[发明专利]快速构建藻结皮的方法

说明书

本发明公开了一种快速构建藻结皮的方法，该方法将丝状的具鞘微鞘藻置于液体培养基中，通气培养，得到具鞘微鞘藻培养物，然后将具鞘微鞘藻培养物打碎，得到均匀的藻浆；将藻浆、液体培养基和粘土颗粒混合均匀，制成均匀的生物泥浆；将生物泥浆均匀接种在沙丘上并在沙丘表面形成泥浆层，并进行养护，即构建得到藻结皮。本发明基于粘土的吸水性、保肥性、可塑性和具鞘微鞘藻的耐旱性、捆绑胶结能力，将物理结皮和生物结皮有机的结合起来，在一周内构建出稳定的藻结皮，该方法易行，操作简便，为人工藻结皮的荒漠化修复提供有效方法。

技术领域

本发明涉及荒漠藻类综合治理荒漠化领域，具体涉及一种快速构建藻结皮的方法。

背景技术

土地荒漠化的问题已成为人类面临的严重威胁，也是给人类发起的重大挑战。全球总干旱土地面积占据了三分之一以上的总陆地面积，是一些国家土地资源匮乏的罪魁祸首。目前，我国荒漠化土地面积约261万平方公里，占总土地面积的27.2％。风沙四起、大风肆虐，再加上营养贫瘠、严重干旱缺水、温差大的恶劣条件，沙漠几乎寸草不生，很难形成完整的生态系统。我国对于荒漠化土地的治理主要通过调配水源，加强林草建设，但这种方法需要大量的经济支撑。然而，通过建立荒漠结皮是一种经济、高效、环保的方法。

近年来，利用生物结皮解决荒漠问题成为热门。生物结皮是由藻类、地衣、苔藓、菌类等聚集缠绕，从而固结在一起的一层表土。在裸沙表面，首先由荒漠微藻定殖，然后逐渐向地衣结皮和苔藓结皮演替，最终形成单一结皮或三种结皮的排列组合。由于荒漠地区有约70％是流动沙丘，所以利用优势藻发育会延伸出藻丝捆绑沙粒，同时分泌胞外多糖胶结沙粒，形成一张生物网的生长特性，对流沙的治理具有颇高的成效。待藻结皮发育到一定程度，进化成更成熟的结皮，其中的光合自养生物能够固定大气中的碳、氮，向土壤输送营养，为其他生物创造了有利的生境和营养条件。

粘土矿物是土壤中的主要矿物，大多是一些含铝、镁等的含水硅酸盐矿物。粘土矿物颗粒极细，大都处于微米级。一些粘土矿物如蒙脱土、高岭土，吸水膨胀，再次失水则形成团块，其颗粒之间的孔隙水不易挥发。粘土具有的较高阳离子交换量，保水保肥效果好，酸碱缓冲能力强。

现今已有大量的扫描电子显微镜照片显示出藻丝能穿透、吸附粘土颗粒，所以粘土团块中的缝隙水能为藻所用。粘土贮存的肥力能为藻生长提供必要的营养离子。据报道，荒漠地区成熟的地衣或藓结皮中，粘土占比超过15％，可见粘土是形成荒漠生物结皮的必要驱动因子。基于粘土对藻生长的优势，通过喷施混合的藻-粘土泥浆到流沙表面，快速形成稳定的物理结皮，随着藻类的生长，发展为藻-粘土共同固定沙丘的形式，达到稳定沙丘的效果。经检索，关于构建荒漠地区人工结皮的技术主要包括：

1)直接喷施大量优势藻，养护过程控制含水率约20％；

2)喷施优势藻后覆盖防沙网，待发育至土表稳定后撤网，同样要保持较高含水率等。

这些方法颇有成效，但仍然存在耗时长、成本高等问题，在荒漠地区不具有普适性。而对于结合藻和粘土矿物构建人工结皮的研究没有相关报道。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种快速构建藻结皮的方法，方法易行，操作简便，解决以下问题：

1)接种藻初期表土不稳定；

2)最适粘土添加质量；

3)加快人工结皮的形成时间。

在藻中引入粘土，将物理结皮和在流沙表面覆盖含藻泥浆，快速构建出藻-粘土结皮，以较低的经济投入达到固定流沙，改善土质的目的。

为实现上述目的，本发明所设计一种快速构建藻结皮的方法，包括以下步骤：

1)将丝状的具鞘微鞘藻置于液体培养基中，通气培养，得到具鞘微鞘藻培养物，然后将具鞘微鞘藻培养物打碎，得到均匀的藻浆；