①从能量流动角度分析,田间除草和杀虫的目的是使能量持续有效地流向对人类最有益的②发展生态农业所体现的最主要的生态学的基本原理是物质循环再生
science advances比nano letters学术领域覆盖范围广。Science Advances是一本涵盖所有学术领域综合性科学刊物,nano letters是纳米技术领域的顶级期刊。Science Advances是美国科学促进会(AAAS)主打的开源期刊,2015年创刊,2017年第一个影响因子高达,期刊被国内外高度认可,是中科院1区Top期刊。目前《Science Advances》在综合类期刊中排名第三,排在前两位的则分别是《Nature》和《Science》,可谓成绩惊人。根据最新JCR数据,《Science Advances》2019年的影响因子是,已连续三年上涨,预测未来仍有持续上涨的可能。从期刊官网查询可知,《Science Advances》发文量逐年增加,2019年已达1238篇。尤其2020年后,由月刊变周刊,每个月出版4-5期文章,发文量更是大增。近日,Science Advances《科学进展》在线刊登了西北工业大学航空学院和极端力学研究院郗恒东教授课题组关于高聚物湍流(添加了高聚物的湍流)中能量传输的最新研究进展,论文的题目为“Experimental observation of the elastic range scaling in turbulent flow with polymer additives”(添加了高聚物的湍流中弹性标度律的实验发现)。
目前,最新的研究成果包括:1. 人工智能:机器学习、深度学习、自然语言处理、计算机视觉等。2. 医学:基因组学、分子生物学、药物研发、精准医疗等。3. 生物技术:基因编辑、蛋白质工程、细胞治疗等。4. 材料科学:纳米材料、智能材料、复合材料等。5. 环境科学:气候变化、污染控制、资源管理等。6. 能源科学:新能源开发、节能技术、可再生能源等。
在高科技的当前最新成功研发出一种聚电解质限域的流体忆阻器研究成果。由中国科学院化学研究所(中科院化学所)、中国科学院大学、湘潭大学及北京师范大学等研究人员组成的合作团队,最新成功研发出一种聚电解质限域的流体忆阻器,并利用单个器件在国际上首次实现了神经化学信号到电信号转导的模拟。这项大脑领域重要研究将有望推动人类对大脑“化学语言”的读取和交互,为发展神经智能传感、类脑智能器件和神经感觉假肢等提供新的思路。该成果论文1月13日在国际著名学术期刊《科学》(Science)上发表。
综述了在环境中降解农药的微生物种类、微生物降解农药的机理、在自然条件下影响微生物降解农药的因素及农药微生物降解研究方面的新技术和新方法。文章认为,在农药的微生物降解研究中,应重视自然状态下微生物对农药的降解过程,分离构建应由天然的微生物构成的复合系,利用微生物复合系进行堆肥或把堆肥应用于被污染的环境是消除农药污染的一个有效方法。 关键词:微生物 生物降解 农药降解 农药 20世纪60年代出现的第一 次“绿色革命”为人类的粮食安全做出了重大贡献,其中作为主要技术之一的农药为粮食的增产起到了重要的保障作用。因为农药具有成本低、见效快、省时省力等优点,因而在世界各国的农业生产中被广泛使用,但农药的过分使用产生了严重的负面影响。仅1985年,世界的农药产量为200多万t[1];在我国,仅1990年的农药产量就为万t[2],其中甲胺磷一种农药的用量就达6万t[3]。化学农药主要是人工合成的生物外源性物质,很多农药本身对人类及其他生物是有毒的,而且很多类型是不易生物降解的顽固性化合物。农药残留很难降解,人们在使用农药防止病虫草害的同时,也使粮食、蔬菜、瓜果等农药残留超标,污染严重,同时给非靶生物带来伤害,每年造成的农药中毒事件及职业性中毒病例不断增加[3~6]。同时,农药厂排出的污水和施入农田的农药等也对环境造成严重的污染,破坏了生态平衡,影响了农业的可持续发展,威胁着人类的身心健康。农药不合理的大量使用给人类及生态环境造成了越来越严重的不良后果,农药的污染问题已成为全球关注的热点。