CZ2012156A3 - Zpusob remediace a rekultivace kontaminovaných ploch pomocí mikroorganismu a mykorhizních hub - Google Patents
Zpusob remediace a rekultivace kontaminovaných ploch pomocí mikroorganismu a mykorhizních hub Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2012156A3 CZ2012156A3 CZ20120156A CZ2012156A CZ2012156A3 CZ 2012156 A3 CZ2012156 A3 CZ 2012156A3 CZ 20120156 A CZ20120156 A CZ 20120156A CZ 2012156 A CZ2012156 A CZ 2012156A CZ 2012156 A3 CZ2012156 A3 CZ 2012156A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- fungi
- cultured
- plants
- roots
- biomass
- Prior art date
Links
- 241000233866 Fungi Species 0.000 title claims abstract description 51
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 244000005700 microbiome Species 0.000 title claims abstract description 18
- 238000005067 remediation Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims abstract description 22
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 claims abstract description 12
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims description 50
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims description 19
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 14
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 claims description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 13
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 claims description 13
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 claims description 13
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 claims description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000002609 medium Substances 0.000 claims description 10
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 claims description 10
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 claims description 9
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims description 9
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims description 9
- 238000009331 sowing Methods 0.000 claims description 9
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 8
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 8
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000003415 peat Substances 0.000 claims description 8
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 claims description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 7
- 102000015636 Oligopeptides Human genes 0.000 claims description 6
- 108010038807 Oligopeptides Proteins 0.000 claims description 6
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 claims description 6
- 150000002482 oligosaccharides Polymers 0.000 claims description 6
- 239000010451 perlite Substances 0.000 claims description 6
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 claims description 6
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 5
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 claims description 4
- 239000001888 Peptone Substances 0.000 claims description 4
- 108010080698 Peptones Proteins 0.000 claims description 4
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 claims description 4
- 238000005065 mining Methods 0.000 claims description 4
- 235000019319 peptone Nutrition 0.000 claims description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 4
- 241000589291 Acinetobacter Species 0.000 claims description 3
- 241000222518 Agaricus Species 0.000 claims description 3
- 241000589158 Agrobacterium Species 0.000 claims description 3
- 241000589151 Azotobacter Species 0.000 claims description 3
- 241000222455 Boletus Species 0.000 claims description 3
- 241001480631 Cortinarius Species 0.000 claims description 3
- 241001550554 Crucibulum <gastropod> Species 0.000 claims description 3
- 241001237957 Entoloma Species 0.000 claims description 3
- 241000235500 Gigaspora Species 0.000 claims description 3
- 241000235503 Glomus Species 0.000 claims description 3
- 241001669525 Gymnopilus Species 0.000 claims description 3
- 241001237941 Hypholoma Species 0.000 claims description 3
- 241001534110 Lactarius <percoid fish> Species 0.000 claims description 3
- 241001480588 Macrolepiota Species 0.000 claims description 3
- 241000221638 Morchella Species 0.000 claims description 3
- 241000222543 Paxillus Species 0.000 claims description 3
- 241000221987 Russula Species 0.000 claims description 3
- 241000222562 Suillus Species 0.000 claims description 3
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000012634 fragment Substances 0.000 claims description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 3
- 241001480635 Hebeloma Species 0.000 claims description 2
- 240000006394 Sorghum bicolor Species 0.000 claims description 2
- 241000123241 Sparassis Species 0.000 claims description 2
- 239000004021 humic acid Substances 0.000 claims description 2
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 claims description 2
- 239000008213 purified water Substances 0.000 claims description 2
- 241000223655 Cenococcum geophilum Species 0.000 claims 1
- 244000061456 Solanum tuberosum Species 0.000 claims 1
- 235000002595 Solanum tuberosum Nutrition 0.000 claims 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 claims 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 claims 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 abstract description 4
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 abstract description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 241000219793 Trifolium Species 0.000 description 4
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 4
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 description 4
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 4
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000031068 symbiosis, encompassing mutualism through parasitism Effects 0.000 description 4
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 3
- 239000000416 hydrocolloid Substances 0.000 description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 3
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 3
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 3
- 241001123615 Acaulospora Species 0.000 description 2
- 244000045195 Cicer arietinum Species 0.000 description 2
- 235000010523 Cicer arietinum Nutrition 0.000 description 2
- 241001149568 Laccaria Species 0.000 description 2
