[发明专利]一种利用混合藻类构建人工藻结皮的方法

说明书

发明领域

本发明涉及利用生物材料构建人工生物结皮的生物技术领域，具体的说，本发明涉及利用混合藻种来快速构建藻结皮的技术领域。

背景技术

近年来我国是世界上沙漠化最严重的国家之一，沙漠化土地总面积已达373万平方公里，年扩展率为2460平方公里，荒漠化越来越严重，每年因沙漠化造成的直接经济损失高达540亿元。针对这严重的现状，寻求有效的途径防止土地资源沙化已是当务之急。

传统的防风固沙措施如植树造林、草方格沙障和粘土沙障表面上看是有效的，但不能从根本上解决沙化和沙漠化土地的治理问题。主要是因为高等植物生长缓慢，生长周期长，难以在短时间内起到防风固沙的作用。另外，每棵高等植物因其巨大的抽水作用使本已贫乏的地下水更加贫乏。

生物结皮作为干旱荒漠地区特殊环境的产物，是由微生物、藻类、真菌、地衣、苔藓与土壤颗粒形成的有机复合体。生物结皮在其发育过程中，积极参与土壤的形成，对于增加土壤养分和盐分，提高抗侵蚀性能、促进种子植物的植入发挥着重要的生态与地学效应。生物结皮在荒漠生态系统中所具有的重要生态功能引起了生态学家的普遍重视。生物结皮的相关研究成果又为荒漠化防治提供了低成本、高效益的新途径。实现人工生物结皮的快速繁殖对沙漠治理和生态环境改善具有重要的科学意义和现实意义。

藻结皮是生物结皮的早期阶段，也是沙漠固定的首要标志。而在人工藻结皮的恢复中，国内藻类学家多是先将藻种纯化分离，经规模化培养，再将若干个优势藻种混合后接种构建藻结皮(胡春香等，荒漠藻对流沙的固定方法，2004)，此方法在野外也取得较好的固沙效果，但是在藻种分离、培养过程周期较长，投入较大等不足。

发明内容

针对国内外本领域中普遍存在土壤藻类分离步骤复杂，培养过程容易污染，且耗费大量的人力物力的现状。本发明的目的在于提供了一种利用生物结皮中藻类进行混合培养，然后返接裸沙中形成生物结皮的方法，成功地避开了藻类的纯化分离问题，在人工藻结皮的构建中效果良好，在荒漠恢复中发挥重要作用。

本发明具体提供了一种利用混合藻类构建人工藻结皮的方法，其具体构建方法步骤如下：

(1)在沙漠选择充分发育的藻结皮，采集，风干后研磨，然后将土样收集；土样中所含藻类以具鞘微鞘藻、鞘丝藻、席藻、颤藻、念珠藻、单歧藻、伪枝藻丝状蓝藻为主体，其中具鞘微鞘藻是优势物种，还有以土生绿球藻、小球藻、色球藻等球形藻类常见物种。

(2)在培养盘中接入配制好的BG₁₁液体培养基，将裸沙过0.2mm筛后按照每升培养基加入100g裸沙加入培养基中，加入裸沙将培养盘底铺满，置于培养架上；然后将上述步骤(1)的研磨结皮土样加入液体培养基进行培养，接种量是50g干土/升培养基，培养温度是室温，光照强度80μE·m^-2·s^-1，3周后将藻种和所固着的沙粒一并收集；经镜检，其培养的混合藻类中，优势物种是以微鞘藻、鞘丝藻、席藻为主的丝状藻占总生物量的80％；除此以外，还有颤藻、土生绿球藻、小球藻、衣藻、舟形藻和菱板藻等属的一些物种占总生物量的20％。

(3)将收集的藻种自然风干后，利用手动石磨低速研磨成藻粉，手动石磨可以保证低速研磨，有效地保护藻细胞的完整性。藻粉装入封口塑料袋，置于冰箱内-20℃保存。

(4)在土壤温度为20℃时即可接种，利用上述步骤(3)培养后收集的混合藻种在裸沙上接种，接种量是80g·m^-2，在前15天内每天施加水分，施水量是3L·m^-2，一个月内可初步形成藻结皮，3个月内形成稳定的藻结皮。