因此,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,是人类当前迫切需要解决的课题之一。 这些农药残留广泛分布于土壤、水体、大气及农产品中,难以利用大规模的工程措施消除污染。实际上,在自然界主要依靠微生物缓慢地进行降解,这是依靠自然力量、不产生二次污染的理想途径。但自然环境复杂多变,影响着农药生物降解的可否和效率。近年随着对农药残留污染问题的重视,科学家们对农药生物降解进行了大量的研究,但许多问题需要进一步探明。本文整理出了近年来对农药生物降解的研究进展,提出存在的问题,建议有效的研究途径,旨在为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提供依据。 1 农业生产上主要使用的农药类型 当前农 业上使用的主要有机化合物农药如表1所示。其中,有些已经禁止使用,如六六六、滴滴涕等有机氯农药,还有一些正在逐步停止使用,如有机磷类中的甲胺磷等。 表1 农业生产中常用农药种类简表[7]类 型 农 药 品 种有机磷:敌百虫、甲胺磷、敌敌畏、乙酰甲胺磷、对硫磷、双硫磷、乐果等杀虫剂 有机氮:西维因、速灭威、巴沙、杀虫脒等 有机氯:六六六、滴滴涕、毒杀芬等杀螨剂 螨净、杀螨特、三氯杀螨砜、螨卵酯、氯杀、敌螨丹等除草剂 2,4-D、敌稗、灭草灵、阿特拉津、草甘膦、毒草胺等杀菌剂 甲基硫化砷、福美双、灭菌丹、敌克松、克瘟散、稻瘟净、多菌灵、叶枯净等 生长调节剂 矮壮素、健壮素、增产灵、赤霉素、缩节胺等 人们发现,在自然生态系统中存在着大量的、代谢类型各异的、具有很强适应能力的和能利用各种人工合成有机农药为碳源、氮源和能源生长的微生物,它们可以通过各种谢途径把有机农药完全矿化或降解成无毒的其他成分,为人类去除农药污染和净化生态环境提供必要的条件。 降解农药的微生物类群 土壤中的微生物,包括细菌、真菌、放线菌和藻类等[8,9],它们中有一些具有农药降解功能的种类。细菌由于其生化上的多种适应能力和容易诱发突变菌株,从而在农药降解中占有主要地位[8]。一在土壤、污水及高温堆肥体系中,对农药分解起主要作用的是细菌类,这与农药类型、微生物降解农药的能力和环境条件等有关,如在高温堆肥体系当中,由于高温阶段体系内部温度较高(大于50 ℃),存活的主要是耐高温细菌,而此阶段也是农药降解最快的时期。通过微生物的作用,把环境中的有机污染物转化为CO2和H2O等无毒无害或毒性较小的其他物质[10,11]。通过许多科研工作者的努力,已经分离得到了大量的可降解农药的微生物(见表2)。不同的微生物类群降解农药的机理、途径和过程可能不同,下面简要介绍一下农药的微生物降解机理。 微生物降解农药的机理 目前,对于微生物降解农药的研究主要集中于细菌上,因此对于细菌代谢农药的机理研究得比较清楚。 表2 常见农药的降解微生物[11,12] 农 药降 解 微 生 物 甲胺磷芽孢杆菌、曲霉、青霉、假单胞杆菌、瓶型酵母 阿特拉津(AT)烟曲霉、焦曲霉、葡枝根霉、串珠镰刀菌、粉红色镰刀菌、尖孢镰刀菌、斜卧镰刀菌、微紫青霉、皱褶青霉、平滑青霉、白腐真菌、菌根真菌、假单胞菌、红球菌、诺卡氏菌 幼脲3号真菌 敌杀死产碱杆菌 2,4-D假单胞菌、无色杆菌、节杆菌、棒状杆菌、黄杆菌、生孢食纤维菌属、链霉菌属、曲霉菌、诺卡氏菌、 DDT无色杆菌、气杆菌、芽孢杆菌、梭状芽孢杆菌、埃希氏菌、假单胞菌、变形杆菌、链球菌、无色杆菌、黄单胞菌、欧文氏菌、巴斯德梭菌、根癌土壤杆菌、产气气杆菌、镰孢霉菌、诺卡氏菌、绿色木霉等 丙体六六六白腐真菌、梭状芽孢杆菌、埃希氏菌、大肠杆菌、生孢梭菌等 对硫磷大肠杆菌、芽孢杆菌 七 氯芽孢杆菌、镰孢霉菌、小单孢菌、诺卡氏菌、曲霉菌、根霉菌、链球菌 敌百虫曲霉菌、镰孢霉菌 敌敌畏假单胞菌 狄氏剂芽孢杆菌、假单胞菌 艾氏剂镰孢霉菌、青霉菌 乐 果假单胞菌 2,4,5-T无色杆菌、枝动杆菌 细菌降解农药的本质是酶促反应[13~15],即化合物通过一定的方式进入细菌体内,然后在各种酶的作用下,经过一系列的生理生化反应,最终将农药完全降解或分解成分子量较小的无毒或毒性较小的化合物的过程。如莠去津作为假单胞菌ADP菌株的唯一碳源,有3种酶参与了降解莠去津的前几步反应。