两株可降解烟嘧磺隆菌株固体发酵条件优化及菌剂加工研究
烟嘧磺隆的土壤残留对后茬作物、生态环境、人类健康造成巨大隐患。高效、低成本、无二次污染的微生物修复技术已成为目前清除农药污染、修复生态环境的重要手段。本文以实验室前期筛选出的两株烟嘧磺隆高效降解菌株为研究对象，分别为枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）YB1菌株和黑曲霉(Aspergillus niger)YF1菌株。首先对两菌株进行了固体发酵条件优化，并筛选出适合加工菌剂的载体和保护剂，成功制备了YB1菌株和YF1菌株的颗粒剂，随后对菌剂进行了污染土壤降解的模拟试验。研究结果如下: (1)通过单因素试验及利用Design Expert8.0.6软件设计响应面试验方法，对发酵条件进行筛选分析，实验结果采用Box-Behnken法进行优化，得到YB1菌株固体发酵的最佳理论条件为:接种量10.80％,培养基固液比1∶2.01，培养温度30.98℃。按照以下条件对YB1菌株进行实际发酵:接种量11％，培养基固液比1∶2，培养温度31℃，3次重复试验，所得固体发酵产物中活菌数平均为2.2×109 CFU·g-1。YF1菌株固体发酵最佳理论条件为:接种量12.06％，培养基固液比1∶1.85，培养温度35.41℃。按照以下条件对YF1菌株进行实际发酵:接种量12％，培养基固液比1∶1.85，培养温度35.5℃，3次重复试验，所得固体发酵产物中活菌数平均为6.0×109 CFU·g-1。 (2)以秸秆粉、膨润土、自炭黑、活性白土、硅藻土作为载体进行筛选试验，结果显示活性白土和白炭黑分别对YB1菌株和YF1菌株生长抑制作用最小，最终确定YB1菌株最适载体为活性白土，YF1菌株最适载体为白炭黑。以酪氨酸、羧甲基纤维素钠、腐殖酸作为紫外保护剂进行筛选试验，最终选定3％酪氨酸作为YB1菌株保护剂，1％羧甲基纤维素钠作为YF1菌株保护剂。YB1颗粒剂配方为:固体发酵料与活性白土1∶1混合加3％酪氨酸，5％淀粉。YF1菌株颗粒剂配方为:固体发酵料与白炭黑1∶2混合加1％羧甲基纤维素钠，3％淀粉。 (3)通过敏感植物盆栽试验筛选测定得到烟嘧磺隆对小麦的IC50为0.259 mg·kg-1，确定以小麦作为指示植物进行土壤中烟嘧磺隆的模拟降解试验。试验结果表明添加25 g·kg-1、50 g·kg-1菌剂处理含1 mg·kg-1浓度烟嘧磺隆的土壤28 d和35 d后对小麦药害症状有一定缓解，抑制率在30％～40％，且趋于稳定;添加100 g·kg-1、200 g·kg-1、400 g·kg-1菌剂处理28 d后小麦无明显药害症状。烟嘧磺隆浓度为1.5 mg·kg-1、2mg·kg-1、2.5 mg·kg-1土壤中添加100 g·kg-1菌剂处理35d后对小麦仍有30％-60％抑制率。烟嘧磺隆浓度为0.5 mg·kg-1时添加100 g·kg-1菌剂处理21d后种植小麦无明显药害症状。YF1菌株菌剂对烟嘧磺隆降解效果不佳。
农药污染;烟嘧磺隆;微生物降解;固体发酵;菌剂加工
河北农业大学
硕士
植物保护
张金林;赵宝林
2017
中文
X592;X506
52
2018-05-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）