农药降解菌分离与特性研究开题报告

 2021-08-14 02:05:28

1. 研究目的与意义(文献综述)

人类社会的发展为自身创造了经济利益的同时也带来许多生态环境问题,尤其是化学农药的使用,是造成环境污染的主要“杀手”之一。化学农药主要是人工合成的生物外源性物质,许多农药本身和代谢中间产物对人类及其他生物是有不同程度毒性的,并且很多种类农药在自然界中是不易降解的顽固性化合物。土壤是农药的最直接、最主要的受纳体,农药施入农田后,大部分残留于土壤环境介质中,从而影响土壤生态环境和农产品安全。不仅如此,由于农药残留在环境中很难降解,人们在使用农药防止病虫草害的同时,也很容易使蔬菜、水果、粮食等农药残留超标,导致污染严重。这些残留的农药不仅污染了农产品、土壤、水源,破坏了生态平衡,影响了农业可持续发展,更对消费者造成潜在的健康威胁。因此,加强环境中的农药降解研究,积极解决农药对环境的污染问题,是人类当前待解决的课题之一。

土壤中的农药有生物降解、光解、水解和化学氧化等自然降解机制。生物降解是农药分解代谢的重要环境过程之一,微生物、哺乳动物、水生生物、昆虫及植物等对农药代谢都具有不可替代的作用,其中微生物降解尤为重要。农药进入土壤后,能够通过影响维持土壤肥力的微生物活性来改变农业生态系统营养循环的效率和速度;反过来,土壤微生物对农药在土壤中的降解也起着主导作用。相对于传统的物理、化学方法,微生物降解法是一个新的农药降解途径,其优势在于投入低,无毒、无残留、无二次污染,治理效果也相对明显,是目前公认的一种低成本且环境友好型去除污染物的方法。微生物降解法主要是把农药当作营养物质加以利用,最终生成二氧化碳和水,而这一过程主要是通过微生物体内的多种酶协同完成的,不但反应条件温和,速度较快,反应专一性也较强。因此,虽然在微生物降解农药过程中所需要的降解条件相对苛刻,生产成本较高,但因其具有无毒、无害的特点,而且很少有二次污染,所以能有效的保护生态环境,可谓利大于弊。因此,微生物降解法作为一种新的降解途径对去除农药残留及环境的污染修复具有非常重要的意义。

近几十年的研究成果充分肯定了农药的生物降解在环境中占有重要地位。不同农药的降解速率变化很大,有的农药如滴滴涕和狄氏剂等难以降解而长期存在于环境中,并在食物链中发生累积;一些农药如有机磷等要比持久性有机氯类农药易于降解,莠去津和西玛津等降解缓慢并从地表渗透到地下水,对饮用水源构成潜在危害。此外,还有些农药如克百威和二嗪磷因在某些土壤中很易降解而对害虫防治不利。

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2. 研究的基本内容与方案

农药降解是指化学农药在环境中从复杂结构分解为简单结构,甚至会降低或失去毒性的作用。造成降解的因素有生物的、物理的、化学的因素等。残留于土壤中的农药,以微生物的降解作用最为重要,其降解速度取决于农药的种类、土壤水分含量、氧化还原状态及土壤微生物相等。但土壤中具有降解农药特征的土著微生物数量较少,活性有限,通过本研究,拟筛选出一株具有显著降解典型农药的微生物,并对其降解特征进行研究.

方案:在花坛或菜地里取经施肥后的土壤,加入蒸馏水,使土壤中的微生物溶解到水中,用特定培养基筛选出特定降解菌种,以农药作为唯一碳源,通过实验观察不同菌种对不同农药的降解效果,对降解过程中的中间产物进行高效液相色谱分析或红外分析,最终筛选出具有显著降解典型农药的微生物。

3. 研究计划与安排

第4周-第6周查阅相关文献资料,明确研究内容

第7周-第8周查阅并收集与论文相关的资料,制定方案

第9周-第13周完成影响因素的实验研究

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4. 参考文献(12篇以上)

1.《微生物学实验(第4版)》,沈萍,高等教育出版社,2007-11-1,isbn:9787040220827

2.《微生物学》,沈萍,陈向东主编,高等教育出版社,2006-05-01

3.王世杰,王翔,卢桂兰,等.低温微生物修复石油烃类污染土壤研究进展[j].应用生态学报,2011,22(4):1082-1088.

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