- 241000908176 Lepista Species 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 description 2
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 description 2
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 2
- 239000003864 humus Substances 0.000 description 2
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 2
- 244000005706 microflora Species 0.000 description 2
- 235000013379 molasses Nutrition 0.000 description 2
- 239000006187 pill Substances 0.000 description 2
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 description 2
- 240000003173 Drymaria cordata Species 0.000 description 1
- 241000588748 Klebsiella Species 0.000 description 1
- 108010020943 Nitrogenase Proteins 0.000 description 1
- 229920002230 Pectic acid Polymers 0.000 description 1
- 240000004713 Pisum sativum Species 0.000 description 1
- 235000010582 Pisum sativum Nutrition 0.000 description 1
- 208000036142 Viral infection Diseases 0.000 description 1
- 241000607479 Yersinia pestis Species 0.000 description 1
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 1
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 1
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 235000010443 alginic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229920000615 alginic acid Polymers 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004173 biogeochemical cycle Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 1
- 229920001525 carrageenan Polymers 0.000 description 1
- 235000010418 carrageenan Nutrition 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- -1 f wt% Substances 0.000 description 1
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 1
- 230000004720 fertilization Effects 0.000 description 1
- 230000002538 fungal effect Effects 0.000 description 1
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 1
- 235000013666 improved nutrition Nutrition 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 description 1
- 239000000618 nitrogen fertilizer Substances 0.000 description 1
- 230000024121 nodulation Effects 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 150000003018 phosphorus compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000035790 physiological processes and functions Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000004162 soil erosion Methods 0.000 description 1
- 238000005063 solubilization Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000003319 supportive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000699 topical effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Cultivation Of Plants (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
Zpusob remediace a rekultivace lokalit s ekologickými zátezemi s pudou kontaminovanou organickými polutanty ropného a koksochemického puvodu se provádí pomocí kultur mikroorganismu utilizujících tyto polutanty se soucasnou nebo následnou rekultivací realizovanou výsadbou stromku ve spojení s aplikací mykorhizních hub a podsevem leguminózními rostlinami inokulovanými zhisoférními bakteriemi fixujícími na korenech techto rostlin atmosférický dusík. Zpusob poskytuje moznost výrazným zpusobem zvysovat ujímavost, vitalitu a rust vysazovaných stromku na ekologicky zatízených lokalitách a tím i urychlovat proces zalesnování exponovaných ploch prispívající ke zlepsení zivotního prostredí.
Description
<
Způsob remediace a rekultivace lokalit s ekologickými zátěžemi s půdou kontaminovanou organickými polutanty ropného a koksochemického původu se provádí pomocí kultur mikroorganismů ubližujících tyto polutanty se současnou nebo následnou rekultivací realizovanou výsadbou stromků ve spojení s aplikací mykorhizních hub a podsevem leguminózními rostlinami inokulovanými zhisofémími bakteriemi fixujícími na kořenech těchto rostlin atmosférický dusík. Způsob poskytuje možnost výrazným způsobem zvyšovat ujímavost, vitalitu a růst vysazovaných stromků na ekologicky zatížených lokalitách a tím i urychlovat proces zalesňování exponovaných ploch přispívající ke zlepšeni životního prostředí.
CO m
CM N
O a 4 i 4 '' * ♦ I 'fV „ ..........
Způsob vytTŽrtfrmkFOOfgaiiiaw a^mykerhizníeh· hub, při- remediaěmeh· a rekultivaěiweh· kontaminovaných ploch pomocí mikroorganismů a mykorhizních hub
Oblast techniky
V důsledku ekonomických změn dochází postupně k nárůstu lesnických rekultivací na plochách s ekologickou zátěží, kde je v důsledku předchozí důlní činnosti a/nebo kontaminace zemin různými polutanty z ekologicky zatěžujících technologií prostředí velice nepříznivé pro uchycení a následný růst výsadbových dřevin. Z těchto důvodů je velice aktuální hledání způsobů ke zlepšení kvality výsypkových zemin (případně lokalit s předmětnou ekologickou zátěží) a způsobů výsadby a pěstování dřevin při zalesňování těchto lokalit včetně jejich ochrany před erozí.
Dosavadní stav techniky
Při lesnických rekultivacích na lokalitách s ekologickou zátěží, především na odvalech a výsypkách po těžbě uhlí nebo jiných surovin, je možno aplikovat překrytí povrchu lokality vrstvou zeminy s dostatkem humusu a půdní mikroflóry. Tento způsob je však ekonomicky značně náročný, proto se alternativně zlepšuje struktura půdy dodáním organické hmoty formou zeleného hnojení.
Další možností je uplatnění mykorhizy inokulaci výsadbového materiálu mykorhizními houbami, které v symbióze s vysazenými stromky napomáhají jejich růstu. Mykorhizní houby mohou pomocí extramatrikálních hyf využívat mnohem větší objem půdy než kořenové vlášení samotných vysazovaných rostlin, v důsledku čehož je příjem vody a minerálních živin u kořenů s mykorhizou signifikantně vyšší než bez mykorhizy. Minerální živiny jsou předávány hostitelské rostlině, od které houba obdrží sacharidy nezbytné pro její další růst a vývoj. Po kolonizaci kořenů mykorhizní houbou je rychle stimulován růst hostitelské rostliny, rozvoj mykorhizy a stimulace růstu nadzemní části rostliny jsou tedy v přímé závislosti.
Na lokalitách s kontaminovanou zeminou v důsledku havárií nebo využívání životní prostředí zatěžujících technologií je nutno provézt i patřičnou dekontaminaci zemin, aby nedocházelo ke kontaminaci podzemních vod. V případě kontaminací organickými látkami ropného nebo koksochemického původu se tyto polutanty mohou odstraňovat bioremediačními postupy založenými na aplikaci vhodných mikroorganismů schopných utilizovat uvedený typ kontaminantů.
