嗜铁细菌对有机磷农药污染土壤的生物修复作用

土壤是农药在环境中的"贮藏库"与"集散地"，农药的使用保证了农业的稳产丰收和人类的食物供应，但施入的农药大部分残留于土壤中，严重威胁环境安全和人类健康。有机磷农药是我国土壤农药污染的主要污染源，开展有机磷农药污染土壤的生物修复工作，对农业的可持续发展和食品安全等，具有重要的意义。.本项目拟通过改良定向培育法，从已有的具有良好防病促生作用的嗜铁细菌中，驯化筛选对有机磷农药具有较好降解能力的菌株，研究有机磷农药、温度、pH值、碳源和氮源等环境因子对菌株降解有机磷农药活性的影响，并通过模拟田间试验，采用投菌法，研究待测菌株对有机磷农药的田间降解率，评估菌株对有机磷农药污染土壤的修复效果，以期获得具有良好防病促生作用，并具有较强降解有机磷农药能力的生物修复菌株。.本项目的研究结果，将为嗜铁菌等植物促生菌在农药污染土壤的生物修复中的应用提供科学依据和技术支持，为防病促生生物修复菌的开发利用奠定基础

本研究采用改良定向培育法使嗜铁细菌获得降解有机磷农药的能力，通过分光光度法或经FMOC-Cl衍生后紫外-可见分光光度法等方法对降解菌降解有机磷农药的能力进行定量测定，并通过BIOLOG ECO微孔板法研究接种降解菌后土壤中微生物种群数量及功能多样性的变化，以此探讨降解菌对有机磷农药污染土壤的生物修复作用。我们发现：.1、经驯化，嗜铁细菌可获得较强且稳定的降解或耐受有机磷农药的能力。.（1）枯草芽孢杆菌Bs-15可耐受的草甘膦异丙胺盐浓度为40,000 mg/L。在草甘膦异丙胺盐浓度不高于10,000 mg/L，pH=8.0，接种比例为4%，于30°C，180 r/min条件下培养60 h，可获得最佳降解，接种96 h后，对土壤中草甘膦异丙胺盐的降解率可达70%左右。.（2）Bs-15可耐受辛硫磷浓度为800 mg/L；可以以辛硫磷为唯一碳源生长，在辛硫磷浓度不高于100 mg/L，pH= 5-9，接种量为8%时，于35 ℃，150 r/min条件下培养24 h，可获得最佳降解，在接种20天时对土壤中辛硫磷的降解率为50%左右。.（3）耐盐短杆菌（Brevibacterium halotolerans）CAS17可耐受毒死蜱浓度为800 mg/L，在毒死蜱浓度不高于100 mg/L，pH=5-9，接种量为4%时，于30°C，150 r/min条件下培养48 h，降解率可达67%左右。.2、经驯化后的降解菌能够在植株和土壤中成功定殖，并显著提高土壤微生物整体活性和功能多样性，在有机磷农药污染土壤的生物修复方面具有良好的应用前景。.（1）接种Bs-15后，含草甘膦的土壤中微生物每孔颜色平均变化率（AWCD值）及5种功能多样性指数均显著提高；（2）Bs-15在枣树根茎叶和土壤中成功定殖，定殖力达到104 cfu/g以上的水平。枣和板栗土壤中细菌和放线菌的数量均略有增加，而真菌数量明显减少，并显著提高了土壤中微生物的AWCD值和5种功能多样性指数。表明，Bs-15提高了土壤微生物的整体活性和功能多样性，丰富了土壤微生物种群，有利于保持和促进土壤肥力和健康状况，使土壤微生态系统功能更加稳定。.3、在嗜铁细菌筛选培养基CAS检测平板中直接加入难溶的磷酸三钙，制成CAS-P检测平板，采用此培养基能够快速筛选获得具有嗜铁和解磷能力的细菌菌株，显著提高了筛选效率。