農(nóng)藥的微生物降解研究現(xiàn)狀

陳冬梅,關(guān)俊杰,張桂柯,張百重

（1.河南科技學(xué)院資源與環(huán)境學(xué)院,河南新鄉(xiāng)453003；2.新鄉(xiāng)市人民公園,河南新鄉(xiāng)453000）

目前,農(nóng)藥是農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)中非常重要的防治工具,主要用于預(yù)防、消滅或者控制危害農(nóng)業(yè)、林業(yè)的病、蟲(chóng)、草和其他有害生物以及有目的地調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)的化學(xué)試劑、天然物質(zhì)及其制劑的總稱.根據(jù)農(nóng)藥作用對(duì)象的不同,可將農(nóng)藥分為殺蟲(chóng)劑、殺菌劑、除草劑、殺鼠劑和植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑.隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,農(nóng)藥也在不斷地變化,如從無(wú)機(jī)物到有機(jī)物,從高毒到低毒,劑型和種類也從簡(jiǎn)單到復(fù)雜.不可否認(rèn),農(nóng)藥被廣泛應(yīng)用以來(lái),給農(nóng)業(yè)增收帶來(lái)了可觀的經(jīng)濟(jì)效益.同時(shí),農(nóng)藥帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題也是人們不得不面對(duì)的威脅,農(nóng)藥殘留問(wèn)題正在嚴(yán)重地威脅著人類健康以及生態(tài)平衡,解決農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的污染問(wèn)題引起人們的廣泛關(guān)注.因此,必須加快對(duì)農(nóng)藥降解的研究進(jìn)度,尤其是生物降解等環(huán)境友好型農(nóng)藥降解方式的研究與開(kāi)發(fā).

目前,微生物降解底物范圍廣、代謝方式豐富多樣,已成為生物降解的主體方法[1].簡(jiǎn)單來(lái)講,把有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化成為簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)物的過(guò)程就是微生物降解.與物理、化學(xué)等降解方式相比,生物降解被公認(rèn)是一種有效、安全、廉價(jià)、無(wú)二次污染的降解方法,其主要優(yōu)點(diǎn)是該方法可以利用現(xiàn)有的微生物或者其他可以利用的生物將殘留于土壤、海洋和地下水中的有害有毒物質(zhì)降解成CO2、H2O 或者轉(zhuǎn)化成無(wú)害物質(zhì).

1 微生物降解農(nóng)藥的種類

當(dāng)前自然界中存在著極其豐富的微生物資源,多種微生物在生物降解方面起著重要的作用.細(xì)菌、真菌、放線菌以及藻類等都被分離出用于可降解農(nóng)藥的微生物,例如細(xì)菌中的鐮刀菌屬、芽孢桿菌屬、棒狀桿菌屬、硫桿菌屬、假單孢菌屬、節(jié)細(xì)菌屬等,放線菌屬的放線菌屬、諾卡氏菌屬、鏈霉菌屬等[2-3].

2 微生物降解農(nóng)藥的途徑

目前微生物降解農(nóng)藥常見(jiàn)的兩種途徑是微生物直接靶標(biāo)作用于農(nóng)藥和微生物間接靶標(biāo)作用于農(nóng)藥.

2.1 微生物直接靶標(biāo)作用于農(nóng)藥

微生物降解農(nóng)藥通常是指微生物直接靶標(biāo)作用于農(nóng)藥,這類方式一般是利用酶促反應(yīng)對(duì)農(nóng)藥發(fā)揮作用,是化學(xué)物質(zhì)通過(guò)一定的途徑先進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi),再利用酶促反應(yīng),生理生化反應(yīng)等過(guò)程,最后將農(nóng)藥降解為分子量較小的無(wú)毒或者低毒化合物.例如,新煙堿類農(nóng)藥可以通過(guò)羥基化反應(yīng)、硝基還原等途徑被降解為二氧化碳等小分子,也可以利用微生物降解新煙堿類農(nóng)藥的酶,產(chǎn)生強(qiáng)氧化能力的自由基,針對(duì)農(nóng)藥的功能基團(tuán),最終實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥的分子降解[4].目前常見(jiàn)的微生物降解酶類主要有水解酶類和氧化還原酶類兩大類,水解酶類主要有磷酸酶、酯酶、裂解酶、對(duì)硫磷水解酶、裂解酶等,氧化還原酶類主要指多酚氧化酶和過(guò)氧化酶等.