? «
Podstata vynálezu
Způsob využití mikroorganismů a mykorhizních hub při remediačních a rekultivačních pracích spočívá v kombinaci různých typů mikroorganismů a mykorhizních hub umožňující jednak vyčištění výsadbové lokality od kontaminujících látek ropného nebo koksochemického původu a ke zlepšení podmínek k uchycení a růstu vysazovaných stromků na zátěžových lokalitách s nedostatkem humusu, půdní mikroflóry a podzemní vody. Navození těchto zlepšených podmínek je docíleno využitím ektomykorhizních nebo endomykorhizních hub v kombinaci s aplikací podsevu leguminózními rostlinami společně s využitím rhizosfemích bakterií umožňujících fixaci atmosférického dusíku. Pro lepší „hospodaření s vodou“ jsou k výsadbovému materiálu přidávány hydrokoloidy mající schopnost zadržet přes 80 % vody a dále humínové látky, perlit nebo jiný porézní materiál, rašelina a drcená borka přispívající i k snazšímu růstu vysazovaných rostlin, mykorhizních hub i aplikovaných bakterií.
Při bioremediačních pracích se způsobem dle vynálezu využívá schopnosti mikroorganismů, s výhodou rodu Acinetobacter a Klebsiella, utilizovat nepolární látky ropného a koksochemického původu. Směsná kultura těchto mikroorganismů se kultivuje 24 až 48 hodin v kultivačních baňkách nebo ve vzdušněném fermentoru při 28 až 38 °C v základním živném médiu obsahujícím jako hlavní složku pepton a hovězí extrakt a poté se nakultivovaná biomasa aplikuje na plochu s kontaminovanou zeminou nebo se ve formě imobilizovaných mikrobiálních buněk v průtočném bioreaktoru využije k čištění kontaminované vody čerpané z vystrojených vrtů na lokalitě se zeminou kontaminovanou organickými látkami ropného nebo koksochemického původu a vyčištěná voda vytékající z průtočného bioreaktoru se nechá vsakovat do nadloží s kontaminovanou zeminou.
Současně nebo následně se na dané lokalitě způsobem dle vynálezu provede výsev leguminózních rostlin (např. pelušky, hrachu, komonice a jetele) a k těmto rostlinám se přidá biomasa rhizosfemích bakterií, např. rodu Agrobacterium nebo Azotobacter, nakultivovaná v baňkách nebo ve vzdušněném fermentoru při 28 až 38 °C v základním živném médiu. Přídavek rhizosfemích bakterií se provádí přímo ve formě kultivačního media s narostlou biomasou mikroorganismů nebo po převedení do suché formy na sprayové sušárně nebo lyofilizací. Výsev leguminózních rostlin na dané lokalitě je možno realizovat po výsadbě dřevin určených k zalesňování nebo s výhodou ještě před touto výsadbou. Provedený podsev těmito rostlinami nejenom zvyšuje ujímatelnost vysazovaných dřevin a následné urychlení jejich růstu, zároveň však výrazným způsobem zabraňuje erozi půdy v dané lokalitě.
Při vlastní výsadbě dřevin určených k zalesňování dané lokality se tyto rostliny inokulují ekto- nebo endomykorhizními houbami buď již v lesní školce, nebo při vlastní výsadbě dřevin na dané lokalitě. Způsobem podle vynálezu se biomasa ektomykorhizních hub (např. rodu Boletus, Paxillus, Suillus, Laccaria,Russula, Cortinarius, Lactarius, Entoloma, Hebeloma, Lepista, Gymnopilus, Crucibulum, Agaricus, Hypholoma, Macrolepiota, Morchella a Sparassis) připravuje kultivací za aerobních podmínek ve sladinovém tekutém médiu nebo v bramborovo-sójovém bujónu při 15 až 25 °C po dobu 14 dnů v temnu. Nakultivovaná biomasa ektomykorhizních hub se použije přímo ve formě kultivačního media s narostlou biomasou, nebo se předem převede do suché formy na sprayové sušárně nebo lyofilizací. V případě endomykorhizních hub se příslušné mycelium hub, např. rodu Globus, Gigaspora, Acaulospora nebo Sclerocystis, pěstuje na hostitelské rostlině, např. na kukuřici, kultivované hydroponicky ve směsi perlitu a písku v hmotnostním poměru 4 ku 1 až 1 ku 3 po přídavku c · spor nebo inokula pěstovaných endomykorhizních hub a vytvořené mycelium ve formě substrátu s fragmenty kořenů hostitelské rostliny s hyfami a sporami endomykorhizních hub se použije jako přídavek k výsadbovému materiálu. Ektomykorhizní houby se zpravidla přidávají k výsadbovému materiálu na bázi jehličnanů, zatímco endomykorhizní houby nalézají uplatnění při výsadbě a růstu listnatých stromků a jiných rostlin.
