[发明专利]根瘤菌及其应用和菌剂以及修复稀土尾矿土壤或硅矿尾矿废料的方法

说明书

本公开提供了一种根瘤菌，该根瘤菌的分类命名为Bradyrhizobium sp.KTMS 0001或Bradyrhizobium sp.KTMS 0002，并且，该根瘤菌的保藏编号为CCTCC No.M2017580或CCTCC No.M2017581。本公开还提供了包含该根瘤菌的菌剂、一种修复稀土尾矿土壤的方法以及该根瘤菌的用途。通过上述技术方案，本公开的根瘤菌能够大幅度地且长期地增加稀土尾矿土壤中生长的植物的鲜重和干重，例如能够增加种植在稀土尾矿土壤中9个月的柱花草地上和地下部分干重，从而高效且长效地修复稀土尾矿土壤。

相关申请

本申请是申请日为2017年12月04日，申请号为201711261668.1的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本公开涉及生物工程领域，具体地，涉及一种根瘤菌、包含该根瘤菌的菌剂、一种修复稀土尾矿土壤或硅矿尾矿废料的方法以及该根瘤菌的用途。

背景技术

稀土元素是指化学元素周期表中原子序数为57至71的镧(La)系元素以及与其性质相似的钪(Sc)元素和钇(Y)元素，共17种元素，被称为“工业维生素”，可广泛应用于工业、农业、电子等领域，主要以稀土氧化物或稀土离子的形态存在于稀土矿中，可通过池浸法、堆浸法、原位浸析法进行开采。矿石开采后被破坏的植被很难恢复，再加上浸矿后堆积如山的矿渣很难处理。相关资料表明，利用池浸工艺开采稀土，每获得1吨混合稀土，就要破坏地表植被200平方米，剥离的地表土达300立方米，形成尾砂2000立方米，每年造成水土流失为1200万方。

稀土开采对矿山植被，土壤，地下水的破坏会严重影响当地的生态环境，开采过程中重金属、氟、氨氮和硫酸根及大量的尾矿、废石堆积，严重破坏了矿山的原有生态，导致水土流失。这些污染源的释放和迁移会对附近土壤，甚至下游江湖、地下水领域等生态环境产生严重的污染和引起生态环境恶化和威胁人体健康。

作为极度严重退化的土壤，(废弃)稀土矿的生态修复受到了国内外的高度重视。这种土壤性状破坏，通常是沙化严重和极度贫瘠，保水保肥能力差，有机质和其他土壤必须元素缺乏，还有土壤微生物多样性受到严重破坏，植物在这样的恶劣土壤上生长极其困难。目前植被修复稀土矿山的成功案例较少，植物-微生物互作联合修复作为生态修复的主体，可广泛在受污染尾矿生态修复工程中得到运用。目前大部分通过铺垫较厚客土，并通过在客土上种植桉树和松树等，然而该修复方法无法改善土壤的土质，植物的成活率往往也不高。根瘤菌与豆科植物的共生固氮是自然界最强大的植物微生物互作体系，另外根瘤菌还可以起到促生菌的作用，可促进植物生长和改良土壤。豆科植物和根瘤菌固氮作为先锋植物能够在缺乏水分、养分的严苛土地上茁壮生存。利用根瘤菌-豆科植物互作共生体系的固氮作用来加速废弃稀土矿山土壤中氮素积累，进而促进其营养元素循环和积累，是实现废弃稀土矿山生态修复的首选策略。

根瘤菌是指与豆科植物共生，形成根瘤并固定空气中的氮气供植物营养的一类革兰氏染色阴性需氧杆菌。根瘤菌的正常细胞以鞭毛运动，无芽孢，可利用多种碳水化合物，并产生相当量的胞外粘液。根瘤菌属和慢性根瘤菌属都能从豆科植物根毛侵入根内形成根瘤，并在根瘤内成为分枝的多态细胞，也就是形成类菌体。

CN102936574A公开了一种根瘤菌W33，分类命名为Rhizobiumsp.W33，保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏日期为2012年9月18日，菌种保藏号为CCTCC NO：M2012357。该根瘤菌在稀土尾砂废弃地上能够促进弯叶画眉草生长。具体地，菌株W33可以促进弯叶画眉草根长和株高显著增加，分别比对照提高19％和46％。植物干重增加不显著。菌株W33(CCTCCNO：M2012357)的接种使得植物根系发达，固沙量显著增加98％，有利于稀土尾矿废弃地的水土保持。此外，菌株W33可以明显促进苜蓿在重金属污染土壤中的生长，与接灭菌菌剂的对照相比，接种以W33菌株为有效成分的生物修复菌剂使得苜蓿的株高显著增加1.7倍，根重和地上部干重分别增加2.7和2.4倍，