【正文】 機酸類的脂，如磷酸酯類殺蟲劑 (對硫磷，馬拉硫磷 )，或是酰胺類，如苯胺類除草劑。 脫烴作用 發(fā)生在某些有烴基連接在氮、氧或硫原子上的農(nóng)藥 (如三氯苯類和甲胺類 )。系數(shù)小于 1時，對各類土壤微生物都有抑制作用。 ?安全系數(shù) (SC)： 能使某類微生物數(shù)量下降 50％的化學(xué)農(nóng)藥的濃度 (LC50)和實際使用濃度（ mg/kg土）之比。 ?酚類除草劑 (五氯酚鈉、二硝基磷甲酚 )對土壤真菌、硝化細菌和好氧纖維分解菌有抑制作用，對其它腐生細菌沒有明顯影響。 三、農(nóng)藥對土壤微生物的影響 ?與農(nóng)藥本身的特性有關(guān)； ?受土壤 — 氣候條件，農(nóng)作物種類，土壤耕作，施肥技術(shù)、采樣的方法和時間，微生物分析和化學(xué)分析等因子的影響 。 ?農(nóng)藥的持留性與其化學(xué)結(jié)構(gòu)密切相關(guān) ?一般來說，具有易失去電子的取代基(如 OH、 COOH， NH2)的芳香族化合物要比具有易獲得電子的取代基 (如 NO SO3H、鹵代基 )的芳香族化合物更易于氧化代謝。 ?氯代烴類農(nóng)藥的半衰期一般為 2~5年，是危害環(huán)境的主要類型之一，我國已經(jīng)停止生產(chǎn)。 表 311 部分 ?有機氯殺蟲劑持留的時間長，有機磷殺蟲劑持留的時間短。 ?化學(xué)農(nóng)藥在土壤中的持留性 1. 取決于農(nóng)藥的化學(xué)特性：容易分解的農(nóng)藥，在土壤中的持留時間短；性質(zhì)穩(wěn)定的則持留時間長。 一、農(nóng)藥的使用及對土壤的污染 二、農(nóng)藥在土壤中的持留性 ?持留時間長，控制病蟲害和雜草的效果則愈好；但對土壤和環(huán)境的污染也越嚴重。 ?統(tǒng)計顯示，我國農(nóng)藥的使用量已達 50~60萬 t/a?；旌吓囵B(yǎng)菌株的降解能力大大高于單個菌株的純培養(yǎng)。 ?兩種緊密結(jié)合的產(chǎn)甲烷菌群落（ methanobacillus omelianski）： CH3CH2OH CH3COOH + H2 產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌 CO2 + H2 CH4 產(chǎn) 甲 烷 菌 7. 提供一種以上初級底物利用者 ?有一種以上初始利用者存在，每個初始利用者都能完全代謝底物。生長底物是能被微生物用作為唯一碳源的物質(zhì)。 ?除草劑茅草枯的降解 混合菌株的降解率比單個菌株的降解率高 20%。 ? 通常，任何有毒物質(zhì)在混合培養(yǎng)條件下的速率均快于單個菌群的降解速率 為什么要研究單個的、純化了的微生物菌株，并研究其特點？ 1. 微生物本身的特性必須清楚：生理生化、遺傳、降解能力； 2. 降解機制、代謝過程。 ?理論上，微生物具有降解自然界產(chǎn)生的有機化合物的代謝機制，但是由于： ?新合成的化合物結(jié)構(gòu)新穎； ?微生物對這些化合物無降解機制 因此，新的化合物往往對微生物的降解表現(xiàn)出抗逆性。第六章 農(nóng)藥及其它危險性 化合物的微生物降解 第一節(jié) 微生物降解理論基礎(chǔ) 一、概述 ?人工合成的化學(xué)物質(zhì)越來越多 “ CAB”登記的化學(xué)物質(zhì)已經(jīng)達到 600多萬種 ? 每周以 6000種的速度增加； ? 多數(shù)對生物具有毒害作用。 ?由于這些化學(xué)物質(zhì)對人有致畸、致突變和致癌作用，故稱為危險性化合物（ hazardous chemicals）。 ?環(huán)境微生物學(xué)工作者的任務(wù) ?從特定環(huán)境中分離純化得到某些具有特定降解能力的微生物純培養(yǎng)； ?