本發明專利技術公開了一種礦化固碳菌株的應用，該礦化固碳菌株分類命名為硫化物礦鹽單胞菌Halomonas?sulfidaeris.?ZN2#，保藏在中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏編號為CGMCC?No.32033。礦化固碳菌株能夠同時代謝生成脲酶和碳酸酐酶，結合微生物誘導碳酸鈣沉淀技術，使兩種酶發生雙重礦化反應，改善礦化產物的晶型，提高礦化強度，同時，碳酸酐酶可吸收環境中的二氧化碳，實現高強度加固土體的同時降低二氧化碳排放，進而實現土壤的生物礦化修復改良和固碳減排雙重效果，實現土壤生物修復改良技術的可持續發展。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及土壤生物礦化修復及固碳減排，具體為一種礦化固碳菌株對土壤同時進行生物礦化修復和固碳減排。
技術介紹
1、近年來，隨著全球科技的進步以及經濟的高速發展，各國都面臨溫室效應帶來的各種問題。二氧化碳污染是造成溫室效應的主要原因，溫室效應也會引起全球氣候變暖、冰川融化、生物鏈也會陷入混亂等。因此，治理二氧化碳污染、減少二氧化碳排放是至關重要的。微生物誘導碳酸鈣沉淀技術作為一種新型土壤修復應用技術，相比于傳統技術大大降低了二氧化碳的排放。微生物誘導碳酸鈣沉淀（micp）技術依賴于微生物自身的代謝活動，通過利用自然界中的高產脲酶嗜堿細菌如：巴氏芽孢桿菌新陳代謝產生脲酶，促進尿素水解，產生大量的co32-與環境中游離的鈣離子形成碳酸鈣沉淀。產脲酶菌通過吸附在土顆粒或砂石顆粒表面，在形成碳酸鈣的過程中，對土顆粒或砂石顆粒進行膠結，填充土體中的孔隙，進而達到土體強度和剛度的目的。但是在形成碳酸鈣的過程中，往往會形成一些粒徑小、晶型不穩定的碳酸鈣，從而導致土體的強度偏低，并且微生物自身的呼吸作用也會增加二氧化碳的排放量。近幾年，一種新型的技術利用微生物自身代謝活動產生碳酸肝酶，如膠質芽孢桿菌：通過加快co2水合反應，產生大量的co32-與環境中游離的鈣離子形成碳酸鈣沉淀。但是在形成碳酸鈣的過程中，同樣會形成很多粒徑小、晶型不穩定的碳酸鈣，雖然降低了二氧化碳的排放，但是對土體強度的提升效果并不顯著。然而從自然界中分離篩選出同時高產脲酶和碳酸酐酶的微生物，并結合micp技術實現在提高土體強度的同時降低二氧化碳排放的研究還未見報道。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于一種高效礦化固碳菌株及其應用方法，該菌株能同時產生脲酶和碳酸酐酶進行雙重礦化以及土壤固碳減排，以解決上述
技術介紹
中提出的問題。本專利技術的目的是通過以下技術方案實現的：
2、一種礦化固碳菌株，分類命名為硫化物礦鹽單胞菌（
halomonassulfidaeris.）zn2#，保藏在中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏編號為cgmccno.32033，保藏日期為2024年09月20日。其16s?rrna基因序列如seq?id?no.1所示。經鑒定與
halomonassulfidaeris?esulfide?1（或同屬）的同源性達99.08%。
3、所述礦化固碳菌株，其分離自鹽湖。該菌株屬于革蘭氏陽性菌，屬于中度嗜鹽菌以及耐堿菌，屬于產脲酶礦化菌，同時屬于產碳酸酐酶礦化菌。所述礦化固碳菌株最適生長氯鹽濃度范圍為10%~15%；耐氯鹽濃度范圍為3%~20%；耐硫酸鹽濃度范圍為0.4~1.5?mol/l；耐堿范圍為ph5.5~13。該菌株在固體培養基上呈不規則的液態水珠狀形態，顏色呈白色，菌體為桿狀，其長度為1μm～3μm，如圖1所示。
4、所述礦化固碳菌株生長對數期為48?h，最適培養條件為：培養溫度30?°c，培養轉速200?r/min，培養時間48?h。
5、所述礦化固碳菌株的分離篩選方法，包括以下步驟：
6、步驟1：取鹽湖水面以下0~10cm范圍內的水樣，放入高溫滅菌后的半量牛肉膏蛋白胨培養基中恒溫震蕩，震蕩溫度25~32℃，震蕩頻率150~200?r/min，震蕩時間24h，取出后靜置12h；培養獲得細菌富集液；
7、步驟2：收集細菌富集液并制備成10-3、10-4、10-5、10-6、10-7稀釋度的稀釋溶液；
8、步驟3：不同濃度的稀釋溶液分別涂布于表面具有一號固體培養基的平板上28℃~32℃?恒溫培養2d~3d，所述平板密封后放入恒溫培養箱中培養；
9、步驟4：挑取固體培養基上清晰呈白色的單菌落繼續接種至液體培養基中震蕩培養，震蕩溫度25~32℃，震蕩頻率150～200?r/min，ph為培養基自然ph，培養時長24~48h；
10、步驟5：取菌液進行生成脲酶驗證；
11、步驟6：取菌液進行生成碳酸酐酶驗證；
12、步驟7：選取同時生成脲酶和碳酸酐酶的單菌落繼續接種到一號固體培養基中，經過反復劃線，純化培養，得到的單菌落為所述礦化固碳菌株；
13、所述半量牛肉膏蛋白胨培養基成分為：每1000ml去離子水，包括1~2g牛肉膏、5~10g蛋白胨、2~3g?nacl；
