一株具有降解氨氮及總氮的細菌及其應用和處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)境微生物技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]近些年，中國的農(nóng)業(yè)得到了持續(xù)快速的發(fā)展。隨之，化肥的使用量逐年增加。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，化肥是提高糧食產(chǎn)量的重要保證，為提高糧食產(chǎn)量，人們對化肥的使用量越來越大。然而，由于缺乏有效的處理技術(shù)，絕大部分化肥在使用過后，會隨著降雨徑流及農(nóng)田退水等途徑直接進入自然水體，從而造成嚴重的水體污染，使水體中氮的含量遠遠超過了規(guī)定的標準，水體富營養(yǎng)化情況越來越嚴重，因此，為了保證水資源的可持續(xù)發(fā)展，我們需要開發(fā)出可降解農(nóng)田廢水中氮的處理技術(shù)。
[0003]處理氨氮及總氮的主要技術(shù)為生物降解法。其中，利用微生物降解氨氮因成本低、無二次污染等優(yōu)點具有廣泛的發(fā)展前景。在微生物降解法的發(fā)展中，不僅要篩選出能夠以氨氮為單一底物的細菌，更重要的是所篩選的細菌可直接用于處理含有氨氮的實際廢水。因此，篩選出高效的氨氮降解菌并將其應用于實際廢水中，將其轉(zhuǎn)化為無毒無害或低毒低害的物質(zhì)有著重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種氨氮的降解能力強，可應用于農(nóng)田廢水中的具有降解氨氮及總氮的細菌及其應用和處理方法。
[0005]為實現(xiàn)本發(fā)明目的，提供了以下技術(shù)方案:一株具有降解氨氮及總氮的細菌，其特征在于該菌株為革蘭氏陰性菌，單個細菌呈桿狀，無芽孢，菌株在無機鹽固定培養(yǎng)基上生長，菌落呈乳白色略帶淡黃色，圓形，不透明，表面光滑略微隆起，其名稱為Pseudomonassp.ΖΧΥ-l，保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，其保藏編號為CGMCCN0.10936，保藏時間為2015年6月1號。
[0006]為實現(xiàn)本發(fā)明目的，提供了一株具有降解氨氮及總氮的細菌在農(nóng)田廢水中氨氮及總氮的應用。
[0007]作為優(yōu)選，所述細菌包括其發(fā)酵液或其代謝產(chǎn)物。
[0008]為實現(xiàn)本發(fā)明目的，另提供了一株具有降解氨氮及總氮的細菌在農(nóng)田廢水中氨氮及總氮的應用的處理方法，其特征在于，將細菌Pseudomonas sp.ΖΧΥ-l的菌懸液接種于氨氮培養(yǎng)基或模擬農(nóng)田廢水或為好氧反硝化培養(yǎng)基中培養(yǎng)，實現(xiàn)氨氮的降解；所述氨氮為氯化銨。
[0009]作為優(yōu)選，所述細菌的菌懸液按照體積百分含量為5%的量接種；
作為優(yōu)選，所述細菌在ΡΗ值為9.0，生長溫度為31°C，生長搖床轉(zhuǎn)速為150r/min的條件下進行培養(yǎng)。該細菌在該種條件下氨氮培養(yǎng)基中的氨氮降解率最大且可達98%，在模擬農(nóng)田廢水中對氨氮也有一定的降解能力。
[0010]作為優(yōu)選，氨氮培養(yǎng)基的組分為:NH4C1 0.382g,乙酸鈉2.0g, MgS04.7H200.05g, K2HP04 0.2g, NaCl 0.12g, MnS04.4H20 0.0lg, FeS04 0.0lg,溶于 1000ml 蒸餾水中，PH 為 7.0。