Nakultivované mykorhizní houby se způsobem dle vynálezu přidávají k osivu nebo k výsadbovému materiálu ve školkách s výhodou společně s rašelinou a/nebo drcenou borkou a/nebo anorganickým porézním aditivem jako je perlit a/nebo hydrokoloidem na bázi synthetického hydrogelu nebo přírodních polysacharidů a/nebo humínových látek nebo se přidávají k vysazovaným stromkům ve formě fixačního gelu na bázi synthetického hydrogelu nebo přírodních polysacharidů s výhodou obsahujícího rašelinu a/nebo drcenou borku a/nebo anorganické porézní aditivum jako je perlit a/nebo humínové látky a/nebo aminokyseliny a/nebo oligopeptidy a/nebo bílkoviny a/nebo hořečnatá nebo vápenatá hnojivá. Aplikace biomasy mykorhizních hub společně s fixačním gelem obsahujícím uvedené komponenty je výhodná nejenom z důvodu podpory ujímání vysazovaných rostlin a jejich následného růstu v důsledku probíhající symbiosy s mykorhizními houbami, ale přítomnost hydrogelu fixujícího až 80 % vody zajišťuje pro pěstované stromky potřebné množství vody.
Použití hydrogelu je velice jednoduché. Svazek výsadbového materiálu nebo jednotlivé rostliny se před výsadbou ponoří do předmětného gelu, který velmi snadno ulpívá na kořenech vysazovaných rostlin, které se poté přímo vysazují. Obalení kořenů fixačním gelem zabraňuje vysychání rostlin, což výrazně napomáhá udržování kvalitního výsadbového materiálu po vytěžení ve školkách během dopravy, případně i skladování před vlastní výsadbou.
Při probíhající symbiose dochází k vzájemnému ovlivňování výměny živin mezi mykorhizní houbou a hostitelskou rostlinou, přičemž tyto fyziologické procesy se projevují především v koloběhu živin v ekosystémech. Mykorhizace rostlin může omezovat i výskyt některých chorob a škůdců napadajících kořeny vysazovaných rostlin, mykorhizované rostliny jsou rovněž odolné proti některým virózám pravděpodobně v důsledku nepřímého vlivu zlepšené výživy mykorhizovaných rostlin.
Dalšího zvýšení efektivnosti prací při zalesňování lokalit s ekologickou zátěží, zvláště tam, kde je velké nebezpečí eroze, je možno dosáhnout podsevem leguminózními rostlinami v kombinaci se specifickými nitrogenními bakteriemi (rhizobii), které jsou jedním z partnerů symbiózy leguminóz. Pěstování jetelů, komonice nebo pelušky jako podpůrných rostlin lesní výsadby s přídavkem biomasy nitrogenních mikroorganismů, např. rodu Agrobacterium nebo Azotobacter, na lokalitách s ekologickou zátěží umožňuje fixaci atmosférického dusíku, čímž přispívá k obohacování živinami potřebnými pro růst nejenom leguminózních rostlin. Tímto způsobem je možno snižovat dávky minerálních hnojiv, které se při rekultivacích používají. Při využití leguminózních rostlin inokulovaných rhizobii se ušetří jak náklady na hnojení dusíkatými hnojivý, tak i náklady na hnojení hnojivý fosforečnými. Používané kmeny rhizobii mají totiž schopnost nejenom fixovat atmosférický dusík, ale pomocí své P-solubilizační aktivity uvolňují fosfor z těžko rozpustných fosforečných sloučenin a tím ho činí pro rostliny dostupný a využitelný. Fosfor zastává důležitou roli také při biologické fixaci atmosférického dusíku, neboť je nezbytný k nodulaci (tvorbě hlízek) i k procesu samotné fixace dusíku. Při dostatku dostupného fosforu se zvyšuje počet i hmotnost hlízek, a také celková nitrogenázová aktivita.
Způsob využití mikroorganismů a mykorhizních hub při remediačních a rekultivačních pracích podle vynálezu poskytuje možnost výrazným způsobem zvyšovat ujímavost, vitalitu a růst vysazovaných stromků (při současném snížení ztrát výsadbového materiálu) na ekologicky zatížených lokalitách (jako jsou odvály a výsypky po důlní činnosti, imisní holiny a lokality po provozu ekologicky zatěžujících technologií) a tím i urychlovat proces zalesňování exponovaných ploch přispívající k zlepšení životního prostředí.
Vynález je dokumentován příklady použití, aniž by se jimi omezoval.
Příklady provedení
Příklad 1
Ve vzdušněném fermentoru se nakultivuje směsná kultura mikroorganismů utilizujících organické polutanty ropného nebo koksochemického původu, např. rodu Acinetobacter a Klebsiela, v základním živném médiu obsahujícím jako hlavní složku pepton a hovězí extrakt při 28 až 38 °C po dobu 24 až 48 hodin. Nakultivovaná biomasa se poté aplikuje postřikem ve formě suspenze na plochu s provzdušněnou zeminou kontaminovanou organickými polutanty ropného nebo koksochemického původu. Po snížení obsahu příslušných kontaminantů pod stanovenou mez se plocha oseje leguminózními rostlinami za přídavku specifických nitrogenních bakterií (rhizobií) předem nakultivovaných ve vzdušněném fermentoru při 28 až 38 °C v základním živném médiu. Před výsevem se semena leguminóz, např. jetele, komonice nebo pelušky, obalí kultivačním mediem s vytvořenou biomasou za přídavku melasy nebo gelu vytvořeného z přírodních polysacharidů.
