一株具有降解氨氮及总氮的细菌及其应用和处理方法
【技术领域】
[0001]本发明属于环境微生物技术领域。
【背景技术】
[0002]近些年，中国的农业得到了持续快速的发展。随之，化肥的使用量逐年增加。在农业生产中，化肥是提高粮食产量的重要保证，为提高粮食产量，人们对化肥的使用量越来越大。然而，由于缺乏有效的处理技术，绝大部分化肥在使用过后，会随着降雨径流及农田退水等途径直接进入自然水体，从而造成严重的水体污染，使水体中氮的含量远远超过了规定的标准，水体富营养化情况越来越严重，因此，为了保证水资源的可持续发展，我们需要开发出可降解农田废水中氮的处理技术。
[0003]处理氨氮及总氮的主要技术为生物降解法。其中，利用微生物降解氨氮因成本低、无二次污染等优点具有广泛的发展前景。在微生物降解法的发展中，不仅要筛选出能够以氨氮为单一底物的细菌，更重要的是所筛选的细菌可直接用于处理含有氨氮的实际废水。因此，筛选出高效的氨氮降解菌并将其应用于实际废水中，将其转化为无毒无害或低毒低害的物质有着重要的意义。
【发明内容】
[0004]本发明针对现有技术的不足，提供了一种氨氮的降解能力强，可应用于农田废水中的具有降解氨氮及总氮的细菌及其应用和处理方法。
[0005]为实现本发明目的，提供了以下技术方案:一株具有降解氨氮及总氮的细菌，其特征在于该菌株为革兰氏阴性菌，单个细菌呈杆状，无芽孢，菌株在无机盐固定培养基上生长，菌落呈乳白色略带淡黄色，圆形，不透明，表面光滑略微隆起，其名称为Pseudomonassp.ΖΧΥ-l，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，其保藏编号为CGMCCN0.10936，保藏时间为2015年6月1号。
[0006]为实现本发明目的，提供了一株具有降解氨氮及总氮的细菌在农田废水中氨氮及总氮的应用。
[0007]作为优选，所述细菌包括其发酵液或其代谢产物。
[0008]为实现本发明目的，另提供了一株具有降解氨氮及总氮的细菌在农田废水中氨氮及总氮的应用的处理方法，其特征在于，将细菌Pseudomonas sp.ΖΧΥ-l的菌悬液接种于氨氮培养基或模拟农田废水或为好氧反硝化培养基中培养，实现氨氮的降解；所述氨氮为氯化铵。
[0009]作为优选，所述细菌的菌悬液按照体积百分含量为5%的量接种；
作为优选，所述细菌在ΡΗ值为9.0，生长温度为31°C，生长摇床转速为150r/min的条件下进行培养。该细菌在该种条件下氨氮培养基中的氨氮降解率最大且可达98%，在模拟农田废水中对氨氮也有一定的降解能力。
[0010]作为优选，氨氮培养基的组分为:NH4C1 0.382g,乙酸钠2.0g, MgS04.7H200.05g, K2HP04 0.2g, NaCl 0.12g, MnS04.4H20 0.0lg, FeS04 0.0lg,溶于 1000ml 蒸馏水中，PH 为 7.0。
[0011]作为优选，好氧反硝化培养基:Na2HP04.7H20 5.0g，KH2P04 1.0g，MgS04.7H200.lg，琥珀酸钠5.5g，KN03 2.0g，NaN02 0.5g，微量元素溶液2 mL,溶于1000ml蒸馏水中，ρΗ7.0 -7.5 ;所述微量元素溶液:EDTA 50.0g, ZnS04 2.2g, CaCl2 5.5g，MnCl2.4H205.06g，FeS04.7H20 5.0g，(NH4)6Mo702.4Η20 1.lg，CuS04.5H20 1.57g，CoCl2.6Η20 1.61g,溶于1000ml蒸馏水中，pH =7.0。
[0012]作为优选，氨氮培养基、好氧反硝化培养基用高压灭菌锅在121°C，灭菌15min。
[0013]本发明有益效果:本发明提供的菌株具有降解氨氮及总氮的能力，对初始浓度为382mg/L的氨氮培养基，在最适条件下，24小时时该细菌对氨氮的最大降解能力可达98% ；在好氧反硝化培养基中，在约40小时时对总氮的最大降解率可达75%。
【附图说明】
[0014]图1为具有氨氮降解能力的细菌Pseudomonas sp.ZXY-1的生长曲线图。
[0015]图2为细菌Pseudomonas sp.ZXY-1的氨氮降解效率图。
[0016]图3为细菌Pseudomonas sp.ZXY-1的总氮降解效率图。
[0017]图4为不同氨氮初始浓度对细菌Pseudomonas sp.ΖΧΥ-l降解率的影响。
[0018]图5为不同ΡΗ对氨氮降解率的影响。
[0019]图6为不同温度对氨氮降解率的影响。
[0020]图7为不同转速对氨氮降解率的影响。
[0021]图8为不同C/N对氨氮降解率的影响。
[0022]图9为不接入菌株与接入菌株氨氮的含量变化的对比。
【具体实施方式】
[0023]—株具有降解氨氮及总氮的细菌，该细菌名称为Pseudomonas sp.ZXY_1，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，其保藏编号为CGMCC N0.10936，保藏时间为2015年6月1号。
[0024]一株具有降解氨氮及总氮的细菌在农田废水中氨氮及总氮的应用。