2.2 微生物間接靶標(biāo)作用于農(nóng)藥

微生物間接靶標(biāo)作用于農(nóng)藥是指微生物進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)發(fā)生的活動(dòng)改變了其體內(nèi)的化學(xué)和物理環(huán)境,從而對(duì)農(nóng)藥發(fā)揮作用的過(guò)程,也被歸結(jié)為非酶促反應(yīng).間接作用主要包括：生物濃縮、累積、礦化、共代謝作用、種間協(xié)同代謝作用等[5].目前礦化作用是間接作用里面最理想的一種方式,礦化作用可以將農(nóng)藥完全降解為無(wú)毒化合物,歸其原因是許多化學(xué)農(nóng)藥是天然化合物類似物,該類似物是可以作為微生物的營(yíng)養(yǎng)源被微生物利用并分解為無(wú)機(jī)物、CO2、H2O 等物質(zhì).但是,如果有一些不能被微生物降解的化合物存在時(shí),則需要利用一種可供碳源以及能源的輔助基質(zhì)存在共同發(fā)揮作用才能將這類化合物降解,這就是共代謝作用[1,6].

3 影響微生物降解農(nóng)藥的因素

外因和內(nèi)因是影響微生物降解農(nóng)藥的兩種主要因素.環(huán)境物理化學(xué)和生物學(xué)條件是外因,農(nóng)藥和微生物的自身因素是內(nèi)因.

3.1 環(huán)境因素

影響微生物降解農(nóng)藥的環(huán)境因素非常多,如溫濕度、酸堿度、碳氮含量、粘度、鹽度、通氣情況和基質(zhì)吸附作用等,這些因素均影響微生物降解農(nóng)藥的能力.酶類降解過(guò)程對(duì)溫濕度也有要求,大多數(shù)微生物都有最適宜的生長(zhǎng)溫濕度.因?yàn)闇貪穸瓤梢杂绊懨傅幕钚院臀⑸锎x能力,也可以改變農(nóng)藥的物理狀態(tài),從而影響微生物降解農(nóng)藥的速率.如,江紫薇等[7]指出腸桿菌屬（Enterobacter sp.）菌株SE08 在pH 值為6.0,溫度為30 ℃時(shí),24 h 內(nèi)對(duì)500 mg/L 二甲四氯的降解率達(dá)到最大.Dong 等[8]指出在蘆葦和枯草芽孢桿菌共同存在的情況下, 協(xié)調(diào)生物修復(fù)原油污染的土壤比單獨(dú)枯草芽孢桿菌存在時(shí)的降解率要高.Horemans 課題組[9]指出能提供碳源的有機(jī)物的濃度和性質(zhì)會(huì)影響三種混合菌（Variovorax sp.,Comamonas testosterone,Hyphomicrobium sulfonivorans）對(duì)利谷隆的降解活性,當(dāng)僅加入利谷隆時(shí)（質(zhì)量濃度10 mg/L）,降解活性達(dá)到85%；但是同時(shí)向培養(yǎng)基里加入檸檬酸鹽和較高濃度的可溶性有機(jī)物,利谷隆降解活性明顯降低.

3.2 農(nóng)藥自身因素

農(nóng)藥自身因素是影響微生物降解農(nóng)藥的重要限制因素之一.不同的農(nóng)藥使用量、農(nóng)藥的化學(xué)結(jié)構(gòu)、空間結(jié)構(gòu)以及分子排列順序等都會(huì)影響微生物降解農(nóng)藥的速率.通常來(lái)講,農(nóng)藥的使用量以及分子量越小,結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單越容易被降解；相反,農(nóng)藥分子結(jié)構(gòu)中的支鏈越多越不容易被降解.

