可降解水体中烟嘧磺隆微生物的分离与筛选

为了筛选出可降解烟嘧磺隆的微生物,利用富集培养技术从水样中分离得到了5株能以烟嘧磺隆为唯一氮源、碳源和能源的微生物,分别编号为YF1、YB1、YB2、YB3和YB4,其中YF1为真菌,其余均为细菌。将所得菌株定量接种于含不同浓度烟嘧磺隆的培养基中,于30℃、150 r/min摇床上振荡培养5 d后,利用HPLC检测烟嘧磺隆含量,计算降解率。结果发现:这些菌株对低浓度烟嘧磺隆的降解率显著高于对高浓度烟嘧磺隆的降解率,当培养基中烟嘧磺隆的含量为2 mg/kg 时,YF1对该药剂的降解率最高,为80.31 %,其次是YB1和YB2,降解率分别为 78.18% 和73.72%,而YB3和YB4对药剂的降解率只有36.82 %和25.75 %。对3株降解率较高的菌株进行了初步鉴定,发现YF1为黑曲霉Aspergillus niger,YB1和YB2均为芽孢杆菌Bacillus sp.。     

烟嘧磺隆降解菌株DT-4的降解特性及对高粱药害的缓解作用

土壤中烟嘧磺隆残留可对后茬作物产生不同程度药害。为解决玉米地烟嘧磺隆残留对后茬作物高粱药害问题,使用前期筛选出的烟嘧磺隆高效降解菌株绿木霉Trichoderma virens DT-4,通过高效液相色谱-质谱法检测其降解率,利用室内盆栽生测结合田间小区试验方法,确定降解菌株对土壤中烟嘧磺隆降解效果,降低烟嘧磺隆残留对高粱的药害。结果显示,烟嘧磺隆残留浓度在0.0025～0.1 ug/mL范围内,标准曲线线性良好,符合农残分析要求;PDB液体培养基中烟嘧磺隆在DT-4降解菌处理100 h的降解率高达93.00%;菌株最佳降解条件为培养温度35 ℃、pH 5、最适接种量5%、烟嘧磺隆初始质量浓度200 mg/L。盆栽试验土壤中烟嘧磺隆残留浓度为0.075 mg/kg时,加入降解菌DT-4后能够明显缓解高粱的株高、根长、鲜重、叶绿素含量、根系活力和净光合速率等生长发育指标,对高粱生长有明显的促进作用。田间小区试验中,不同剂型降解菌剂处理,高粱抽穗期效果最为显著,降解菌能够将低于60 g a.i./hm²烟嘧磺隆污染土壤的高粱修复至无明显药害水平,且降解菌剂应用效果为粉剂＞菌液。本研究表明高效降解菌株绿木霉DT-4可有效缓解烟嘧磺隆残留对后茬作物高粱的毒害作用,为玉米高粱轮作体系下烟嘧磺隆残留污染土壤的微生物修复提供科学参考。     

防治青枯病工程菌Hrp-菌株的固体剂型研究

本文对工程菌 Hrp-菌株的固体剂型进行了初步研究。经载体、保护剂和抑菌剂的筛选,最终得出固体菌剂的制作方法。具体为将发酵菌液以5000 r/min离心10 min后弃上清,收集菌泥;将菌泥加至石蜡油中,振荡15～20 min使其在石蜡油中充分分散,制成菌悬液;再将此菌液按1：1比例与灭菌后的草炭混合均匀,制成固体菌剂;再向这种固体菌剂中加入杂菌抑制剂乳酸链球菌素（0.75 g/kg）和纳他霉素（0.075 g/kg）,并混合均匀。制作的固体菌剂在pH值5.3左右、含水量35%、不抽真空及温度25℃的条件下保存6个月,存活率为44.4%,有效活菌量为1.12×1010 cfu/g。     

防治青枯病工程菌Hrp~-菌株的固体剂型研究

本文对工程菌Hrp-菌株的固体剂型进行了初步研究。经载体、保护剂和抑菌剂的筛选,最终得出固体菌剂的制作方法。具体为将发酵菌液以5000 r/min离心10 min后弃上清,收集菌泥;将菌泥加至石蜡油中,振荡15~20 min使其在石蜡油中充分分散,制成菌悬液;再将此菌液按1:1比例与灭菌后的草炭混合均匀,制成固体菌剂;再向这种固体菌剂中加入杂菌抑制剂乳酸链球菌素(0.75 g/kg)和纳他霉素(0.075 g/kg),并混合均匀。制作的固体菌剂在pH值5.3左右、含水量35%、不抽真空及温度25℃的条件下保存6个月,存活率为44.4%,有效活菌量为1.12×1010 cfu/g。     

