反硝化細(xì)菌的篩選及應(yīng)用研究

摘 要：從天津市等地的菜園土中篩選出6株具有較強(qiáng)反硝化能力的菌株，可使檸檬酸鹽培養(yǎng)基中硝酸鹽濃度降低30％～80％，其中以F1401效果最好。對(duì)F1401在農(nóng)田灌溉水中的硝酸鹽降解能力進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果表明，在靜置條件下，隨著YB培養(yǎng)基培養(yǎng)的F1401菌液投入量的增加，硝酸鹽降解效果越明顯，并且對(duì)于硝酸根濃度為150mg／kg的農(nóng)田灌溉水，2mL菌液是最佳投入量。

關(guān)鍵詞：反硝化細(xì)菌；篩選；應(yīng)用；農(nóng)田灌溉水；硝酸鹽污染

中圖分類號(hào)：8273.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006—6500(2008)05—0043—02

近年來，反硝化細(xì)菌的研究成為污水處理的熱點(diǎn)，它作為污水脫氮的一種生物方式，對(duì)于控制水體富營養(yǎng)化、處理污水等環(huán)境問題有很廣闊的應(yīng)用前景。天津市西青區(qū)、北辰區(qū)、薊縣、寶坻縣、靜?？h部分地區(qū)農(nóng)田灌溉水硝酸鹽含量偏高。降低水體及土壤中硝酸鹽濃度對(duì)于提高水質(zhì)和蔬菜品質(zhì)，增強(qiáng)人體健康都具有非常重要的意義。反硝化細(xì)菌的篩選方法有很多，如李平等用琥珀酸鈉、重金屬等微量元素作為篩選培養(yǎng)基，用合成的人工廢水來測(cè)定菌株的反硝化能力；孔慶鑫等采用間歇曝氣法富集，以KCN作為選擇培養(yǎng)基，篩選到一株高效好氧反硝化細(xì)菌等。因此，我們?cè)噲D選擇一種試驗(yàn)安全的篩選方法并將其應(yīng)用于硝酸鹽污染的農(nóng)田灌溉水，為深入研究在硝酸鹽污染的水體及土壤中進(jìn)行生物脫氮提供理論及技術(shù)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料

本試驗(yàn)的土壤樣品采白天津、沈陽、哈爾濱等地菜園。

初篩培養(yǎng)基1：檸檬酸鈉5.0g，KN03 2.0g，KH2PO_{41.0g，MgSO4+7H20.2g，蒸餾水1L，pH7.2。復(fù)篩培養(yǎng)基2：Gihay培養(yǎng)基。 YB培養(yǎng)基3：黃豆芽200g，葡萄糖20g，蒸餾水1L，pH 7.2。}

1.2 方法

1.2.1 分離方法將分散后的土壤樣品梯度稀釋涂布于初篩培養(yǎng)基上，并將初篩到的菌株進(jìn)一步分離、純化。將純化后的菌株按張玉芹方法接于裝有10mL復(fù)篩培養(yǎng)基的試管中，28℃培養(yǎng)，7d內(nèi)觀察試管內(nèi)培養(yǎng)基的顏色及產(chǎn)氣特性。將能夠使培養(yǎng)基變藍(lán)且能夠產(chǎn)氣的菌株轉(zhuǎn)移至檸檬酸鹽反硝化培養(yǎng)基斜面保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2 菌株反硝化能力的測(cè)定調(diào)節(jié)檸檬酸鹽培養(yǎng)基中NOa-濃度，使其達(dá)到150mg／kg，之后分裝于250mL三角瓶中，每瓶100mL，120℃滅菌30min。接1環(huán)反硝化細(xì)菌于三角瓶中，28℃、150r／min連續(xù)培養(yǎng)1-4d，定時(shí)檢測(cè)培養(yǎng)基硝酸鹽的濃度變化，同時(shí)做空白對(duì)照。

1.2.3 菌株對(duì)農(nóng)田灌溉水中硝酸鹽降解能力的測(cè)定將采集到的農(nóng)田灌溉水的NOs-濃度進(jìn)行調(diào)整，使其達(dá)到150mg／kg，分裝于250mL三角瓶中，每瓶100mL，將2種培養(yǎng)基(初篩培養(yǎng)基1、YB培養(yǎng)基2)培養(yǎng)24 h的菌液1mL分別加入到三角瓶中，同時(shí)做3個(gè)平行，以不加菌液為對(duì)照，設(shè)置室溫放置、28℃振蕩培養(yǎng)兩種培養(yǎng)方式培養(yǎng)1～7d，定時(shí)檢測(cè)水中NOs-濃度變化。

2 結(jié)果與分析

2.1 菌株的篩選

本試驗(yàn)初篩到55株反硝化細(xì)菌，其中有26株能夠在7d內(nèi)使Gihay培養(yǎng)基變藍(lán)且產(chǎn)生較多氣泡，說明這些菌株具有較強(qiáng)的反硝化能力。測(cè)定這些菌株對(duì)檸檬酸鹽培養(yǎng)基中硝酸根的降解能力，4d內(nèi)有6株菌株使硝酸鹽降解幅度達(dá)到30％-80％左右，尤其編號(hào)為F1401的細(xì)菌效果最好，2d使硝酸鹽濃度降低77.4％，第4天可達(dá)到80.84％(表1)。因此，我們將F1401作為目標(biāo)菌株。

2.2 F1401降解能力的測(cè)定

我們比較了2種發(fā)酵液在靜置與振蕩兩種情況下對(duì)水中硝酸鹽的降解能力。研究表明：雖然菌株F1401對(duì)檸檬酸鹽培養(yǎng)基中硝酸鹽濃度的降解率能達(dá)到77％-80％，但加入1mL其培養(yǎng)液對(duì)農(nóng)由灌溉水中硝酸鹽幾乎沒有什么作用，在靜置狀態(tài)下硝酸鹽甚至有增加的趨勢(shì)(表2)。而YB培養(yǎng)液的情況卻不同，硝酸鹽均有所下降，其中在靜置的情況下硝酸鹽降解效果最為明顯，1d可降解21，09％，此后幾天變幅不大。說明YB培養(yǎng)基更適合F1401生長，在靜置條件下更有利于硝酸鹽的降解。

因此，我們考慮靜置條件下在YB培養(yǎng)液中加入不同菌液量對(duì)農(nóng)田灌溉水中硝酸鹽的降解效果。結(jié)果表明，隨著加入量的增加，降解效果越顯著，當(dāng)加入量為4mL時(shí)，放置1d就能降解84.27％，加入量為3.4 mL時(shí)，2d之后灌溉水中均檢測(cè)不到硝酸鹽(表3)。但考慮到如果在實(shí)際應(yīng)用中加入量過高反而對(duì)水質(zhì)有影響，而相對(duì)于1mL和1。5mL的降幅比例及降解效果，2mL的降幅及降解效果較高，因此，在100mL農(nóng)田灌溉水中加入2mL菌液為最佳投入量。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)篩選到一株編號(hào)為F1401的高效反硝化細(xì)菌，其對(duì)檸檬酸鹽培養(yǎng)基中硝酸鹽的降解率可達(dá)80.，84％，在靜置條件下對(duì)硝酸根濃度為150mg／kg的農(nóng)田灌溉水能夠起到很好的降解效果。但對(duì)菌株生長條件、需氧條件等方面的鑒定以及實(shí)際應(yīng)用還有待進(jìn)一步深入探討。

參考文獻(xiàn)：

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