微生物降解寧夏枸杞中農藥殘留技術的研究與應用

何微

摘 ? 要：枸杞是寧夏的支柱產業(yè)，更是寧夏食品藥品監(jiān)督管理局近年來的重點監(jiān)管任務。目前各地枸杞存在的質量安全問題大致相同，主要體現(xiàn)在農藥殘留，SO2殘留、衛(wèi)生指標這三個方面，其中農藥殘留超標最為嚴重，因此找尋一種合適的降解枸杞中農藥殘留的方法尤為重要，利用微生物菌種來降解農藥殘留為目前最合理的方法。

關鍵詞：枸杞 ?農藥殘留 ?微生物降解

中圖分類號：S48 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）06（b）-0079-02

枸杞具有食藥兩用性，因其多方面的養(yǎng)生作用且獲取較為方便，深受消費者的喜愛。雖我國很多地區(qū)均有枸杞種植，但寧夏枸杞的種植量和產量仍然占據全國枸杞產量的第一位。枸杞在寧夏人工種植的歷史已超過600年，其不僅是寧夏的支柱產業(yè)，更是寧夏食品藥品監(jiān)督管理局近年來的重點監(jiān)管對象。

目前各地枸杞存在的質量安全問題大致相同，主要體現(xiàn)在農藥殘留，SO2殘留、衛(wèi)生指標不合格這3個方面。我區(qū)雖設有地方標準DBS64/001-2017，其中規(guī)定了枸杞的安全標準，但這僅起到了監(jiān)管和輔助作用，并不能從根本上保障枸杞及其制品的安全性。

調查顯示，隨著農田生態(tài)系統(tǒng)的變化，寧夏栽培枸杞的主要病蟲害也在不斷演變，化學防治所用農藥和使用方法也隨之不斷更新，據不完全統(tǒng)計，枸杞在種植環(huán)節(jié)，有機磷、菊酯類等農藥的使用已然成為主流，難以在短期之內扭轉。大量的農藥使用使得其殘留量不斷增高，這將威脅大眾的健康。

科研表明農藥施于大田后，可通過多種途徑遷移轉化，如揮發(fā)、擴散、淋溶、吸附、水解、光解、生物降解、化學氧化等。其中，前四種方式不改變農藥的化學結構，只是簡單地將農藥由施藥田擴散至表層土壤、地下水、河流、湖泊、大氣等;而其他幾種轉化過程雖伴隨著農藥分子結構的改變，在這其中，農藥可通過降解作用轉變成無毒物質，但也可通過化學結構的改變轉變成毒性更高的物質[1]。日常我們所期盼的農藥降解，是指所施加的農藥在環(huán)境或是外加條件的作用下，結構發(fā)生變化，逐步轉變?yōu)閷Νh(huán)境無害的小分子。

目前，農藥降解的途徑主要有3種：（1）水解：這是農藥分子與水分子之間發(fā)生相互作用的過程。早在1933年人們就已認識到動力學性質不同的兩種親核取代反應，一種是單分子親核取代反應（SN1），另一種是雙分子親核取代反應（SN2）。對于大多數(shù)反應而言，很少有純SN1或SN2反應，常常是兩種反應同時存在。農藥在水環(huán)境中的降解是多種降解過程綜合作用的結果，但這些農藥一旦進入略酸性、水溫較低的無光照射的黑暗地下水后，水解作用均比地表水低得多。此法降解農藥不僅需要耗費大量的水，造成水資源的浪費，更會對地下水造成不可逆轉的污染。

（2）光解：農藥在接受光輻射后，會導致分子鍵斷裂，從而呈現(xiàn)農藥分子分解的過程。光解是枸杞種植過程中農藥在環(huán)境中降解的重要途徑之一，影響光解因子的因素有光強、光照時間等，農藥隨著光強度的不同，其降解速率也不同。在實際操作過程中較為困難。

（3）微生物降解：可分為兩大類，一類是微生物直接作用于農藥，通過酶促反應降解農藥，常說的農藥微生物降解多屬于此類;一類是通過微生物的活動改變了化學和物理的環(huán)境而間接作用于農藥。常見的作用方式有礦化作用、共代謝作用、生物濃縮或累積作用和微生物對農藥的間接作用。微生物通過酶促反應降解農藥的方式主要有氧化、脫氫、還原、水解、合成等幾種反應類型. 當微生物農藥的降解作用是由其胞內酶引起時，整個降解過程通過3個步驟[2]：先將農藥吸附于微生物細胞表面，接著農藥穿透細胞膜進入膜內，在微生物濃度一定時，其降解農藥殘留會受到以下幾個方面的影響：①微生物自身的影響;②農藥結構的影響;③環(huán)境因素的影響。

研究證明，自然環(huán)境中存在的多種微生物在農藥降解方面起著重要的作用，科研工作者通過富集培養(yǎng)、分離篩選等技術已發(fā)現(xiàn)了許多能夠降解農藥的微生物。近年來，隨著各類農藥的興起，圍繞這類農藥的降解微生物的篩選與研究工作取得了一定的進展。目前國內對微生物降解農藥殘留的優(yōu)勢菌株的分離工作已做了很多，但對于枸杞中所使用的某些常用農藥的微生物降解能力及具體降解菌株篩選及降解安全性的研究還比較少見[3]。相比較前兩種降解方式，微生物的降解更環(huán)保、科學、高效、低耗。一旦菌株得以確定，因其成本低廉可以大量使用，在不改變種植戶或企業(yè)種植模式、方法和增加成本的前提下，僅僅限定使用某種成分的農藥，待果實成熟后使用菌株去除或減少農殘，最終達到提升枸杞的品質和增強寧夏枸杞品牌競爭力的目的，促進寧夏特色支柱產業(yè)做大做強。

當前，國內外針對特殊微生物功能的研究還不夠系統(tǒng)，尤其是在微生物與農殘降解之間的關系上，大多處于實驗室研究階段，如：NairAM、Binary等發(fā)現(xiàn)了3種能夠降解喹硫磷的細菌，其中銅綠色假單胞菌Q10對有機磷農藥喹硫磷在菌量一定的條件下其降解率可達94%，且降解最后的產物無毒無害;更有研究表明：在施藥145d后，農田中一般農藥的降解率為35.0%，但隨著時間的推移，在施藥292d后降解率會升至50.9%，微生物和自然環(huán)境降解農藥的過程均是一漫長的過程，雖然隨著時間的推移，農藥殘留的自然降解率會升高，但其效率較低。因此，采用微生物制劑來降解枸杞中的農藥殘留乃是當務之急。

目前研究對特殊微生物的生長特性關注較少，對菌株的安全性的評價以及生物制劑的推廣研究也相對較少。而相關微生物制劑的安全性的評價和毒理研究也不夠完善。這是今后我們需要繼續(xù)完善和創(chuàng)新的地方。

參考文獻

[1] LIN K D， YUAN D X， DENG Y Z， et al. Hydrolytic products and kinetics of triazophos in buffered and alkaline solutions with different values of pH [J]. Journal of Agriculture and Food Chemistry， 2004， 52（17）： 5404-5411

[2] 劉維屏.農藥環(huán)境化學[M].北京：化學工業(yè)出版社，2006.

[3] 歐曉明.新農藥硫肟醚的環(huán)境化學行為研究[D].浙江大學，2004.