同類化合物中影響微生物降解農(nóng)藥的因素主要有化合物取代基的數(shù)量、位置和種類,以及取代基團(tuán)的大小等.取代基數(shù)量越多、取代基團(tuán)分子越大就越難被微生物降解.如,2,4-D 與2,4,5-T 在土壤中或者水中的降解速度就有很大的差別,因?yàn)?,4,5-T 在第5 位碳原子處增加了1 個(gè)氯原子,因此導(dǎo)致降解時(shí)間由原來(lái)的4 周增加到了20 周,成為十分難降解的化合物.另外,苯環(huán)上的取代基為羧基或烴基的化合物易降解；相反,鹵族元素為苯環(huán)取代基（比如氯苯、二氯苯）時(shí),則此化合物很難被降解[10].李玉梅團(tuán)隊(duì)[11]曾利用富集馴化培養(yǎng)方式從哈爾濱農(nóng)藥污水廠處理池的活性污泥中篩選出2 種能徹底降解氧化樂(lè)果的菌株,這2 種菌株分別為氣球菌屬和假單胞菌屬.研究結(jié)果顯示：質(zhì)量濃度為100 mg/L 的氧化樂(lè)果在2 種菌株的作用下1 d 就可以被降解,當(dāng)其質(zhì)量濃度為400 mg/L 時(shí),則需3 d 才可實(shí)現(xiàn)完全降解.當(dāng)質(zhì)量濃度上升為1 000 mg/L 時(shí),則需要7 d 左右才可以實(shí)現(xiàn)全部降解.當(dāng)氧化樂(lè)果的質(zhì)量濃度上升到2 000 mg/L時(shí),氣球菌屬和假單胞菌屬對(duì)氧化樂(lè)果7 d 內(nèi)的降解速率分別是72.42%和75.28%.

3.3 微生物自身因素

微生物的適應(yīng)性、代謝活性以及種類等因素都可以直接影響微生物對(duì)農(nóng)藥降解和轉(zhuǎn)化過(guò)程,同一種類的不同菌株或者不同微生物種類對(duì)同一種農(nóng)藥降解都不盡相同.段海明團(tuán)隊(duì)[12]為明確2 株蠟狀芽孢桿菌（Bacillus cereus）混合對(duì)毒死蜱的降解效果,考察了不同配比混合菌和不同環(huán)境因素對(duì)混合菌降解毒死蜱的影響.結(jié)果表明,兩菌株的比例為1∶1（V∶V）時(shí),對(duì)質(zhì)量濃度為80 mg/L 毒死蜱的降解率最高,并且比單一菌株的降解率高.

4 微生物降解農(nóng)藥的主要類別

殺蟲(chóng)劑、殺菌劑和除草劑是目前農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用過(guò)程中使用率較高的農(nóng)藥,也是對(duì)農(nóng)林業(yè)發(fā)揮作用比較大的農(nóng)藥.

4.1 殺蟲(chóng)劑的微生物降解

目前,部分可以降解殺蟲(chóng)劑的微生物資源[13-21]如表1 所示.