土壤中烟嘧磺隆和莠去津残留对甘薯的药害评价

为了明确玉米田除草剂烟嘧磺隆和莠去津土壤残留对后茬作物甘薯生长的影响,于2017年分别在河北省保定满城区、文安县、霸州市和石家庄藁城区采集甘薯田土壤样品,采用QuEChERS法,结合超高效液相色谱-串联质谱法 (UPLC-MS/MS) 测定了土壤中烟嘧磺隆和莠去津的残留量;通过盆栽试验,测定了烟嘧磺隆、莠去津以及二者混用对甘薯的药害作用。结果表明:在甘薯药害表现严重的河北保定满城区、文安县、霸州市3地甘薯田土壤中烟嘧磺隆的残留量在11.80~87.97 μg/(kg土) 之间,莠去津残留量在2.71~8.40 μg/(kg土) 之间;而在石家庄藁城区无药害症状甘薯田土壤中只检测到莠去津,含量在3.43~4.42 μg/(kg土) 之间。盆栽试验结果表明,栽后20 d每千克甘薯田土壤中烟嘧磺隆含量大于1 μg时,甘薯产生药害症状;烟嘧磺隆对甘薯根系IC₅₀值为3.74 μg/(kg土),IC₁₀值为1.27 μg/(kg土)。土壤中莠去津含量在2~40 μg/(kg土) 范围内,对甘薯茎叶和根系没有可见药害症状,但对根系生长具有轻微抑制作用。烟嘧磺隆与莠去津按质量比10 : 1、5 : 1、5 : 2和5 : 5混用对甘薯药害有一定的拮抗作用,共毒系数CTC₅₀值分别为66.25、59.16、61.30和79.47。烟嘧磺隆对甘薯药害症状主要表现为植株矮小,叶片小,整株或心叶黄化,根系发育受阻,侧根短粗。生产上造成甘薯药害的诱因是土壤中残留的烟嘧磺隆,对甘薯药害阈值为1 μg/(kg土)。     

烟嘧磺隆降解菌株的筛选及其降解特性初探

为得到烟嘧磺隆的高效降解菌株,并了解其降解特性,从烟嘧磺隆生产厂家污水处理池中筛选得到1株可高效降解烟嘧磺隆的菌株ND1,经形态学观察及生理生化、16S rDNA鉴定,该菌株为枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis。在30℃、150 r/min条件下,该菌株3 d内可将200 mg/L的烟嘧磺隆降解98%以上;进一步通过高效液相色谱-串联质谱仪(HPLC-MS/MS)检测其降解产物,发现该菌株可作用于烟嘧磺隆的磺酰脲键,使其桥键发生断裂而产生降解产物2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶和磺酰胺。     

烟嘧磺隆的微生物降解研究进展

烟嘧磺隆属磺酰脲类除草剂,因其对玉米安全,对一年生和多年生禾本科杂草及部分阔叶杂草、莎草科杂草高效而在玉米田广泛应用,但其在土壤中的残留则易对后茬敏感作物产生药害。微生物对烟嘧磺隆的降解有望成为修复污染土壤的有效措施。文章从烟嘧磺隆的使用及危害,可降解烟嘧磺隆的微生物种类及降解特性、降解途径、降解酶及其编码基因等方面进行了综述。目前有关烟嘧磺隆微生物降解的研究多集中于其降解菌的筛选、降解特性及降解途径等方面,对于其微生物降解过程中起关键作用的酶和基因方面的研究仍较少,因此未来的研究趋势将主要体现在降解复合菌系的培养、降解微生物的环境生态学、降解基因以及降解酶制剂等方面。     

应用玉米秸秆生产淡紫拟青霉36-1菌株孢子

为降低淡紫拟青霉36-1菌株生产成本,以玉米秸秆和玉米粉不同配比筛选,并通过添加氮源、碳源等单因子试验及玉米秸秆、玉米粉、米糠、硫酸铵等4个因子3水平正交试验。筛选出淡紫拟青霉36-1菌株固体发酵最佳产孢配方为:玉米秸秆∶米糠∶玉米粉=6∶4∶15(质量比),硫酸铵含量为1g/kg,含水量50%,其发酵产物产孢量为7.77×109个/g(干重)。发酵产物在室温下贮藏2~11个月,孢子萌发率仍达90%左右。     

