化学农药在环境中的残留、迁移和降解主要取
决于生物和非生物因子二个方面,其中因微生物的作
用而引起的降解过程称为生物降解.生物降解的研究始于20 世纪40 年代,起初
人们认为,生物降解是指土壤、水体和废水生物处理系
统中的需氧微生物对天然和合成有机物的破坏或矿化
作用.随着对有机污染物降解过程研究的深入,生物
降解的内涵也在不断深化和拓展.由于在各种生物降
解中微生物所起的作用最大,所以—般提到生物降解
主要是指微生物降解.
1 可降解农药的微生物
到目前为止,人们已分离了许多可降解农药的微生
物,这些微生物包括细菌、真菌、放线菌和藻类.其中,对细菌的研究较为深入,其次是真菌.细菌主要有:假
单孢菌属(Pseudomonas) 、芽孢杆菌属(B acillus) 、节细菌
属(A rthrobacter) 、棒状杆菌属(Corynebacterim ) 、黄杆菌
属( Flavobacterium) 、黄单孢杆菌属(Xanthomonas) 、固瘤
细菌属(Azotomonus) 、硫杆菌属( Thiobacillus)等.真菌
主要有:曲霉属(Aspergillus) 、青霉属( Penlcillium ) 、木霉
属( Trichoderma) 、镰刀菌属( Fusarium )等.在这些微生
物中,往往一种微生物可降解多种农药..同时一种农药也可被多种微生物所降解.
2 微生物降解农药的机理
农药的代谢方式主要有酶促反应与非酶促反应两
种,微生物的降解作用主要是通过其分泌的酶来完成,
其本质为酶促反应,其中包括: ( 1)广谱性酶的偶然性
代谢; (2)由基质结构与农药相似的酶进行的共代谢;
(3)由利用农药作为能源适应酶进行的降解代谢.另
外,还有通过改变pH值、辅酶或化学产物的降解.
3 微生物对农药中主要成分的降解作用
阿维菌素:其杀虫活性之强和
杀虫谱之广具有划时代意义.适用作物有蔬菜、果
树、棉花和花卉等,目前已在很多国家登记使用.近
年来阿维菌素在我国已成为甲胺磷等高毒农药的替
代品,其单剂和混剂产品在害虫防治工作中发挥着
重要作用.
苯噻草胺:苯噻草胺(mefenacet)系稻田高活性杀稗剂,是目
前在日本移栽稻田使用面积最大的除草剂.随着丁草
胺、二氯奎琳等除稗剂在中国大量使用所暴露出的残
留时间长、药效易受环境影响等突出问题,作为替代品
的苯噻草胺具有在水层中分散性好、不水解、施药适期
长等特点,对萌芽至三叶期稗草均有明显效果,正在中
国逐步推广使用.
有机磷:有机磷农药中,甲胺磷是
一类具有代表性的化学农药,其结构简单,自然界含类
似基团的化合物很多,同时有很多微生物可以降解甲
胺磷,而且这些微生物广泛存在于自然界.对降解菌降解机理的进一步研究表明,微
生物降解甲胺磷的酶系可能为广谱性诱导酶.
有机氯:有机氯农药以六六六、DDT为代表,是化学性质很
稳定的农药,王国惠筛选到一株对有机氯除草剂降解活性高、
耐受力强,具有较高的应用价值的菌株.
4 利用基因重组技术构建高效降解工程菌
通常,人们直接从自然界筛选的降解酶活性较低,
不能满足实际需要,可以通过定向诱变、随机突变或
DNA改组以及加入强启动子等分子生物学技术提高,其活性,以增强降解菌对农药的降解能力.
