[发明专利]一种双菌菌剂及在荒漠化土壤修复的应用

说明书

本发明公开一种双菌菌剂，包括碳酸盐矿化菌和产碳酸酐酶菌。本发明还公开了该双菌菌剂的制备方法以及在荒漠化土壤修复的应用。本发明提供的双菌菌剂，其中的碳酸盐矿化菌和产碳酸酐酶菌相互配合，应用于荒漠化土壤修复，大大提高了体系的固化速率，固化时间和单独使用碳酸盐矿化菌相比大幅减少，以COsubgt;2/subgt;为部分碳源，减少了COsubgt;2/subgt;的排放并降低了尿素的用量；同时该方法无毒、无害、无二次污染，成本低，双菌菌剂制备简单、且固化过程中留在土壤里的尿素也使土壤更加肥沃。

技术领域

本发明涉及土壤修复领域，具体涉及一种双菌菌剂及在荒漠化土壤修复的应用。

背景技术

由于人类活动、如乱砍滥伐、乱采滥挖、超载过牧等行为，导致土壤荒漠化日益严重，由此出现的草地退化、水土流失、植被覆盖度降低、频繁出现沙尘暴等严重威胁了人类的生存空间。荒漠化土壤的治理问题在全球范围内受到了越来越多的关注，“治沙止漠”刻不容缓。

荒漠化土壤治理的办法主要可分为三大类：物理方法、化学方法和生物方法。物理方法实施过程较复杂，需要耗费较高的人力物力。化学方法成本较高，并且存在会造成二次污染的问题。生物法分为植物法和微生物法，植物法的修复过程周期长、见效慢。近年来，微生物诱导碳酸盐沉淀技术(Microbially Induced Carbonate Precipitation,MICP)因其成本低、可持续、无二次污染等优势在荒漠化土壤的治理中受到了广泛的关注。MICP技术是基于碳酸盐矿化菌的一系列生物化学反应，即吸附于微生物胞外聚合物的Ca²⁺、Mg²⁺等阳离子与微生物代谢过程中产生的CO₃^2-形成碳酸钙晶体，这些碳酸钙晶体填充土颗粒之间的缝隙，增加土体的密实程度以及土颗粒之间的摩擦和粘结，提高土壤的聚合。MICP技术可在沙化土壤表面形成可有效抵抗风、水侵蚀的硬壳。但在自然条件下单独使用碳酸盐矿化菌固定荒漠化土壤时间较慢，且需使用大量的尿素为底物，限制了碳酸盐矿化菌在荒漠化土壤修复中的应用。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有MICP技术在自然条件下固定慢，需使用大量的尿素为底物的缺陷，从而提供一种双菌菌剂及在荒漠化土壤修复的应用。

为此，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种双菌菌剂，所述双菌菌剂包括碳酸盐矿化菌和产碳酸酐酶菌，所述双菌菌剂中碳酸盐矿化菌和产碳酸酐酶菌的活菌比为1-5：1。

本发明还提供上述双菌菌剂的制备方法，包括将碳酸盐矿化菌和产碳酸酐酶菌分别发酵得到菌液，然后将菌液混合均匀，既得所述双菌菌剂。

进一步地，所述碳酸盐矿化菌的培养方法为，挑取碳酸盐矿化菌单菌落至第一培养基，置于25-35℃200-250rpm条件下过夜培养活化菌体，得到过夜培养物；吸取过夜培养物加入其体积100-200倍的第一培养基中，再于25-35℃200-250rpm下培养24h，得到碳酸盐矿化菌菌液。

所述产碳酸酐酶菌的培养方法为，挑取产碳酸酐酶菌单菌落至第二培养基，置于25-35℃200-250rpm条件下过夜培养活化菌体，得到过夜培养物；吸取过夜培养物加入其体积100-200倍的第二培养基中，再于25-35℃200-250rpm下培养24h，得到产碳酸酐酶菌菌液。

优选地，所述第一培养基每升含酵母提取物20g、硫酸铵10g、Tris15.748g，用稀盐酸调整pH至9；

所述第二培养基每升含蛋白胨10g、酵母粉5g、氯化钠10g

进一步地，使用第一培养基将碳酸盐矿化菌菌液稀释至OD₆₀₀＝1，使用第二培养基将产碳酸酐酶菌菌液稀释至OD₆₀₀＝1，然后将碳酸盐矿化菌菌液和产碳酸酐酶菌菌液的按体积比为1-5：1混合均匀