[發明專利]根瘤菌及其應用和菌劑以及修復稀土尾礦土壤或硅礦尾礦廢料的方法

有效

• 申請號: 201711261668.1
• 申請日: 2017-12-04
• 公開（公告）號: CN108085272B
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發明（設計）人: 謝致平;周少展;王穗華
• 申請（專利權）人: 康泰民生環境科學研究院（北京）有限公司
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C09K17/14;A01N63/00;A01P21/00;C12R1/01;C09K101/00
• 代理公司: 北京英創嘉友知識產權代理事務所(普通合伙) 11447
• 代理人: 耿超;王浩然

本公開提供了一種根瘤菌，該根瘤菌的分類命名為Bradyrhizobium Sp.，并且，該根瘤菌的保藏編號為CCTCC No.M2017580或CCTCC No.M2017581。本公開還提供了包含該根瘤菌的菌劑、一種修復稀土尾礦土壤的方法以及該根瘤菌的用途。通過上述技術方案，本公開的根瘤菌能夠大幅度地且長期地增加稀土尾礦土壤中生長的植物的鮮重和干重，例如能夠增加種植在稀土尾礦土壤中9個月的柱花草地上和地下部分干重，從而高效且長效地修復稀土尾礦土壤。

技術領域

本公開涉及生物工程領域，具體地，涉及一種根瘤菌、包含該根瘤菌的菌劑、一種修復稀土尾礦土壤或硅礦尾礦廢料的方法以及該根瘤菌的用途。

背景技術

稀土元素是指化學元素周期表中原子序數為57至71的鑭(La)系元素以及與其性質相似的鈧(Sc)元素和釔(Y)元素，共17種元素，被稱為“工業維生素”，可廣泛應用于工業、農業、電子等領域，主要以稀土氧化物或稀土離子的形態存在于稀土礦中，可通過池浸法、堆浸法、原位浸析法進行開采。礦石開采后被破壞的植被很難恢復，再加上浸礦后堆積如山的礦渣很難處理。相關資料表明，利用池浸工藝開采稀土，每獲得1噸混合稀土，就要破壞地表植被200平方米，剝離的地表土達300立方米，形成尾砂2000立方米，每年造成水土流失為1200萬方。

稀土開采對礦山植被，土壤，地下水的破壞會嚴重影響當地的生態環境，開采過程中重金屬、氟、氨氮和硫酸根及大量的尾礦、廢石堆積，嚴重破壞了礦山的原有生態，導致水土流失。這些污染源的釋放和遷移會對附近土壤，甚至下游江湖、地下水領域等生態環境產生嚴重的污染和引起生態環境惡化和威脅人體健康。

作為極度嚴重退化的土壤，(廢棄)稀土礦的生態修復受到了國內外的高度重視。這種土壤性狀破壞，通常是沙化嚴重和極度貧瘠，保水保肥能力差，有機質和其他土壤必須元素缺乏，還有土壤微生物多樣性受到嚴重破壞，植物在這樣的惡劣土壤上生長極其困難。目前植被修復稀土礦山的成功案例較少，植物-微生物互作聯合修復作為生態修復的主體，可廣泛在受污染尾礦生態修復工程中得到運用。目前大部分通過鋪墊較厚客土，并通過在客土上種植桉樹和松樹等，然而該修復方法無法改善土壤的土質，植物的成活率往往也不高。根瘤菌與豆科植物的共生固氮是自然界最強大的植物微生物互作體系，另外根瘤菌還可以起到促生菌的作用，可促進植物生長和改良土壤。豆科植物和根瘤菌固氮作為先鋒植物能夠在缺乏水分、養分的嚴苛土地上茁壯生存。利用根瘤菌-豆科植物互作共生體系的固氮作用來加速廢棄稀土礦山土壤中氮素積累，進而促進其營養元素循環和積累，是實現廢棄稀土礦山生態修復的首選策略。

根瘤菌是指與豆科植物共生，形成根瘤并固定空氣中的氮氣供植物營養的一類革蘭氏染色陰性需氧桿菌。根瘤菌的正常細胞以鞭毛運動，無芽孢，可利用多種碳水化合物，并產生相當量的胞外粘液。根瘤菌屬和慢性根瘤菌屬都能從豆科植物根毛侵入根內形成根瘤，并在根瘤內成為分枝的多態細胞，也就是形成類菌體。

CN102936574A公開了一種根瘤菌W33，分類命名為Rhizobiumsp.W33，保藏于中國典型培養物保藏中心，保藏日期為2012年9月18日，菌種保藏號為CCTCC NO：M2012357。該根瘤菌在稀土尾砂廢棄地上能夠促進彎葉畫眉草生長。具體地，菌株W33可以促進彎葉畫眉草根長和株高顯著增加，分別比對照提高19％和46％。植物干重增加不顯著。菌株W33(CCTCCNO：M2012357)的接種使得植物根系發達，固沙量顯著增加98％，有利于稀土尾礦廢棄地的水土保持。此外，菌株W33可以明顯促進苜蓿在重金屬污染土壤中的生長，與接滅菌菌劑的對照相比，接種以W33菌株為有效成分的生物修復菌劑使得苜蓿的株高顯著增加1.7倍，根重和地上部干重分別增加2.7和2.4倍，

然而，實際應用中發現，菌株W33(CCTCC NO：M2012357)對植物促生長作用仍然非常有限而無法令人滿意，并且在生長6個月以后無明顯的促生長作用，因此在稀土尾礦土壤修復中難以達到高效且長效的實際應用效果。

發明內容