Při následném zalesňování dané lokality se k výsadbě použijí stromky, které byly již ve školce inokulované vhodnými mykorhizními houbami. V případě ektomykorhizních hub se tyto kultivují ve sladinovém tekutém médiu nebo v bramborovo-sójovém bujónu při 15 až 25 °C po dobu 14 dnů. Nakultivovaná biomasa ektomykorhizních hub (např. rodu Boletus, Paxillus, Suillus, Laccaria,Russula, Cortinarius, Lactarius, Entoloma, Hebelomci, Lepista, Gymnopilus, Crucibulum, Agaricus, Hypholoma, Macrolepiota, Morchella a Sparcissis) se přidá ve formě suspenze kultivačního média k semenům nebo malým výpěstkům sazenic, případně se předem převede do suché formy na sprayové sušárně nebo lyofilizací a následně se použije k inokulaci.
V případě endomykorhizních hub, např. rodu Globus, Gigaspora, Acaulospora nebo Sclerocystis, se mycelium příslušné houby pěstuje na hostitelské rostlině, např. na kukuřici, kultivované hydroponicky ve směsi perlitu a písku v hmotnostním poměru 4 ku 1 až 1 ku 3 po přídavku spor nebo inokula pěstovaných endomykorhizních hub. Vytvořené mycelium ve formě substrátu s fragmenty kořenů hostitelské rostliny s hyfami a sporami endomykorhizních hub se použije jako přídavek k výsadbovému materiálu.
Příklad 2
V kultivačních baňkách se kultivuje směsná kultura mikroorganismů utilizujících organické polutanty ropného nebo koksochemického původu v základním živném médiu obsahujícím jako hlavní složku pepton a hovězí extrakt při 28 až 38 °C po dobu 24 až 48 hodin. Nakultivovaná biomasa se ve formě imobilizo váných mikrobiálních buněk využije v průtočném bioreaktoru k čištění kontaminované vody čerpané z vystrojených vrtů na lokalitě se zeminou kontaminovanou organickými látkami ropného nebo koksochemického původu a vyčištěná voda vytékající z průtočného bioreaktoru se nechá vsakovat do nadloží s kontaminovanou zeminou. Lokalita s kontaminovanou zeminou čištěnou uvedeným způsobem se oseje leguminózními rostlinami za přídavku rhizosférních bakterií nakultivovaných v kultivačních baňkách za podmínek uvedených v příkladu 1, následně usušených na sprayové sušárně a poté přidaných do fixačního gelu vytvořeného z přírodních polysacharidů na bázi pektátů, alginátů nebo karagenanů.
K zalesňování se používá výsadbový materiál inokulovaný s výhodou již v lesní školce ektomykorhizními nebo endomykorhizními houbami (v závislosti na druhu vysazovaných stromků).
Příklad 3
Směs vytvořená z 5 hmotn. % napěstovaného mycelia ektomykorhizních hub, 25 hmotn. % rašeliny, 20 hmotn. % drcené borky,15 hmotn. porézního anorganického substrátu, 10 .hmotn. %1 humínových látek, 10 j hmotn? oligo- nebo polysacharidů, 5 i hmotn. %) aminokyselin nebo oligopeptidů, 5., hmotn. %i bílkovin, 5 ihmotn. \%) hořečnatých nebo vápenatých hnojiv se přidá do kultivačního substrátu při výsevu semen 1 až 5 cm pod semena nebo do jamky při přesazování rostlin způsobem zabezpečujícím kontakt s kořeny rostlin.
Příklad 4
Směs vytvořená z 85| hmotn.'%/napěstovaného mycelia endomykorhizních hub, 5,hiriptri.\%J rašeliny, 3(· hmotn.’, drcené borky, 2.hmotn. % porézního anorganického substrátu, 2' fimotn. % humínových látek, 1/hmotn? %.;oligo- nebo polysacharidů, 0,5fhmotň.%j aminokyselin nebo oligopeptidů, lj hmotn.* %i bílkovin, 0,5, hmotn. % hořečnatých nebo vápenatých hnojiv se přidá do kultivačního substrátu při výsevu semen 1 až 5 cm pod semena nebo do jamky při přesazování rostlin způsobem zabezpečujícím kontakt s kořeny rostlin.
