氯嘧磺隆降解菌的分離鑒定、降解特性和機理及其修復效果
本文關鍵詞:氯嘧磺隆降解菌的分離鑒定、降解特性和機理及其修復效果,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:氯嘧磺隆是美國杜邦公司于20世紀80年代開發(fā)并研制出來的一種低毒、廣譜的選擇性內吸傳導型磺酰脲類除草劑,主要應用于防除大豆、玉米和水稻等田地的闊葉雜草和部分禾本科雜草。長期大量頻繁的使用氯嘧磺隆,會引起雜草的抗藥性,同時對輪種作物造成一定藥害,污染農田土壤及其周圍水體,對人類健康產(chǎn)生威脅。本文以分離篩選出的氯嘧磺隆降解菌為對象,研究分離株對氯嘧磺隆的降解特性并揭示其可能的降解途徑。主要研究結果如下:從污染的土壤中篩選到一株以氯嘧磺隆為唯一氮源的細菌D,通過形態(tài)特征和16S rDNA序列分析鑒定為克雷伯氏菌屬(klebsiella sp.),命名為klebsiella sp.D。分離株D對氯嘧磺隆的降解主要受底物濃度、溫度和pH值等因素的影響,分離株D對氯嘧磺隆的降解符合一級動力學方程,在pH 7.0,30℃條件下,1、10、100 mg/L氯嘧磺隆的降解半衰期分別為0.93 d、4.08 d、27.40 d;在30℃條件下,pH 5.0、7.0和9.0時,分離株D對10 mg/L氯嘧磺隆的降解半衰期分別為2.99 d、3.91 d和6.20 d;20℃、30℃和40℃時分離株D對10 mg/L氯嘧磺隆的降解半衰期分別為23.31 d、4.08 d和0.37 d。綜合考慮各方面因素,在不同條件下分離株D對氯嘧磺隆的降解作用大小依次為pH7.0pH9.0pH5.0, 100 mg/L 10 mg/L 1 mg/L,30℃40℃20℃。HPLC-MS/MS分析結果表明分離株D主要將氯嘧磺隆降解為兩種產(chǎn)物:鄰磺酰苯甲酸亞胺和2-氨基-4-氯-6-甲氧基嘧啶。分離株D對氯嘧磺隆的降解途徑:首先,氯嘧磺隆磺的酰脲橋鍵斷裂生成2-氨基-4-氯-6-甲氧基嘧啶和鄰磺酰胺苯甲酸乙酯,其中,2-氨基-4-氯-6-甲氧基嘧啶最終可能會完全降解為水和二氧化碳;鄰磺酰胺苯甲酸乙酯通過水解作用轉化為鄰磺酰胺苯甲酸,接著通過環(huán)化作用轉化為鄰磺酰苯甲酸亞胺。另外,鄰磺酰胺苯甲酸乙酯也可能會被氧化成鄰甲酸乙酯苯磺;惽杷狨。實驗結果表明,菌株D對氯嘧磺隆的降解為解毒過程。與未加入菌株D對照相比,加入降解菌D處理后玉米的株高、鮮重和干重的抑制率分別減少了51.25%、36.83%和23.40%,表明加入降解菌D可以有效降低氯嘧磺隆對玉米生長的抑制。
【關鍵詞】:磺酰脲類除草劑 氯嘧磺隆 降解途徑 生物修復 Klebsiella sp.
