[发明专利]一种微鞘藻的驯化方法及其应用

说明书

技术领域

本发明公开了一种利用固氮蓝藻改良盐碱地、增加土壤肥力的方法，特别涉及一种利用微鞘藻处理盐碱地的方法。

背景技术

盐碱地在世界各地分布很广，遍及六大洲的30多个国家。主要分布在印度、巴基斯坦、俄罗斯、南非等国家，总面积约9.56亿公顷。其中印度和巴基斯坦两国有809万公顷，俄罗斯750万公顷。美国西部的盐碱地面积占灌溉区面积的一半左右，每年因盐碱产量降低25％以上。土地盐碱化是构成土地荒漠化的重要组成部分，严重威胁着当地农牧业生产，民族经济的繁荣与发展以及生态环境的改善一系列重大问题的解决。长期以来，国内外科学家对盐碱地的改良进行了多方面的探索与研究。在20世纪初对盐碱地的地理分布、形成原因、演变过程及发生学特性进行了多方面研究。30年代建立了以水利工程、土壤改良为中心的灌溉、水质、防渗及排灌防盐工程系统(挖渠、明沟、暗管、打井提水等)。近40年来，前苏联、美国一些经济较发达的国家用物理、化学及农业措施改良盐碱地，如施用工业副产品(矿渣、石膏)作土壤改良剂，并配清水冲洗盐碱，以改善土壤理化性质。但这些措施需要较大的物力，财力及大量淡水，也难以广泛应用。在上世纪50年代前苏联就筛选出一些耐盐碱植物，如碱冰草、多花黑麦草、茅草、河粒伯苜蓿等。美国曾选出滨藤、密叶滨藤等耐盐植物，目前仍处于研究阶段，尚未应用于生产。我国有各类富含盐碱土地面积约有3460万平方公里，主要分布在松嫩平原、黄淮海地区、西北地区的新疆、甘肃、宁夏、青海、华北的内蒙古、山西、河北和东北三省，全国有17个省(区)有面积不等的盐碱地，迄今为止还有80％左右盐渍土尚未得到开发利用。盐碱地土壤结构黏滞，通气性差，土壤中好气性微生物活动性差。盐碱地按盐度分为以下三种：轻度盐化土，土壤含盐量0.1-0.2％；中度盐化土，土壤含盐量0.2-0.4％；重度盐化土，土壤含盐量0.4-0.6％；(我国大多数以30厘米土壤耕层来计算含盐量。)现有的治理盐碱地的主要方法中，物理方法采用的水洗排盐容易造成土壤营养成分的缺失，且需要较大的物力和财力，而化学方法采用的施肥或者平衡酸碱容易造成土壤板结和过高的治理费用。物理和化学的方法虽然可以暂时性的改变土壤的盐碱度，但并不能从本质上改变原来盐碱地的土壤肥力。

利用生物改良，特别是微鞘藻技术改良盐碱地，能够增加疏松土质，增加土壤通透性，增加土壤肥力，从而彻底解决盐碱化土壤修复问题。

发明内容

本发明目的之一是提供一种养殖微鞘藻的培养基；

本发明的目的之二是提供一种微鞘藻的驯化方法及其应用，即用驯化后的微鞘藻处理盐碱地的方法。

众所周知，空气中含有约80％的氮气，但植物、动物、人类和大多数微生物都不能直接利用这种气态氮作为氮素营养，自然界中只有极少一部分微生物可以将氮气逐步还原为氨而作为氮源，而由生物固氮作用固定的氮素量要远比由工业固定的氮素量高。世界上的蓝藻约有2000种，其中固氮蓝藻是唯一可在有氧条件下利用光合作用固定空气中二氧化碳和游离氮的生物。在固氮蓝藻中，微鞘藻(Microcoleus vaginatusSchk.)是荒漠藻类中的丝状种类，微鞘藻植物体为丝体单条，匍匐或形成暗绿色的卷曲植物体，通常彼此黏合，藻丝体往往成束存在，外面有共同胶鞘包裹，细胞平均含氮量为9.7％(w/w)，微鞘藻具有繁殖快、光合效率高、逆境适应能力强的特点，但多数藻类遇到强盐碱度时会抑制生长甚至死亡。而本发明将微鞘藻在特定环境中驯化后，使其在盐碱地中仍能高速生长繁殖，并大量吸收空气中的氮及水中的氮、磷固定在藻体里，最终留在盐碱地中。由于微鞘藻最适合的生长水温为22～28℃，温度低于15℃或高于40℃都对生长不利，pH值为7～9，适宜光照强度为20000～30000勒克斯，较适合处理我国沿海地区温度较低(地区)的重度盐碱地。

本发明方法是通过配制培养基，以生长周期短，积累的生物量高，培养条件宽泛的微鞘藻为优选藻种，对其进行耐盐度驯化、降低氮磷含量驯化以及适应待处理水质等驯化，经过逐级放大培养后，将藻种引入盐碱地中，微鞘藻利用光合作用大量繁殖，并可吸收、固定大气及水源中的氮元素，吸收水源中的磷元素，经过一段时间的养殖以后，将微鞘藻养殖水排掉，螺微鞘藻逐渐沉积在土壤中，微鞘藻里含有丰富的氮磷等营养元素，腐烂的微鞘藻降解之后，可大大提高盐碱地中的氮磷含量，渗透的水分可将土壤中的盐碱带走，经过反复多次的微鞘藻改良处理，可使土壤肥力逐渐得到增强，并可从根本上解决土壤盐碱化的问题，最终达到改善生态环境的目的。