[发明专利]一种生物碳结合具鞘微鞘藻沙漠结皮剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种生物碳结合具鞘微鞘藻沙漠结皮剂的制备方法，具鞘微鞘藻接种在培养基中置于培养箱内，每日光照培养加暗培养获得藻种；稻壳在顶部燃烧式碳化炉中被碳化；沙子高压蒸汽处理之后和生物碳按照一定比例均匀混合得到沙子‑生物碳后平铺在一塑料盘中，然后将干燥具鞘微鞘藻粉末溶解在去离子水中均匀喷洒在沙子‑生物碳表面；塑料盘开口置于通风光照培养箱内，每日进行光培养加暗培养，在培养的开始几天内，每天向塑料盘补充自来水最终得到沙漠结皮剂。本发明的有益效果是显著促进了干旱条件下沙漠结皮的形成，固沙效果良好，是理想的沙漠结皮剂。

技术领域

本发明属于生物碳和具鞘微鞘藻的环境生态修复技术领域，涉及生物碳结合具鞘微鞘藻沙漠结皮剂的培养方法。

背景技术

生物碳是生物质原料(如木屑、秸秆、家畜粪便等)在缺氧或无氧的条件下，通过热化学转化得到的一种固态富碳物质。众多研究表明生物碳是理想的土壤改良剂，在提高土壤养分，改善土壤结构，提高土壤保水保营养能力，提高土壤微生物丰度、多样性和改善群落结构等方面效果显著。

具鞘微鞘藻(Microcoleus vaginatus)是一种陆生丝状蓝藻，在极端干旱、高温、高盐碱、高紫外辐射等不利生境中表现出极强的适应性，是荒漠地区藻结皮最丰富的优势物种，也是荒漠植被演替过程中的先锋拓殖生物。具鞘微鞘藻生物结皮在荒漠植被恢复的起始阶段与重建过程中具有加速土壤形成过程、增强抗侵蚀性能、提高土壤肥力、促进种子库建立以及维管植物的定居等显著作用，是干旱区荒漠化治理、土壤修复良好的先锋物种，也是干旱荒漠地区植被演替的前提条件。但是具鞘微鞘藻在沙漠人工接种形成生物结皮和接种浓度、基质营养、沙含水量、温度等环境因素密切相关；一块完整结皮自然恢复时间从几年到十几年不等，周期漫长；而且沙漠生物结皮一旦遭到破坏，会加速沙漠化进程。因此利用具鞘微鞘藻接种在沙漠表面形成生物结皮还需寻求新的途径和方法。

目前，人类依然没有治理干旱区荒漠化问题的绿色有效、简单易行的可持续途径。传统的防风固沙措施如植树造林、草方格沙障和粘土沙障只在局部范围内有暂时效果，而且费时费力、效率低下，非长久、根本解决土壤沙化问题的对策。生物碳结合具鞘微鞘藻可在沙漠表明形成新型生物结皮剂，其中的生物碳为具鞘微鞘藻的生长繁殖提供了碳素营养、水分及良好的增殖空间，使其固沙效果更好、更长久，且简单易行。我们研究小组联合美国北卡罗来纳州立大学首次研究了生物碳(稻壳炭)添加对具鞘微鞘藻生长的影响，以及固沙效果。结果表明生物碳在沙中的比例为2％时，具鞘微鞘藻生物量(以叶绿素a含量表示)最大，固沙效果最好，生物碳的添加明显促进了干旱条件下沙表面生物结皮的形成，是良好的土壤生物结皮方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生物碳结合具鞘微鞘藻沙漠结皮剂的制备方法，本发明的有益效果是显著促进了干旱条件下沙漠结皮的形成，固沙效果良好，是理想的沙漠结皮剂。

本发明所采用的技术方案是按照以下步骤进行：

(1)藻种培养：具鞘微鞘藻接种在BG11培养基中，置于培养箱内，每日光照培养加暗培养，若干天后过滤获得藻种，藻种烘干置于研钵中研磨保存；

(2)生物碳制备：稻壳在顶部燃烧式碳化炉中被碳化，研磨、过筛后保存备用；

(3)沙中添加生物碳：沙子高压蒸汽处理之后和生物碳按照一定比例均匀混合得到沙子-生物碳；

(4)接种具鞘微鞘藻：沙子-生物碳混合均匀后平铺在一塑料盘中，然后将干燥具鞘微鞘藻粉末溶解在去离子水中均匀喷洒在沙子-生物碳表面；

(5)生物碳结合具鞘微鞘藻沙漠结皮的形成：塑料盘开口置于通风光照培养箱内，每日进行光培养加暗培养，在培养的开始几天内，每天向塑料盘补充自来水，同时培养箱保持通风以保持干、热环境，最终得到沙漠结皮剂。