全 文 ：菌株 DLL21 降解土壤和韭菜中甲基
对硫磷的研究 3
张瑞福　蒋建东　崔中利　李顺鹏 3 3
(南京农业大学微生物学系 ,南京 210095)
【摘要】　施甲基对硫磷 7. 5、15 和 22. 5 kg·hm - 2 (a. i. )时 ,韭菜中最终平均农药残留量为 0. 633、1. 270 和
1. 901 mg·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 75 kg·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. 099 mg
·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 75 kg·hm - 2时降解率不再提高. 菌剂施用时间以施药后 3 d 为最好.
关键词 　降解菌 　甲基对硫磷 　农药残留 　降解率
文章编号 　1001 - 9332 (2004) 02 - 0295 - 04 　中图分类号 　S481. 8 　文献标识码 　A
Degradation of methyl parathion in soil and Chinese chive by strain DLL21. ZHAN G Ruifu , J IAN GJiandong ,
CU I Zhongli , L I Shunpeng ( Depart ment of Microbiology , N anjing A gricultural U niversity , N anjing
210095 , China) . 2Chin. J . A ppl . Ecol . ,2004 ,15 (2) :295～298.
Degradation of methyl parathion in soil and Chinese chive by strain DLL21 was studied. Usage of methyl
parathion at 7. 5 , 15 , and 22. 5 kg (a. i. ) ·hm - 2 resulted in the average amount of residue of 0. 663 , 1. 270 ,
and 1. 901 mg. kg - 1 in Chinese chive respectively. The natural degradation rate was 98. 94 % , 96144 % , and
96. 04 % corresponding to the 3 levels of usage. The amount of pesticide residue could be significantly decreased
through the application of high effective degrading microbial agents. The amount of pesticide residue in Chinese
chive and soil was 0. 269 and 0. 099 mg·kg - 1 with the usage of 75 kg·hm - 2 of degradation bacterium , which
was decreased by 78. 82 % and 98. 68 % compared with the control. Increasing the bacterium usage led to the in2
crease of degradation rate. Usage of degradation bacterium more than 75 kg·hm - 2 did not increase the degrada2
tion rate further. The best time of the application of the degrading microbe was 3 days after the application of
the pesticide.
Key words 　Degrading bacterium , Methyl parathion , Pesticide residue , Degrading rate.3 农业部、财政部农业科技跨越计划 ( M2000215) 、国家“十五”科技
攻关项目 (10012002BA516A)和国家“863”高技术发展计划资助项目
(A2001246081) .3 3 通讯联系人.
2002 - 04 - 11 收稿 ,2002 - 10 - 23 接受.
1 　引 　　言
韭菜 ( A lli um odorum ) ) 是我国种植面积较大
的一种蔬菜. 近年来 ,由于韭菜迟眼蕈蚊 ( B radysia
odori phaga ,俗名韭蛆) 的危害加重 ,对韭菜生产造
成了极大的影响[8 ] . 韭蛆防治历年是开支大、防效
差、令人头痛的问题. 科研工作者曾从不同角度研究
韭蛆的防治方法[13 ,23 ] ,但在农业生产上 ,大部分菜
农仍是以防效好、残留多的高毒有机磷农药防治 ,造
成韭菜中有机磷农药超标[21 ] . 寻求消除有机磷农药
残留的有效途径 ,成为研究者关注的问题.
动物、植物、微生物都能够降解农药 ,但动植物
的降解农药具有很大的局限性 ,而微生物由于其强
大的代谢多样性 ,在农药降解中具有更大的优势. 降
解各种杀虫剂、苯氧乙酸类和均三氮苯类除草剂的
微生物分离和微生物降解代谢途径都已有详细的研
究[1 ,4～7 ,9 ,12 ,15 ,20～22 ] . 有机磷农药中对硫磷和甲基
对硫磷水解酶的性质及其基因克隆都已有报
道[17 ,18 ] .
