CN106433675A

CN106433675A - 一种用于农药残留的生物修复剂

Info

Publication number: CN106433675A
Application number: CN201610840960.8A
Authority: CN
Inventors: 叶志坚
Original assignee: Fuyang Hangzhou Chang Chang Machinery Co Ltd
Current assignee: Fuyang Hangzhou Chang Chang Machinery Co Ltd
Priority date: 2016-09-23
Filing date: 2016-09-23
Publication date: 2017-02-22

Abstract

本发明涉及一种用于农药残留的生物修复剂，所述修复剂由生物吸附剂、复合菌剂、木质素磺酸盐、聚乙烯醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、甘油、吐温组成，所述修复剂利用菌株解淀粉芽孢杆菌、副球菌、哈茨木霉菌、伯克氏菌、假单胞菌之间的复配可以充分发挥具有不同降解特性的降解有机磷农药降解菌株的降解能力，可适应不同污染程度环境治理的需要，应用前景良好。

Description

一种用于农药残留的生物修复剂

技术领域

本发明涉及农药的生物修复领域，具体涉及一种用于农药残留的生物修复剂。

背景技术

农药残留是农药使用后一个时期内没有被分解而残留于生物体、收获物、土壤、水体、大气中的微量农药原体、有毒代谢物、降解物和杂质的总称。施用于作物上的农药，其中一部分附着于作物上，一部分散落在土壤、大气和水等环境中，环境残存的农药中的一部分又会被植物吸收。残留农药直接通过植物果实或水、大气到达人、畜体内，或通过环境、食物链最终传递给人、畜。

目前，主要使用的化学农药按其功能不同,主要分为杀虫剂(Insecticide)、除草剂(Herbicide)和杀菌剂(Fungicide)三大类。依据化学结构不同,可分为有机氯类、有机磷类、拟除虫菊脂类、氨基甲酸脂类和无机农药等多种类型。这些化学农药的共同特点是:①有毒性,且靶向性差；②残留性,一般分为高残留、中残留和低残留等；③迁移性和累积性,可通过空气、土壤或地下水发生迁移,甚至在生物体内累积。有机磷类杀虫剂成为目前使用量最大的农药之一,多属于高效农药。目前,有机磷农药包括甲拌磷、乙拌磷、内吸磷、对硫磷、甲胺磷、乙酰甲胺磷、杀螟硫磷、特普、敌百虫、乐果、马拉硫磷、甲基对硫磷、二甲硫吸磷、甲基对硫磷、甲基内吸磷、氧化乐果、久效磷等。有机氯农药有滴滴涕、六六六、林丹、甲氧、高残毒DDT、硫丹。常用的拟除虫菊脂类农药有溴氰菊脂、氯氰菊脂、氯菊脂、胺菊脂、甲醚菊脂等。氨基甲酸酯类有西维因、叶蝉散、涕灭威、呋喃丹和异索威等。

有机磷农药以其品种多、药效高、防治范围广谱等特点，至今仍是农药中用量最多的类别，在农业生产中起到了举足轻重的作用，我国有机磷农药的生产和使用量占农药总生产和使用量的一半以上。但是，有机磷农药具有较强的毒性，长期、大量使用后，其在农作物上的残留会引起食品安全问题，也影响了我国农产品出口，而且散落的农药也会使水和土壤受到污染。

用微生物降解有机磷农药残留的生物修复方法具有低成本、无毒、无二次污染等优点，是最具应用前景的削减农药污染的方法之一。有机磷农药降解微生物筛选常用的方法是从长期遭受农药污染的土壤或水体中采集样品，经富集培养、平板划线等操作，分离得到单菌落，然后经驯化培养，或紫外化学诱变等方法获取高效降解菌株，或通过细胞工程、基因工程等技术手段构建工程菌株。

然而现有的降解有机磷等农药残留的生物制剂存在很多问题，从而限制了现代其发展。限制发展的主要因素有：生物除残留的高度专一性、其对温度、湿度和土壤等环境条件近于苛刻的需求、工业化生产技术和设备的不配套、配方研究技术的落后等等。

目前为了提高降解残留的效率，人们通常采用多种菌株进行复配，和选用合适的菌株进行了复配，并且达到优势互补、稳定降解的目的是需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于农药残留的生物修复剂，所述修复剂由生物吸附剂、复合菌剂、木质素磺酸盐、聚乙烯醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、甘油、吐温组成。