第一种酶是A tzA,催化莠去津水解脱氯的反应,得到无毒的羟基莠去津,此酶是莠去津生物降解的关键酶;第二种酶是A tzB,催化羟基莠去津脱氯氨基反应,产生N-异丙基氰尿酰胺;第三种酶是A tzC,催化N-异丙基氰尿酰胺生成氰尿酸和异丙胺。最终莠去津被降解为CO2和NH3[16]。微生物所产生的酶系,有的是组成酶系,如门多萨假单胞菌DR-8对甲单脒农药的降解代谢,产生的酶主要分布于细胞壁和细胞膜组分[5];有的是诱导酶系,如王永杰等 [17]得到的有机磷农药广谱活性降解菌所产生的降解酶等。由于降解酶往往比产生该类酶的微生物菌体更能忍受异常环境条件,酶的降解效率远高于微生物本身,特别是对低浓度的农药,人们想利用降解酶作为净化农药污染的有效手段。但是,降解酶在土壤中容易受非生物变性、土壤吸附等作用而失活,难以长时间保持降解活性,而且酶在土壤中的移动性差[8],这都限制了降解酶在实际中的应用。现在许多试验已经证明,编码合成这些酶系的基因多数在质粒上,如2,4-D的生物降解,即由质粒携带的基因所控制[18]。通过质粒上的基因与染色体上的基因的共同作用,在微生物体内把农药降解。因此,利用分子生物学技术,可以人工构建“工程菌”来更好地实现人类利用微生物降解农药的愿望。 微生物在农药转化中的作用 (1)矿化作用 有许多化学农药是天然化合物的类似物,某些微生物具有降解它们的酶系。它们可以作为微生物的营养源而被微生物分解利用,生成无机物、二氧化碳和水。矿化作用是最理想的降解方式,因为农药被完全降解成无毒的无机物,如石利利等 [19]研究了假单胞菌DLL-1在水溶液介质中降解甲基对硫磷的性能及降解机理后指出,DLL-1菌可以将甲基对硫磷完全降解为NO2-和NO3-。 (2)共代谢作用 有些合成的化合物不能被微生物降解,但若有另一种可供碳源和能源的辅助基质存在时,它们则可被部分降解,这个作用称为共代谢作用,这一作用最初是由Foster等[12]提出来的。如门多萨假单胞菌DR-8菌株降解甲单脒产物为2,4-二甲基苯胺和NH3,而DR-8菌株不能以甲单脒作为碳源和能源而生长,只能在添加其他有机营养基质作为碳源的条件下降解甲单脒,且降解产物未完全矿化,属于共代谢作用类型[5]。关于共代谢的机理,现在还存在争论。由于共代谢作用而推动的顽固性人工合成化合物的降解一般进行的较慢,而且降解程度很有限,参与共代谢作用的微生物不能从中获得碳源和能源,但是自然界中还是广泛存在着大量的具有共代谢功能的微生物,它们可以降解多种类型的化合物。共代谢作用在农药的微生物降解过程中发挥着主要的作用[5,17,20]。 微生物降解农药的生化反应[10,12] 氧化反应 微生物体内的氧化反应包括:羟化反应(芳香族羟化、脂肪族羟化、N-羟化);环氧化;N-氧化;P-氧化;S-氧化;氧化性脱烷基、脱卤、脱胺。 还原反应 还原反应包括硝基还原、还原性脱卤、醌类还原等。 水解反应 一些酯、酰胺和硫酸酯类农药都有可以被微生物水解的酯键,如对硫磷、苯胺类除草剂等。 缩合和共轭形成 缩合包括将有毒分子或一部分与另一有机化合物相结合,从而使农药或其衍生物物失去活性。 应该指出,在微生物降解农药时,其体内并不只是进行单一的反应,多数情况下是多个反应协同作用来完成对农药的降解过程,如好氧条件下卤代芳烃的生物降解,其卤素取代基的去除主要通过两个途径发生:在降解初期通过还原、水解或氧化去除卤素;生产芳香结构产物后通过自发水解脱卤或β-消去卤化烃[6]。 影响微生物降解农药的因素 微生物自身的影响 微生物的种类、代谢活性、适应性等都直接影响到对农药的降解与转化[21,22]。很多试验都已经证明,不同的微生物种类或同一种类的不同菌株对同一有机底物或有毒金属的反应都不同[5,17,23,24]。另外,微生物具有较强的适应和被驯化的能力,通过一定的适应过程,新的化合物能诱导微生物产生相应的酶系来降解它,或通过基因突变等建立新的酶系来降解它[10]。微生物降解本身的功能特性和变化也是最重要的因素。 农药结构的影响 农药化合物的分子量、空间结构、取代基的种类及数量等都影响到微生物对其降解的难易程度[25~28]。