Příklad 5
Lokalita určená k zalesňování (odvály nebo výsypky po důlní činnosti, emisní holiny apod.) se oseje semeny pelušky obalenými kultivačním mediem s narostlou biomasou rhizosférních bakterií nakultivovaných dle příkladu 1 za přídavku melasy. Narostlá biomasa se použije k zelenému hnojení a následný rok se na dané lokalitě vyseje jetel ošetřený shodným způsobem jako peluška. Na takto připravené lokalitě se provádí výsadba sazenic stromků inokulovaných mykorhizními houbami (připravenými dle příkladu 1) v lesní školce nebo běžnými sazenicemi stromků, jejichž kořeny se namočí do suspenze obsahující 60,hmotn'. \°/o> napěstovaného mycelia endomykorhizních hub, 5; hmotn. %, drcené borky, 1 í hmotn? *<%> solí humínových kyselin, f hmotn.j%;polysacharidů, 0,5iKmotn. ,%·bílkovin, 0,1.hmotn?%>hořečnatých nebo vápenatých hnojiv a 32,4 hmotn.'%/vody. Sazenice stromků s kořeny obalenými vytvořeným fixačním gelem se přímo použijí k výsadbě, nebo se zabalí do substrátu a obalí ochranným obalem pro přepravu a poté se sázejí.
i t * <1 n τ ř
Příklad 6
Lokalita určená k zalesňování se oseje semeny leguminozních rostlin obalenými kultivačním mediem s narostlou biomasou rhizosferních bakterií nakultivovaných dle příkladu 1 za přídavku hydrokoloidů z přírodních polysacharidů. Na takto připravené lokalitě se provádí výsadba sazenic stromků inokulovaných mykorhizními houbami (připravenými dle příkladu
1) v lesní školce nebo běžnými sazenicemi stromků, jejichž kořeny se namočí do suspenze obsahující 5 hmotn..·0/; napěstováného mycelia ektomykorhizních hub, 20jhmotn. %/rašeliny, 20/ hmotn/'%) humínových látek, 20 (hmotn. %. oligo- nebo polysacharidů, 5 shmotn. %) bílkovin, 5 ,hmotnJ.%/hořečnatých nebo vápenatých hnojiv a 25i hmotn.'. %>.vody. Sazenice stromků s kořeny obalenými vytvořeným fixačním gelem se přímo použijí k výsadbě, nebo se zabalí do substrátu a obalí ochranným obalem pro přepravu a poté se sázejí.
Průmyslová využitelnost
Způsob využití mikroorganismů a mykorhizních hub při remediačních a rekultivačních pracích je určen pro oblast zemědělství a lesnictví především na lokalitách s ekologickými zátěžemi s půdou kontaminovanou organickými polutanty ropného a koksochemického původu a na lokalitách po důlní činnosti (na odvalech a výsypkách charakteristických nedostatkem živin, humusu a podzemní vody) s příznivým dopadem na životní prostředí. Jeho využití slouží k dekontaminaci lokalit a k urychlenému zakořeňování vysazovaných rostlin a podpoře jejich růstu a vývoje především při zalesňování uvedených lokalit.
Patentové nároky
Claims (9)
1. Způsob remediace a rekultivace ploch kontaminovaných organickými polutanty ropného nebo koksochemického původu nebo ploch po důlní činnosti v povrchových dolech nebo na odvalech po hlubinné těžbě nebo na holinách vytvořených v důsledku emisí či jiných ekologických zátěží vyznačující se tím, že se remediace provádí pomocí kultury mikroorganismu nebo směsné kultury mikroorganismů utilizujících organické polutanty ropného nebo koksochemického původu a současná nebo následná rekultivace se provádí výsadbou stromků ve spojení s aplikací mykorhizních hub v kombinaci s podsevem leguminózními rostlinami inokulovanými zhizosférními bakteriemi fixujícími na kořenech těchto rostlin atmosférický dusík.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se biomasa mikroorganismů utilizujících organické polutanty ropného nebo koksochemického původu, s výhodou rodu Acinetobacter a/nebo Klebsiela kultivuje 24 až 48 hodin v kultivačních baňkách nebo ve vzdušněném fermentoru při 28 až 38 °C v základním živném médiu obsahujícím jako hlavní složku pepton a hovězí extrakt a poté se nakultivovaná biomasa aplikuje na plochu s kontaminovanou zeminou nebo se ve formě imobilizovaných mikrobiálních buněk v průtočném bioreaktoru využije k čištění kontaminované vody čerpané z vystrojených vrtů na lokalitě se zeminou kontaminovanou organickými látkami ropného nebo koksochemického původu a vyčištěná voda vytékající z průtočného bioreaktoru se nechá vsakovat do nadloží s kontaminovanou zeminou.
3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že mykorhizními houbami jsou ektomykorhizní houby, s výhodou rodu Boletus a/nebo Paxillus a/nebo Suillus a/nebo Laccarici a/nebo Russula a/nebo Cortinarius a/nebo Lactarius a/nebo Entoloma a/nebo Hebeloma a/nebo Legista a/nebo Gymnopilus a/nebo Crucibulum a/nebo Agaricus a/nebo Hypholoma a/nebo Macrolepiota a/nebo Morchella a/nebo Sparassis, kultivované ve sladinovém tekutém médiu nebo v bramborovo sójovém bujónu při 15 až 25 °C a nakultivovaná biomasa ektomykorhizních hub se použije jako přídavek k výsadbovému materiálu nebo se předem převede do suché formy na sprayové sušárně nebo lyofilizací a následně se přidá k výsadbovému materiálu.