[0011]作為優(yōu)選，好氧反硝化培養(yǎng)基:Na2HP04.7H20 5.0g，KH2P04 1.0g，MgS04.7H200.lg，琥珀酸鈉5.5g，KN03 2.0g，NaN02 0.5g，微量元素溶液2 mL,溶于1000ml蒸餾水中，ρΗ7.0 -7.5 ;所述微量元素溶液:EDTA 50.0g, ZnS04 2.2g, CaCl2 5.5g，MnCl2.4H205.06g，F(xiàn)eS04.7H20 5.0g，(NH4)6Mo702.4Η20 1.lg，CuS04.5H20 1.57g，CoCl2.6Η20 1.61g,溶于1000ml蒸餾水中，pH =7.0。
[0012]作為優(yōu)選，氨氮培養(yǎng)基、好氧反硝化培養(yǎng)基用高壓滅菌鍋在121°C，滅菌15min。
[0013]本發(fā)明有益效果:本發(fā)明提供的菌株具有降解氨氮及總氮的能力，對初始濃度為382mg/L的氨氮培養(yǎng)基，在最適條件下，24小時時該細菌對氨氮的最大降解能力可達98% ；在好氧反硝化培養(yǎng)基中，在約40小時時對總氮的最大降解率可達75%。
【附圖說明】
[0014]圖1為具有氨氮降解能力的細菌Pseudomonas sp.ZXY-1的生長曲線圖。
[0015]圖2為細菌Pseudomonas sp.ZXY-1的氨氮降解效率圖。
[0016]圖3為細菌Pseudomonas sp.ZXY-1的總氮降解效率圖。
[0017]圖4為不同氨氮初始濃度對細菌Pseudomonas sp.ΖΧΥ-l降解率的影響。
[0018]圖5為不同ΡΗ對氨氮降解率的影響。
[0019]圖6為不同溫度對氨氮降解率的影響。
[0020]圖7為不同轉(zhuǎn)速對氨氮降解率的影響。
[0021]圖8為不同C/N對氨氮降解率的影響。
[0022]圖9為不接入菌株與接入菌株氨氮的含量變化的對比。
【具體實施方式】
[0023]—株具有降解氨氮及總氮的細菌，該細菌名稱為Pseudomonas sp.ZXY_1，保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，其保藏編號為CGMCC N0.10936，保藏時間為2015年6月1號。
[0024]一株具有降解氨氮及總氮的細菌在農(nóng)田廢水中氨氮及總氮的應用。
[0025]實施例1: 一株具有降解氨氮及總氮的細菌，該菌株為革蘭氏陰性菌，單個細菌呈桿狀，無芽孢，菌株在無機鹽固定培養(yǎng)基上生長，菌落呈乳白色略帶淡黃色，圓形，不透明，表面光滑略微隆起，其名稱為Pseudomonas sp.ZXY_1，保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，其保藏編號為CGMCC N0.10936，保藏時間為2015年6月1號。細菌Pseudomonas sp.ZXY_1篩選方法按照以下步驟實現(xiàn):設(shè)定溫度為31°C，pH7.0篩選。
[0026](1)取10g農(nóng)藥廠受污染土壤樣品加入100ml含有382mg/l氯化銨的無機鹽培養(yǎng)基三角瓶中，設(shè)定轉(zhuǎn)速為150r/min，搖床培養(yǎng)7天，獲得富集菌液。
[0027](2)取10ml富集菌液加入100ml含有300mg/l氯化銨的無機鹽培養(yǎng)基三角瓶中，重復此步驟3次。將富集后的菌液進行平板涂布，恒溫培養(yǎng)箱培養(yǎng)3天后獲得單菌落。
[0028](3)挑取步驟(2)中的單菌落進行平板三區(qū)劃線，重復此步驟3次直至平板上出現(xiàn)形態(tài)大小相同的單菌落，即細菌純化完成。
[0029](4)將純菌接入斜面培養(yǎng)基培養(yǎng)3天，4°C保存。
[0030]其中，無機鹽培養(yǎng)基為:NH4C10.382g,乙酸鈉 2g, MgS04.7Η200.05g, Κ2ΗΡ040.2g, NaCl 0.12 g, MnS04.4H20 0.0lg, FeS04 0.0lg,溶于 1000ml 蒸餾水中，PH 為 7.0。
[0031]以及1ml微量元素液溶于1000ml蒸餾水中。無機鹽固體培養(yǎng)基是在無機鹽的成分中另加入瓊脂18g/l。