目前 ,污染土壤的生物修复主要有两种方法 :一
是在污染土壤中人工接种能降解污染物的微生
物[2 ,9 ,16 ,19 ] ;二是改善土壤环境条件 ,特别是营养条
件 ,激活土著微生物 ,利用土著微生物去除污染
物[10 ,11 ] .
筛选出能高效降解农药的微生物 ,人工接种于
土壤 ,消除农药残留 ,是解决农药面源污染、生产绿
色农产品的一种新的高效生物原位修复技术 ,已有
成功的报道[3 ,14 ] . 如何有效地应用该技术 ,为该技
术的应用提供试验与理论依据 , 是迫切需要解决的
问题.
应 用 生 态 学 报 　2004 年 2 月 　第 15 卷 　第 2 期 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,Feb. 2004 ,15 (2)∶295～298
2 　材料与方法
211 　供试材料
试验于 2000 年 4 月 3 日到 4 月 29 日在江苏省大丰市
南阳镇冬棚韭菜生产区进行 . 试验区总面积 257. 4 m2 ,土壤
有机质、全 N、速效磷、速效钾和含水量分别是 0. 953 %、
0. 627 %、11. 6 %、8. 460 mg·kg - 1和 17. 96 %. 菌株 DLL21 由
南京农业大学微生物中试工厂生产 ,菌数 1. 1 ×1010 个·
ml - 1 ;农药用 50 %甲基 1605 乳油 (镇江农药厂生产) ; PSB
(光合细菌)由本实验室培养 ;有机肥由大丰市农业局土肥站
提供 ;农残测试试剂用乙腈 (色谱纯) 、丙酮 (色谱纯) 、二氯甲
烷 (色谱纯) 、甲基对硫磷标样 (上海农药研究所) .
图 1 　试验 A 方案图
Fig. 1 Design of trial A.
图 2 　试验 B 方案图
Fig. 2 Design of trial B.
212 　试验方法
田间试验共有 A、B 两组试验. 试验 A 为 3 个处理 ,3 个
重复 ,共计 9 个小区. 试验 B 为 11 个处理 ,3 个重复 ,共计
33 个小区. 试验 A 采用拉丁方排列 ,试验 B 采用随机区组排
列.设定每个小区面积为 6. 6 m2 ,共计 257. 4 m2 . A、B 两组
试验的方案见图 1、2. 农药和菌剂都是兑水灌根处理.
214 　样品采集与处理
　　韭菜样在小区内以 S形采取 ,土样在所取韭菜根部取 4
～5 cm 厚土壤 ,所取样品冷冻保存.
215 　农药残留测定与计算
　　农药残留测定与计算参照文献 [15 ]进行. 用 SPSS 软件进
行统计分析.
3 　结果与分析
311 　农药在韭菜与土壤中的残留动态
　　植株体内过氧化物酶、多功能氧化酶、酯酶等各
种酶 ,能使吸收进入植物体内的农药发生氧化、脱
氯、还原、水解. 从图 3a 可知 , 3 种农药用量经过 25
d 后降解率分别达到98. 94 %、96. 44 %、96104 % ,
但其最终农药残留量远远超过安全标准. 农药施入
土壤中 ,由于淋溶、渗漏以及化学和土壤微生物的联
合降解 ,使农药残留含量降低 (图 3b) .
图 3 　韭菜与土壤中农药残留的动态变化
Fig. 3 Dynamic trends of pesticide residue in Chinese chive and soil. (A)
a)韭菜 Chinese chive. b)土壤 Soil. 在试验中 ,土壤的 A1 和 A3 两组数
据丢失 Data of soil A1 and A2 were vost . 下同 The same below.
312 　降解菌对农药残留的降解效果
31211 降解菌不同用量处理的降解效果 　总体上
看 ,施用高效降解菌 , 能有效地降低农药残留含量.
在施用 15 kg (a. i. )·hm - 2甲基 1605 的情况下 ,施用
降解菌 15、45、75 和 150 kg·hm - 2 ,能分别进一步降
解残留农药 40. 94 %、37. 72 %、78. 82 %和76. 69 %.
