可高效降解氯嘧磺隆的復(fù)合菌劑及應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于菌劑及應(yīng)用，主要涉及一種用于氯嘧磺隆污染土壤生物修復(fù)的復(fù)合菌劑。
【背景技術(shù)】
[0002]氯啼磺隆(也稱豆磺隆，chlorimuron-ethyl)是20世紀(jì)80年代美國杜邦公司開發(fā)的一種磺酰脲類除草劑，具有殺草譜廣、超高活性、高選擇性、可混性強(qiáng)等特點。自20世紀(jì)90年代大面積使用以來，氯嘧磺隆一直是大豆田化學(xué)除草的主要品種，在我國東北地區(qū)廣泛使用。氯嘧磺隆在土壤中殘效期長，可達(dá)2-3年，屬長殘效除草劑。長殘效除草劑連續(xù)多年的使用可在土壤中持續(xù)積累，在連作或輪作農(nóng)田中造成后茬敏感作物的減產(chǎn)或絕產(chǎn)，影響農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整及土壤資源的可持續(xù)利用。
[0003]目前，減輕甚至解除土壤中磺酰脲類除草劑污染的途徑主要有化學(xué)水解和微生物降解兩個途徑，其中微生物修復(fù)作用顯著。因此，篩選出氯嘧磺隆高效降解菌株，對于氯嘧磺隆污染土壤的生物強(qiáng)化修復(fù)具有重要意義。當(dāng)前國內(nèi)外報道的對氯嘧磺隆有降解作用的微生物主要有主要有假單胞菌屬、釀酒酵母、寡養(yǎng)單胞菌屬、克雷伯氏菌屬、擲孢酵母屬。雖然以上篩選菌株在實驗室無菌條件下對氯嘧磺隆具有比較良好的效果，但是釋放到環(huán)境土壤中是否能夠存活、具有降解效率有待深入的研究。截止目前，氯嘧磺隆強(qiáng)化生物修復(fù)菌劑的研究尚無報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就在于提供一種具有可高效降解土壤中殘留氯嘧磺隆功能的復(fù)合菌劑，使微生物種群間具有良好的協(xié)同支持作用，對土壤中殘留氯嘧磺隆具有高效穩(wěn)定的降解能力，達(dá)到高效降解土壤中殘留氯嘧磺隆的目的。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:可高效降解氯嘧磺隆的復(fù)合菌劑，所述復(fù)合菌劑由紅平紅球菌Rhodococcus erythropolis和腸桿菌Enterobacter sp.在菌液濃度相同時，按照體積比例1:1組成。將所述可高效降解氯嘧磺隆的復(fù)合菌劑用于被氯嘧磺隆污染土壤的生物修復(fù)。
[0006]可高效降解氯嘧磺隆的復(fù)合菌劑采用生物技術(shù)，菌種取自于土壤而用之于土壤，適應(yīng)環(huán)境能力極強(qiáng)，在條件適宜情況下，即可大量繁殖且發(fā)揮降解氯嘧磺隆的作用，從而消除氯嘧磺隆對后茬作物的影響。該菌劑配伍簡單，生產(chǎn)成本低廉，降解效果和土壤修復(fù)質(zhì)量好，提高土壤酶活力，使用方便，有利于生態(tài)環(huán)境保護(hù)和綠色農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)。土壤中施用該菌劑30d后對氯嘧磺隆降解率達(dá)到82.16%以上。
【附圖說明】
:
[0007]圖1、可高效降解氯嘧磺隆的復(fù)合菌劑對土壤中氯嘧磺隆降解的影響曲線；
[0008]圖2、可高效降解菌劑制備前期液體培養(yǎng)過程中外加碳源的優(yōu)化；
[0009]圖3、復(fù)合菌劑制備前期液體培養(yǎng)過程中碳源濃度的優(yōu)化；
[0010]圖4、復(fù)合菌劑制備前期液體培養(yǎng)過程中培養(yǎng)溫度的優(yōu)化；
[0011]圖5、復(fù)合菌劑制備前期液體培養(yǎng)過程中pH的優(yōu)化；
[0012]圖6、混合菌在種子培養(yǎng)基中的生長曲線；