一般情况下,高分子化合物比低分子量化合物难降解,聚合物、复合物更能抗生物降解[10];空间结构简单的比结构复杂的容易降解[24]。陈亚丽等 [22]在试验中发现,凡是苯环上有-OH或-NH2的化合物都比较容易被假单胞菌WBC-3所降解,这与苯环的降解通常先羟化再开环的原理一致。Potter等 [29]在小规模堆肥条件下研究了多环芳烃的降解后指出,2-4环的芳烃比5-6环的芳烃容易降解。 自然界中的微生物通常可以降解天然产生的有机化合物,如木质素、纤维素物质等,从而促进地球的物质循环和平衡。但目前的环境污染物大多是人工合成的自然界中本身不存在的生物异源有机物质,其中一些是对人类具有致畸、致突变和致癌作用,往往对微生物的降解表现出很强的抗性,其原因可能是这些化合物进入自然界的时间比较短,单一的微生物还未进化出降解此类化合物的代谢机制。尽管某些危险性化合物在自然界中可能会经自然形成的微生物群体的协同作用而缓慢降解,但这对微生物世界来说仍然是一个新的挑战。微生物通过改变自身的信息获得降解某一化合物的能力的过程是缓慢的,与目前大量使用的人工合成的生物异源物质相比,依靠微生物的自然进化过程显然不能满足要求,因此长期以往将会造成整个生态系统的失衡[6]。因此,研究一些可以使微生物群体在较短的时间内获得最大降解生物异源物质能力的方法非常重要和迫切。 环境因素的影响 环境因素包括温度、酸碱度、营养、氧、底物浓度、表面活性剂等[10,30~33]。刘志培等 [34]研究了甲单脒降解菌的分离筛选;程国锋等 [23]研究了微生物降解蔬菜残留农药;钞亚鹏等 [15]研究了甲基营养菌WB-1甲胺磷降解酶的产生和部分纯化及性质。他们所研究的微生物或其产生的酶系都有一个适宜的降解农药的温度、pH及底物浓度,这与Thomas 等 [31]、Donna Chaw 等[26]的研究结果一致。莫测辉等 [24]指出,堆肥中微生物降解多环芳烃的活性与氧的浓度和水分含量密切相关,当堆肥中氧的含量小于18%、水分含量大于75%时,堆肥就从好氧条件转化为厌氧条件,进而影响多环芳烃的降解效果。Hundt 等 [30]调查了biaryl化合物在土壤中和堆肥中被细菌Ralstonia和Pickettii的降解和矿化情况。在土壤水分适宜的条件下,非离子型表面活性剂吐温80可增强微生物对biaryl类化合物的利用率,如联苯、4-氯联苯。Kastner等 [35]认为,在堆肥与被多环芳烃污染的土壤混合的情况下,堆肥中有机基质含量对于农药降解的作用要大于堆肥中生物的含量对于农药降解的作用;营养对于以共代谢作用降解农药的微生物更加重要,因为微生物在以共代谢的方式降解农药时,并不产生能量,须其他的碳源和能源物质补充能量[12]。对于好氧微生物来说,在好氧条件下可以降解农药,而在厌氧条件下降解效果不好;而对于厌氧微生物来说,情况可能正相反。也有研究指出在好氧条件下,有的厌氧细菌也可以代谢一些化合物[6]。 农药微生物降解的新技术和新方法 转基因技术的应用 20世纪后半叶是分子生物学、分子遗传学等学科迅速发展的时期,各种不同的生物学技术不断涌现;同时在21世纪初,生物信息学、基因组学、蛋白质组学等新的学科迅速兴起。这一切都为人工创造“超级农药降解菌”提供了必要的条件。因此,利用转基因技术进行目的性的人工组装“工程菌”成为有魅力的发展目标。同时,因为微生物降解农药的本质是酶促反应,所以,有人直接提取微生物合成的酶系来离体进行农药等有机化合物污染物的降解研究[15]。 多菌株复合系的构建及应用 以往研究农药的生物降解偏重于用单一微生物菌株的纯培养[17,23],现在已经证明,单一菌株的纯培养效果不如混合培养。因为单个微生物不具备生物降解所需的全部酶的遗传合成信息,而且它们在难降解化合物中驯化的时间不足以进化出完整的代谢途径,同时许多纯培养的研究发现,在生物降解过程中会有毒性中间物质积累,因此彻底矿化通常需要一个或一个以上的营养菌群(如发酵-水解菌群、产硫菌群、产乙酸菌群及产甲烷菌群等)。一种微生物降解一部分,经过数种微生物的接力作用和协同作用,经过多步反应将有毒化合物完全矿化,微生物的群体作用更能抵抗生物降解中产生的有毒物质[6]。