残留农药在自然降解的同时又显著降低. 通过方差
分析可知 ,施用 75 和 150 kg·hm - 2菌剂的农药残留
692 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　15 卷
量与对照差异显著 ,但施用量超过 75 kg·hm - 2 ,则
差异不显著. 结合使用成本 ,在施药量 15 kg (a. i. ) ·
hm - 2时 ,施用 75 kg·hm - 2降解菌剂 ,既降低成本 ,
又能达到较好的降解效果.
图 4 　用菌量对韭菜和土壤中农药残留降解的影响.
Fig. 4 Effect of the amount of degrading bacterium on the degration of
pesticide in Chinese chive and soil.
用大写字母表示 P ≤0. 01 ,小写字母表示 P ≤0. 05Capital letter
means P < 0101 ,smale letter means P < 0105.
　　降解菌剂在土壤中的降解效果极其明显 ,与对
照相比均达到极显著水平. 这是由于土壤中具有微
生物活动的良好条件 ,再加上土著微生物的联合作
用的缘故. 与韭菜中农药残留量相比 ,同一处理的土
壤中农药残留量比韭菜中的低 ,这可能是因为植物
体内的农药残留主要是在刚施过农药后土壤中农药
残留量高时吸收的 ,植物体内的农药残留降解不如
在土壤中快.
31212 不同剂型降解菌的降解效果 　在降解菌中添
加有机肥、光合细菌等物质 ,目的是想通过延长降解
菌在土壤中的存活来提高降解效率 ,但试验结果证
明 ,添加上述两种物质并不能达到目的. 这可能是因
为土壤中的条件比较适合菌株发挥作用 ,不必再添
加物质.
31213 不同用菌时间的降解效果 　施用农药后到植
株收获前 ,选择一个最佳用菌时间 ,充分发挥降解菌
的降解能力 ,并尽可能地利用农药的自然降解. 试验
表明 ,在韭菜生长中 ,后期施菌或同一用量分多次施
用 ,都能提高降解效果. 这为我们根据田间实际情况
选择施用方式和时间提供了选择余地. 但以施药后
3 d 用菌 , 降解率最高 ,这也可能说明植物体内的农
药残留主要是在施药前期农药含量高时吸收的 ,而
植物体内的酶类未能快速降解 ,从而造成积累. 生长
后期从土壤中吸收的可能比较少 ,所以在施药后尽
早施菌可能会取得较好的效果.
图 5 　不同剂型对韭菜和土壤中农药残留降解的影响
Fig. 5 Effect of the addition of different substances on the degradation of
pesticide in Chinese chive and soil.
图 6 　不同用菌时间对韭菜和土壤中农药残留降解的影响
Fig. 6 Effect of the treatment of the applying time on the pesticide reside
in Chinese chive and soil.
4 　讨 　　论
　　农药浇根施用时 ,植株中的农药都是通过根部
从土壤吸收的. 土壤中的农药浓度越高 ,植株中的农
药残留也相应地越高. 虽然土壤中有一部分结合残
留无法检测 ,植株体内的农药残留也可能被植株体
内的多种酶降解 ,但两者之间是呈正相关的 (相关系
数为 0. 953) . 由此可知 ,若要降低植株体内的农药
残留量 ,首先要消除土壤中的农药残留 ,才能阻断农
药进入植物体内. 到了生长后期 ,土壤中农残量很
低.植物在生长后期从土壤中吸收的农药并不是其
农药残留的主要部分 ,这需要进一步试验证明. 因
7922 期 　　　　　　　　　　　张瑞福等 :菌株 DLL21 降解土壤和韭菜中甲基对硫磷的研究 　　　　　　　　
此 ,在施用降解菌时 ,应尽早施用 ,使土壤中农药加
速降解 ,降低农药进入植物体内的量 ,从而较大限度
地降低植物体内的农药残留量.
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作者简介 　张瑞福 ,男 ,1974 年生 ,博士生 ,主要从事环境微
生物技术研究 ,发表论文数篇. E2mail :zhangruifu @263. net
892 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　15 卷