4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že mykorhizními houbami jsou endomykorhizní houby, s výhodou rodu Globus a/nebo Gigaspora a/nebo Acciulospora a/nebo Sclerocystis, pěstované na hostitelské rostlině, např. na kukuřici, kultivované hydroponicky ve směsi perlitu a písku v hmotnostním poměru 4 ku 1 až 1 ku 3 po přídavku spor nebo inokula pěstovaných endomykorhizních hub a vytvořené mycelium ve formě substrátu s fragmenty kořenů hostitelské rostliny s hyfami a sporami endomykorhizních hub se použije jako přídavek k výsadbovému materiálu.
5. Způsob podle nároku 1 vyznačující se tím, že se buňky rhizosferní bakterie rodu Agrobacterium a/nebo Azotobacter, kultivují v baňkách nebo ve vzdušněném fermentoru při 28 až 38 °C v základním živném médiu a poté se nakultivovaná biomasa přímo použije jako přídavek k podsevu leguminózních rostlin nebo se převede do suché formy na sprayové sušárně nebo lyofilizací a následně se přidá k podsevu leguminózních rostlin.
5 > i
6. Způsob podle nároku 1, 3^5 vyznačující se tím, že se směs vytvořená z 5 až 90 hmotn. % napěstovaného mycelia ektomykorhizních nebo endomykorhizních hub a/nebo 5 až 25í hmotný ' , ‘ rašeliny a/nebo 3 až 20 hmotn., % drcené borky a/nebo 2 až 15 hmotn.. %í porézního anorganického substrátu a/nebd 2 až 20 hmotn. % humínových látek a/nebo í až 30 hmotn. % oligo- nebo polysacharidů a/nebo 1 až 5 hmotn.; % aminokyselin a/nebo oligopeptidů a/nebo 0,5 až 10 hmotn. % bílkovin a/nebo 0,1 až 5* hmotn., % hořečnatých a/nebo vápenatých hnojiv přidá do kultivačního substrátu při výsevu semen 1 až 5 cm pod semena nebo do jamky při přesazování rostlin způsobem zabezpečujícím kontakt s kořeny rostlin.
7. Způsob podle nároku 1, 3-5 vyznačující se tím, že se směs vytvořená z 5 až 60' hmotn.., °/d .. napěstovaného mycelia ektomykorhizních nebo endomykorhizních hub a/nebo 1 až 40 hmotm ' °/tf humínových látek a/nebo 1 až 20í hmotn. % oligo- nebo polysacharidů a/nebo 0,5 až 5— hmotn, % aminokyselin a/nebo oligopeptidů a/nebo 0,5 až 5 hmotn,; % bílkovin a/nebo 0,1 až
5 hmotn,. % hořečnatých a/nebo vápenatých hnojiv a/nebo 10 až 80 hmotn. % vody přidá ve formě suspenze do kultivačního substrátu při výsevu semen nebo se přímo aplikuje do zeminy ke kořenům pěstovaných rostlin.
'7
8. Způsob podle nároku 1, 3-5 vyznačující se tím, že se kořeny sazenic rostlin určených k výsadbě namočí v suspenzi obsahující 10 až 80 hmotn. % napěstovaného mycelia ektomykorhizních nebo endomykorhizních hub a/nebo 5 až 25 hmotn. % rašeliny a/nebo 3 až 20 hmotn. % drcené borky a/nebo 2 až 15 hmotn. % porézního anorganického substrátu a/nebo 2 až’ 60 hmotn. %t humínových látek a/nebo 1 až 30f hmotn., %i oligo- nebo polysacharidů a/nebo 0,5 až 5 hmotn. % aminokyselin a/nebo oligopeptidů a/nebo 0,5 až l(f hmotn.;% bílkovin a/nebo 0,1 až 5‘ hmotn..% hořečnatých a/nebo vápenatých hnojiv a/nebo 2 až 40'hmotn.,%; vody a sazenice s kořeny obalenými vytvořeným fixačním gelem se přímo použijí k výsadbě nebo se zabalí do substrátu a obalí ochranným obalem a poté se sázejí i s tímto ochranným a přepravním obalem.
