菌株DLL-1降解土壤和韭菜中甲基对硫磷的研究

施甲基对硫磷7.5、15和22.5kg·hm^-2(a.i.)时,韭菜中最终平均农药残留量为0.633、1.270和1.901mg·kg^-1,自然降解率分别为98.94%、96.44%和96.04%.施用高效农药残留降解菌剂能显著地降低农药残留的含量,施用75kg·hm^-2降解菌剂时,韭菜与土壤中平均农药残留量分别为0.269、0.099mg·kg^-1,与不施菌对照相比,能使农药进一步降低78.82%和98.68%.降解率随着菌剂用量增加而升高,当用量超过75kg·hm^-2时降解率不再提高.菌剂施用时间以施药后3d为最好.     

有机磷农药对韭菜虫害的防治效果及农药的微生物降解

采用3．00kg(a．i)·hm^-2辛硫磷和2．63kg(a．i)·hm^-2甲基对硫磷来防治韭菜蓟马。3d后与不施农药的对照相比,虫口减退率分别达到98．28％和98．39％;20d后虫口减退率分别达到89．94％和94．04％．用浓度分别为15．00、18．00和21．00kg(a．i)·hm^-2的辛硫磷来防治韭蛆,3d后与不施农药的对照相比,虫口减退率分别达到了80．77％、93．10％和96．98％;35d后虫口减退率分别达到了92．44％、95．0596和96．81％．施用降解菌剂对防治蓟马和韭蛆没有不良影响,但可显著降低韭菜中的农药含量．蓟马施药防治后3d喷施45．00L·hm^-2的降解菌剂,3d后与不施菌对照相比,辛硫磷和甲基对硫磷的降解率分别为99．52％和98．83％;20d后韭菜(苔)中农药含量均检测不出．韭蛆施药防治后3d灌施75．00L·hm^-2降解菌剂,35d后不同辛硫磷施用量的降解率分别为100％、100％和99．69％．     

长期施肥对红壤旱地作物产量和土壤肥力的影响

历时14年的田间定位试验表明,红壤旱地磷素最为缺乏,施用磷肥对提高作物产量效果最好;施用石灰和微量元素对作物产量没有明显增产作用．施肥可以提高花生植株磷、钾的浓度,表明作物的养分含量受土壤养分供应水平的影响．土壤中赢余(亏损)的养分在养分库重建中的作用可以用速效养分库重建效率来表示．研究表明,当红壤旱地N、P2O5、K2O养分赢余1kg·hm^-2时,可分别使土壤中水解氮、有效磷、交换性钾含量提高0．6～6．26、0．20～0．28和1．1～8．5mg·kg^-1．红壤旱地氮和磷通过径流等损失较大,不同处理之间的变化幅度也较大．红壤每年可固定磷43．5kg·hm^-2,通过自身风化作用每年可提供氮48．1kg·hm^-2和钾40．5kg·hm^-2,以满足作物生长所需．     

韭菜和土壤中毒死蜱的残留与降解动态

在大棚和露地栽培条件下,研究了不同浓度的毒死蜱灌根施药后土壤和韭菜中毒死蜱的残留与降解动态.结果表明:韭菜中毒死蜱的降解速度比土壤中快,平均半衰期分别为3.41 d和7.40 d;在大棚和露地栽培条件下,韭菜中毒死蜱的降解速率差异不大,平均降解半衰期分别为3.37和3.44 d.施药灌根后第21天,韭菜中毒死蜱的残留量(0.021 ～0.102mg·kg-1)基本低于GB 2763-2005规定的最大残留限量标准(≤0.1 mg·kg-1).新生韭菜中仍残留少量毒死蜱,但明显低于药后第一次刈割.土壤中残留的毒死蜱对韭菜中的农药残留量有显著影响.     

硫丹在茶叶中的残留动态与用药安全性评价

硫丹在茶叶中的消解动态符合一级动力学方程,在茶叶中的残留量随着施用剂量的增加而增加。硫丹在乌龙茶中的消解速率显著低于绿茶,同一环境下,35％硫丹乳油500倍、1000倍、1500倍、2000倍液处理在乌龙茶和绿茶中的半衰期分别为2．15-2．84d和1．65-1．98d,药后7d残留量分别为4．21mg／kg-12．04mg／kg和2．81mg／kg～8．98mg／kg。同时,由于气候差异,同一浓度处理的残留量和半衰期不同地区间的差异也较大。不同茶区,无论乌龙茶或绿茶品种,药后7d,1000倍、1500倍、2000倍液处理的残留量均在10．0mg／kg以下,而500倍的个别超过10．0mg／kg,但在20．0mg／kg以下,所以,按欧盟最高限量30．0mg／kg标准计,目前茶园施用该药安全间隔期为7d是合理的。本分析方法采用微型层析柱法净化,具有操作时间短,试剂用量省、净化效果好的优点,最低检出量为0．0006ng,最小检出浓度为0．0064g／g,该技术指标完全满足残留分析的要求。     