[0013]圖7、復(fù)合菌劑制備過程中菌劑載體種類的優(yōu)化；
[0014]圖8、復(fù)合菌劑制備過程中營養(yǎng)液加入量的優(yōu)化；
[0015]圖9、復(fù)合菌劑制備過程中菌液接種量的優(yōu)化；
[0016]圖10、復(fù)合菌劑制備過程中培養(yǎng)溫度的優(yōu)化。
【具體實施方式】
:
[0017]下面對本發(fā)明實施方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0018]—種可高效降解氯啼磺隆的復(fù)合菌劑，所述復(fù)合菌劑由紅平紅球菌Rhodococcuserythropolis和腸桿菌Enterobacter sp.在菌液濃度相同時，按照體積比例1:1組成。將所述可高效降解氯嘧磺隆的復(fù)合菌劑用于被氯嘧磺隆污染土壤的生物修復(fù)。用于被氯嘧磺隆污染土壤生物修復(fù)的優(yōu)選應(yīng)用方法是:將按重量百分比為1%比例的可高效降解氯嘧磺隆的復(fù)合菌劑散施于氯啼磺隆濃度為50mg/kg的土壤中。
[0019]科研試驗過程:
[0020]復(fù)合菌劑的制備:①將分離篩選的兩種氯嘧磺隆降解菌株在菌液濃度相同時，按照體積比例1:1接種到LB液體培養(yǎng)基中，在30°C條件下進(jìn)行搖床培養(yǎng)；②將培養(yǎng)好的LB混合菌液接種到外加碳源的無機(jī)鹽液體培養(yǎng)基中，培養(yǎng)至對數(shù)期，作為種子液備用；③取3.5mL種子液接種到固體培養(yǎng)基中，加入3mL營養(yǎng)液，35°C培養(yǎng)2d后，放置烘箱干燥；④將干燥后的固體研磨、裝瓶，即獲得具有高效降解氯嘧磺隆的微生物菌劑。其中步驟②所用液體發(fā)酵培養(yǎng)基由 NaCl、KH2P04、K2HP04、MgS04、(NH4)2S04、FeS04、玉米粉和 lOOOmL 的蒸餾水所組成，pH 7 ;步驟③中的固體培養(yǎng)基由麥麩、草炭和營養(yǎng)液所組成；麥麩與草炭的比例為 1: 1，營養(yǎng)液由葡萄糖 7g，Κ2ΗΡ040.7g，MgS04.7H20 0.4g，KH2P040.8g，NaCl 0.4g，蒸餾水lOOOmL組成，pH自然。
[0021]菌劑制備前期液體培養(yǎng)條件優(yōu)化:①菌劑制備前期液體培養(yǎng)過程中外加碳源的優(yōu)化:分別選取玉米粉、蔗糖、可溶性淀粉、檸檬酸、葡萄糖各10g為無機(jī)鹽培養(yǎng)基的外加碳源，將兩種氯嘧磺隆降解菌株按1:1接種到無機(jī)鹽培養(yǎng)基中，在30°C條件下進(jìn)行搖床培養(yǎng)Id后測定每毫升菌液中的有效活菌數(shù)和降解率；②菌劑制備前期液體培養(yǎng)過程中外加碳源的優(yōu)化:將最優(yōu)碳源設(shè)置五個濃度，分別以5g/L、7g/L、9g/L、llg/L、13g/L的濃度加入無機(jī)鹽培養(yǎng)基，在30°C條件下進(jìn)行搖床培養(yǎng)Id后測定每毫升菌液中的有效活菌數(shù)和降解率；③菌劑制備前期液體培養(yǎng)過程中培養(yǎng)溫度的優(yōu)化:溫度設(shè)5個梯度28°C、30°C、32°C、34°C、36°C，接入降解菌后搖床培養(yǎng)Id后，測定每毫升菌液中的有效活菌數(shù)和降解率菌劑制備前期液體培養(yǎng)過程中pH的優(yōu)化，pH設(shè)6個梯度5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5，接入降解菌后搖床培養(yǎng)Id后，測定每毫升菌液中的有效活菌數(shù)和降解率。結(jié)果見圖1、圖2、圖3及圖4。
