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黑曲霉降解大豆除草剂残留的研究

作　者: 李阳
导　师: 孙庆元
学　校: 大连工业大学
专　业: 生物化工
关键词: 氟磺胺草醚黑曲霉菌株S7 降解
分类号: X172
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

除草剂的使用已成为现代农业增产的重要措施之一。除草剂在土壤中残留造成后茬敏感作物受害，严重时会造成地下水甚至饮用水的污染，直接危害人类健康，因此除草剂对土壤的污染日益引起学术界和公众的关注。本研究以除草剂（氟磺胺草醚）为研究对象，从黑龙江农垦田里被除草剂污染的土壤中，富集培养筛选出只在含有氟磺胺草醚的环境下生长的真菌。将此真菌进行分离纯化，选取降解率最高的菌株S7作为高效降解菌，对其鉴定为黑曲霉菌属。配制培养基成分的不同比例，观察黑曲霉菌株S7的生长情况和对氟磺胺草醚的降解情况。室内培养条件下，研究黑曲霉菌株S7在灭菌土壤与非灭菌土壤中对氟磺胺草醚的降解，以及在土壤中降解氟磺胺草醚的理想培养条件。以白菜为例，研究黑曲霉菌株S7对敏感作物的影响，观察其发芽率、株高、鲜重的变化。黑曲霉菌株S7在初始pH为7.0，温度为28℃，通氧量在100mL/250mL，接种量为5%时生长量最大。碳源含量越多则生长越好，氟磺胺草醚浓度越低生长越好。黑曲霉菌株S7在碳源含量为1.0%，初始pH为6.0，氟磺胺草醚浓度为100μg/mL，温度为28℃，通氧量在100mL/250mL，接种量为5%时有利于黑曲霉菌株S7对氟磺胺草醚的降解。黑曲霉菌株S7在非灭菌土壤里49d降解率为59.8%，在灭菌土壤里49d降解率为51.4%。在土壤pH为6.0，含水量为70%，温度为30℃，接种量为5%的理想条件下，黑曲霉菌株S7降解氟磺胺草醚49d后，降解率为64.1%。黑曲霉菌株S7对氟磺胺草醚降解率的高低与其生长量和活性有关，生长量大且活性高的菌株降解效果比较好。黑曲霉菌株S7在非灭菌土壤里比灭菌土壤里降解氟磺胺草醚的速度快。可能在非灭菌土壤里含有大量不同菌类，它们之间存在协同作用，加速了对氟磺胺草醚的降解。氟磺胺草醚对白菜的发芽率有明显的抑制作用，加入黑曲霉菌株S7后发芽率得到提高，并减小了株高和鲜重的差距，说明黑曲霉菌株S7可以降低氟磺胺草醚对白菜幼苗生长的抑制作用。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-12
前言  12-13
第一章绪论  13-28
  1.1 除草剂发展现状  13-14
  1.2 除草剂对土壤微生物种群的影响  14-15
  1.3 除草剂对土壤微生物生物量碳、氮的影响  15
  1.4 除草剂对土壤微生物呼吸作用的影响  15-16
  1.5 除草剂对植物病害的影响  16
    1.5.1 除草剂促进植物病害的发生  16
    1.5.2 除草剂抑制植物病害的发生  16
  1.6 土壤对除草剂的吸附作用  16-17
  1.7 除草剂在土壤中的降解  17-19
    1.7.1 除草剂的降解途径  17
    1.7.2 除草剂的光解和水解  17
    1.7.3 除草剂的共代谢作用  17-18
    1.7.4 除草剂的生物降解行为  18-19
      1.7.4.1 降解除草剂的微生物  18
      1.7.4.2 微生物分解除草剂主要反应  18-19
      1.7.4.3 微生物降解除草剂的停滞期  19
  1.8 除草剂污染土壤的生物修复  19-21
    1.8.1 生物修复的特点  19-20
    1.8.2 生物修复的影响因素  20-21
      1.8.2.1 微生物活性  20
      1.8.2.2 污染物特性  20-21
      1.8.2.3 土壤性质  21
  1.9 土壤中除草剂残留常用的检测方法  21-22
    1.9.1 薄层色谱法(TLC)  21
    1.9.2 气相色谱法(GC)  21-22
    1.9.3 高效液相色谱法(HPLC)  22
    1.9.4 生物测定  22
  1.10 主要类型除草剂基本情况  22-26
    1.10.1 二苯醚类除草剂  22-23
      1.10.1.1 氟磺胺草醚  22-23
      1.10.1.2 物理化学特性  23
      1.10.1.3 毒性  23
    1.10.2 磺酰脲类除草剂  23-24
      1.10.2.1 氯嘧磺隆  23-24
      1.10.2.2 物理化学特性  24
      1.10.2.3 毒性  24
    1.10.3 酰胺类除草剂  24-25
      1.10.3.1 乙草胺  24-25
      1.10.3.2 物理化学特性  25
      1.10.3.3 毒性  25
    1.10.4 异恶唑类除草剂  25-26
      1.10.4.1 异恶草松  25
      1.10.4.2 物理化学特性  25
      1.10.4.3 毒性  25-26
    1.10.5 咪唑啉酮类除草剂  26
      1.10.5.1 咪唑乙烟酸  26
      1.10.5.2 物理化学特性  26
