[發明專利]一種適用于南海珊瑚島礁鈣質砂土壤的藻菌結皮培育方法

有效

• 申請號: 202110552650.7
• 申請日: 2021-05-20
• 公開（公告）號: CN113287382B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 張偲;王琳;李潔
• 申請（專利權）人: 中國科學院南海海洋研究所
• 主分類號: A01B79/00
• 分類號: A01B79/00;C12N1/14
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 朱雙;劉明星

本發明公開了一種適用于南海珊瑚島礁鈣質砂土壤的藻菌結皮培育方法。本發明直接對原位藻菌結皮進行擴繁和馴化，并利用培育好的藻菌結皮直接進行野外接種，省去了分離純化的過程，而且培養速度較快，節約了材料的使用量并提高了人工培育藻菌結皮的野外適應能力，對南海珊瑚島礁的生態系統修復具有重要的應用價值。

技術領域

本發明屬于鈣質砂土壤藻菌結皮人工培育技術領域，具體涉及一種適用于南海珊瑚島礁鈣質砂土壤的藻菌結皮培育方法。

背景技術

生物土壤結皮(生物結皮)是土壤表層微小顆粒被那些生存在淺層里(或有時生活在土壤表層)，甚至到高出土表幾毫米處的細菌、藍藻、硅藻或綠藻、微小真菌、地衣和苔蘚植物，以及許多景觀中常見的非維管束植物成分利用菌絲體、假根和分泌物“膠結”所形成的復雜的復合體。生物結皮在荒漠生態系統中的作用和功能，如土壤生態過程、生物地球化學循環過程、生態過程和水文過程等所展現出來的生態作用，在近年來的研究中逐漸獲得廣泛認可，并在荒漠生態修復實踐中得到具體的應用。藻菌結皮是生物結皮的演替初級階段，主要優勢種是藍細菌，南海典型熱帶珊瑚島礁的生物結皮均為演替的初級階段。

鈣質砂廣泛分布于南、北回歸線之間的熱帶海洋環境中，在澳大利亞西北部海域、菲律賓海域、中國南海海域、紅海海域、阿拉伯灣南部海域、印度洋海域、佛羅里達海域、己斯海峽和中美洲海域等地都有分布，主要是由珊瑚、貝殼及藻類等多種鈣質生物的遺骸，海洋中碳酸鹽類物質以及古老灰巖等碎屑物經過一系列的物理、生物和化學作用過程形成，礦物組成主要是文石和方解石，化學成分主要是碳酸鹽沉積物，CaCO₃含量達95％以上。由鈣質砂所構成的土壤與自然形成的土壤存在較大的不同，又因其常年高溫、高鹽、高濕、強風的獨特地理環境，不利于植被的自然定植。而被譽為“荒漠生態系統工程師”的生物土壤結皮，可以有效改變土壤養分循環、促進養分積累，改善土壤微環境，增強土壤保水率與徑流滯留，從而為植物的自然演替以及生態系統的健康發展奠定良好的物質基礎。

我國在人工培育藻菌結皮的研究和實踐應用方面處于世界領先水平。自上個世紀50年代以來，中國的科研人員便開始以藍藻為研究對象，從事改良稻田的研究。隨后，他們將研究領域擴展至荒漠地區，并將藻類的研究與防治荒漠化聯系起來，先后在許多荒漠地區(如騰格里沙漠、古爾班通古特沙漠和庫布齊沙漠)開展藻類結皮形成和固沙成土方面的研究。通過長期的室內研究和戶外實驗，我國科研人員提出利用荒漠藻類進行防風固沙的理念并制定了“藻-草-灌-喬”綜合治沙的方式，將荒漠藻引入荒漠化治理及農田管理的研究中，構建了荒漠藻人工藻結皮技術體系。此項技術在我國北方的荒漠地區得到大力推廣，如今推廣應用面積已達5萬畝。然而，人工培育藻菌結皮的研究多見于荒漠生態系統，而其在南海典型熱帶珊瑚島礁環境中的鈣質砂土壤的研究至今仍為空白。同時，在自然條件下生物土壤結皮的形成過程極為緩慢，需要幾十年，甚至上百年的時間才能形成穩定的生物結皮層。因此，實現生物結皮的人工快速培育對促砂成土具有重要的生態學意義。

發明內容

針對國內外未見有關南海典型熱帶珊瑚島礁環境中人工藻菌結皮成功培育的技術現狀，本發明針對南海典型熱帶珊瑚島礁在夏季極度炎熱且多雨水、春冬季干旱且較炎熱的情況，并依據生物多樣性能較大限度保持生態系統穩定性的原理，生物結皮中藻菌物種的多樣性是保證生物結皮在人工鈣質砂土壤上健康發育的重要基礎。

本發明的目的是提供一種適用于南海珊瑚島礁鈣質砂土壤的藻菌結皮培育方法，該方法能夠確保來源于南海典型熱帶珊瑚島礁的藻菌結皮種子土在模擬南海珊瑚島礁自然環境下，接種于鈣質砂土壤，并在室內培養獲得高生物量的人工培育藻菌結皮的方法。

本發明的適用于南海珊瑚島礁鈣質砂土壤的藻菌結皮培育方法，包括以下步驟：

a.在南海典型熱帶珊瑚島礁采集藻菌結皮，風干后粉碎，制成種子土；將種子土與鈣質砂混勻稀釋，制成接種材料；