[0025]实施例1: 一株具有降解氨氮及总氮的细菌，该菌株为革兰氏阴性菌，单个细菌呈杆状，无芽孢，菌株在无机盐固定培养基上生长，菌落呈乳白色略带淡黄色，圆形，不透明，表面光滑略微隆起，其名称为Pseudomonas sp.ZXY_1，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，其保藏编号为CGMCC N0.10936，保藏时间为2015年6月1号。细菌Pseudomonas sp.ZXY_1筛选方法按照以下步骤实现:设定温度为31°C，pH7.0筛选。
[0026](1)取10g农药厂受污染土壤样品加入100ml含有382mg/l氯化铵的无机盐培养基三角瓶中，设定转速为150r/min，摇床培养7天，获得富集菌液。
[0027](2)取10ml富集菌液加入100ml含有300mg/l氯化铵的无机盐培养基三角瓶中，重复此步骤3次。将富集后的菌液进行平板涂布，恒温培养箱培养3天后获得单菌落。
[0028](3)挑取步骤(2)中的单菌落进行平板三区划线，重复此步骤3次直至平板上出现形态大小相同的单菌落，即细菌纯化完成。
[0029](4)将纯菌接入斜面培养基培养3天，4°C保存。
[0030]其中，无机盐培养基为:NH4C10.382g,乙酸钠 2g, MgS04.7Η200.05g, Κ2ΗΡ040.2g, NaCl 0.12 g, MnS04.4H20 0.0lg, FeS04 0.0lg,溶于 1000ml 蒸馏水中，PH 为 7.0。
[0031]以及1ml微量元素液溶于1000ml蒸馏水中。无机盐固体培养基是在无机盐的成分中另加入琼脂18g/l。
[0032]斜面培养基为: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，FeS04.7H20 0.0lg, lml 微量元素液以及 18g 琼脂溶于1000ml蒸馏水中。
[0033]微量元素液为: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 蒸馏水中。
[0034]该培养基高压蒸汽灭菌条件为121°C，15min。
[0035]本实施方式筛选所得细菌形态学特征为:该菌株为革兰氏阴性菌，单个细菌呈杆状，无芽孢，菌株在无机盐固定培养基上生长，菌落呈乳白色略带淡黄色，圆形，不透明，表面光滑略微隆起。
[0036]分子生物学鉴定:将菌体于50 μ L TaKaRa Lysis Buffer for Microorganismto Direct PCR中变性后离心取上清作为模板，使用TaKaRa 16S rDNA BacterialIdentificat1n PCR Kit进行PCR扩增目的片段。反应条件为:94°C预变性5min，再经30个循环的94°C变性lmin，55°C退火lmin，72°C延伸1.5min，而后再经过72°C延伸5min。使用 TaKaRa MiniBEST Agarose Gel DNA Extract1n Kit 切胶回收目的片段进行 DNA 测序。将本菌株的16S rDNA基因核苷酸序列进行BLAST比对，比对结果显示，本菌株Pseudomonassp.ΖΧΥ-l与Pseudomonas alcaliphila亲缘关系最近，达99%,其序列如下:
ACGCTGGCGGCAGGCCTAACACATGCAAGTCGAGCGGATGACGGGAGCTTGCTCCCTGATTTAGCGGCGGA
CGGGTGAGTAATGCCTAGGAATCTGCCTGGTAGTGGGGGATAACGTTCCGAAAGGAACGCTAATACCGCATACGTC
CTACGGGAGAAAGCAGGGGACCTTCGGGCCTTGCGCTATCAGATGAGCCTAGGTCGGATTAGCTAGTTGGTGAGGTA
ATTGCTCACCAAGGCGACGATCCGTAACTGGTCTGAGAGGATGATCAGTCACACTGGAACTGAGACACGGTCCAGAC
TCCTACGGGAGGCAGCAGTGGGGAATATTGGACAATGGGCGAAAGCCTGATCCAGCCATGCCGCGTGTGTGAAGAAG
GTCTTCGGATTGTAAAGCACTTTAAGTTGGGAGGAAGGGCATTAACCTAATACGTTAGTGTTTTGACGTTACCGACA
GAATAAGCACCGGCTAACTTCGTGCCAGCAGCCGCGGTAATACGAAGGGTGCAAGCGTTAATCGGAATTACTGGGCG
TAAAGCGCGCGTAGGTGGTTCGTTAAGTTGGATGTGAAAGCCCCGGGCTCAACCTGGGAACTGCATCCAAAACTGGC
GAGCTAGAGTACGGTAGAGGGTGGTGGAATTTCCTGTGTAGCGGTGAAATGCGTAGATATAGGAAGGAACACCAGTG
GCGAAGGCGACCACCTGGACTGATACTGACACTGAGGTGCGAAAGCGTGGGGAGCAAACAGGATTAGATACCCTGGT
AGTCCACGCCGTAAACGATGTCAACTAGCCGTTGGGTTCCTTGAGAACTTAGTGGCGCAGCTAACGCATTAAGTTGA
CCGCCTGGGGAGTACGGCCGCAAGGTTAAAACTCAAATGAATTGACGGGGGCCCGCACAAGCGGTGGAGCATGTGGT
TTAATTCGAAGCAACGCG