表1 殺蟲(chóng)劑的微生物降解資源Tab.1 Microbial resources for pesticides degradation

微生物降解有機(jī)磷和有機(jī)氯類殺蟲(chóng)劑的研究較多,多種微生物降解菌被發(fā)現(xiàn).如：Paul 等[13]發(fā)現(xiàn)褐球固氮菌（Azotobacter chroococcum）能夠利用硫丹作為碳源和能源物質(zhì), 在蔗糖存在的條件下,A.chroococcum JL104 和A.chroococcum JL15 對(duì)低濃度的硫丹降解并不明顯；在無(wú)蔗糖存在時(shí)它們各自對(duì)硫丹的最大降解質(zhì)量濃度為40 μg/mL 和60 μg/mL；在硫丹質(zhì)量濃度為10 μg/mL 時(shí),降解率為93.3%～98.5%；質(zhì)量濃度為100 μg/mL 時(shí)降解率為63.8%～78.2%,因此,褐球固氮菌是很好的硫丹降解菌.Ahire等[14]曾對(duì)印度有農(nóng)藥使用記錄的田地和造紙?zhí)幚韽S的污水進(jìn)行富集培養(yǎng)分離檢測(cè),第一次分離檢測(cè)培養(yǎng)基中含葡萄糖和磷酸三丁酯,7 d 后,僅分離出15 種磷酸三丁酯降解菌株,這些菌株經(jīng)過(guò)生物化學(xué)和形態(tài)學(xué)特征以及16srRNA 基因序列分析,結(jié)果顯示分別是產(chǎn)堿桿菌屬（Alcaligenes）、普羅維登斯菌屬（Providencia）、代爾夫特菌屬（Delftia）、羅爾斯通菌屬（Ralstonia）、芽孢桿菌屬（Bacillus）.通過(guò)GC-MS分析Providencia sp.BGW4 和Delftia sp.BGW1 在4 d 內(nèi)對(duì)磷酸三丁酯的降解率分別為61.0±2.8%和57.0±2.0%.Xie 等[15]實(shí)驗(yàn)研究過(guò)程是從農(nóng)藥廠的污泥和DDT 污染的土壤中分離出一種DDT 降解菌,這種菌是通過(guò)定期不間斷的向培養(yǎng)液中加入含有不同濃度的DDT 的無(wú)機(jī)鹽分離出來(lái)的,影響其對(duì)DDT降解率的因素有pH 值、溫度,DDT 濃度和葡萄糖的濃度,經(jīng)過(guò)形態(tài)學(xué)、生理生化特征和16srDNA 分析該菌屬于產(chǎn)堿桿菌屬；10 d 后,該菌株KK 對(duì)DDT 的降解率為66.5%,當(dāng)在培養(yǎng)基中加入0.5%葡萄糖溶液、質(zhì)量濃度為10 mg/L 的DDT 溶液、pH 值為6、培養(yǎng)溫度為30 ℃時(shí),DDT 降解率最大；當(dāng)DDT 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到0.02‰以上時(shí),產(chǎn)堿桿菌屬菌株KK 的生長(zhǎng)就受到抑制.氨基甲酸酯類農(nóng)藥的微生物降解研究也取得了一定的成果,例如,武俊等[16]從活性污泥中篩選出1 株高效降解菌Sphingomonas sp.CDS-1,其降解質(zhì)量濃度為100 mg/L 的克百威僅需14 h,降解質(zhì)量濃度為200mg/L 的克百威只需72 h.另外,劉憲華等[17-18]利用實(shí)驗(yàn)途徑將1 株能高效的降解氨基甲酸類農(nóng)藥的菌株——假單胞菌AEBL3,從長(zhǎng)期受污染的土壤中分離出來(lái),AEBL3 能在呋喃丹的誘導(dǎo)下能產(chǎn)生較高活性的呋喃丹水解酶, 從而實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)藥的高效降解.

對(duì)于煙堿類農(nóng)藥的生物降解研究也有報(bào)道.趙麗萍等[19]曾利用實(shí)驗(yàn)手段將巴氏微桿菌菌株11L140篩選出來(lái),11L140 能夠利用煙堿作為碳氮源,其酸堿度為7.0,溫度為30 ℃,如果將這類菌株在煙堿濃度為1‰和2‰的培養(yǎng)基中培養(yǎng)54 h,其降解煙堿類農(nóng)藥的效率可達(dá)到98.76%和89.52%.另外,湯鳴強(qiáng)等[20]曾利用室內(nèi)培養(yǎng)的方法, 結(jié)合平板畫(huà)線以及富集馴化培養(yǎng)等方式從土壤中分離出一種細(xì)菌菌株BB-1,后來(lái)經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明,BB-1 能夠有效降解吡蟲(chóng)啉.