优选地，所述生物修复剂剂其由下列重量份的原料制备：

生物吸附剂10-12份、复合菌剂20-30份、木质素磺酸盐2-3份、聚乙烯醇2-4份、脂肪醇聚氧乙烯醚3-5份、甘油0.5-0.7份、吐温0.5-0.7份。

所述生物吸附剂为壳聚糖和硅藻土按照重量比1:2混合制备；

所述复合菌剂由解淀粉芽孢杆菌、副球菌、哈茨木霉菌、伯克氏菌、假单胞菌组成；

所述解淀粉芽孢杆菌为（Bacillus amyloliquefaciens）ATCC 23843；

所述副球菌（Paracoccus sp.）为CGMCC NO.3639(CN101899414)；

所述哈茨木霉菌（Trichoderma harzianum）为CGMCC NO.4963(CN102505010);

所述伯克氏菌（Burkholderia jiangsuensis）CGMCC9028（CN103952354）；

所述假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）为ATCC 15442。

所述复合菌剂的制备方法为：将解淀粉芽孢杆菌、副球菌、哈茨木霉菌、伯克氏菌、假单胞菌分别培养至浓度为1×10⁷个/ml的菌液，然后按照5:4:3:3:2的体积比混合，即得；

所述生物修复剂的制备方法包括下述步骤：

（1）制备生物吸附剂：将壳聚糖和硅藻土按照重量比1:2混合后在150℃温度下的乙醇溶液（20%的乙醇溶液）中加热4小时后干燥，并粉碎，得到生物吸附剂；

（2）将生物吸附剂、木质素磺酸盐、聚乙烯醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、甘油、吐温混合均匀，1000转/分的转速搅拌20分钟，得到悬浊液；

（3）在步骤（2）制备的悬浊液以800转/分转速进行搅拌、同时缓慢加入复合菌剂，全部添加完后继续搅拌10分钟即得。

本发明所述菌种均可以从中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)以及美国模式培养物集存库（ATCC）购买得到。

本发明所述的菌种均可通过常规的培养方法得到所需浓度的菌液，此并非本发明的创新点，限于篇幅，并不一一赘述。

本发明相对现有技术的有益效果为：

微生物降解有机磷等农药残留的寄主专化性既是它的一个优点，同时也是其主要缺陷。单一微生物制剂的专化性特性，使其很难对所有农田进行有效防除，从而就限制微生物制剂推广应用。且在有机磷农药残留的生物修复领域中存在以下主要问题。①、不同环境中有机磷农药残留的浓度存在差异，不同实验室筛选获得的菌株的降解能力也存在差异，有的菌株对低浓度的有机磷残留降解较快，有的菌株对较高浓度的有机磷残留降解较快，使用这类单一菌株的制剂，不易快速清除环境中的有机磷农药残留。②、一般采用的菌株降解速度较慢，需要7天～30天以上的处理时间才能发挥充分降解效果。一些研究表明，利用多个生防菌株混合开发出复合微生物制剂是解决过于单一缺陷的有效途径，本研究表明，利用菌株解淀粉芽孢杆菌、副球菌、哈茨木霉菌、伯克氏菌、假单胞菌之间的复配可以充分发挥具有不同降解特性的降解有机磷农药降解菌株的降解能力，可适应不同污染程度环境治理的需要，制备的生物制剂可在3-7天内快速降解不同程度的有机磷农药残留，降解率达到95％以上，有效清除有机磷农药污染。

本发明修复剂不含化学产品为纯生物制剂，避免了化学制剂残留量累积保护了土壤及环境，与特定的表面活性剂、增效剂、分散剂、润湿剂等组合制成的生物制剂具有适应性强、稳定性好、不易老化等特点，并合理利用微生物间的协同作用，无毒无害，生态环保，显著降低了用药量、施药次数以及用药成本，且本发明生物制剂配制方便，保存时间长，具有很强的实用价值。

具体实施方式

以下通过实施例形式对本发明的上述内容再作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1

一种用于农药残留的生物修复剂，所述修复剂其由下列重量份的原料制备：

生物吸附剂10份、复合菌剂20份、木质素磺酸盐2份、聚乙烯醇2份、脂肪醇聚氧乙烯醚3份、甘油0.5份、吐温0.5份。

所述生物吸附剂为壳聚糖和硅藻土按照重量比1:2混合制备；

所述解淀粉芽孢杆菌为（Bacillus amyloliquefaciens）ATCC 23843；

所述副球菌（Paracoccus sp.）为CGMCC NO.3639(CN101899414)；

所述哈茨木霉菌（Trichoderma harzianum）为CGMCC NO.4963(CN102505010);

