微生物降解農藥殘留技術分析

摘 要 農藥的使用在農業中是必不可少的，對于大面積的蔬菜種植基地都有噴灑藥物，這樣致使土壤和生活用水當中都殘留有農藥的存在，對人們的健康帶來不利的影響。生物界當中存在能夠降解農藥殘留的微生物，因此，對此方面的微生物研究就成為當今的熱點，本文對自然界中能夠降解農藥殘留的微生物進行技術分析。

關鍵詞 農藥 農業 微生物 技術分析

一、引言

價格低、增產效果顯著、方便快捷是農藥的標志性特點，正是因為這些特點，農藥在農業生產方面得到廣泛的使用，一直延續至今。隨著帶來的一個嚴重問題—農藥的殘留產生了。生活當中使用的化學農藥大多數是有毒的，不易被分解的特性，這樣在它大量使用過程當中會使得糧食、瓜果蔬菜之類存在農藥殘留，甚至會農藥大量超標，嚴重威脅人的生命健康。但隨著研究發現，在自然界當中存在能夠降解或轉化農藥殘留的微生物，這一重大的發現使得這類型的微生物成為研究的重點，大量的學者對這些微生物的種類，降解過程，以及結果進行詳細的研究。

二、技術分析

1、定義以及類型

狹義生物降解指的是自然界本身存在和人為生產的有機物被某些需氧型微生物破壞或者礦化作用，隨著研究的深入以及其它微生物的發現，生物降解的定義也在深化和廣義，但是大都數的生物降解都是微生物作用，因此也被稱為微生物降解。

目前被人類發現的能夠降解農藥殘留的微生物有以下幾種：細菌、真菌、放線菌等，這些微生物大都能夠在土壤中直接獲取，培養。其中細菌具有極強的適應性，且能夠誘發產生突變使得細菌類型的微生物在農藥降解微生物中占據主角。

2、微生物降解原理及技術

微生物分解或轉化其它物質大都數是通過酶促作用和非酶促作用完成這一過程，農藥殘留的降解同樣是通過這種方式。酶促反應（Enzyme catalysis）又稱酶催化或酵素催化作用，指的是由酶作為催化劑進行催化的化學反應。微生物體內的農藥降解酶促反應就是通過一系列酶的作用，通過多種反應把農藥分解或者轉化其它更小分子，這些分子的毒性已經減弱甚至無毒（表1）。

常見的微生物降解法主要包括活性污泥法、生物膜法、氧化塘法、廢水的厭氧及需氧生物處理法等，但這些方法都存在自身局限性，有的甚至能產生二次污染，因此新的微生物降解技術也在這樣的背景下誕生了。主要的有：固定化微生物技術、生物整治技術、基因工程菌的構建等。

（1）固定化微生物技術。微生物降解農藥的過程實質上就是一些列的酶促反應，從理論上來說，我們降解農藥殘留只要保證在反應過程中參與其中的酶一直保持活性，那么農藥殘留的問題最終會得到解決。固定化微生物技術就能滿足這種條件。它是通過采用化學或物理的手段將游離細胞或酶局限在一定的空間區域內，使其保持活性并可重復利用。這種技術還有高效菌種，污泥產量少，二次污染小等特點。

（2）基因工程技術在農藥降解中的應用。眾所周知，微生物能夠降解某些成分農藥，是由于它們有能夠降解的酶，這些在本質上來說，是由于微生物體內存在對應的基因，這些基因就是它們能夠降解農藥的關鍵。我們可以通過現在生物技術對生物進行“手術”，來達到我們的目的。基因改組，重組，拼接技術。通過基因重組和拼接技術使微生物在降解農藥方面的效率更高，與此同時，改進后的微生物體內的酶活性也能夠得到提高。1994 年，美國科學家 Stemmer 等介紹了在試管內模擬達爾文進化的先進技術 DNA 改組（DNA shuf-fling），該技術的特點是：降解酶的活性大大提高。現在這個技術已經被應用到農藥降解方面了。

（3）構建多菌株復合體系。隨著現在農藥的種類以及效果的多樣化，使用的過程當中不再局限于某一種內型的農藥，而多數的微生物只能夠某一類型農藥或一類型中的一部分，這就需要多類型的微生物共同協作，完成農藥的降解，即多菌種復合體。多菌種復合體系能夠更好的適應環境，在復雜成分的農藥中有更多的優勢，脫穎而出，發揮團隊的優勢。

三、結語

隨著人們環保意識的增強以及生物技術的飛速發展，相信在未來對于農藥殘留問題有更加先進的解決辦法，上面所提到的方法也會不斷的得到優化和改進，更優秀的微生物降解農藥殘留技術也會隨著研究者的研究而涌現。

參考文獻：

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（作者單位：江漢大學文理學院生物與環境工程學部）