文獻(xiàn)記載的擬除蟲(chóng)菊酯類農(nóng)藥的微生物降解菌主要有粘質(zhì)沙雷氏菌DeI-1 和DeI-2,這兩種菌是Cycon′等[21]利用實(shí)驗(yàn)手段從土壤中分離出來(lái),當(dāng)溴氰菊酯的質(zhì)量濃度為50 mg/L 時(shí),10 d 后DeI-1 對(duì)溴氰菊酯的降解率達(dá)到88.3%,DeI-2 對(duì)溴氰菊酯的降解率達(dá)到82.8%,另外,通過(guò)向含有溴氰菊酯的不同類型土壤和液體基質(zhì)中加入兩種黏質(zhì)沙雷氏菌DeI-1 和DeI-2,能夠有效地修復(fù)溴氰菊酯污染的土壤.

4.2 殺菌劑的微生物降解

殺菌劑分為傳統(tǒng)多作用位點(diǎn)殺菌劑和現(xiàn)代選擇性殺菌劑,農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)上使用的殺菌劑多為現(xiàn)代選擇性殺菌劑,因其具有高效低毒低殘留等優(yōu)點(diǎn)而備受用戶喜愛(ài).但是,一些殺菌劑的不合理使用,導(dǎo)致了環(huán)境的嚴(yán)重污染,基于對(duì)環(huán)境的保護(hù),研究殺菌劑的微生物降解具有十分重要的意義和價(jià)值,部分微生物降解殺菌劑方面的研究[22-28]如表2 所示.

表2 殺菌劑的微生物降解資源Tab.2 Microbial resources for fungicides degradation

多菌靈的微生物降解研究較多,蒲丹等[22]從成都彭州蔬菜基地土壤中分離得到1 株能以多菌靈作為唯一碳氮源生長(zhǎng)的細(xì)菌GRPD-1,鑒定其為假單胞菌屬（Pseudomonas sp.）,該菌株在以多菌靈為唯一碳氮源的基礎(chǔ)上,在培養(yǎng)基中培養(yǎng)6 d,對(duì)50 mL 多菌靈的降解率達(dá)60%；添加少量葡萄糖、蛋白質(zhì)作為額外碳氮源時(shí)可促進(jìn)菌株GRPD-1 對(duì)多菌靈的降解,第2 天的降解率能提高到90%以上.解林奇等[23]采用無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基富集方法篩選降解多菌靈菌系及菌株,并篩選到9 個(gè)菌系,純培養(yǎng)條件下10 d 對(duì)初始質(zhì)量濃度600 mg/L 的多菌靈降解率為23.14%～70.64%；從5 個(gè)降解菌系中篩選出5 株降解菌,編號(hào)為111-3、161-4、165-2、166-2、167-4,純培養(yǎng)條件下15 d 對(duì)初始質(zhì)量濃度600 mg/L 多菌靈降解率為33.90%～72.66%；菌株111-3、165-2、166-2、167-4 初步鑒定為紅球菌屬（Rhodococcus sp.）,菌株161-4 初步鑒定為寡養(yǎng)單胞菌屬（Stenotrophomonas sp.）.在實(shí)驗(yàn)室條件下,分別接種篩選到的9 個(gè)菌系和5 株降解菌處理污染土壤,72 h 對(duì)初始質(zhì)量濃度5 mg/kg 多菌靈的降解率均達(dá)到90%以上.李明石等[24]從長(zhǎng)期施用多菌靈農(nóng)藥的土壤中,通過(guò)對(duì)溫度進(jìn)行條件優(yōu)化,篩選獲得1 株耐冷多菌靈高效降解菌株,此菌株與腸桿菌屬（Enterobacter）親緣關(guān)系最近,命名為Enterobacter sp.D5；該菌株能在唯一碳源的質(zhì)量濃度為100 mg/L 多菌靈無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基中生長(zhǎng), 在15 ℃、pH 值7.0、200 r/min 的生長(zhǎng)條件下避光振蕩培養(yǎng)12 d,多菌靈的降解率達(dá)到100%；在最適培養(yǎng)條件下外加氮源可以提高多菌靈的降解率,Lin 等[25]從長(zhǎng)期噴灑多菌靈的葡萄園的土壤中分離出1 株有效的多菌靈降解菌株XJ-D,經(jīng)鑒定該菌株為紅串球菌（Rhodococcus erythropolis）,它能夠利用多菌靈作為單一的碳源或氮源,當(dāng)多菌靈質(zhì)量濃度為600 mg/L時(shí),該菌株對(duì)多菌靈的降解率達(dá)到99.0%.Zhang 等[26]從湖南省祁陽(yáng)縣多菌靈處理過(guò)的紅土中分離出1 株多菌靈降解細(xì)菌1-1,經(jīng)過(guò)鑒定該菌為茄科勞爾氏菌（Ralstonia sp.）,在多菌靈質(zhì)量濃度為20 mg/L 的培養(yǎng)基中外加酵母膏,24d 后降解率達(dá)到95.96%,未加酵母膏24 d 后降解率達(dá)到19.16%.Xiao 等[27]通過(guò)盆栽實(shí)驗(yàn)協(xié)同微生物修復(fù)鎘和多菌靈污染的土壤,得到降解菌：芽孢桿菌（Bacillus subtilis）、副球菌（Paracoccus sp）..黃桿菌（Flavobacterium）、假單胞桿菌（Pseudomonas sp.）,在多菌靈質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到0.020 5‰,鎘為1.1mg/kg 低污染水平下,32 d 后多菌靈的降解率達(dá)到83.3%,而單獨(dú)用降解菌的降解率僅為68.6%.南景天和多菌靈降解菌的協(xié)同修復(fù)作用能夠改變土壤中微生物的活性和種群的結(jié)構(gòu),進(jìn)而修復(fù)污染的土壤,植物和微生物協(xié)同修復(fù)環(huán)境污染將是未來(lái)的發(fā)展方向.