笔者等利用菌种间协同关系构建的复合系不仅高效率分解木质纤维素,而且菌种组成长期稳定,不易被杂菌污染[36,37],在此基础上赋予农药分解功能的复合系对多种农药具有强烈的分解能力,其作用机理有待作进一步的细致工作。关于混合培养中的微生物群落的代谢协同作用,至少可以将微生物群落分为7种:(1)提供特殊营养物;(2)去除生长抑制物质;(3)改善单个微生物的基本生长参数(条件);(4)对底物协调利用;(5)共代谢;(6)氢(电子)转移;(7)提供一种以上初级底物利用者[6]。另外,分子生态学技术的应用证明,目前人类能够分离纯化的微生物种类及其有限,甚至自然界中99%的微生物目前无法纯培养[38],因而只有培育复合系才能包含这些重要而无法纯培养的微生物种类。2 研究中存在的问题 虽然农药残留的微生物降解研究已经取得了很大的进展,而且也有了一些应用的实例,但研究大多局限在实验室中,农药降解菌完全走出实验室到实际应用中还有一段路要走。农药微生物降解的问题主要有以下几方面。 单一菌株的纯培养问题 以往的研究主要集中在单一菌株的纯培养上,在实验室内获得纯培养的菌株,然后研究它的特性、降解机理等。然而这一方法完全不符合实际情况,自然状态下,是多种微生物共存,通过微生物之间的共同作用把农药降解。农药残留往往存在于土壤、农副产品、废弃物等复杂环境中,即使在实验室内一株菌的降解活性再大,到了这种复杂条件下可能无法生存或起不到期望的作用。 环境条件对微生物降解农药的影响 外部环境对微生物生长和对农药的降解影响很大,如环境的温度、水分含量、pH、氧含量等,而自然环境中这些因素变化很大,这直接影响到微生物对农药的降解。如何克服环境的影响从而充分发挥目标微生物的作用是需要解决的重大问题。 微生物降解目标化合物对降解的影响 目标化合物的浓度是否能使微生物生长,另外,农药污染环境的化合物组分很不稳定,波动很大,这给以工程措施微生物降解农药化合物带来困难。 微生物与被降解物接触的难易程度 被农药污染的环境有土壤、空气、水体及蔬菜瓜果等,对于土壤和水体的污染,微生物很容易与污染物接触,从而发挥它们的降解功能。但是,对于被农药污染的食品来说,利用微生物降解残留的农药很难,因为微生物无法与存在于物体内部的残留农药接触,无法发挥它们的作用,而只能降解残留在物体表面的部分。这种限制需要人们尽快解决,从而扩大微生物降解农药的应用范围。 微生物的适应性问题 所接种的微生物能否适应污染的环境,这不仅包括上述提到的物理环境,还涉及到生物之间的关系。接种到环境中的微生物受到抑制物的影响,或者受到包括捕食者在内的土著微生物的影响,甚至受到拮抗作用而不能生长等,这些都可以造成接种的微生物不能成为优势菌从而失去对农药的降解作用。构建多菌株复合系,具有稳定性和抗污染性强的优点,但即使是多菌混合培养的复合系也同样存在能否成为优势群体的问题。 3 堆肥法消除污染物 现代城市生活垃圾、有机固体废弃物、污泥中含有大量的有机污染物及重金属,农业有机固体废弃物中也含有大量的残留农药及其由于利用污水灌溉等可能导致的其他污染物。而堆肥法是消除这些污染,使有机固体废弃物无害化、资源化和产业化的有效途径之一。在堆肥过程中,通过堆肥体系中微生物的降解作用和挥发、沥滤、光解、螯合和络合等非生物方法消除污染物。堆肥法消除污染物主要有:(1)将被污染的物质或污染物与堆肥原料一起堆制处理;(2)将污染物质与堆制过的材料混合后进行二次堆制;(3)在被污染的土壤中添加堆肥产品,利用堆肥中的微生物消除土壤污染[39]。所以,堆肥法既可以消除污染,又可得到高质量的堆肥产品,对环境污染治理和农业的可持续发展意义重大。20世纪90年代以来,国内外有很多学者在此方面做了大量研究且取得了一定的进展[26,40~43]。 将人工构建微生物的复合体系,接种到农药污染土壤中,或利用活性的农业有机废弃物堆肥来改良已经被污染的土壤是一个好办法,因为活性堆肥内含有复合的微生物体系,在污染的土壤环境中更容易成为优势菌群。这就涉及到复合系的构建,微生物复合系的构建需要传统的和现代的方法相结合。从已有的堆肥体系中和已经污染了的土壤环境中分别富集培养微生物,得到土著微生物的复合系和堆肥菌复合系,然后进行复合微生物体系内部各个组分的特性、功能和多样性研究。菌株的抗药性鉴定,再把各个有功能的组分重新复合,组成一个新的复合体系,这一复合系不仅具有强有力的功能,又更能适应土著环境。直接应用复合系治理土壤污染,或者利用复合系生产农业有机废弃物堆肥来改良土壤。 4 结 语 很多研究已经证明,在农药污染的一些环境中诱导出天然的降解农药的微生物,那么是否可以采取一些条件控制措施,充分调动这些土著微生物的作用,尽量采用原位生物修复,而不用人为地接种微生物,这值得进一步探讨和研究。
