[發明專利]快速構建藻結皮的方法

有效

• 申請號: 202111341706.0
• 申請日: 2021-11-12
• 公開（公告）號: CN114027192B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 夏令;周克強;宋少先
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: A01H4/00
• 分類號: A01H4/00
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 劉琳;馮超

本發明公開了一種快速構建藻結皮的方法，該方法將絲狀的具鞘微鞘藻置于液體培養基中，通氣培養，得到具鞘微鞘藻培養物，然后將具鞘微鞘藻培養物打碎，得到均勻的藻漿；將藻漿、液體培養基和粘土顆粒混合均勻，制成均勻的生物泥漿；將生物泥漿均勻接種在沙丘上并在沙丘表面形成泥漿層，并進行養護，即構建得到藻結皮。本發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、捆綁膠結能力，將物理結皮和生物結皮有機的結合起來，在一周內構建出穩定的藻結皮，該方法易行，操作簡便，為人工藻結皮的荒漠化修復提供有效方法。

技術領域

本發明涉及荒漠藻類綜合治理荒漠化領域，具體涉及一種快速構建藻結皮的方法。

背景技術

土地荒漠化的問題已成為人類面臨的嚴重威脅，也是給人類發起的重大挑戰。全球總干旱土地面積占據了三分之一以上的總陸地面積，是一些國家土地資源匱乏的罪魁禍首。目前，我國荒漠化土地面積約261萬平方公里，占總土地面積的27.2％。風沙四起、大風肆虐，再加上營養貧瘠、嚴重干旱缺水、溫差大的惡劣條件，沙漠幾乎寸草不生，很難形成完整的生態系統。我國對于荒漠化土地的治理主要通過調配水源，加強林草建設，但這種方法需要大量的經濟支撐。然而，通過建立荒漠結皮是一種經濟、高效、環保的方法。

近年來，利用生物結皮解決荒漠問題成為熱門。生物結皮是由藻類、地衣、苔蘚、菌類等聚集纏繞，從而固結在一起的一層表土。在裸沙表面，首先由荒漠微藻定殖，然后逐漸向地衣結皮和苔蘚結皮演替，最終形成單一結皮或三種結皮的排列組合。由于荒漠地區有約70％是流動沙丘，所以利用優勢藻發育會延伸出藻絲捆綁沙粒，同時分泌胞外多糖膠結沙粒，形成一張生物網的生長特性，對流沙的治理具有頗高的成效。待藻結皮發育到一定程度，進化成更成熟的結皮，其中的光合自養生物能夠固定大氣中的碳、氮，向土壤輸送營養，為其他生物創造了有利的生境和營養條件。

粘土礦物是土壤中的主要礦物，大多是一些含鋁、鎂等的含水硅酸鹽礦物。粘土礦物顆粒極細，大都處于微米級。一些粘土礦物如蒙脫土、高嶺土，吸水膨脹，再次失水則形成團塊，其顆粒之間的孔隙水不易揮發。粘土具有的較高陽離子交換量，保水保肥效果好，酸堿緩沖能力強。

現今已有大量的掃描電子顯微鏡照片顯示出藻絲能穿透、吸附粘土顆粒，所以粘土團塊中的縫隙水能為藻所用。粘土貯存的肥力能為藻生長提供必要的營養離子。據報道，荒漠地區成熟的地衣或蘚結皮中，粘土占比超過15％，可見粘土是形成荒漠生物結皮的必要驅動因子。基于粘土對藻生長的優勢，通過噴施混合的藻-粘土泥漿到流沙表面，快速形成穩定的物理結皮，隨著藻類的生長，發展為藻-粘土共同固定沙丘的形式，達到穩定沙丘的效果。經檢索，關于構建荒漠地區人工結皮的技術主要包括：

1)直接噴施大量優勢藻，養護過程控制含水率約20％；

2)噴施優勢藻后覆蓋防沙網，待發育至土表穩定后撤網，同樣要保持較高含水率等。

這些方法頗有成效，但仍然存在耗時長、成本高等問題，在荒漠地區不具有普適性。而對于結合藻和粘土礦物構建人工結皮的研究沒有相關報道。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供了一種快速構建藻結皮的方法，方法易行，操作簡便，解決以下問題：

1)接種藻初期表土不穩定；

2)最適粘土添加質量；

3)加快人工結皮的形成時間。

在藻中引入粘土，將物理結皮和在流沙表面覆蓋含藻泥漿，快速構建出藻-粘土結皮，以較低的經濟投入達到固定流沙，改善土質的目的。

為實現上述目的，本發明所設計一種快速構建藻結皮的方法，包括以下步驟：

1)將絲狀的具鞘微鞘藻置于液體培養基中，通氣培養，得到具鞘微鞘藻培養物，然后將具鞘微鞘藻培養物打碎，得到均勻的藻漿；