鄭重[28]用土柱環(huán)液裝置作連續(xù)富集培養(yǎng),分離1 株總狀共頭霉（Sycephalastrum racemosum）,該菌具有轉(zhuǎn)化殺菌劑甲霜靈的能力,當(dāng)培養(yǎng)液中甲霜靈的質(zhì)量濃度在10 μg/mL 以下時(shí),總狀共頭霉對(duì)甲霜靈的分解能力最強(qiáng).

4.3 除草劑的微生物降解

除草劑通常是指預(yù)防或殺死農(nóng)林雜草的化學(xué)農(nóng)藥.十九世紀(jì)末利用硫酸銅防治麥田的十字花科雜草是最早應(yīng)用除草劑的案例,十九世紀(jì)四五十年代選擇性除草劑2,4-D、二甲四氯的相繼發(fā)現(xiàn),開(kāi)辟了除草劑的新紀(jì)元,隨著植物生理生化、生物技術(shù)和化工合成等領(lǐng)域的發(fā)展,除草劑也隨之快速發(fā)展.近年來(lái)除草劑類型大量出現(xiàn),如磺酰脲類、咪唑啉酮類、磺酰胺類除草劑等.除草劑可分為滅生性除草劑和選擇性除草劑,常用的除草劑主要有苯氧乙酸類、二硝基苯胺類、三氮苯類、酰胺類、磺酰脲類、氨基甲酸酯類和有機(jī)磷類[29].除草劑的應(yīng)用給人們的生產(chǎn)、生活帶來(lái)了便利,但同時(shí)由于除草劑的大量使用或不合理使用,對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染.目前部分微生物降解除草劑的研究方法總結(jié)[30-40]如表3 所示.

表3 除草劑的微生物降解資源Tab.3 Microbial resources for herbicides degradation

Onneby[41]提出了一種新的觀點(diǎn),通過(guò)利用農(nóng)藥和能夠降解農(nóng)藥的微生物去減少農(nóng)藥的擴(kuò)散污染,在農(nóng)用土壤和沙土中同時(shí)噴灑除草劑和除草劑降解菌鞘氨醇單胞菌和鉤蟲(chóng)貪銅菌,結(jié)果表明1 d 內(nèi)土壤中2,4-D 的降解率在80%-99%,3 d 后大于99%,能夠有效地降解除草劑.