馴化出降解某些污染物的微生物菌株，使其降解能力更強大； ?通過基因工程手段來改造微生物以使其具有特定的降解能力。 二、微生物群落的生物降解功能 1. 提供特殊營養(yǎng)物質(zhì) 主要是生長因子類物質(zhì)： Stirling等人（ 1976）從環(huán)己烷上富集分離得到的微生物群落： 假單孢菌屬 (Pseudomonas) 諾卡氏菌屬 (Nocadia sp.) 產(chǎn)生出生長素 Nocadia 用甲烷生產(chǎn)單細胞蛋白 CH3CH2OH 抑制 CH4 SCP 假單孢菌 生絲微菌 3CH2OH 該群落中的其他菌為：黃桿菌、不動小桿菌 3. 改善單個微生物的基本生長參數(shù) ?微生物之間構(gòu)成了類似食物鏈的關(guān)系 如降解黑苔酚的 3種細菌之間的情況 黑苔酚 假單孢菌 中間代謝產(chǎn)物 擴展短桿菌、短小桿菌 其他代謝物 ?單個微生物對某種物質(zhì)無降解能力，但混合后則能夠降解該物質(zhì)。 Arthrobacter sp. ?殺蟲劑二嗪噥的降解 二嗪噥 Streptomyces sp. Arthrobacter sp. Streptomyces sp. 被降解 5. 共代謝（ cometabolism) ?共代謝是指生長底物和非生長底物共酶的現(xiàn)象。 ?共酶現(xiàn)象是指一些污染物（非生長底物）不能作為微生物生長的唯一碳源，而只能在生長底物被利用時，通過微生物產(chǎn)生的酶，將該污染物轉(zhuǎn)化為不完全的氧化物。 ?一類降解除草劑 Fermon(N,N二甲基 N苯基脲 )的微生物群落，包括 3種 Corynforms菌、 1種假單孢菌和一種產(chǎn)堿菌 (Alicaligenes sp.)，它們均能夠單獨降解 Fermon。 第二節(jié) 農(nóng)藥污染與微生物的作用 ?第二次世界大戰(zhàn)后，化學(xué)農(nóng)藥得到迅速發(fā)展，至 1981年，全世界的農(nóng)藥制劑已達10000種以上，歸屬于 600多種化合物。 ?作用巨大，風(fēng)險猶存。 ?選擇防治效果佳、持留時間短的農(nóng)藥，既可以有效防治病蟲害，又不致污染環(huán)境。 2. 農(nóng)藥持留性通常用農(nóng)藥的半衰期表示，也可以用消失 75%~100%的時間表示。 ?氯代烴類殺蟲劑多穩(wěn)定地長期殘留于土壤中，如 DDT，六六六、七氯、毒殺芬等和某些除草劑，如西瑪津。 ?有機磷殺蟲劑雖有劇毒卻很易降解，不會造成殘毒的危害。 ?根據(jù)物質(zhì)結(jié)構(gòu)，各種有機化合物的降解性能可以排成如下順序： 脂肪酸 有機磷酸鹽 長鏈苯氧基脂肪酸 短鏈苯氧基脂肪酸 單基取代苯氧基脂肪酸 三基取代苯氧基脂肪酸 硝基苯 氯代烴類 。 表 312 部分 ?Wainringht認為，各種除草劑，如苯氧羧酸類 (2,4D， 2甲 4氯 )，氯代醋酸衍生物 (三氯醋酸鈉 )，取代脲類 (敵草隆，滅草隆、利谷隆、草不隆、莠谷隆 )，三莠氯苯類 (西瑪津，阿特拉津、撲滅凈、撲草凈 )等的常規(guī)用量對腐生真菌、細菌和放線菌的數(shù)量和種類組成都沒有明顯的影響，但取代脲類和三氮苯類能抑制藻類的發(fā)育。稻田施用五氯酚鈉后，常刺激作物產(chǎn)量的增加，這可能與它對硝化作用的抑制、減少氨態(tài)氮的轉(zhuǎn)化，從而延長肥效有關(guān)。 ?系數(shù)愈大愈安全，系數(shù)愈小愈易造成藥害。 ?農(nóng)藥安全系數(shù) (SC) 生物學(xué)過程 或微生物 草甘膦 樂果 地亞農(nóng) 莠去津 滅草隆 福美雙 威百畝 土壤呼吸 硝化作用 氨化作用 纖維素分解 腐生細菌 腐生真菌 腐生放線菌 微小藻類 根瘤菌 100 100 100 100 100 100 100 100 100 1 100 100 100 100 100