基施氮肥对冬小麦产量、氮肥利用率及氮平衡的影响

通过田间小区试验研究了氮肥一次基施对高肥力土壤上冬小麦产量,吸氮量及氮肥利用率的影响,旨在了解高肥力土训上减少基肥氮的可行性,结果表明,高肥力土壤上冬小麦产量对氮肥的反应不明显,而施用氮肥显著增加了冬小麦吸氮量,根据差值法计算结果,当施氮量为75,112．5和150kg/hm^2时冬小麦的氮肥利用率分别为16．0％,14．5％和13．5％,表明多达84％－86．5％以上的基肥氮未被作物吸收利用,氮平衡计算的结果进一步表明,未被当季小麦利用的肥料氮主要以无机氮的形式残留于0－1m土体中,当施氮量分别为75,112．5和150kg/hm2时氮肥的土壤残留率依次为83．3％,46．0％和58．8％,而相应的表观损失率为0．5％,38．9％和19．0％,由此可见,在高肥力土壤上应严格控制基肥氮的用量或不施基肥,否则将造成氮素资源的大量浪费。     

土壤中毒死蜱和微生物相互作用的研究

实验结果表明,50、500、5000g·kg^-1的毒死蜱在灭菌土中的降解速度十分缓慢,60d后,仅降解20％左右。在施过毒死蜱的土壤中的降解速度非常迅速,60d后,50mg·kg^-1的降解率接近100％,500mg·kg^-1的降解率达到90％,5000g·kg^-1的降解率在80％左右。在未灭菌但未施过毒死蜱的土壤中的降解速度则介于二者之间．在各处理的土壤,50和500mg·kg^-1的毒死蜱在处理前期对真菌和细菌数量有一定的刺激作用,60d后,基本恢复到正常水平,而5000mg·kg^-1的毒死蜱则对真菌和细菌的数量有较强的抑制作用。60d后仍不能恢复,在同样处理条件下,施过毒死蜱土壤中的真菌和细菌数量并不比未施过毒死蜱土壤中的占优势,表明毒死蜱在施过药的土壤中降解速度的加快并不是由细菌和真菌的数量决定的,而是由它们的降解能力决定的。     

硫肥对春油菜幼苗生理指标和土壤酶活性的影响

该研究以春油菜幼苗为材料,采用土壤盆栽试验,设7个不同施硫(0、35、70、105、140、175、210mg·kg^-1)处理,通过测定春油菜幼苗的株高、植株鲜重、叶绿素含量、MDA含量、SOD、POD、CAT活性、土壤全氮含量、pH、蔗糖酶、过氧化氢酶和脲酶活性指标,分析不同施硫量对春油菜幼苗生理生化指标和土壤相关酶活性的影响。结果表明:在春油菜苗期施用硫肥对幼苗的农艺性状、生理生化指标和土壤酶活性均产生了一定影响。施硫量在35~105mg·kg^-1范围时,对植株鲜重有明显的促进作用;施硫量在70~105mg·kg^-1范围时,类胡萝卜素含量达到最高;施硫量在70~105mg·kg^-1范围时,叶片中POD和CAT的活性明显升高,而MDA含量明显下降;经相关分析,MDA含量与POD活性呈极显著负相关(r=-0.92,P<0.01),与CAT活性呈显著负相关(r=-0.72,P<0.05),说明叶片MDA含量受POD和CAT活性变化的影响;施硫量高于105mg·kg^-1时,土壤脲酶和蔗糖酶活性受到抑制;施硫量高于140mg·kg^-1时,土壤过氧化氢酶活性受到抑制;随着施硫量的增加,土壤pH值和叶片SOD活性逐渐下降;经相关性分析,土壤脲酶活性和全氮含量间呈极显著正相关(r=1,P<0.01),表明土壤全氮含量受土壤脲酶活性变化的影响。由此可知,在低硫(35~105mg·kg^-1)条件下对春油菜幼苗生理生化指标及土壤酶活性具有一定的促进作用,而在高硫(>105mg·kg^-1)条件下则产生抑制。     