三氮苯類除草劑的作用機(jī)制主要是指抑制光合作用中電子的傳遞,三氮苯類除草劑種類繁多,常用的主要有莠去凈、撲草凈、西草凈等除草劑.周寧[31]從黑龍江省長(zhǎng)期施用莠去津的玉米田土壤中篩選到以莠去津?yàn)槲ㄒ惶?、氮源的菌株Z9 和以莠去津?yàn)槲ㄒ坏吹木闦42,培養(yǎng)14 d 后,莠去津的降解率可達(dá)77.7%和65.6%,通過(guò)鑒定,Z9 為微桿菌屬（Microbacterium sp.）細(xì)菌,Z42 為節(jié)桿菌屬（Arthrobacter sp.）細(xì)菌；比較單一菌株和混合菌株降解莠去津的效果后可知,混合菌降解莠去津的效果優(yōu)于單一菌株的降解莠去津的效果.朱靜等[32]用富集培養(yǎng)法從城市污水處理廠的污泥中分離得到1 株能夠降解除草劑阿特拉津的降解菌株,并命名為L(zhǎng)-1,接種于質(zhì)量濃度為500 mg/L 的阿特拉津無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基,96 h 后阿特拉津的降解率達(dá)到94.8%；初步鑒定并對(duì)其降解特性進(jìn)行研究,結(jié)果表明,該菌株被鑒定為節(jié)桿菌（Arthrobacter sp.）,菌株L-1 對(duì)阿特拉津最佳降解條件為30 ℃,初始pH 值范圍為7～8.周際海等[33]從安徽農(nóng)藥廠廢水處理系統(tǒng)的活性污泥中篩選撲草凈（Prometryne）降解菌,通過(guò)富集馴化和選擇性培養(yǎng)篩選純化細(xì)菌,分離到2 株細(xì)菌,分別命名為P-1、P-2,經(jīng)鑒定P-1 為蒼白桿菌屬（Ochrobactrum）,P-2 為芽胞桿菌屬（Bacillus）；通過(guò)12 d 液體降解實(shí)驗(yàn),菌株P(guān)-1、P-2 對(duì)40 mg/L 撲草凈降解率分別達(dá)到46.5%和65.4%,該研究為撲草凈的生物降解與污染土壤的生物修復(fù)提供了依據(jù).

國(guó)內(nèi)外對(duì)微生物降解磺胺類和磺酰脲類除草劑的研究也取得一定的進(jìn)展.陳穎曦等[34]從湖南瑞澤農(nóng)藥廠污水池中篩選到1 株吡嘧磺隆降解菌DFI2,被鑒定為惡臭假單胞菌（Pseudomonasputida）,該菌在100 mL 三角瓶、接種量2.0%（OD600=0.80）、pH 值為7.0 條件下對(duì)吡嘧磺隆降解率可達(dá)74.78%.鄒月利[35]在氯嘧磺隆的初始質(zhì)量濃度為10.0 mg/L、接種量為5.0 mL 菌懸母液、反應(yīng)液溫度為30 ℃、恒溫振蕩的條件下培養(yǎng)7 d,真菌黑曲霉（TR-H）可以降解96.4%以上的氯嘧磺隆.Pukkila 等[36]研究發(fā)現(xiàn)在北極地區(qū)和芬蘭南部表土層和礦物層的地下水中,微生物降解敵草腈的現(xiàn)象是普遍存在的,但是能夠獲得降解敵草腈和2,6- 二氯苯甲酰胺降解菌的量很少,在降解微生物（3.6～210 MPNgdw-1）含量低的情況下,敵草腈的降解率為45.5±18.3%,2,6- 二氯苯甲酰胺的降解率為37.6±14%.