[0032]斜面培養(yǎng)基為:KH2P040.9g，Na2HP04.12H20 6.5g，蔗糖 3.0g，蛋白胨 l.0g，酵母粉 0.5g，NaCl lg, MgS04.7H20 0.2g，F(xiàn)eS04.7H20 0.0lg, lml 微量元素液以及 18g 瓊脂溶于1000ml蒸餾水中。
[0033]微量元素液為:CoCl2.6H20 0.lg, MnCl2.4H20 0.425g，ZnCl2 0.05g，NiCl2.6H200.0lg, CuS04.5H20 0.015g，Na2Mo04.2H20 0.0lg, Na2Se04.2H20 0.0lg 溶于 1000ml 蒸餾水中。
[0034]該培養(yǎng)基高壓蒸汽滅菌條件為121°C，15min。
[0035]本實施方式篩選所得細菌形態(tài)學特征為:該菌株為革蘭氏陰性菌，單個細菌呈桿狀，無芽孢，菌株在無機鹽固定培養(yǎng)基上生長，菌落呈乳白色略帶淡黃色，圓形，不透明，表面光滑略微隆起。
[0036]分子生物學鑒定:將菌體于50 μ L TaKaRa Lysis Buffer for Microorganismto Direct PCR中變性后離心取上清作為模板，使用TaKaRa 16S rDNA BacterialIdentificat1n PCR Kit進行PCR擴增目的片段。反應條件為:94°C預變性5min，再經(jīng)30個循環(huán)的94°C變性lmin，55°C退火lmin，72°C延伸1.5min，而后再經(jīng)過72°C延伸5min。使用 TaKaRa MiniBEST Agarose Gel DNA Extract1n Kit 切膠回收目的片段進行 DNA 測序。將本菌株的16S rDNA基因核苷酸序列進行BLAST比對，比對結(jié)果顯示，本菌株P(guān)seudomonassp.ΖΧΥ-l與Pseudomonas alcaliphila親緣關(guān)系最近，達99%,其序列如下:
ACGCTGGCGGCAGGCCTAACACATGCAAGTCGAGCGGATGACGGGAGCTTGCTCCCTGATTTAGCGGCGGA
CGGGTGAGTAATGCCTAGGAATCTGCCTGGTAGTGGGGGATAACGTTCCGAAAGGAACGCTAATACCGCATACGTC
CTACGGGAGAAAGCAGGGGACCTTCGGGCCTTGCGCTATCAGATGAGCCTAGGTCGGATTAGCTAGTTGGTGAGGTA
ATTGCTCACCAAGGCGACGATCCGTAACTGGTCTGAGAGGATGATCAGTCACACTGGAACTGAGACACGGTCCAGAC
TCCTACGGGAGGCAGCAGTGGGGAATATTGGACAATGGGCGAAAGCCTGATCCAGCCATGCCGCGTGTGTGAAGAAG
GTCTTCGGATTGTAAAGCACTTTAAGTTGGGAGGAAGGGCATTAACCTAATACGTTAGTGTTTTGACGTTACCGACA
GAATAAGCACCGGCTAACTTCGTGCCAGCAGCCGCGGTAATACGAAGGGTGCAAGCGTTAATCGGAATTACTGGGCG
TAAAGCGCGCGTAGGTGGTTCGTTAAGTTGGATGTGAAAGCCCCGGGCTCAACCTGGGAACTGCATCCAAAACTGGC
GAGCTAGAGTACGGTAGAGGGTGGTGGAATTTCCTGTGTAGCGGTGAAATGCGTAGATATAGGAAGGAACACCAGTG
GCGAAGGCGACCACCTGGACTGATACTGACACTGAGGTGCGAAAGCGTGGGGAGCAAACAGGATTAGATACCCTGGT
AGTCCACGCCGTAAACGATGTCAACTAGCCGTTGGGTTCCTTGAGAACTTAGTGGCGCAGCTAACGCATTAAGTTGA
CCGCCTGGGGAGTACGGCCGCAAGGTTAAAACTCAAATGAATTGACGGGGGCCCGCACAAGCGGTGGAGCATGTGGT
TTAATTCGAAGCAACGCG