[发明专利]功能微生物菌剂促进生物结皮人工快速培育的方法

说明书

本发明涉及荒漠化防治和生态环境修复领域，本发明提供功能微生物菌剂促进生物结皮人工快速培育的方法。本发明所提供的方法，包括，将扩繁后的生物结皮种源均匀接种在流动沙面，将功能菌剂添加至已接种生物结皮种源的流动沙面，以质量比计，所述生物结皮种源接种量与所述功能菌剂添加量的比例为(1‑1.2)：(0.8‑1)。本发明所提供的方法可在30天内形成高覆盖度、高生物量、高抗压强度的生物结皮，且所形成的生物结皮能够显著的提高沙面稳定性，增加土壤肥力，加速沙化土地的成土过程，是沙地生态修复的一种有效方法。

技术领域

本发明涉及荒漠化防治和生态环境修复领域，具体涉及功能微生物菌剂促进生物结皮人工快速培育的方法。

背景技术

气候变化和人类活动导致荒漠化加剧，荒漠化已成为世界上许多地区严重的社会、经济和环境问题之一。根据驱动因素和地理环境的不同，荒漠化可能会导致裸露土壤增加、土壤生产力丧失(如养分流失、土壤细颗粒减少和水分承载力降低)、土壤盐度和毒性增加或植被组成变化。鉴于沙漠化的严重后果，人们必须控制和恢复荒漠生态系统中的退化土地，以便该生态系统能够继续运行并提供维持人类生存的生态服务功能。因此，找到扭转沙漠化的可行性方法已成为人类面临的紧迫问题。

在许多生产力较低的荒漠生态系统中(例如，水分限制环境、早期演替生态系统)，生物土壤结皮广泛分布，在土壤表面形成“活性皮肤”(living skin)，其盖度可达全球干旱区面积的12％。生物土壤结皮主要由蓝藻、藻类、真菌、地衣和苔藓等组成，并调节着荒漠生态系统中的许多功能和生态过程。生物土壤结皮具有重要的生态功能，特别是提高土壤稳定性，帮助退化土地抵抗侵蚀，增加养分含量和土地生物多样性。藻类作为一种拓殖生物，不仅能在多数生命形式无法生存的严酷环境中生长和繁殖，而且还以其特有的生活、代谢方式影响并改善自然环境，在荒漠化综合治理方面具有特殊作用。目前，人工藻结皮培养已成为恢复干旱、半干旱地区生物土壤结皮和土地退化的重要技术之一。人工接种藻结皮被认为是一种有前途的、生态友好的生物技术工具来防治荒漠化。

近年来，研究人员对快速人工培育藻结皮的可行性展开了研究，并取得了重要的初步成果。如研究发现，连续一周每天手动喷洒新鲜蓝藻细菌、固土化学物质和水，可以在12个月内促进腾格里沙漠蓝藻结皮的发育。内盖夫沙漠的研究显示，具鞘微鞘藻和煤灰的施用可增强土壤稳定性，提高生物结皮长期可持续性。然而，这些技术中生物结皮的生长效率没有得到提高，为了促进人工藻结皮生物技术在生态恢复和荒漠化防治项目中的广泛应用，必须加快生物结皮的形成。

近年来，研究发现，微生物菌剂被广泛用于水污染控制、大气污染治理、有毒有害物质降解、退化土壤治理等，并发挥了显著作用。在农业生产上微生物菌剂作为重要的肥料，一方面能改善土壤生态环境，消除降解一些有害物质，抑制有害病菌；另一方面能激活土壤中无机养分，加速有机物的分解转化，提高土壤与肥料中养分利用率，促进营养释放及作物的吸收利用。

不同功能微生物菌剂能否有助于人工生物结皮的快速培育和沙地土壤肥力的提升尚不明确，探究哪些功能微生物或是功能微生物群落能够最大程度的促进人工生物结皮的发育和土壤肥力的提升，是对现有生物治沙技术体系的重要发展和补充。

发明内容

本发明的目的是提供一种沙地生物结皮人工培育的方法，包括：将扩繁后的生物结皮种源均匀接种在流动沙面，将功能菌剂添加至已接种生物结皮种源的流动沙面，以质量比计，所述生物结皮种源接种量与所述功能菌剂添加量的比例为(1-1.2)：(0.8-1)。

本发明发现，将生物结皮的种源与功能性菌剂在特定比例下，施加至流动沙面，可以显著提高沙地生物结皮的生物量和繁殖能力，也能够提升沙地的营养成分。

在本发明所提供的方法中，所述生物结皮种源的采集方法，包括：采集沙地表层0-2cm的结皮层，将采集的结皮层自然风干、粉碎，过筛，收集种源，用作生物结皮扩繁的种源；

已有研究发现，毛乌素沙地南缘，生物结皮的厚度为5.0±1.3mm，本发明采集0-2cm，是为了保证结皮层完全被收集。