解淀粉芽胞杆菌YB114对黄瓜棒孢叶斑病的生防效果及发酵条件优化

解淀粉芽胞杆菌YB114为本研究团队筛选出的一株对黄瓜棒孢叶斑病(Corynespora leaf spot)具有较高活性的生防菌株。为加快其产业化进程，本试验研究了该菌株的生物活性及发酵条件。盆栽试验结果表明，100倍发酵稀释液处理对黄瓜棒孢叶斑病的治疗及预防效果分别为85.72%和42.29%,100倍发酵上清稀释液的治疗及预防效果分别达到74.14%和33.25%,菌株发酵液和上清液对黄瓜棒孢叶斑病的治疗效果好于预防效果。YB114发酵液对黄瓜植株有促生效果，叶面喷施后黄瓜茎长、根长、叶面积及地上部生物量增加，叶片中叶绿素、生长素和玉米核苷素含量显著增加。发酵最优培养基为10 g/L果糖、17 g/L水溶性花生饼粉、1 g/L磷酸二氢钾。最佳发酵条件为：装液量40 mL/250 mL三角瓶，接种量6%(体积分数)、pH 7.0,转速180 r/min,温度32℃,发酵时间24 h。优化发酵条件后YB114对棒孢叶斑病的防效提升了22.4%。     

解淀粉芽胞杆菌DS-1菌剂的研制及田间应用效果

本文以一株解淀粉芽胞杆菌DS-1生防菌为研究对象,采用单因素法和正交试验法优化该菌株的发酵条件和生产工艺,通过菌剂的研制测定了其温室防效。结果表明:该菌株最佳固态发酵为以玉米粉为基质,培养条件为可溶性淀粉200 mg/g、小米粉50 mg/g、接种量0.8 mL/g、培养时间96 h、pH 8.0;最适的菌株助剂为壳聚糖20 mg/g(载体)、聚四氟乙烯浓缩分散液100 mg/g(分散剂)和糊精50 mg/g(保护剂)。粉剂与颗粒剂均能提高番茄和黄瓜的株高和鲜重,且颗粒剂效果更突出;并对辣椒枯萎病的防治效果可达60.75%和62.86%,对黄瓜枯萎病的防效达63.58%和66.12%,两种制剂的防效均显著高于发酵液的防效。     

室内条件下土壤含水量对烟嘧磺隆消解的影响

采用高效液相色谱-紫外光谱(HPLC-UV)法,研究了烟嘧磺隆在不同含水量土壤中的消解动态,分析了土壤含水量对其消解的影响。土壤样品经V(乙腈)∶V(磷酸盐缓冲溶液)=1∶4提取,采用HPLC-UV法检测不同含水量的土壤中烟嘧磺隆的残留量。结果表明:在0.25~4 mg/L范围内,烟嘧磺隆峰面积与其质量浓度呈良好线性关系,相关系数为0.999 9。在0.05、0.25和1.25 mg/kg 3个添加水平下,烟嘧磺隆的回收率为91%~106%,相对标准偏差(RSD)为5.4%~9.5%。检出限(LOD)为0.012 mg/kg,定量限(LOQ)为0.04 mg/kg。当土壤含水量小于50%时,土壤水分含量变化对烟嘧磺隆消解的影响较小;当含水量大于50%时,烟嘧磺隆消解半衰期呈先增大后减小趋势,其中在含水量为60%和90%的土壤中消解最快,半衰期分别为19.7和18.6 d。     

超高效液相色谱—串联质谱法检测土壤中烟嘧磺隆的残留

利用超高效液相色谱-串联质谱技术,建立了检测土壤样品中烟嘧磺隆残留量的分析方法。土壤样品用水和乙腈的混合溶液振荡提取,用UPLC—MS／MS测定。烟嘧磺隆在土壤中的平均回收率为83．1～106．2％,RSD为3．2～8．6％。该分析方法最低定量浓度为1．0μg／kg。该方法具有灵敏度高、操作简单、有机溶剂用量少等特点,可用于土壤样品中烟嘧磺隆的检测。     

解淀粉芽孢杆菌X-278片剂的研制、定殖及田间防效

通过对不同载体、营养成分(碳源和氮源)及粘合剂的筛选,研制出了一种便于储存和运输、并可在棉花根部施用的解淀粉芽孢杆菌X-278(以下简称X-278)片剂,并测定了片剂的贮存稳定性;采用利福平标记法,测定了X-278片剂在棉花根、茎及根际土壤中的定殖能力;采用随机区组设计法研究了X-278片剂、X-278发酵液及枯草芽孢杆菌可湿性粉剂对棉花黄萎病的田间防治效果。结果表明:以硅藻土为载体,以质量分数为15%的葡萄糖为碳源,以质量分数为30%的花生饼为氮源,质量分数为20%的淀粉浆为粘合剂,通过干法压片得到了外观完整、光洁,色泽均匀且具有一定稳定性的X-278片剂,其含水量(质量分数)为0.5%,活菌含量为7.4×107cfu/g,未检测到有其他杂菌存在,各指标均符合标准;在棉花根部施用X-278片剂40 d后,X-278的最高定殖量在棉花根内为1.56×103cfu/g,在茎中为3.6×103cfu/g,在根际土壤中达3.8×106cfu/g,持效期达60 d;田间试验结果表明,X-278片剂对棉花黄萎病的防治效果均优于其发酵液及枯草芽孢杆菌可湿性粉剂,当X-278片剂施用量为0.6 g/株时,对棉花黄萎病的防效达到86.34%。     

