氯乙酰胺类除草剂是目前我国农田土壤和水环境的主要有机污染物，尤其是异丙甲草胺等难以矿化的品种引起的环境问题和人类健康问题日益严重。本专利筛选到一株草酸青霉真菌，在外加营养物质的共代谢作用下对除草剂异丙甲草胺具有显著的降解作用。

【所属领域】

土壤污染治理、绿色低碳技术。

【项目简介】

异丙甲草胺是目前我国农田使用的主要氯乙酰胺类除草剂，由于具有相对较高的水溶性（550 mg L-1）和生物累积效应，导致这些难以矿化的品种引起溶到地下水及径流到地表水的环境风险和人类健康问题日益严重。针对此类环境生态难题，本专利从常施除草剂的玉米田土壤中分离得到一株对异丙甲草胺等氯乙酰胺类除草剂的降解有明显促进作用的功能真菌（图1），经形态特征以及rDNA-ITS序列分析结果鉴定，该菌株为草酸青霉（Penicillium oxalicum）。在外加营养物质的情况下，培养16天该菌株可通过共代谢将异丙甲草胺降解率从对照土壤中的28.1%大幅提高到86.6%，同时具有溶磷、改善农产品品质以及促生农作物的作用。在当前由于劳动力成本日益高涨使得除草剂用量逐年攀升的背景下，农田土壤残存除草剂的去除问题亟待解决，这就给绿色安全的功能微生物菌剂的应用打开了广阔的空间。。研究团队在大田土壤通过小区试验发现该菌剂对土壤中异丙甲草胺的降解去除有显著效果（图2），使得该除草剂半衰期缩短53%。同时该方法实现了绿色清洁低碳无二次污染的国家生态治理需求。

(A)                                             (B)

图1. 草酸青霉菌显微特征（A）及代谢效果（B）：CK，50 mg L-1异丙甲草胺施药对照； MF，添加菌剂处理；MFG，0.2%葡萄糖+菌剂处理；MFY，0.2%酵母膏+菌剂处理；MFGY，0.1%葡萄糖+0.1%酵母膏+菌剂处理。

【应用情况】

该方法针对农田土壤中氯乙酰胺类除草剂污染，研发的草酸青霉菌剂可大幅提高其降解效率。异丙甲草胺是国内用于利基作物的最佳除草剂品种，其价格比乙草胺低30%。近几年，异丙甲草胺市场销量明显上升，几乎占单剂销量的三分之一，呈现供不应求的态势。2022年全球精异丙甲草胺（异丙甲草胺的活性成分）使用量高达6.7万吨，同时异丙甲草胺是最稳定的氯乙酰胺类除草剂，由此给土壤质量带来不可忽视的压力。目前尚未有针对异丙甲草胺降解的成熟菌剂的应用，但随着莠去津、乙草胺等主流除草剂因为毒性等原因逐渐退出市场，异丙甲草胺大量使用带来的污染土壤生物修复前景潜力巨大。

图2. 异丙甲草胺降解菌在天津武清玉米地土壤修复中的应用：SM，自然降解； SMB，添加麦麸；SMBF，添加麦麸菌剂。

【合作需求】

该土壤污染修复专利可许可、转让，诚邀企业共同研发菌剂修复新方法、对该菌株展开中试合作工作，携手推进污染农田绿色低碳治理修复。

图3. 发明专利证书

【研发团队】

农田有机污染生物消减创新团队面向土壤污染防控和绿色低碳发展等国家重大需求，聚焦有机污染修复与安全利用的使命任务，开发土壤动物、生物电流等原位强化微生物协同降解技术，为保障土壤健康提供支撑。近五年，团队主持国家级20项，省部级项目8项；授权发明专利近11项；出版著作7部；制定标准2项；发表SCI一区论文近70篇；培养硕博士研究生21名。

【联系人】

王老师（邮箱 hbscgzh@163.com 电话 022-87431316）

李老师（邮箱 lixiaojing@caas.cn 电话 13821328836）