施钾对花生养分吸收、产量与效益的影响

对江淮丘陵地区花生钾素的养分吸收特点以及施钾对花生产量和经济效益的影响进行了研究。结果表明,在一定氮、磷肥供给水平上,增施钾肥,能调节植株体内养分的运输与分配,促进植株对N、P、K养分的吸收,显著提高花生生殖器官的干物质积累,从而有利于提高花生的产量、品质和抗性,每生产100kg荚果,对N、P、K养分吸收量分别为3．08～5．35、0．6～1．2、3．45～6．66kg。其中对K的吸收量最大。主要集中在营养器官中;N、P的吸收主要集中在荚果等生殖器官中,随着施K量的增加,各器官中N、P、K含量均随之增加,但K的增加最多,P增加最少,当施K量为150～180kg·hm^-2,且N、P、K的施肥配比为2：1：2时,花生荚果的产量最高(5425．5kg·hm^-2),经济效益最大(13878．7元·hm^-2),产投比达到6．75：1,增产增收效果显著;而施K量超过225kg·hm^-2时,花生产量和效益明显下降,因此,在花生生产上可以推荐N150P75K150作为该地区高产栽培的平衡施肥配方。     

Cloning of mpd gene from a chlorpyrifos-degrading bacterium and use of this strain in bioremediation of contaminated soil

An effective chlorpyrifos-degrading bacterium (named strain YC-1) was isolated from the sludge of the wastewater treating system of an organophosphorus pesticides manufacturer. Based on the results of phenotypic features, phylogenetic similarity of 16S rRNA gene sequences and BIOLOG test, strain YC-1 was identified as the genus Stenotrophomonas. The isolate utilized chlorpyrifos as the sole source of carbon and phosphorus for its growth and hydrolyzed chlorpyrifos to 3,5,6-trichloro-2-pyridinol. Parathion, methyl parathion, and fenitrothion also could be degraded by strain YC-1 when provided as the sole source of carbon and phosphorus. The gene encoding the organophosphorus hydrolase was cloned using a PCR cloning strategy based on the known methyl parathion degrading (mpd) gene of Plesiomonas sp. M6. Sequence blast result indicated this gene has 99% similar to mpd. The inoculation of strain YC-1 (10(6) cells g(-1)) to soil treated with 100 mg kg(-1) chlorpyrifos resulted in a higher degradation rate than in noninoculated soils. Theses results highlight the potential of this bacterium to be used in the cleanup of contaminated pesticide waste in the environment.     

韭菜上五种有机磷农药的残留监测与安全性评价

【目的】2013—2016年,在北京、天津、河北和山东采集韭菜样品,采用超高效液相色谱-三重四级杆串联质谱法检测甲胺磷、甲拌磷、甲基对硫磷、对硫磷和毒死蜱的残留量,并对其残留安全性进行评价。【方法】韭菜样品用乙腈提取,石墨碳固相萃取小柱净化,超高效反相液相色谱分离,三重四级杆质谱检测,基质匹配标准溶液的外标法定量,在添加浓度为0.01~5.0 mg/kg时,方法的准确度、灵敏度和精密度满足农药残留检测的要求。【结果】甲胺磷的最高检出浓度由70.51 mg/kg降低到0.03 mg/kg,超标率由38.10%降到2.03%;甲拌磷的最高检出浓度由6.45 mg/kg降低到0.04 mg/kg,超标率由23.81%降到1.35%;甲基对硫磷的最高检出浓度由6.62 mg/kg降低到0.13 mg/kg,超标率由25.40%降到2.70%;毒死蜱的最高检出浓度由3.95 mg/kg降低到0.47 mg/kg,超标率由15.87%降到4.73%;对硫磷的最高检出浓度由22.69mg/kg降低到0.03 mg/kg,超标率由15.08%降到1.35%。【结论】上述农药的最高残留检出浓度和超标率大幅降低,但是韭菜中仍能检出少量残留。应加强安全综合防治技术的研发,加强安全用药的宣传和指导,保障韭菜产品安全。     

氯嘧磺隆降解菌的分离鉴定及其降解特性

利用富集培养技术从长期施用氯嘧磺隆的土壤中分离得到1株能够降解氯嘧磺隆的细菌L-7。通过生理生化特性和16SrRNA序列分析,初步鉴定L-7为寡养单胞菌属(Stenotrophomonas sp.)。并分析了氯嘧磺隆的初始浓度、接种量、温度和pH值对L-7菌株降解氯嘧磺隆效果的影响,确定了最佳降解条件。结果表明,该菌在氯嘧磺隆浓度为100mg/L、接种量为5%、pH4.0、温度30°C条件下,接种5d后对氯嘧磺隆的降解效率达到80%以上。     

Immobilization of microbial cells on inner epidermis of onion bulb scale for biosensor application

Inner epidermis of onion bulb scales was used as a natural support for immobilization of microbial cells for biosensor application. A bacterium Sphingomonas sp. that hydrolyzes methyl parathion into a chromophoric product, p-nitrophenol (PNP), has been isolated and identified in our laboratory. PNP can be detected by electrochemical and colorimetric methods. Whole cells of Sphingomonas sp. were immobilized on inner epidermis of onion bulb scale by adsorption followed by cross-linking methods. Cells immobilized onion membrane was directly placed in the wells of microplate and associated with the optical transducer. Methyl parathion is an organophosphorus pesticide that has been widely used in the field of agriculture for insect pest control. This pesticide causes environmental pollution and ecological problem. A detection range 4-80 μM of methyl parathion was estimated from the linear range of calibration plot of enzymatic assay. A single membrane was reused for 52 reactions and was found to be stable for 32 days with 90% of its initial hydrolytic activity. The applicability of the cells immobilized onion membrane was also demonstrated with spiked samples.     