超高效液相色谱-串联质谱法同时测定玉米及土壤中烟嘧磺隆和2甲4氯残留

采用分散固相萃取法进行样品前处理,建立了超高效液相色谱-电喷雾串联四极杆质谱(UPLC-MS/MS)同时快速检测玉米及其土壤中烟嘧磺隆和2甲4氯残留的方法。样品经乙腈-甲酸[V(乙腈):V(甲酸)=99.9:0.1]提取,C18基质固相分散(DSPE)净化后,采用UPLC-MS/MS、多反应监测模式(MRM)检测,外标法定量。结果显示,烟嘧磺隆和2甲4氯进样质量浓度与峰面积间线性关系良好,在0.005～0.1 mg/kg添加水平范围内,烟嘧磺隆和2甲4氯在不同基质中的平均回收率分别为74.6%～98.0%和81.3%～100.1%,相对标准偏差(RSD)分别为1.1%～3.4%和1.7%～10.5%,定量限(LOQ)均为0.005 mg/kg。     

粪产碱杆菌ZWS11菌株对烟嘧磺隆的酶促降解特性

为明确粪产碱杆菌Alcaligenes faecalis ZWS11菌株对烟嘧磺隆的酶促降解特性,采用丙酮沉淀、超声波破碎和高速离心等方法,提取制备了ZWS11菌株的胞外和胞内粗酶液以及菌体碎片悬浮液,并分别测定了其酶活力。结果表明:当V（菌体发酵液）:V（丙酮）=1:3时提取到的胞外粗酶液具有较高的酶活力;胞外粗酶液、胞内粗酶液和菌体碎片悬浮液对24.9 μmol/L烟嘧磺隆的平均降解率分别为87.4%、16.9%和17.4%,胞外粗酶液的降解能力与胞内粗酶液或菌体碎片悬浮液相比差异显著（P<0.05）,由此确定对烟嘧磺隆起降解作用的酶属于胞外酶。最适降解条件研究表明:该降解酶的酶促反应适宜温度为35℃,较适pH值为6.0,反应时间为30 min,在此条件下其对烟嘧磺隆的降解率在80%以上。此外,该降解酶在35～70℃、pH值4.0～9.0范围内均能够保持较高的酶活力,对烟嘧磺隆的降解率均在60%以上,表明该降解酶具有较好的热稳定性和酸碱稳定性。加入不同浓度十二烷基硫酸钠（SDS）和苯甲基磺酰氟（PMSF）,对该降解酶的活力表现出了不同程度的抑制作用。研究结果可为烟嘧磺隆降解酶制剂的规模化生产及被烟嘧磺隆污染土壤的生物修复提供科学依据。     

蜡状芽孢杆菌对烟嘧磺隆的降解及降解产物2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶的环境生物毒性

为明确蜡状芽孢杆菌对烟嘧磺隆的降解及母体和降解产物对环境生物的毒性,采用超高效液相色谱-质谱 (UPLC-TQD) 联用法分析了蜡状芽孢杆菌对烟嘧磺隆的降解产物,同时参照“化学农药环境安全评价试验准则”方法,分别测定了烟嘧磺隆和主要降解产物2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶对斑马鱼、大型溞和斜生栅列藻3种水生生物的急性毒性。结果表明:经蜡状芽孢杆菌降解后,共检测到4种烟嘧磺隆的降解产物,分别为2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶 ( Ⅰ )、2-[N-(氨基甲基) 氨磺酰基]-N,N-二甲基烟酰胺 ( Ⅱ )、2-[1-(4,6-二甲氧基嘧啶-2-基) 脲基]-N,N-二甲基烟酰胺 ( Ⅲ ) 和N-(4,6-二甲氧基嘧啶-2-氨基甲酰基)-1-(甲基亚氨基) 甲磺酰胺 ( Ⅳ ),其中2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶 ( Ⅰ ) 为主要降解产物,由此推测蜡状芽孢杆菌对烟嘧磺隆的降解主要是通过使其磺酰脲桥上C—N键、C—S键以及吡啶环断裂而实现的。毒性测定结果显示:烟嘧磺隆及主要降解产物 Ⅰ 对斑马鱼的96 h-LC₅₀值分别为16.95和 > 100.0 mg/L,其急性毒性等级均为“低毒”;两者对斜生栅列藻的72 h-ErC₅₀值分别为8.070和142.7 mg/L,均为“低毒”;对大型溞的48 h-EC₅₀值分别为9.190和51.95 mg/L,分别为“中毒”和“低毒”。研究表明,烟嘧磺隆经蜡状芽孢杆菌降解后,其主要降解产物对3种水生生物的毒性均明显降低。