本发明专利技术公开了一种包含巴达维亚芽胞杆菌HJ‑1的菌剂及其应用。新筛选的菌株巴达维亚芽孢杆菌HJ‑1是一株功能广泛且强大的菌株。它具有钝化重金属镉和/或铅和/或砷等多种功能。利用该菌株制备的菌剂可广泛应用于轻中度镉、铅、砷污染稻田，可使重金属污染稻田的土壤活性态镉、铅和砷分别下降52.2‑53.3％、51.0‑58.1％和45.0‑48.8％，精米镉、铅和砷含量分别下降54.2‑55.5％、53.3‑55.0％和47.8‑50.0％，同时，还使土壤pH值提高0.7‑1.13，该产品兼具修复酸化土壤、培肥地力和改善土壤理化特性等多种功能，具有巨大推广应用价值。
【技术实现步骤摘要】
一种包含巴达维亚芽胞杆菌HJ-1的菌剂及其应用
本专利技术属于微生物修复重金属污染土壤的
，具体涉及一种包含巴达维亚芽胞杆菌HJ-1的菌剂及其在铅镉砷复合污染土壤中的应用。
技术介绍
土壤是宝贵的自然资源，是人类生存的必要条件。随着工业“三废”、城市废弃物、机动车尾气的排放、污水灌溉和劣质化肥的使用，土壤重金属污染日趋严重。湖南是全国最大的稻米产区之一，素有“鱼米之乡”的美誉，但同时湖南省也是重金属污染最严重的地区之一。土壤重金属污染不仅使土壤肥力下降、作物产量、品质下降，还会导致水体污染，最重要的是土壤重金属污染会通过食物链的作用造成重金属最终在人体内的累积，严重影响人类的身体健康。重金属对人类有致癌、致畸、致突变作用。例如重金属镉，长期接触会导致高血压，引起肾脏损害，破坏骨钙，进而导致骨质疏松和软化。目前重金属污染土壤修复技术主要有植物修复法、电动力修复法、淋滤法、热解吸法、玻璃化法和固定稳定化法等，在以上重金属污染土壤治理方法中，植物修复法需要相当长的时间(几十年甚至几百年)且存在植物的处理问题；电动力学修复只适用于小面积污染，而且现场不易操作；淋滤法需要添加表面活性剂，存在污染地下水的危险；热解吸法是利用加热回收气体的方法，该方法不适合现场操作，且存在费用高，适用范围窄等问题；玻璃化法改变了土壤的性质，只适用于污染严重且面积小的情况；添加石灰的稳定化方法提高了土壤的pH值，会造成土壤板结，而且对碱性土壤效果不好。因此都不适合用来治理大面积的稻田重金属污染。土壤重金属污染的微生物修复是利用微生物的生物活性对重金属的亲和吸附或转化为低毒产物，从而降低重金属的污染程度。利用微生物来减轻或消除重金属污染，国内外已有许多报道，微生物不能降解和破坏重金属，但可通过改变它们的化学或物理特性而影响金属在环境中的迁移与转化，而且微生物培养简单，相应的制剂成本低、修复重金属污染效果好，起效快、时效长，不会造成二次污染。因此，微生物修复不失为重金属土壤治理的理想方法。但现阶段，还需要进一步筛选更多的、功能上更加强大的微生物种类，以期在实际应用中发挥更加突出的作用。原位钝化修复方法从成本和时间上能较好的满足治理土壤中重金属污染的要求。原位钝化就是通过往土壤中加入钝化剂，调节和改变重金属在土壤中的物理化学性质，使其产生沉淀、吸附、离子交换、腐殖化和氧化-还原等一系列反应，降低其在土壤环境中的生物有效性和可迁移性，可显著减少重金属进入食物链，可以实现环保与生产的协调发展以及确保社会与经济的持续发展。现有修复技术大都采用单一的有机钝化剂或无机钝化剂，随着稻田土壤重金属污染风险的加大，单一的无机或有机钝化剂的修复效果往往不够理想，存在施用量大、效果不稳定或破坏土壤质量等问题，很难达到修复标准。联合使用多种钝化剂，找到一个合适的比例进行复合，相互间取长补短，可以发挥复合钝化剂的最佳效益，其钝化能力大于单一的无机或有机钝化剂，有效提高修复效果。如果将复合的钝化剂与功能强大的微生物联合起来制备的产品用于土壤重金属修复，综合了两种修复方式的优势，必将有良好的应用前景。
技术实现思路
本专利技术的首要目的是提供一种包含巴达维亚芽胞杆菌(Bacillusbataviensis)HJ-1的菌剂，巴达维亚芽胞杆菌HJ-1保藏编号为CGMCCNO.13239。该菌株在降低土壤中有效态铅、镉和砷方面有突出显著的效果。本专利技术巴达维亚芽胞杆菌菌株的筛选及分子鉴定：于重金属污染耕地采集土壤样品，用无菌纸袋带回实验室，进行菌株的分离和筛选。采用梯度稀释法分离菌株，称取土样10g，放入装有90ml无菌水的三角瓶中，摇床上震荡30min，即得稀释度为10–1的土壤悬液。另取装有4.5ml无菌水的玻璃试管6支，分别标记稀释度为10–2，10–3，10–4，10–5，10–6，10–7。从稀释度为10–1土壤悬液中吸取0.5ml加入到标记稀释度为10–2的玻璃试管(15×150mm)，充分震荡混匀，即得稀释度为10–2土壤稀释液。依次按10倍法梯度稀释，可得稀释度分别为10–3，10–4，10–5，10–6，10–7土壤稀释液。