9. Způsob podle nároku 1, 3-8 vyznačující se tím, že se na rekultivační ploše provede podsev leguminózními rostlinami s přídavkem biomasy s kultivačním médiem rhizosfemích bakterií za přídavku fixačního gelu na bázi bílkovin nebo polysacharidů.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20120156A CZ2012156A3 (cs) | 2012-03-06 | 2012-03-06 | Zpusob remediace a rekultivace kontaminovaných ploch pomocí mikroorganismu a mykorhizních hub |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20120156A CZ2012156A3 (cs) | 2012-03-06 | 2012-03-06 | Zpusob remediace a rekultivace kontaminovaných ploch pomocí mikroorganismu a mykorhizních hub |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ304147B6 CZ304147B6 (cs) | 2013-11-20 |
| CZ2012156A3 true CZ2012156A3 (cs) | 2013-11-20 |
Family
ID=49578605
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20120156A CZ2012156A3 (cs) | 2012-03-06 | 2012-03-06 | Zpusob remediace a rekultivace kontaminovaných ploch pomocí mikroorganismu a mykorhizních hub |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2012156A3 (cs) |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ283310B6 (cs) * | 1991-01-31 | 1998-02-18 | Vysoká Škola Chemicko-Technologická | Způsob bioasanace ropného znečištění půd pomocí selektovaných mikroorganismů |
| CZ220694A3 (cs) * | 1994-09-12 | 1996-07-17 | Ester | Způsob využití endomykorrhizy pří výsevu, výsadbě a pěstování rostlin |
| CZ283226B6 (cs) * | 1996-05-10 | 1998-02-18 | Všcht | Způsob remediace zemin a vod |
| CN100400188C (zh) * | 2005-03-16 | 2008-07-09 | 中国科学院南京土壤研究所 | 降低污染土壤中多氯联苯和多环芳烃的双接种生物学方法 |
| CN101722181A (zh) * | 2009-11-24 | 2010-06-09 | 南京农业大学 | 一种丛枝菌根修复多环芳烃污染土壤的方法 |
| KR101018026B1 (ko) * | 2010-07-16 | 2011-03-02 | (주)동명엔터프라이즈 | 유류오염 토양의 복원용 미생물제제, 그 제조방법 및 유류오염 토양의 생물학적 복원방법 |
-
2012
- 2012-03-06 CZ CZ20120156A patent/CZ2012156A3/cs not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ304147B6 (cs) | 2013-11-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20220281780A1 (en) | Seeding formulation for woody plants and pre-treatment of land surfaces | |
| CN101947545B (zh) | 一种生物修复有机磷农药污染土壤的方法 | |
| Kaushik | Developments in cyanobacterial biofertilizer | |
| Asif et al. | Application of different strains of biofertilizers for raising quality forest nursery | |
| Saif et al. | Biofertilizer formulations | |
| Medina et al. | The effectiveness of arbuscular-mycorrhizal fungi and Aspergillus niger or Phanerochaete chrysosporium treated organic amendments from olive residues upon plant growth in a semi-arid degraded soil | |
| CN105062935A (zh) | 一种根瘤菌及其应用 | |
| Mendes Filho et al. | Evaluating the potential of forest species under “microbial management” for the restoration of degraded mining areas | |
| Meena et al. | Influence of plant growth-promoting rhizobacteria inoculation on nutrient availability, soil microbial properties and defence enzymes in rice (Oryza sativa) crop | |
| US11674118B2 (en) | PGPR compositions and methods for improved cultivation of tomato and potato species | |
| Rekha et al. | Effect of microbial consortium and organic manure on growth and nutrients uptake in pearl millet (Pennisetum glaucum L.) | |
| RU2426291C1 (ru) | Способ биологической рекультивации загрязненных земель карт шламонакопителей отходов химической промышленности | |
| CZ305666B6 (cs) | Způsob výroby přípravku na bázi biouhlu pro podporu růstu rostlin | |
| CZ34889U1 (cs) | Hnojivo ve formě mikrogranulí | |
| Gharib et al. | Influence of Rhizobium inoculation combined with Azotobacter chrococcum and Bacillus megaterium var phosphaticum on growth, nodulation, yield and quality of two snap been (Phaseolus vulgaris l.) cultivars | |
| Raghuwanshi et al. | Performance of vesicular-arbuscular mycorrhizae in saline-alkali soil in relation to various amendments | |
| Al-Haddad et al. | Effect of different bio fertilizers and soil media on growth and chemical composition of Eucalyptus camaldulensis in North Africa | |
| CZ2012156A3 (cs) | Zpusob remediace a rekultivace kontaminovaných ploch pomocí mikroorganismu a mykorhizních hub | |
| Rao et al. | Effect of rhizobial inoculation on Albizia lebbeck and its rhizosphere activity in mine spoils | |
| Arriagada et al. | Effect of arbuscular mycorrhizal fungal inoculation on Eucalyptus globulus seedlings and some soil enzyme activities under application of sewage sludge amendment | |
| Kumari et al. | Impact assessment of fertilizers and AM fungi on biomass production of Jatropha curcas under alkali soil conditions | |
| Mahmood | Influence of seeds inoculation with PGPR, gibberellic acid and seaweed extract on seeds germination and seedling growth of Acacia farnesiana L | |
| Rugheim et al. | Effects of Rhizobium and Bacillus Megatherium var. Phosphaticum strains and chemical fertilizers on symbiotic properties and yield of faba bean (Vicia Faba L.) | |
| Vala et al. | Biofertilizers: An Approach towards Saving Fertilizers | |
| Amini et al. | Effects of interaction between ectomycorrhizal fungal and mycorrhiza helper bacteria on Picea abies seedlings growth |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20160306 |