      1.10.5.3 毒性  26
  1.11 本研究的目的和意义  26-28
第二章材料与方法  28-39
  2.1 试验材料  28-30
    2.1.1 试验土壤  28
    2.1.2 试验植物  28
    2.1.3 试验除草剂  28
    2.1.4 试验化学与生化试剂  28-29
    2.1.5 仪器设备  29-30
    2.1.6 培养及配方  30
  2.2 土壤中降解菌株的分离和筛选  30-32
    2.2.1 土壤中真菌菌株的筛选  30-31
    2.2.2 真菌菌株的富集  31
      2.2.2.1 真菌的接种量  31
      2.2.2.2 氟磺胺草醚降解菌株的富集  31
      2.2.2.3 氯嘧磺隆降解菌株的富集  31
      2.2.2.4 咪唑乙烟酸降解菌株的富集  31
      2.2.2.5 乙草胺降解菌株的富集  31
    2.2.3 降解菌株的分离和纯化  31-32
  2.3 降解菌株的鉴定  32
    2.3.1 光学显微镜形态观察  32
    2.3.2 菌落形态观察  32
  2.4 除草剂残留量的测定  32-34
    2.4.1 氟磺胺草醚标准曲线  32-33
    2.4.2 培养基里除草剂残留量的测定  33
    2.4.3 土壤里除草剂残留量的测定  33-34
      2.4.3.1 样品提取  33
      2.4.3.2 净化  33-34
      2.4.3.3 残留量测定  34
  2.5 降解菌株生长特性的研究  34-35
    2.5.1 降解菌株生长量的测定  34
    2.5.2 碳源含量对降解菌株生长的影响  34
    2.5.3 初始 pH 对降解菌株生长的影响  34-35
    2.5.4 温度对降解菌株生长的影响  35
    2.5.5 通氧量对降解菌株生长的影响  35
    2.5.6 接种量对降解菌株生长的影响  35
  2.6 降解菌株对除草剂降解特性的研究  35-36
    2.6.1 碳源含量对降解菌株降解除草剂的影响  35
    2.6.2 初始 pH 对降解菌株降解除草剂的影响  35-36
    2.6.3 除草剂浓度对降解菌株降解除草剂的影响  36
    2.6.4 温度对降解菌株降解除草剂的影响  36
    2.6.5 接种量对降解菌株降解除草剂的影响  36
    2.6.6 降解菌株降解除草剂的最佳条件试验  36
  2.7 降解菌株在土壤中适应性的研究  36-38
    2.7.1 土壤 pH 对降解菌株降解除草剂的影响  36-37
    2.7.2 土壤含水量对降解菌株降解除草剂的影响  37
    2.7.3 土壤温度对降解菌株降解除草剂的影响  37
    2.7.4 接种量对降解菌株降解除草剂的影响  37
    2.7.5 降解菌株降解除草剂的最佳条件试验  37-38
    2.7.6 降解菌株在灭菌土壤中对除草剂的降解  38
    2.7.7 降解菌株在非灭菌土壤中对除草剂的降解  38
  2.8 降解菌株对敏感作物白菜幼苗生长的影响  38-39
第三章结果与分析  39-56
  3.1 真菌菌株的富集  39-40
  3.2 真菌菌株的筛选与鉴定  40-41
    3.2.1 真菌菌株的筛选  40-41
    3.2.2 真菌菌株的鉴定  41
  3.3 黑曲霉菌株 S7 的生长曲线  41-42
  3.4 黑曲霉菌株 S7 对氟磺胺草醚降解特性的研究  42-49
    3.4.1 碳源对黑曲霉菌株 S7 降解氟磺胺草醚的影响  42-43
    3.4.2 初始 pH 对黑曲霉菌株 S7 降解氟磺胺草醚的影响  43-44
    3.4.3 氟磺胺草醚浓度对黑曲霉菌株 S7 降解的影响  44-45
    3.4.4 温度对黑曲霉菌株 S7 降解氟磺胺草醚的影响  45-46
    3.4.5 通氧量对黑曲霉菌株 S7 降解氟磺胺草醚的影响  46-47
    3.4.6 接种量对降解菌株 S7 降解氟磺胺草醚的影响  47-48
    3.4.7 黑曲霉菌株 S7 降解氟磺胺草醚最佳条件试验  48-49
  3.5 黑曲霉菌株 S7 在土壤中适应性的研究  49-54
    3.5.1 土壤 pH 对黑曲霉菌株 S7 降解氟磺胺草醚的影响  49-50
    3.5.2 土壤含水量对黑曲霉菌株 S7 降解氟磺胺草醚的影响  50-51
    3.5.3 土壤温度对黑曲霉菌株 S7 降解氟磺胺草醚的影响  51
    3.5.4 接种量对黑曲霉菌株 S7 降解氟磺胺草醚的影响  51-52
    3.5.5 土壤中黑曲霉菌株 S7 降解氟磺胺草醚最佳条件试验  52-54
    3.5.6 黑曲霉菌株 S7 在灭菌土壤和非灭菌土壤中对氟磺胺草醚的降解  54
  3.6 黑曲霉菌株 S7 对敏感作物白菜幼苗生长的影响  54-56
第四章结论  56-57
参考文献  57-61
致谢  61

黑曲霉降解大豆除草剂残留的研究

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