[发明专利]利用微生物诱导碳酸钙沉淀的防止土壤流失的组合物及利用其的土壤流失防止方法

说明书

本发明涉及一种防止土壤流失的组合物，包括：巴氏芽孢杆菌(Sporosarcina pasteurii)培养液、尿素及钙，所述尿素及钙的比率相同，各自的浓度为1M以下。

技术领域

本发明涉及利用巴氏芽孢杆菌(Sporosarcina pasteurii)的微生物诱导碳酸钙沉淀的防止土壤流失的组合物及利用其的土壤流失防止方法，更具体地，涉及防止由于降雨引起的土壤流失的方法。

背景技术

微生物诱导碳酸钙沉淀(Microbially Induced Calcite Precipitation，MICP)通常是在自然环境中通过脲酶(urease)反应的生物矿化作用(Biomineralization)所产生的结果，是在微生物的表面析出碳酸钙(calcite，CaCO3)的反应。微生物的细胞膜带有(-)电荷，在周围环境环境中吸引包括Ca²⁺在内的多种(+)阳离子，由此，在其自身的细胞膜生成CaCO₃，上述反应通过被称为脲酶的尿素分解酶实现。

脲酶是将尿素水解为氨与碳酸离子的催化酶，所生成的氨能够提高周围的pH，提供生成碳酸钙的有利环境。存在于自然中的尿素通过微生物的脲酶分解，生成NH₃与H₂CO₃，所生成的NH₃与H₂CO₃在水中分解形成碳酸离子及铵离子，此时生成的碳酸离子与附着在微生物的细胞壁的钙离子发生反应而生成碳酸钙。该反应机制如下：

CO(NH₂)₂+2H₂O→2NH₃+H₂CO₃

Ca²⁺+Cell→Cell-Ca²⁺

Cell-Ca²⁺+CO₃^2-→Cell-CaCO₃

具有上述MICP能力的微生物有巴氏芽孢杆菌(Sporosarcina pasteurii)、脲芽孢八叠球菌(Sporosarcina Ureae)、普通变形杆菌(Proteus vulgaris)、球形芽孢杆菌(Bacillus sphaericus)、粘球菌属(Myxococcus xanthus)、奇异变形杆菌(Proteusmirabilis)、幽门螺杆菌(Helicobacterpylori)等。

MICP可作为净化环境及开发建筑材料的生物学应用方法使用，与物理化学方法不同，具有不会发生连带的环境污染等问题的优点。

发明内容

发明要解决的技术问题

基于上述背景，本发明人通过发现利用MICP微生物中的巴氏芽孢杆菌(Sporosarcina pasteurii)的防止土壤流失的组合物的尿素及钙的最佳浓度与组合比，并且，通过确认在将其适用于土壤流失防止方法时，土壤的有机物含量及土壤颗粒大小对碳酸钙沉淀量产生影响，由此完成本发明。

本发明的目的在于提供一种防止土壤流失的组合物，通过碳酸钙沉淀提高增强土壤硬度的效率。

本发明的又一目的在于提供一种土壤流失防止方法，能够基于土壤颗粒大小及土壤的有机物含量，调节防止土壤流失的组合物的注入次数。

但是，本发明要解决的技术问题并非限于上述言及的技术问题，未言及的其他技术问题将通过以下说明被本领域普通技术人员所明确理解。

解决问题的技术方法