生物除草剂研究历史和现状利用生物防除杂草已有近200年的历史.以往只有利用植食性动物、病原微生物等天敌在自然状态下,通过生态学途径,将杂草种群控制在经济上、生态上与美学上可以接受的水平。随着人们对植物病原菌认识的深人,上世纪中叶开始了微生物除草剂的开发研究。近几十年来,随着植物病原菌的不断分离和研究。尤其是从杂草病株中筛选出来的一些植物病原菌表现出了潜在的除草活性,有可能开发成为可替代化学除草剂的新型生物除草剂。1981年,Devine在美国被注册登记为第一个生物除草剂,Devine是美国弗罗里达州的棕榈疫霉致病菌株的厚垣孢子悬浮剂,用于防治杂草莫伦藤,防效可达90%以上,且持效期可达2年,被广泛用于桔园杂草防除。在此之后的近15年时间里,没有新的生物除草剂商品推出,在生物除草剂的发展过程中出现了一个断层。其实在此领域内的研究仍十分活跃.也取得了一大批研究成果,特别对造成停滞的主要原因的分析和总结,明确了生物除草剂未来的努力方向和重要攻克的目标。限制发展的主要因素有:被控制杂草丰富的遗传多样性、生物除草剂的高度专一性、其对温度、湿度和土壤等环境条件近于苛刻的需求、工业化生产技术和设备的不配套、配方研究技术的落后、市场规模的过小、生产和应用成本较化学除草剂高等等。
根本就是无解的项目,实验室里搞搞就算了,放在大田里搞,变化因因素太多了,除非农药百分百降解矿化了,这可能吗?否则代谢不完全的中间体是否有志毒还说不定,还要做急性和遗传的毒理试验,总之,不好搞,说能搞,都是怱悠
1、 原木尽快制材,尽快干燥。
干燥木材不易生长囊虫,因为湿度(水分)是真菌发育所必须的条件,没有真菌,也就失去了针孔蛀虫生存的条件。 防治湿材害虫的最有效办法就是将砍伐后的原木尽快制材,尽快干燥,只要木材的含水率达到20%以下,即可防止湿材害虫对木材的侵害。
2、采用喷淋和浸沾等简便方法进行处理。
如果不能及时干燥,或采用气干(自然干燥)以节约能源,则需进行防虫处理,可采用喷淋和浸沾等简便方法进行处理,达到暂时保护的目的,但需使用触杀型杀虫剂。用硼化合物防腐剂处理的木材,如果不自能及时干燥,则含水率较高,仍然有受到针孔蛀虫侵害的危险性。因此,需在防腐剂中加入对针孔蛀虫具有毒杀/预防作用的杀虫剂。用铬化砷酸铜(CCA)、铜唑(copper azole)、氨溶季铵铜类(ACQ)防腐剂处理的木材,则无须再用杀虫剂单独处理。
3、采用杀虫剂进行处理。
防治干材害虫,仅靠快速加工不能达到完全防治的目的,必须采用杀虫剂进行彻底处理。 可用于木材的防虫剂的种类很多,但综合评价杀虫效力、对人畜的毒害、成本、使用的方便程度等诸多因素,最佳的木材防虫剂为硼化合物。包括硼酸、硼砂、八硼酸钠。为了达到足够的杀虫力,木材中的杀虫剂要达到一定的数量和一定的渗透深度。通常杀虫剂的处理量要达到%以上的硼酸当量(BAE),对于橡胶木来说,最好达到O.4%,渗透深度要达到12mm以上或整个边材。
4、人工措施防治。
利用人力或简单器械,捕杀有群集性、假死性的害虫。如傍晚敲打树枝震落金龟子,人工摘除越冬虫囊虫茧。钩杀天牛等。利用害虫的趋性,设置灯光、毒饵等诱杀害虫。如黑光灯诱蛾、黄板诱蚜、糖醋液诱蛾等。用热水浸种、高温暴晒、红外线辐射杀死种子、果品、木材中的害虫。
5、生物防治利用生物或代谢物质来控制害虫。生态安全,效果好,但防治效果较慢。主要方法有:以虫治虫、以鸟治虫、以菌治虫等,还有遗传防治、激素防治、不育技术等。
要除虫除腐,剔除腐木,再喷杀虫剂杀虫,再用塑性剂填充空隙修整表面,干后上漆
目前,大部分城市的城市森林遭受多种害虫严重危害,或者叶片被吃光,或是叶片被害脱落,嫩梢扭曲停止生长,或树干被蛀成千疮百孔,既影响美观又易折断伤人,甚至...
