农残留有望被微生物技术降解

[所属分类:新闻动态] [发布时间:2019-8-21] [发布人:] [阅读次数:] [返回]

山东拓普生物工程有限公司

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我国历来是农业生产大国，农业在国民经济中占据不可动摇的地位。近些年来，化肥农药一直是保障农业生产的重要农资，然而长期的使用也带来了农残留的风险以及农药抗性等问题。对此，相关研究结果表明，利用微生物实现农药残留的降解，能够起到良好的效果，从而保证消费者的人身安全。

微生物降解农药残留原理

生物降解，从狭义上讲指自然界存在的，以及人为生产的有机物被微生物破坏或者矿化的过程。在这个过程中，绝大多数情况下都是微生物在发挥作用，因此也被称为微生物降解。在当前的技术条件下，已经被发现的可以用于降解农药残留的微生物包括真菌、细菌和放线菌，其多数可以在自然界的土壤中获取和培养。微生物对于农药残留的降解作用，主要是通过酶促作用和非酶促作用共同完成，其中酶促作用也被称为酶催化或者酶素催化，简单来讲，就是指以酶作为催化剂进行的化学反应。微生物降解农药残留的原理，就是通过一系列酶的作用，经过相应的化学反应，将农药分解为无害的物质，或者转化为更小的分子，借以削弱乃至消除其对于人体的危害。现阶段，可用于进行农药残留降解的微生物有几种，其适用的农药类型各不相同。例如，对于属于有机磷类的对硫磷，常见的降解微生物包括短杆菌属、木霉属、青霉属、假单胞菌属以及黄杆菌属等；对于属于氨基甲酸酯类的西维因，常见的降解微生物包括曲霉属、青霉属、根霉属以及无色杆菌属等；对于属于有机氯类的DDT，常见的降解微生物包括根霉属、青霉属、菱属硅藻属、梭状芽胞杆菌属、无色杆菌属、土壤杆菌素等；对于属于三嗪类除草剂的莠去津，常见的降解微生物包括青霉属、曲霉属、木霉属、根霉属以及镰刀菌属等。

微生物降解农药残留技术

在不断的研究过程中，微生物降解农药残留技术取得了比较显著的成果。就目前而言，比较常见的微生物降解法有生物膜法、活性污泥法、氧化塘法和需氧生物处理法等，这些方法有着各自的优势，但是也存在着一定的不足和缺陷，甚至可能会产生二次污染。例如，生物膜法具有良好的降解效果，但成本较高，不存在大规模使用的条件；活性污泥法在污水处理中效果显著，但需要结合曝气以及微生物的培养等问题。在这种情况下，科研人员研发出了全新的微生物降解技术，这里对其进行简要分析。

基因工程技术

结合微生物降解农药残留的基本原理可知，酶在其中发挥着至关重要的作用，而从本质上分析，主要是微生物体内存在的某种基因赋予了其降解农药的本领。基于此，可以结合基因工程技术，针对生物进行相应的处理，从而达到降解农药残留的目的。基因工程技术的基本原理，是将重组对象的目的基因插入到载体中，经拼接后转入全新的宿主细胞内，构建工程菌，使得不同的遗传基因能够重新组合，进而实现目的基因在工程菌中的复制与表达。

基因工程技术大致可分为基因改组、基因重组和基因拼接，从微生物降解农药残留的角度分析，基因重组和基因拼接技术的相互结合能够起到较好的效果，经改进后，微生物体内各种酶的活性可以得到很大的提升。例如，1994年，美国的Stemmer等在实验室环境下，于试管内模拟达尔文的进化论，提出了DNA改组技术，可以极大地提升降解酶的活性，而伴随着研究的深入，DNA改组技术已经被应用到了农药残留的降解中。

固定化微生物技术

实际上，微生物对于农药残留的降解过程，是酶促反应的结果，而站在理论层面分析，想要解决农药的残留问题，只需要确保酶促反应过程中参与反应的酶始终保持足够的活性。基于这种理论，固定化微生物技术得以出现，这种技术是将选定的微生物固定在相应的载体上，在实现高度密集的同时，保持足够的生物活性，从而使得其能够在适宜的条件下实现快速大量增殖。初固定化微生物技术被用于污水处理，能够有效提升处理效率。生物吸附剂的固定化方法包括了吸附法、包埋法、交联法等，不仅能够在一定的空间区域内保持酶的活性，也可以对其进行重复利用。相比较常规技术，固定化微生物技术具有污泥产量小、菌种高效、二次污染少等优点。

多菌株复合体系

在技术发展的带动下，农药的类型及应用效果呈现出多样化的趋势。在农业生产中，农药的使用也不再仅仅局限于某一种类型，而是多种类型的农药混合使用，使得农药残留的成分变得更加复杂。对于仅能针对某一种类型农药起作用的微生物而言，想要保证良好的降解效果，就必须构建多菌株复合体系，通过多种类型微生物的相互协作，实现对于农药残留的可靠降解。多菌种复合体系不仅具有更强的降解效果，而且能够适应更加复杂的环境，对于一些复杂成分农药的降解有着较好的优势，也因此受到了越来越多的关注。

近年来，对着人民生活水品的不断提高，农残留问题引起社会各界的广泛关注因农药残留问题引发的食物中毒事件屡见不鲜，如何才能更好地完成农药残留的有效降解，是科研人员重点研究的课题微生物降解农药残留技术主要是利用微生物的酶促作用，对农药进行分解和转化，基本不会产生二次污染，降解效果也比较理想。在未来的发展中，应该进一步加强对于降解微生物的研究和开发，对相应的技术进行改进，推动现代农业的健康发展。