[0022]復(fù)合菌劑的降解能力優(yōu)化:①菌劑載體種類的優(yōu)化:選取麥麩、草炭兩載體，并將麥麩和草炭分別以1:4、2:3、1:1、3:2和4:1的比例分裝在養(yǎng)皿中，裝量皆為5g，加入3mL營養(yǎng)液，pH自然，攪勻后滅菌，將培養(yǎng)至對數(shù)期的擴(kuò)大培養(yǎng)液2mL接入固態(tài)培養(yǎng)基，35°C恒溫培養(yǎng)箱中靜置培養(yǎng)2d，取出后40°C恒溫干燥，研磨，取樣測定每克菌劑中的有效活菌數(shù)和氯嘧磺隆降解率營養(yǎng)液加入量的優(yōu)化:調(diào)整加入固態(tài)培養(yǎng)基中的營養(yǎng)液量，2mL、2.5mL、3mL、3.5mL、4mL、4.5mL，于35°C靜置培養(yǎng)2d，取出40°C恒溫干燥，研磨，取樣測定每克菌劑中的有效活菌數(shù)和降解率；③菌液接種量的優(yōu)化:在以上最優(yōu)結(jié)果的基礎(chǔ)上，調(diào)整菌接入固態(tài)培養(yǎng)基中的菌液量，2mL、2.5mL、3mL、3.5mL、4mL、4.5mL，于35°C靜置培養(yǎng)2d，取出40 °C恒溫干燥，研磨，取樣測定每克菌劑中的有效活菌數(shù)和降解率；④菌劑制備過程中培養(yǎng)溫度的優(yōu)化:培養(yǎng)溫度設(shè)6個梯度26°C、28°C、30°C、32°C、34°C、36°C靜置培養(yǎng)2d，取出40°C恒溫干燥，研磨，取樣測定每克菌劑中的有效活菌數(shù)和降解率。結(jié)果見圖5、圖6、圖7、圖8及圖9。
[0023]氯嘧磺隆復(fù)合降解菌劑的應(yīng)用試驗:首先稱取土壤1000g，加入由氯嘧磺隆原藥制成的水溶液，使土壤中氯嘧磺隆的濃度為50mg/kg(即配制成被氯嘧磺隆污染的土壤)，然后按重量百分比為0.1%比例，將生物修復(fù)菌劑散施于土壤中，充分混合，放于25°C的暗培養(yǎng)箱中恒溫培養(yǎng)30d，分別在5、10、15、20、25、30d取樣測定氯嘧磺隆降解率。結(jié)果見圖10。
【主權(quán)項】
1.一種可高效降解氯嘧磺隆的復(fù)合菌劑，其特征在于:所述復(fù)合菌劑由紅平紅球菌Rhodococcus erythropolis和腸桿菌Enterobacter sp.在菌液濃度相同時，按照體積比例1:1組成。2.如權(quán)利要求1所述的可高效降解氯嘧磺隆的復(fù)合菌劑應(yīng)用，其特征在于:將所述可高效降解氯嘧磺隆的復(fù)合菌劑用于被氯嘧磺隆污染土壤的生物修復(fù)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可高效降解氯嘧磺隆的復(fù)合菌劑應(yīng)用，其特征在于:用于被氯嘧磺隆污染土壤生物修復(fù)的優(yōu)選應(yīng)用方法是:將按重量百分比為1%比例的可高效降解氯啼磺隆的復(fù)合菌劑散施于氯啼磺隆濃度為50mg/kg的土壤中。
【專利摘要】可高效降解氯嘧磺隆的復(fù)合菌劑及應(yīng)用屬于菌劑及應(yīng)用技術(shù)；所述復(fù)合菌劑由紅平紅球菌和寡養(yǎng)單胞菌在菌液濃度相同時，按照體積比例1：1組成，并將其用于土壤生物修復(fù)，減少和消除土壤中殘留的氯嘧磺隆；本菌劑配伍簡單，生產(chǎn)成本低廉，降解效果好，土壤修復(fù)質(zhì)量好，使用方便，有利于生態(tài)環(huán)境保護(hù)和綠色農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)。
【IPC分類】C12R1/01, C12N1/20, B09C1/10
【公開號】CN105274036
【申請?zhí)枴緾N201510869019
【發(fā)明人】李春艷, 成小松, 李大鵬, 臧海蓮, 呂彤陽, 成毅, 劉科然, 安雪姣, 劉婉君, 杜小鵬, 藍(lán)傳增, 徐翩翩
【申請人】東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年12月1日