最佳的木材防虫剂为硼化合物。包括硼酸、硼砂、八硼酸钠。为了达到足够的杀虫力,木材中的杀虫剂要达到一定的数量(即干盐保持量)和一定的渗透深度。通常杀虫剂的处理量要达到%以上的硼酸当量(BAE),对于橡胶木来说,最好达到O.4%,渗透深度要达到12mm以上或整个边材。
一、木材害虫及其种类
昆虫可分为食材性、食叶性、食根性、食菌性、食壳性、食粪性、食血性等,木材 害虫主要为食材性昆虫(或称食木性昆虫)和食菌性昆虫。 树木采伐后到制材加工过程中,木材中的水分逐渐减少,干燥后的木材含水率一般需达到使用所要求的8%一12%。
木含水率不同,蛀入木材中产卵的害虫也不一样。通常以木材的纤维饱和点(含水率为30%)为界限,蛀入含水率高于木材纤维饱和点的原木或锯材中产卵的害虫称为湿材害虫,蛀入含水率低于木材纤维饱和点的干木材或半干木材中产卵的害虫称为干材害虫。
二、木材发生虫害的原因
木材是由各种各样的高分子聚合而成的有机物质,发生虫害的主要原因,除了木材的特殊结构及木材产生裂隙等缺陷有利于害虫产卵外,更重要的是木材含有害虫需要的营养物质。
这些营养物质主要为:可溶性糖分。可溶性糖分是蛀木昆虫十分敏感的物质,因为这种物质能直接被昆虫吸收,转化为能量(热能)。所以,木材中的可溶性糖分越多,越容易发生虫害。可溶性糖分多存在于边材的细胞腔中,因而边材更容易遭受虫害。
淀粉是蛀木害虫重要的营养物质,淀粉经虫体内的淀粉酶的催化作用后,分解为葡萄糖而被昆虫吸收。淀粉大多存在于边材中,因而边材更易受到虫害。
扩展资料:
干材害虫,这类害虫有的是直接以木材为营养,即从木材中摄取食物,如木材的淀粉成分。依据生存条件和提供淀粉的差异,生活周期可以是几周或几个月。
有的是仅仅在木材中作巢以木材为栖生之地。甲虫在木材中蛀食,形成通道,留下2mm大小的出口,但这并不是危害的全部内容,边材的破坏会使结构强度受到影响。
粉蠹可以引起实木的严重破坏,危害的结果是木材被成虫和幼虫变成细小的粉末,特别是木材在储存过程中,甚至对不与地面接触的建筑木材危害更大,同时它还会危害高品质胶合板。 防治干材害虫,仅靠快速加工不能达到完全防治的目的,必须采用杀虫剂进行彻底处理。
应该注意除草的方式,注意除草的频率,还要注意对农田的保护,也要注意对农田的驱虫处理,以及农田的土壤保护,这些都是需要注意到的问题。
根据使用的用量和部位不同有可能杀死树木和竹子。
除草剂(herbicide),又称除莠剂,是指可使杂草彻底地或选择地发生枯死的药剂。其中的氯酸钠、硼砂、砒酸盐、三氯醋酸对于任何种类的植物都有枯死的作用,但由于这些均具有残留影响,所以不能应用于田地中。
选择性除草剂特别是硝基苯酚、氯苯酚、氨基甲酸的衍生物多数都有效。除草剂可按作用方式、施药部位、化合物来源等多方面分类。
(1)选择性除草剂:除草剂对不同种类的苗木,抗性程度也不同,此药剂可以杀死杂草,而对苗木无害。如盖草能、氟乐灵、扑草净、西玛津、果尔除草剂等。
(2)灭生性除草剂:除草剂对所有植物都有毒性,只要接触绿色部分,不分苗木和杂草,都会受害或被杀死。主要在播种前、播种后出苗前、苗圃主副道上使用。如草甘膦等。
1.触杀型除草剂:药剂与杂草接触时,只杀死与药剂接触的部分,起到局部的杀伤作用,植物体内不能传导。只能杀死杂草的地上部分,对杂草的地下部分或有地下茎的多年生深根性杂草,则效果较差。如除草醚、百草枯等。
2.内吸传导型除草剂:药剂被根系或叶片、芽鞘或茎部吸收后,传导到植物体内,使植物死亡。如草甘膦、扑草净等。
3.内吸传导、触杀综合型除草剂:具有内吸传导、触杀型双重功能,如杀草胺等。
扩展资料:
除草剂(herbicide)是指可使杂草彻底地或选择地发生枯死的药剂,又称除莠剂, 用以消灭或抑制植物生长的一类物质。
其中的氯酸钠、硼砂、砒酸盐、三氯醋酸对于任何种类的植物都有枯死的作用,其作用受除草剂、植物和环境条件三因素的影响。
按作用分为灭生性和选择性除草剂,选择性除草剂特别是硝基苯酚、氯苯酚、氨基甲酸的衍生物多数都有效。
世界除草剂发展渐趋平稳,主要发展高效、低毒、广谱、低用量的品种,对环境污染小的一次性处理剂逐渐成为主流。
常用的品种为有机化合物,可广泛用于防治农田、果园、花卉苗圃、草原及非耕地、铁路线、河道、水库、仓库等地杂草、杂灌、杂树等有害植物。
农田化学除草的开端可以上溯到19世纪末期,在防治欧洲葡萄霜霉病时,偶尔发现波尔多液能伤害一些十字花科杂草而不伤害禾谷类作物;法国、德国、美国同时发现硫酸和硫酸铜等的除草作用,并用于小麦等地除草。