分别吸取稀释度为10–4、10–5、10–6，10–7土壤稀释液0.1mL，加在已制备的分别含有2mmol/LCd(II)、Pb(II)、As(III)的LB固体培养基上。用涂布棒将稀释液反复涂布，充分混匀，铺平后于培养箱中倒置培养。待长出菌落后挑取细菌单菌落，划线以获得纯培养。镜检，转至斜面4℃保存。筛选结果如下表1表1细菌初步梯度筛选结果注：“△”指LB平板生长菌落太多，连成一片，无法统计。将筛选获得的菌株取生长至对数期的菌液，离心收集菌体，用试剂盒提取基因组DNA。依照细菌16SrDNA中的保守区设计并合成引物，为27-F和1492-R，27-F:GAGAGTTTGATCCTGGCTCAG；1492-R:AAGGAGGTGATCCARCCGCA。用该对引物以提取的基因组DNA为模板扩增，获得PCR产物。跑胶检测后，由上海生工生物工程技术股份有限公司完成测序。将获得的拼接序列，通过Blast程序与GenBank数据库中已有的16SrDNA序列进行比对，与巴达维亚芽胞杆菌(Bacillusbataviensis)具有99％的高度同源性，该菌株HJ-1初步鉴定为巴达维亚芽胞杆菌(Bacillusbataviensis)。本专利技术所述的巴达维亚芽胞杆菌HJ-1能够与土壤中的重金属镉和/或铅和/或砷结合。本专利技术所述的巴达维亚芽胞杆菌HJ-1是依靠细胞壁上包括羟基、羰基、酰胺基、磷酸基在内的基团进行表面吸附重金属。本专利技术所述的巴达维亚芽胞杆菌HJ-1通过其代谢产物进行胞外络合、胞外沉淀、吸附等方式固定土壤中的重金属。本专利技术所述的巴达维亚芽胞杆菌HJ-1利用硫源生产硫化氢，游离的硫离子与镉和/或铅和/或砷结合，生成难溶的硫化镉和/或硫化铅和/或硫化砷。本专利技术所述的巴达维亚芽胞杆菌HJ-1还能用于还原铁。本专利技术的次要目的是提供一种具体的含有巴达维亚芽胞杆菌HJ-1的菌剂。具体配方如下：各组分的重量百分比为：腐熟农业副产物10wt％～20wt％，钙镁磷肥10％～20wt％，巯基功能化凹凸棒石10％～20wt％，巯基功能化蒙脱石15wt％～20wt％，生物炭5％～15wt％，堆积发酵甘蔗滤泥10wt％～20wt％，草炭5wt％～15wt％，微生物发酵液1.5％～2.5％，所述的微生物发酵液中的微生物是保藏编号为CGMCCNO.13239的巴达维亚芽胞杆菌(Bacillusbataviensis)HJ-1。进一步优选各组分的重量百分比为：腐熟农业副产物15％，钙镁磷肥15％，巯基功能化凹凸棒石15％，巯基功能化蒙脱石18％，生物炭10％，堆积发酵甘蔗滤泥15％，草炭10％，微生物发酵液2％。上述微生物发酵液的制备如下：a、菌种活化将巴达维亚芽胞杆菌接种于固体种子培养基斜面上，在28～35℃条件下活化培养24～36h；固体种子培养基：胰蛋白胨10g/L；酵母提取物5g/L；氯化钠10g/L；琼脂2％；pH自然；b、种子液制备将巴达维亚芽胞杆菌从固体种子培养基斜面上接种于液体种子培养基中，在28～35℃条件下震荡培养24～36h，制备种子液；液体种子本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种包含巴达维亚芽胞杆菌(Bacillus bataviensis)HJ‑1的菌剂，巴达维亚芽胞杆菌HJ‑1保藏编号为CGMCC NO.13239。
【技术特征摘要】
1.一种包含巴达维亚芽胞杆菌(Bacillusbataviensis)HJ-1的菌剂，巴达维亚芽胞杆菌HJ-1保藏编号为CGMCCNO.13239。2.根据权利要求1所述的菌剂，其特征在于，组分及其重量百分比为：腐熟农业副产物10wt％～20wt％，钙镁磷肥10％～20wt％，巯基功能化凹凸棒石10％～20wt％，巯基功能化蒙脱石15wt％～20wt％，生物炭5％～15wt％，堆积发酵甘蔗滤泥10wt％～20wt％，草炭5wt％～15wt％，微生物发酵液1.5％～2.5％，所述的微生物发酵液中的微生物是保藏编号为CGMCCNO.13239的巴达维亚芽胞杆菌(Bacillusbataviensis)HJ-1。3.根据权利要求2所述的菌剂，其特征在于，组分及其重量百分比为：腐熟农业副产物15％，钙镁磷肥15％，巯基功能化凹凸棒石15％，巯基功能化蒙脱石18％，生物炭10％，堆积发酵甘蔗滤泥15％，草炭10wt％，微生物发酵液2％。4.根据权利要求2所述的菌剂，其特征在于，腐熟农业副产物是将粉碎后过2mm筛的农作物秸秆和牛粪按等比例混合均匀，调节碳氮比至20～30，调节含水量至55wt％，加入3wt‰-5wt‰有机物料腐熟剂，进行堆肥，...
【专利技术属性】
技术研发人员：单世平，郭照辉，吴民熙，程伟，李一路，张敏，魏小武，
申请(专利权)人：湖南省微生物研究院，
类型：发明
国别省市：湖南,43
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