最近微生物降解酰胺類和有機(jī)磷類除草劑的研究有：彭亞軍等[37-38]發(fā)現(xiàn)1 株丁草胺高效降解細(xì)菌克雷白氏桿菌屬（klebsiella sp.）,在30 ℃、pH 值7.0 條件下7 d 可降解89.6%的丁草胺,是1 株有效的丁草胺降解菌.假單胞菌屬（Pseudomonas sp.）菌株Y-1 降解丁草胺的最優(yōu)條件為：丁草胺初始質(zhì)量濃度20 mg/L、接種量5%、pH 值7、培養(yǎng)溫度30 ℃,在最優(yōu)環(huán)境條件下培養(yǎng)7 d,Y-1 能降解培養(yǎng)液中76%的丁草胺,顯示了良好的降解能力.Wu 等[39]研究發(fā)現(xiàn)米曲霉（Aspergillus oyzae sp.）A-F02 在30 ℃、pH 值為7.5、轉(zhuǎn)速為150 r/min、草甘膦質(zhì)量濃度為1500 mg/L 的條件下,7 d 后的降解率為86.82%.Ternan 等[40]研究發(fā)現(xiàn)能降解有機(jī)磷酸酯類化合物的降解菌有：桔青霉（Penicillium citrinum）、青霉菌（P.notatum）、哈茨木霉菌（Trichoderma harzanium）、黑曲霉（Aspergillus niger）、帚霉菌（Scopulariopsis sp.）樹(shù)脂枝孢霉菌（Cladosporium resinae）和嗜麥芽黃單胞菌（Xanthomonas maltophilia）能夠降解草甘膦.McAuliffe 等[41]研究發(fā)現(xiàn)放射性土壤農(nóng)桿菌（Agrobacterium radiobacter）和無(wú)色桿菌（Achromobaeter VD）兩種細(xì)菌能夠降解草甘膦,并能生長(zhǎng)在含有草甘膦的廢水中,同時(shí)能夠在含有成分明確的無(wú)機(jī)鹽和碳源物質(zhì)的草甘膦富集和分離的培養(yǎng)基中生長(zhǎng),并將草甘膦降解為無(wú)機(jī)的氨甲基膦酸,放射性土壤農(nóng)桿菌在振蕩培養(yǎng)4 d 后對(duì)草甘膦的降解率達(dá)到50%,7 d 后質(zhì)量濃度為1 099 mg/L 的草甘膦被完全降解為無(wú)機(jī)的氨甲基膦酸.

5 微生物降解農(nóng)藥過(guò)程中存在的問(wèn)題及展望

目前,微生物降解農(nóng)藥的安全性比較高,人們對(duì)農(nóng)藥微生物降解的研究越來(lái)越多,很多能夠降解農(nóng)藥的微生物菌株（細(xì)菌和真菌）,已經(jīng)相繼被分離鑒定出來(lái).但是,由于降解農(nóng)藥的微生物的菌株分離鑒定過(guò)程復(fù)雜,過(guò)程困難,這對(duì)微生物降解農(nóng)藥的過(guò)程增加了難度.目前,農(nóng)藥微生物降解的技術(shù)尚不成熟,大部分研究成果還局限于實(shí)驗(yàn)室研究階段.建議科研工作者今后從以下幾個(gè)方面深入開(kāi)展農(nóng)藥微生物降解的研究.

（1）培養(yǎng)混合菌、開(kāi)發(fā)高效農(nóng)藥降解菌、繼續(xù)研究白腐真菌降解農(nóng)藥；

（2）如何更好的把降解菌固定化等研究作為今后農(nóng)藥微生物降解的方向[2]；

（3）如今基因工程和分子生物學(xué)研究較多,農(nóng)藥微生物降解的研究也在朝著這個(gè)方向發(fā)展[42],能否可以利用構(gòu)建基因工程菌等方式來(lái)降解比較難以降解的農(nóng)藥.如Li[43]等人利用大腸桿菌構(gòu)建出一種基因工程菌,該菌能夠很好的降解有機(jī)磷農(nóng)藥,并且有很好的環(huán)境相容性.因此,結(jié)合基因工程和分子生物學(xué),可以將基因工程菌的研究作為今后農(nóng)藥微生物降解的重點(diǎn)研究方向.