有机化学除草剂时期始于1932年选择性除草剂二硝酚的发现。20世纪40年代2,4-滴的出现,大大促进了有机除草剂工业的迅速发展。1971年合成的草甘磷,具有杀草谱广、对环境无污染的特点,是有机磷除草剂的重大突破。
加之多种新剂型和新使用技术的出现,使除草效果大为提高。1980年时世界除草剂已占农药总销售额的41%,超过杀虫剂而跃居第一位。其中有O-异丙基-N-苯基氨基甲酸[O-isopropy-N-phe-nylcarbamate,
缩写IPC:C6H5NHCOOCH-(CH3)2],二硝基-O-甲酚钠(sodium dinitro-O-cresylate)等。具有生长素作用的除草剂最著名的是2,4-D,认为它能打乱植物体内的激素平衡,使生理失调,但对禾本科以外的植物却是一种很有效的除草剂。
一般认为这种选择性是决定于植物的种类对2,4-D解毒作用强度的大小,或者由于2,4-D的浓度因植物种类的不同而有差异。
参考资料:百度百科-除草剂
农田化学除草优化技术,应该注意:准确选择药剂,严格掌握用药量和用药时期,冬前施药与春天施药紧密结合,注意施药时的气温和湿度。
要注意化学的比例,使用化学时候的方法,喷化学时注意天气,化学成分的用品不要用太多,不要喷在植物根部上,这样就能够除掉草了。
有关研究表明,蛹虫草含有虫草素、虫草酸、虫草多糖、蛋白质、超氧化物歧化酶(SOD)、麦角甾醇、氨基酸、维生素及多种微量元素,与冬虫夏草的化学成分基本相同。另外还包含虫草素在内的腺苷、尿苷、尿嘧啶、腺嘌呤等物质。蛹虫草的活性成分除前述已知的成分外,相信还有未知的活性成分有待发现、研究。 1951年,加拿大的Cunningh等观察到被蛹虫草寄生的昆虫组织不易腐烂,随后从中分离到一种腺苷类活性物质,命名为虫草素(Cordycepin),并确定其结构式为 3’-脱氧腺苷(3’-Deoxyadenosine),虫草素是第一个从真菌中分离出来的核苷类抗菌素。虫草素又称虫草菌素、蛹虫草菌素、3’-脱氧腺苷。在已报道的400多种虫草中,蛹虫草是唯一能大量产生虫草素的虫草。分子生物学和现代医学的研究发现,虫草素具有多方面作用:免疫调节、抗肿瘤、抗真菌;增加脾脏重量、加快肝脏核酸和蛋白质更新速度,抗缺氧、增加心肌营养血流量及降低血清胆固醇和B酯蛋白,刺激糖酵解导致ATP合成增加,增强肝脏功能和肌肉中CPK的活性,对由于激素失调引起的性功能损伤有修复作用,能明显增加冠脉血流量,降低冠脉、脑及外围血管阻力。虫草素在医药上和分子生物学的重大意义而备受全球医学界和药学界关注。虫草素疗效显著,并且大量提取分离得到纯品非常不易,国际市场上虫草素的价格高昂,纯度98%的虫草素达到2000美元/克以上。据报道,美国将蛹虫草主要成分虫草素提纯,研制成针剂用于治疗白血病和癌症,已进入Ⅲ期临床试验。 虫草多糖是一类高分子复合物,在蛹虫草中含量为4~10%,是蛹虫草中含量最高的主要药理活性物质。它的抗癌活性和免疫活性已引起人们的极大兴趣。从1977年开始,日本和中国的科研人员开始对虫草多糖开展研究,已从天然冬虫夏草以及人工培育的虫草真菌中分别分离纯化出了多种多糖组份,并对其理化性质和药理活性进行了详细研究。大量研究表明,虫草多糖有着多种生物活性功能,被医学界和药物学界认为是当前世界上非常好的免疫促进剂之一,具有广泛的药理作用:提高免疫功能、抗肿瘤作用、抗衰老作用、降血糖、降血脂、抗动脉粥样硬化作用、抗放作用以及作为镇痛药源、保护肾脏的作用、抗病毒、保肝、抗辐射、耐缺氧、镇静等作用。 蛹虫草富含硒,硒被称为微量元素中的抗癌之王,是谷胱甘肽过氧化物酶(GSH—PX)的必需组分,GSH-PX可引起人体不断产生可致癌自由基的破坏。
我国是发现和在医药上最早应用虫草的国家。在20世纪30年代,我国就开始发表若干新种,然后到70年代前期进展缓慢,从70年代后期开始,我国学者对虫草的研究才甚为活跃,开始对这类真菌资源展开调查、描述和鉴定。而对蛹虫草的资源分布、生物学特性、生理活性物质、药理作用、临床应用、人工栽培和工业深层发酵只是近二十几年的事。我国的医药工作者在药理作用、化学成分及临床应用方面,亦相继开展了大量的工作,取得了明显的进展。为了将蛹虫草代替天然的冬虫夏草,国内进行了大量的化学成分分析工作,实验结果表明:二者间所含的无机元素种类基本一致,在主要药性成分上蛹虫草比冬虫夏草的含量高,蛹虫草化学成分与冬虫夏草无根本性质的差别,但是蛹虫草的人工培植的蛹虫草子实体作为生物药开发是极具价值,其气味纯正、色泽鲜艳、实用性强、商品价值高,为中医最好的药用部位。国外在虫草功能、药化、药理方面的研究进展较快,对蛹虫草产生的虫草素抑制肿瘤、病毒和某些细菌的作用方面研究成果显著。