【學位授予單位】:浙江大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2016
【分類號】:X592;X172
【目錄】:
- 摘要8-10
- ABSTRACT10-12
- 第一章 文獻綜述12-23
- 1.1 磺酰脲類除草劑的研究現(xiàn)狀12
- 1.2 磺酰脲類除草劑的吸附-解吸行為及遷移12-13
- 1.3 磺酰脲類除草劑的降解13-14
- 1.4 磺酰脲類除草劑的微生物降解14-16
- 1.4.1 降解磺酰脲類除草劑的微生物14-15
- 1.4.2 微生物降解磺酰脲類除草劑的機理15-16
- 1.5 影響磺酰脲類除草劑微生物降解的因素16-18
- 1.5.1 pH值對磺酰脲類除草劑微生物降解的影響16
- 1.5.2 溫度對磺酰脲類除草劑微生物降解的影響16-17
- 1.5.3 化合物結構對磺酰脲類除草劑微生物降解的影響17
- 1.5.4 其他因素對磺酰脲類除草劑微生物降解的影響17-18
- 1.6 氯嘧磺隆及其環(huán)境毒理學效應18-19
- 1.6.1 氯嘧磺隆簡介18
- 1.6.2 氯嘧磺隆的理化性質18
- 1.6.3 氯嘧磺隆的作用方式與除草機理18-19
- 1.6.4 氯嘧磺隆的生態(tài)毒性19
- 1.7 氯嘧磺隆的降解19-21
- 1.7.1 氯嘧磺隆的水解19-20
- 1.7.2 氯嘧磺隆的光化學降解20
- 1.7.3 降解氯嘧磺隆的微生物20-21
- 1.8 氯嘧磺隆生物修復的應用及效果評價21
- 1.9 本研究的目的及意義21-23
- 第二章 氯嘧磺隆降解菌的分離與鑒定23-32
- 2.1 引言23-24
- 2.2 材料與方法24-25
- 2.2.1 試劑與藥品24
- 2.2.2 培養(yǎng)基24
- 2.2.3 儀器與設備24-25
- 2.3 方法25-27
- 2.3.1 氯嘧磺隆降解株富集與分離25
- 2.3.2 降解菌的形態(tài)觀察及生理生化鑒定25-26
- 2.3.3 降解菌的生長曲線26
- 2.3.4 氯嘧磺隆的提取26
- 2.3.5 氯嘧磺隆的檢測條件26-27
- 2.4 結果與討論27-31
- 2.4.1 降解菌株D的分離和鑒定27-30
- 2.4.2 氯嘧磺隆降解菌的生長曲線30-31
- 2.5 小結31-32
- 第三章 分離株D對氯嘧磺隆的降解特性32-45
- 3.1 引言32-33
- 3.2 材料與方法33-35
- 3.2.1 試劑與藥品33
- 3.2.2 儀器與設備33
- 3.2.3 培養(yǎng)基33-34
- 3.2.4 降解菌劑的制備34
- 3.2.5 氯嘧磺隆微生物降解實驗34
- 3.2.6 氯嘧磺隆的提取34-35
- 3.2.7 氯嘧磺隆的檢測方法35
- 3.2.8 氯嘧磺隆的添加回收率35
- 3.3 結果與討論35-44
- 3.3.1 無機鹽中氯嘧磺隆的添加回收率35-37
- 3.3.2 底物濃度對氯嘧磺隆微生物降解的影響37-40
- 3.3.3 pH對氯嘧磺隆微生物降解的影響40-42
- 3.3.4 溫度對氯嘧磺隆微生物降解的影響42-44
- 3.4 小結44-45
- 第四章 氯嘧磺隆的微生物降解途徑45-54
- 4.1 引言45
- 4.2 材料與方法45-47
- 4.2.1 試劑與藥品45
- 4.2.2 儀器與設備45-46
- 4.2.3 培養(yǎng)基46-47
- 4.2.4 氯嘧磺隆降解產(chǎn)物的提取47
- 4.3 結果與分析47-53
- 4.3.1 氯嘧磺隆降解產(chǎn)物分析47-51
- 4.3.2 氯嘧磺隆微生物降解途徑的研究51-53
- 4.4 小結53-54
- 第五章 氯嘧磺隆降解菌的生物修復效果評價54-61
- 5.1 引言54-55
- 5.2 材料與方法55-60
- 5.2.1 材料與藥品55
- 5.2.2 水培營養(yǎng)液55
- 5.2.3 培養(yǎng)基55
- 5.2.4 儀器與設備55-56
- 5.2.5 試驗方法56-60
- 5.3 結果與分析60
- 5.4 小結60-61
- 第六章 結論61-63
- 參考文獻63-73
- 致謝73
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本文關鍵詞:氯嘧磺隆降解菌的分離鑒定、降解特性和機理及其修復效果,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
本文編號:334142
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