】
:
三唑酮因其广谱活性高、杀菌速度快、作用时间长、吸收传导性强等优点,被广泛用于小麦、玉米、水果、蔬菜、花卉等作物防治锈病和白粉病以及调节植物生长。随着三唑酮在农业生产中的大量使用,过量的三唑酮会以直接或间接的方式进入土壤环境。同时,由于其高度的稳定性、流动性和吸附性,在土壤环境中长期积累,对生态系统构成威胁,影响生态系统平衡,最终影响人类健康和经济福祉,因此环境中的三唑酮残留污染问题亟待解决。微生物
论文部分内容阅读
三唑酮因其广谱活性高、杀菌速度快、作用时间长、吸收传导性强等优点,被广泛用于小麦、玉米、水果、蔬菜、花卉等作物防治锈病和白粉病以及调节植物生长。随着三唑酮在农业生产中的大量使用,过量的三唑酮会以直接或间接的方式进入土壤环境。同时,由于其高度的稳定性、流动性和吸附性,在土壤环境中长期积累,对生态系统构成威胁,影响生态系统平衡,最终影响人类健康和经济福祉,因此环境中的三唑酮残留污染问题亟待解决。微生物修复因具有成本低、效率高、无二次污染、易操作等优点,近年来已成为环境污染治理的研究热点。国内外对农药的微生物降解进行了较为广泛的研究,已分离筛选出对农药有降解作用的菌株,且随着研究的日趋深入,降解农药的微生物种类不断被发现,降解效果稳定提高,一些微生物已被应用于土壤污染修复中。但微生物降解农药的类型多集中在除草剂、杀虫剂,杀菌剂的微生物降解研究较少,鲜见有关三唑酮降解菌的研究报道。本研究以课题组前期筛选到的一株三唑酮高效降解菌SM3为对象,在实验室模拟条件下研究各种环境因子对三唑酮降解特性的影响,并在此基础上对菌株SM3降解酶进行定位和酶学性质研究,进而将菌株SM3应用于修复三唑酮污染土壤中,分析三唑酮在土壤中的降解动态,确定其对三唑酮的降解效果,为进一步利用微生物降解三唑酮污染的环境提供了理论基础和依据。主要研究结果如下:1.三唑酮降解菌的生长和降解特性研究通过单因素实验研究了不同温度、p H值、接菌量、盐度和葡萄糖含量对菌株SM3生长和对降解三唑酮的影响。初步获得菌株SM3生长和对三唑酮降解的最佳条件为:温度30℃、p H值7.0、接菌量5%,盐浓度10 g/L和葡萄糖含量1%。2.响应面分析法优化降解菌的降解条件利用BBD实验设计及响应面分析法,对菌株SM3的降解条件进行了优化。结果表明:p H为7.3、接菌量7%、温度为31.2℃时,菌株SM3对三唑酮降解率理论最优值可达到87.61%。在此条件下进行菌株SM3对三唑酮降解试验,得到实际三唑酮降解率为86.05%(3次重复平均值),与理论最优值拟合度达到98.22%,表明通过响应面分析法对菌株SM3降解三唑酮条件的优化合理有效,并具有实际意义。3.三唑酮降解菌的酶学研究通过提取菌株SM3的胞内酶、胞外酶和细胞周质酶的粗酶液,对降解酶进行定位分析。结果表明,胞内酶对三唑酮的降解效果优于胞外酶和细胞周质酶,36 h降解率可达到62.64%,由此可以推断出菌株SM3降解三唑酮关键酶为胞内酶。该酶对三唑酮酶促降解条件:最适p H为7,最适温度为30℃。且温度在10~30℃、p H在6.0~8.0内该降解酶均具有较好降解活性,说明该酶对热和p H具有良好的耐受性。不同金属离子对酶活性产生的影响不同,Fe2+、Cu2+、Zn2+对酶活性有抑制作用,Ca2+、Mg2+、Mn2+对酶活性有促进作用。该酶的米氏常数(Km)为67.477 mmo L/m L,最大反应速度(Vmax)为1.3537 mmo L/h。4.三唑酮降解菌在土壤中的应用研究实验室模拟三唑酮污染土壤,利用菌株SM3修复污染土壤,分析三唑酮在土壤中的降解动态,确定菌株SM3对三唑酮的降解效果。当土壤中三唑酮的浓度为0.4mg/kg、2.0 mg/kg、5.0 mg/kg时,添加菌株SM3处理组的降解半衰期分别为4.72 d、13.08 d、21.67 d,而未添加菌株SM3处理组降解半衰期分别为16.12 d、33.01 d、46.21d。与未添加菌株SM3的处理组相比,三唑酮的降解半衰期分别缩短了70.72%、60.38%、53.11%。且三唑酮浓度越小,降解速率越快,当三唑酮浓度为0.4 mg/kg时,菌株对三唑酮降解速率最快,25 d时可达99.7%;而当浓度为5 mg/kg时,菌株对三唑酮的降解率最大仅为58.1%。结果说明三唑酮的添加量越少,其在土壤中越易被降解,残留期越短。