所述伯克氏菌（Burkholderia jiangsuensis）CGMCC9028（CN103952354）；

所述假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）为ATCC 15442。

所述生物修复剂的制备方法包括下述步骤：

使用方法：施用量5-10ml/m²。

实施例2

一种用于农药残留的生物修复剂，其由下列重量份的原料制备：

生物吸附剂12份、复合菌剂30份、木质素磺酸盐3份、聚乙烯醇4份、脂肪醇聚氧乙烯醚5份、甘油0.7份、吐温0.7份。

所述生物吸附剂为壳聚糖和硅藻土按照重量比1:2混合制备；

所述复合菌剂由解淀粉芽孢杆菌、副球菌、哈茨木霉菌、伯克氏菌、假单胞菌组成；所述解淀粉芽孢杆菌为（Bacillus amyloliquefaciens）ATCC 23843；

所述副球菌（Paracoccus sp.）为CGMCC NO.3639(CN101899414)；

所述哈茨木霉菌（Trichoderma harzianum）为CGMCC NO.4963(CN102505010);

所述伯克氏菌（Burkholderia jiangsuensis）CGMCC9028（CN103952354）；

所述假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）为ATCC 15442。

所述生物修复剂的制备方法包括下述步骤：

使用方法：施用量5-10ml/m²。

实施例3

本发明生物修复剂对甲基对硫磷、马拉硫磷和乙酰甲胺磷的降解作用

在三个100mL灭菌的三角瓶中均加入20mL无机盐培养基(g.L^-1，NH₄NO3 0.5，Na₂HPO₄1.19，KH₂PO₄0.45，MgSO₄0.5，去离子水1000ml，pH6.8)，然后分别添加甲基对硫磷、马拉硫磷和乙酰甲胺磷浓度至300mg/L，添加实施例2制备的生物修复剂。

定时取样，通过高效液相色谱分别测定甲基对硫磷、马拉硫磷和乙酰甲胺磷浓度。

高效液相测定马拉硫磷色谱条件：色谱柱Hypersil C18柱；流动相:70％甲醇(含2mM甲酸铵+30％水；流速：0.3mL/min；检测波长220nm,柱温:室温；进样量:15μ1。

高效液相测定乙酰甲胺磷色谱条件：色谱柱Hypersil C18柱；流动相:V(甲醇)：V(水)：＝15：85；流速：1.5mL/min；检测波长215nm,柱温:30℃；进样量:15μ1。

降解率(％)＝(1－处理样品残留量/对照样品残留量)×100％。

结果如表1所示

表1

降解率	5h	10h	15h
				甲基对硫磷	74.37%	92.98%	99.15%
马拉硫磷	79.03%	90.55%	99.37%
				乙酰甲胺磷	69.67%	90.33%	99.21%

实施例4

本发明生物修复剂对黄瓜表面敌敌畏农药残留的降解效果

1)选取两个完全相同的黄瓜地块，各50m²，均匀喷洒1000倍稀释的80％敌敌畏乳油农药；

2)8h后，一地块均匀喷施实施例2制备的用于农药残留的生物修复剂作为处理组，施用量5ml/m²，另一地块以喷施清水作对照组；

3)24后，五点取样法检测黄瓜表面敌敌畏残留，结果显示，处理组较对照组敌敌畏残留量减少91%。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims

1.一种用于农药残留的生物修复剂，所述修复剂由生物吸附剂、复合菌剂、木质素磺酸盐、聚乙烯醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、甘油、吐温组成。

2.根据权利要求1所述的修复剂，其特征在于，所述生物吸附剂为壳聚糖和硅藻土按照重量比1:2混合制备。

3.根据权利要求1-2所述的修复剂，其特征在于，所述修复剂由下列重量份的原料制备：

4.根据权利要求1-3所述的修复剂，其特征在于，所述复合菌剂由解淀粉芽孢杆菌、副球菌、哈茨木霉菌、伯克氏菌以及假单胞菌制备而得。

5.根据权利要求1-4所述的修复剂，其特征在于，

所述解淀粉芽孢杆菌为（Bacillus amyloliquefaciens）ATCC 23843；

所述副球菌（Paracoccus sp.）为CGMCC NO.3639；

所述哈茨木霉菌（Trichoderma harzianum）为CGMCC NO.4963;

所述伯克氏菌（Burkholderia jiangsuensis）CGMCC NO.9028；

所述假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）为ATCC 15442；

所述复合菌剂的制备方法为：将解淀粉芽孢杆菌、副球菌、哈茨木霉菌、伯克氏菌、假单胞菌分别培养至浓度为1×10⁷个/ml的菌液，然后按照5:4:3:3:2的体积比混合，即得。

6.权利要求1-5所述修复剂用于降解有机磷农药残留的用途。