[發明專利]一種抑制滴灌灌水器微生物堵塞的方法

有效

• 申請號: 201910248766.4
• 申請日: 2019-03-29
• 公開（公告）號: CN109997655B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 李云開;宋鵬;周泓序
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: A01G25/02
• 分類號: A01G25/02;C12Q1/689;C12Q1/10;C12Q1/04;C12N1/20
• 代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務所(普通合伙) 11732
• 代理人: 周新楣

本發明公開了屬于節水灌溉技術領域的一種抑制滴灌灌水器微生物堵塞的方法。所述方法包括以下步驟：(1)采用發育分子生態網絡分析確定導致滴灌灌水器堵塞的關鍵菌，然后進行抑制滴灌灌水器堵塞的拮抗菌篩選；(2)將篩選出的拮抗菌于含有沼液的培養基中進行發酵，制備成拮抗菌劑；(3)將拮抗菌劑應用于滴灌系統。本發明的方法利用分子生態網絡分析的方法來獲得導致滴灌灌水器生物膜生長的關鍵菌，結合微生物拮抗原理，篩選出能夠拮抗導致生物膜生長的拮抗菌，可以抑制灌水器生物膜的生長。

技術領域

本發明屬于節水灌溉技術領域，具體涉及一種抑制滴灌灌水器微生物堵塞的方法。

背景技術

滴灌技術是目前被認為是最節水的灌溉方式，能夠將水和肥精確地輸送到植物根部，是節水灌溉發展的方向。隨著水資源緊缺與污染問題的加劇，再生水、河湖庫地表水、雨水以及養殖廢水等非常規水資源在滴灌技術中的利用，加劇了滴灌系統關鍵部件灌水器的堵塞問題。非常規水資源引起的灌水器堵塞以生物堵塞為主，堵塞生物膜的生長造成過濾設備的腐蝕、損壞，增加水動力阻力從而增加能耗，以及輸水管道及灌水器流道堵塞，嚴重降低輸水效率和灌水均勻度，嚴重時會導致整個系統的報廢。因此，堵塞問題解決的好壞直接決定了滴灌工程的使用壽命和應用效益。

如何有效去除和控制生物膜的生長是解決滴灌灌水器堵塞問題的關鍵，大量科研學者針對此進行了大量研究，包括：化學加氯、定期反向沖洗、脈沖流清洗技術、微泡技術、表面改性、表面涂層技術、紫外光、強磁場、超聲波、群體淬滅技術等，但總體而言，現有的方法在運用成本、環境污染、資源消耗、運行能耗等方面都會存在一定的缺點。微生物群體繁殖和生長是導致管道內部附生生物膜難以去除的關鍵原因，利用微生物的拮抗關系可以抑制甚至殺死形成生物膜的關鍵微生物，從而干擾和控制生物膜的形成發展，這為限制附生生物膜生長提供了一種綠色環保的控制新思路。如中國農業科學院農田灌溉研究所高勝國等(CN202168387U)公開了一種滴灌系統抗生物堵塞裝置，其借助臭氧發生器，有效殺死流道內微生物。但是臭氧溶于水后對土壤微生物群落產生負面影響，降低土壤健康質量。白志輝等公開了一種防治滴灌灌水器堵塞的微生物控制方法(CN106957804A)，該方法提出利用篩選出來的枯草芽孢桿菌N14菌株來緩解滴灌灌水器堵塞，可使已經發生堵塞的灌水器流量得到恢復；但是針對灌溉水質的復雜性，對于不同的水源該菌株是否均具有良好的微生物防治效果，值得商榷。因此，隨著分子生態網絡分析方法的提出，為明確影響生物膜生長的關鍵菌提出了可行方法，但是未見相關專利及文獻報道。

發明內容

為了克服現有技術中的問題，本發明提出一種針對不同灌溉水源滴灌系統堵塞的方法，可有效解決滴灌水源對灌水器的堵塞。

為此本發明的技術方案如下：

一種抑制滴灌灌水器微生物堵塞的方法，包括以下步驟：

(1)采用發育分子生態網絡分析確定導致滴灌灌水器堵塞的關鍵菌，然后進行抑制滴灌灌水器堵塞的拮抗菌篩選；

(2)將篩選出的拮抗菌于含有沼液的培養基中進行發酵，制備成拮抗菌劑；

(3)將拮抗菌劑應用于滴灌系統。

上述方法中，所述拮抗菌篩選的方法，包括以下步驟：

(1)培養灌水器流道內附生生物膜，然后提取堵塞物質生物膜微生物；

(2)提取生物膜中微生物的總DNA，擴增16S rRNA的V3-V4可變區，純化，定量檢測以及測序；

(3)將生物膜微生物的測序結果用于構建發育分子生態網絡，根據細菌之間的相關性，篩選出影響生物膜生長的關鍵菌；同時根據滴灌作物，選擇具有生物防治功能的菌種作為備選菌，然后結合上述篩選出來的關鍵菌進行拮抗實驗，篩選出備選菌中和關鍵菌出現拮抗作用的菌種作為拮抗菌。

上述方法中，所述培養灌水器流道內附生生物膜的方法，可以選擇下述方法，包括：