其他文献
4-羟基吡咯啉-2-酮(特胺酸)骨架化合物具有抗植物病原菌、杀虫杀螨和除草等生物活性,广泛存在于天然产物、商品化医药和农药中。本文运用共活性药效团策略,以天然活性产物Tenuazonic acid(细交链格孢菌酮酸,简称Te A)为先导,设计合成了30个新型3-苯基-4-羟基吡咯啉-2-酮类衍生物,并通过~1H NMR、13C NMR、DEPT、HSQC和HRMS等结构表征对目标化合物进行确证。生
秸秆还田已成为我国当前广泛应用的农业管理措施,对农作物产量具有显著的提升作用。然而,秸秆还田在全国不同环境条件和农业管理措施下对病虫草害的影响尚不明确且具有争议。本研究运用整合分析的方法,搜集2021年12月之前公开发表的文献数据,定量分析了秸秆还田对我国主要粮食作物水稻、小麦和玉米病虫草害发生的总效应,以及分析了不同环境条件(气候条件、土壤质地、土壤有机质含量(SOM)、土壤p H)和农艺管理措
本研究以池州市石台县为研究区域,在以2014年安徽地质实验研究所采集的样点基础上,运用Arc GIS、Geo Da、Sim DTA、R语言和Google Earth Engine等平台软件构建地统计学和随机森林模型,比较探索影响石台县土壤硒空间分布的主要影响变量,包括地形、植被因子、土壤类型等。并结合重要影响变量对石台县土壤硒空间分布进行预测。利用传统地理学方法和机器学习方法相结合得到石台县全境范
冬小麦作为我国主要的商品粮,低温冻害一直是影响其安全生产的限制性因素。传统的小麦生理生化指标测定方法大多采取野外破坏性取样的方式,结合化学实验分析,结果耗时、费力、效率低,且局限于“点尺度”上采样,不适合大范围开展。而利用高光谱遥感技术获取冬小麦叶片生理指标,对于快速、无损地监测作物长势,指导麦田管理,推进精准农业的发展提供了数据资料和技术支持。本研究以苗期12个不同品种的冬小麦为研究对象,以田间
工业化进程加快所带来的环境污染问题受到人们的普遍关注。其中,重金属污染对生态环境和人类健康造成严重危害。铜离子(Cu2+)虽然在人体的生理和病理过程中起着重要的作用,但若过量会干扰细胞代谢,甚至杀死细胞,从而严重影响人体机能。汞(Hg)化合物是一类危险的环境污染物,同时也是强致癌物,它能够从受污染的水源进入食物链并进行生物积累。因此,探究并监测Cu2+和Hg2+在环境中的水平尤为重要。目前,传统检
环境激素类物质(Endocrine-disrupting compounds,EDCs),是一类即使在低浓度情况下也能影响地球生物的正常生理活动、干扰生物体内分泌运转的有机物质。近年来EDCs在环境中的污染现状以及其可能产生的生态或健康危害受到了越来越多的关注。而污水处理厂作为水环境中EDCs的重要释放点源,研究污水处理厂出水及污泥中EDCs的残留特征及其风险评价对了解我国环境激素类污染物的排放特
磷(P)是植物生长发育过程中不可或缺的重要营养元素之一,对增强作物环境抗逆性及促进果实生发育方面具有重要作用。土壤中磷主要以难溶性磷酸盐形式存在,作物难以直接吸收利用。施用磷肥能够缓解作物生长发育过程中有效磷不足的问题,但施入土壤中的磷容易与Ca2+、Fe3+等金属离子结合,形成难溶性的磷酸盐。此外,磷肥大量施用也会加剧磷矿资源耗竭,提高土壤磷累积量,增加环境污染风险。因此,提高土壤中难溶性磷酸盐
进入农田土壤的兽医抗生素已成为全球关注的问题,因为其可能对公众和生态健康造成严重负面影响。深入了解其进入农田土壤环境后的行为和命运,对于设计和实施减少其潜在风险的适当措施至关重要。因此,研究不同土壤中的典型抗生素在蔬菜中的富集规律及如何降低土壤中的抗生素在蔬菜中富集具有重要的理论与实际意义。本文选择了磺胺二甲嘧啶(SM2)、磺胺甲噁唑(SMZ)、四环素(TC)、土霉素(OTC)四种典型抗生素为目标
金属铬的诸多价态中以Cr(VI)的毒性最大,Cr(VI)易溶于水且容易被人体吸收,通过经呼吸道、消化道、皮肤及黏膜侵入等方式,长期或短期接触或吸入可能会致癌,同样,Cr(VI)对环境也具有持久危害性。目前,Cr(VI)处理方法主要是生物材料吸附法,如发酵工艺的副产物等,生物结皮是大自然中大量存在的生物,已被证实有富集Cu、Cd、As等重金属的能力,但关于生物结皮富集Cr(VI)的情况仍不明确。本课