多功能降解菌Pseudomonas putida KT2440-DOP的构建与降解特性研究

三唑磷水解酶基因为研究发现的一个新的广谱有机磷水解酶基因,通过PCR从有机磷降解菌株Ochrobactrumsp.mp-4总DNA扩增了tpd,将tpd定向克隆到pBBRMCS-5载体上,构建重组质粒pTPD,在辅助质粒pRK2013的帮助下,通过三亲接合将pTPD转移到模式菌株Pseudomonas putidaKT2440中,获得的工程菌PseudomonasputidaKT2440-DOP可以降解多种有机磷农药及芳香烃化合物;KT2440-DOP的有机磷水解酶活较出发菌株MP-4提高了一倍左右,且遗传性状稳定。     

耐盐性毒死蜱降解菌HY-1 的产酶培养基及发酵条件优化

为了明确生化处理和微生物降解的关系,通过增加耐盐菌的比例可以提高农药废水生化处理效果。从农药厂废水中分离到1株耐盐性毒死蜱降解菌——蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus HY-1),以从该菌中提取到的降解酶比活力为指标,进行产酶培养基和发酵条件的优化研究。通过单一因素试验和正交试验,对细菌HY-1的产酸培养基和发酵条件进行了优化。运用SPSS软件进行结果分析,所获优化培养基配方为:葡萄糖6.0 g/L,胰蛋白胨2.2 g/L,K2HPO4 2.0 g/L,KH2PO4 0.2 g/L,MgSO4.7H2O 0.1 g/L,NaCl 0.1 g/L和微量元素溶液2 mL/L。得到菌株发酵培养的最佳优化条件为:种子液培养时间为16 h,发酵培养时间为18 h,接种量为1%(V/V),发酵培养基初始pH值为7.0。氯化钠浓度为0?30 g/L时降解酶比活力不受影响,这是已报道的耐盐性最强的一株毒死蜱降解菌。     

对硝基苯酚降解菌P3的分离、降解特性及基因工程菌的构建

分离到一株假单胞菌 (Pseudomonassp .)P3 ,该菌能够以对硝基苯酚为唯一碳源和氮源进行生长。在有外加氮源的条件下 ,P3降解对硝基苯酚并在培养液中积累亚硝酸根。P3有比较广泛的底物适应性 ,对多种芳香族化合物都有降解能力。不同金属离子对P3降解对硝基苯酚有不同的作用。葡萄糖的存在对P3降解对硝基苯酚无明显促进作用 ,而微量酵母粉可以大大促进P3对硝基苯酚的降解。以P3为受体菌 ,通过接合转移的手段将甲基对硫磷水解酶基因mpd克隆至P3菌中 ,获得了表达甲基对硫磷水解酶活性的基因工程菌PM ,PM能够以甲基对硫磷为唯一碳源进行生长。工程菌PM具有较高的甲基对硫磷降解活性及稳定性     

Crystal structure of methyl parathion hydrolase from Pseudomonas sp. WBC-3

Methyl parathion hydrolase (MPH, E.C.3.1.8.1), isolated from the soil-dwelling bacterium Pseudomonas sp. WBC-3, is a Zn(II)-containing enzyme that catalyzes the degradation of the organophosphate pesticide methyl parathion. We have determined the structure of MPH from Pseudomonas sp. WBC-3 to 2.4 angstroms resolution. The enzyme is dimeric and each subunit contains a mixed hybrid binuclear zinc center, in which one of the zinc ions is replaced by cadmium. In both subunits, the more solvent-exposed beta-metal ion is substituted for Cd2+ due to high cadmium concentration in the crystallization condition. Both ions are surrounded by ligands in an octahedral arrangement. The ions are separated by 3.5 angstroms and are coordinated by the amino acid residues His147, His149, Asp151, His152, His234 and His302 and a water molecule. Asp255 and a water molecule serve to bridge the zinc ions together. MPH is homologous with other metallo-beta-lactamases but does not show any similarity to phosphotriesterase that can also catalyze the degradation of methyl parathion with lower rate, despite the lack of sequence homology. Trp179, Phe196 and Phe119 form an aromatic cluster at the entrance of the catalytic center. Replacement of these three amino acids by alanine resulted in a significant increase of K(m) and loss of catalytic activity, indicating that the aromatic cluster has an important role to facilitate affinity of enzyme to the methyl parathion substrates.