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探秘高效降解涕灭威菌株：筛选、鉴定与特性解析

一、引言

1.1研究背景与意义

随着农业现代化的快速发展，农药在粮食作物生产过程中发挥着举足轻重的作用，尤其是化学农药，已然成为防治病虫草害、确保粮食增产和稳产的必要手段。但与此同时，农药污染问题也日益凸显，成为我国环境保护领域面临的严峻挑战之一。农药的不合理使用和大量残留，不仅对土壤、水体和空气等生态环境造成了严重破坏，还通过食物链的传递，威胁到人类的健康和食品安全。加强农药的生物降解研究，解决农药对环境及食物的污染问题，已成为人类亟待解决的重要课题之一。

在众多农药中，涕灭威是国内氨基甲酸酯农药中使用量较大且毒性最高的一种。它具有触杀、胃毒和内吸作用，能被植物根系吸收并传导到地上部分，在棉花、甜菜、烟草、花生、花卉等多种作物的害虫、螨类及线虫防治中应用广泛。然而，涕灭威的高水溶性使其能够随水迁移，已在地下水和河流中被检测到，对水体环境安全构成了严重威胁。此外，涕灭威对人畜毒性极高，一旦发生误食或接触，严重时可导致死亡，对人类健康和生态平衡造成极大危害。

为了有效解决涕灭威带来的污染问题，筛选对涕灭威具有高效降解能力的菌株，并深入研究其降解特性具有至关重要的现实意义。微生物在生态系统中对农药的分解起着关键作用，利用微生物降解涕灭威，不仅能够降低环境中涕灭威的残留量，减少其对生态环境和人类健康的危害，还符合可持续发展的理念，为农业生产与环境保护的协调发展提供了新的思路和方法。通过本研究，有望筛选出高效降解涕灭威的菌株，并揭示其降解特性，为涕灭威污染环境的生物修复提供理论依据和技术支持，推动农业的绿色可持续发展。

1.2涕灭威概述

涕灭威（aldicarb），又名铁灭克，是一种氨基甲酸酯类杀虫、杀螨、杀线虫剂。其原药为具有硫磺气味的白色结晶，25℃时在水中的溶解度为0.6%，可溶于丙酮、苯、四氯化碳等大多数有机溶剂。涕灭威具有触杀、胃毒和内吸作用，施于土壤后，能迅速被植物根部吸收，并传导到地上各部位，药效持效期较长，能有效防治多种害虫和线虫。

由于涕灭威的经口和经皮急性毒性都很高，属于剧毒农药，对鱼类、鸟类、蜜蜂等高毒。因此，在实际使用中，涕灭威只限于作为颗粒剂进行沟施或穴施，严禁用于拌种。在我国，涕灭威的使用范围也受到严格限制，只准许在棉花、花生等少数作物上使用，且限于地下水位低的地区。

自1993年起，为防治甘薯茎线虫，我国甘薯主产区农民开始自发使用涕灭威，且用量逐年递增。但由于涕灭威水溶性高，在土壤中的淋溶与移动性强，已对地下水造成了严重污染。同时，由于其高毒性，在农产品中的残留也可能通过食物链进入人体，对公共健康造成潜在风险。随着人们对食品安全和环境保护意识的不断提高，以及对高毒性农药监管的日益严格，涕灭威的使用面临着越来越大的挑战。2024年6月1日起，我国撤销了含涕灭威制剂产品的登记，禁止生产；自2026年6月1日起禁止销售和使用，仅保留原药生产企业的原药生产出口，并实施封闭运行监管。尽管如此，过去大量使用涕灭威所造成的环境污染问题依然存在，亟待解决。

1.3国内外研究现状

在降解涕灭威菌株筛选及特性研究方面，国内外学者已开展了大量工作，并取得了一定成果。

国外研究中，一些学者从长期受涕灭威污染的土壤中筛选出了具有降解能力的微生物菌株。通过研究发现，某些细菌和真菌能够利用涕灭威作为唯一碳源或氮源进行生长代谢，从而实现对涕灭威的降解。在对这些菌株的降解特性研究中，明确了温度、pH值、底物浓度等环境因素对降解效果的影响，为进一步优化降解条件提供了理论依据。

国内研究也取得了丰硕成果。王慧等人分别在山东泰安、聊城、菏泽、枣庄、潍坊长期施用涕灭威的农田采集土样，通过富集培养法筛选出1株降解涕灭威能力较高的细菌ZH-1，经鉴定为鞘氨醇杆菌（Sphingobacteriumsp．）。研究表明，适合该菌株生长和降解的最佳碳源和氮源分别为蔗糖和硝酸钠，振荡（120r／min）培养时适宜降解温度为30℃，培养基适宜pH值为7，外加氮源硝酸钠的适宜质量分数为0.3％。在适宜培养条件下，恒温振荡培养5d后菌株ZH-1对不同初始质量浓度涕灭威有一定降解率，且对涕灭威的绝对去除量随初始质量浓度增加而增加。冯秀斌等人用富集培养法从土壤中分离驯化出对涕灭威具有较高降解能力的菌株TB26和100-8，经生理生化鉴定和16SrDNA序列同源性分析，将菌株TB26初步鉴定为克雷伯杆菌属（Klebsiellasp．），菌株100-8初步鉴定为枯草芽孢杆菌属（Bacillussp．）。还研究了它们生长的最适碳源和氮源，以及基础无机盐培养基和缺氮培养基对两种菌生长情况及降解率的影响，发现外加氮源能够提