14、所述固體培養基成分為：一號固體培養基：每1000ml去離子水，包括10~20?g?胰蛋白胨、5~10?g?酵母提取物、100~150?g?nacl、5~15?ml?sl-6微量元素液、10~15?g?瓊脂；
15、二號固體培養基：每1000ml去離子水，包括1g?葡萄糖、1g?酪蛋白、1.5?g?kh2po4、2g?na2hpo4、1?g?mgso4·7h2o、0.012?g?酚紅、10～20?g?尿素、10~15?g?瓊脂；
16、所述液體培養基成分為：每1000ml去離子水，包括10~20?g?胰蛋白胨、5~10?g?酵母提取物、100~150?g?nacl、5~15?ml?sl-6微量元素液。
17、進一步的，所述脲酶生成驗證：將不同的單菌落接種到二號固體培養基中培養24~48h后，觀察固體培養基的顏色，如果培養基顏色由橘黃色變為洋紅色，判斷代謝生成脲酶，所述單菌落為產生脲酶的菌落；
18、所述碳酸酐酶產生驗證：將不同的單菌落放入液體培養基中培養24~48h后，接種5~10ml菌液至鈣源溶液中，將出現白色沉淀的混合液靜置24h，將上清液傾倒，用無菌蒸餾水洗滌去除沉淀物中的殘留細菌，在40~50℃下烘干12~24h，即可獲得沉積物樣品；用1mol/l稀鹽酸檢測沉積物，如果沉積物中加入稀鹽酸后立即有大量氣泡產生，判斷沉積物為碳酸鈣沉淀，所述單菌落為產生碳酸酐酶的菌落；所述鈣源溶液僅包括0.5?~1mol/l的二水氯化鈣溶液。采用掃描電子顯微鏡（sem）觀察判斷所述沉積物的微觀形貌；采用x射線衍射儀（xrd）分析所述沉積物的晶體結構；采用能譜儀（eds）分析所述沉積物的化學組成。
19、所述礦化固碳菌株在土壤固碳減排中的應用包括土壤的礦化修復和固碳減排。包括以下步驟：
20、步驟1）：制備應用于土壤礦化修復和固碳減排的微生物菌液及膠結液：所述微生物菌液由所述礦化固碳菌株經擴培而成，所述菌液的od600值為1.0~2.0，脲酶活性為4~6?mmurea/min?；所述膠結液成分為：?尿素?60~90?g/l，?cacl2·2h2o?147~221?g/l；所述膠結液的溶劑為水；
21、步驟2）：進行微生物原位拌合形成微生物礦化層：首先將所述微生物菌液與膠結液以1:1~3的體積比混合并攪拌均勻獲得菌液膠結液混合液，再將所述混合液與土壤以1:2~4的質量比混合并攪拌均勻，最后將經拌合得到的土壤壓實，自然風干直至強度達到1.5~5.0?mpa；
22、所述礦化固碳本文檔來自技高網
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【技術保護點】
1.一種礦化固碳菌株的應用，其特征在于，所述礦化固碳菌株分類命名為硫化物礦鹽單胞菌（Halomonas?sulfidaeris.）ZN2#，保藏在中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏編號為CGMCC?No.32033，保藏日期為2024年09月20日；所述菌株應用于對土壤同時進行生物礦化修復和固碳減排。
2.根據權利要求1所述的礦化固碳菌株的應用，其特征在于：包括以下步驟：
3.根據權利要求2所述的礦化固碳菌株的應用，其特征在于：步驟1）中所述礦化固碳菌株擴培的方法為：將所述礦化固碳菌株接種至液體培養基中震蕩培養，震蕩溫度25~32℃，震蕩頻率150～200?r/min，pH為培養基自然pH，培養時長24~48h，所述液體培養基成分為：每1000mL去離子水，包括10~20?g?胰蛋白胨、5~10?g?酵母提取物、100~150?g?NaCl、5~15mL?SL-6微量元素液。
4.根據權利要求3所述的礦化固碳菌株的應用，其特征在于：步驟1）中所述礦化固碳菌株經擴培的方法為：將所述礦化固碳菌株接種至液體培養基中震蕩培養，震蕩溫度30℃，震蕩頻率200?r/min，培養時長48h。
5.根據權利要求1所述的礦化固碳菌株的應用，其特征在于：土壤適用范圍為粘性土類、粉土類、砂土類土壤。
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【技術特征摘要】
1.一種礦化固碳菌株的應用，其特征在于，所述礦化固碳菌株分類命名為硫化物礦鹽單胞菌（halomonas?sulfidaeris.）zn2#，保藏在中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏編號為cgmcc?no.32033，保藏日期為2024年09月20日；所述菌株應用于對土壤同時進行生物礦化修復和固碳減排。
2.根據權利要求1所述的礦化固碳菌株的應用，其特征在于：包括以下步驟：
3.根據權利要求2所述的礦化固碳菌株的應用，其特征在于：步驟1）中所述礦化固碳菌株擴培的方法為：將所述礦化固碳菌株接種至液體培養基中震蕩培養，震蕩溫度25~32℃，...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李馳，張楠，王曉榮，薛宇佳，李拴虎，高瑜，邢淵浩，
申請(專利權)人：內蒙古工業大學，
類型：發明
國別省市：
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