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一種適用于干旱半干旱區(qū)沙地治理的人工藻結(jié)皮方法

閱讀：1024發(fā)布：2020-08-14

專利匯可以提供一種適用于干旱半干旱區(qū)沙地治理的人工藻結(jié)皮方法專利檢索，專利查詢，專利分析的服務(wù)。并且一種適用于干旱半干旱區(qū)沙地治理的人工藻結(jié)皮方法，該方法首先初步篩選適生藻種，再通過室外盆培、野外樣方培植和室外放大驗(yàn)證這三期實(shí)驗(yàn)，篩選出適生于干旱半干旱區(qū)沙地的藻種，最后將該適生藻種藻液直接均勻噴灑到干旱半干旱區(qū)沙地 土壤 表面上，使該適生藻種在干旱半干旱區(qū)沙地土壤表面上快速形成 生物 結(jié)皮。本 發(fā)明 是直接結(jié)合已有的人工藻結(jié)皮藻種研究篩選適生藻種，無需再純化分離生物結(jié)皮中的藻種，篩選出來的適生藻種通過市場上大量購買得到，無需再人工大規(guī)模培育，從而縮短了人工藻結(jié)皮的實(shí)驗(yàn)周期，且大量購買的藻種價(jià)格便宜，降低了經(jīng)濟(jì)成本；通過該方法可以高效地、快速地完成干旱半干旱區(qū)沙地的結(jié)皮治理。，下面是一種適用于干旱半干旱區(qū)沙地治理的人工藻結(jié)皮方法專利的具體信息內(nèi)容。

1.一種適用于干旱半干旱區(qū)沙地治理的人工藻結(jié)皮方法，其特征在于，包括以下步驟：
(1)初步篩選適生藻種：根據(jù)干旱半干旱地區(qū)的氣候特征和土壤特性，結(jié)合已有的人工藻結(jié)皮藻種研究，選擇適生性強(qiáng)、耐旱、生長周期短、在20～30℃條件下生長繁殖的同科同屬藻種，藻種以藻液的形式保存；
(2)室外盆培
(2-1)混合土壤Ⅰ制備：就地取材，制備三組砂土和粘土的混合土壤Ⅰ，所述混合土壤Ⅰ中砂土與粘土的混合配比分別為9:1、7:3和5:5；
(2-2)將每組混合土壤Ⅰ分別放入多個(gè)圓柱體容器內(nèi)，輕晃圓柱體容器至混合土壤Ⅰ表面平整，以混合土壤Ⅰ表面中心為圓心劃分出藻液滴加范圍Ⅰ，量取10ml以上的藻液均勻滴加到所述藻液滴加范圍Ⅰ內(nèi)，將每組的一部分圓柱體容器放置在室外陰涼通風(fēng)處、另一部分圓柱體容器放置在空曠平整的野外實(shí)驗(yàn)田內(nèi)；
(2-3)根據(jù)藻種的生長周期，對其生長狀況進(jìn)行周期觀察，記錄藻種的出藻量，若出藻量均處于通常出藻量范圍內(nèi)或超出通常出藻量范圍，則表明步驟(1)選取的藻種能夠在當(dāng)?shù)赝寥罈l件下生長繁殖；若出藻量低于通常出藻量范圍的最低值，則重復(fù)步驟(1)直至篩選出適生藻種；
(3)野外樣方培植
(3-1)混合土壤Ⅱ制備：制備三組干旱半干旱地區(qū)砂土和粘土的混合土壤Ⅱ，所述混合土壤Ⅱ中砂土與粘土的混合配比分別為9:1、7:3和5:5；
(3-2)在野外實(shí)驗(yàn)場地，并排選取三塊平整的土樣方，在每個(gè)土樣方底部分別平鋪一層隔離墊；將每組混合土壤Ⅱ分別平鋪于隔離墊上方；
(3-3)編制分割圈，所述分割圈的直徑與步驟(2-2)中圓柱體容器的開口直徑相同；所述土樣方的對角線交叉點(diǎn)確定為土樣方中心點(diǎn)，以土樣方中心點(diǎn)作為分割圈中心，按照梅花型布點(diǎn)法在每個(gè)土樣方上放置五個(gè)分割圈；以分割圈中心為圓心劃分出藻液滴加范圍Ⅱ，量取10ml以上的藻液均勻滴加到所述藻液滴加范圍Ⅱ內(nèi)；
(3-4)對藻種的生長情況進(jìn)行周期觀察，并記錄藻種的出藻量，若出藻量均處于通常出藻量范圍內(nèi)或超出通常出藻量范圍，則表明步驟(1)選取的藻種能夠在干旱半干旱區(qū)沙地土壤條件下生長繁殖；若出藻量低于通常出藻量范圍的最低值，則重復(fù)步驟(1)和步驟(2)直至篩選出適生藻種；
(4)室外放大驗(yàn)證：首先選擇干旱半干旱沙地相似地區(qū)的自然正方形地塊，所述地塊的規(guī)格大小至少為步驟(3-2)中每塊土樣方的100倍，對地塊表面雜草進(jìn)行清理后，直接向地塊人工均勻噴灑步驟(3)篩選出的適生藻種藻液，最后對藻種的生長情況進(jìn)行周期觀察，并記錄藻種的出藻量，若出藻量低于通常出藻量范圍的最低值，則重復(fù)步驟(1)至步驟(3)直至篩選出適生藻種；
(5)經(jīng)過上述步驟確定適生藻種后，直接向干旱半干旱區(qū)沙地土壤表面上人工均勻噴灑適生藻種藻液，使適生藻種在干旱半干旱區(qū)沙地土壤表面上快速形成生物結(jié)皮。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于干旱半干旱區(qū)沙地治理的人工藻結(jié)皮方法，其特征在于，所述步驟(4)完成后對干旱半干旱區(qū)沙地土壤進(jìn)行初步改良：就地取材，以廢棄物作為原材料，經(jīng)碳化后改善土壤結(jié)構(gòu)、調(diào)節(jié)土壤酸堿性、提高土壤肥力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種適用于干旱半干旱區(qū)沙地治理的人工藻結(jié)皮方法，其特征在于，所述步驟(2-2)中的圓柱體容器為花盆或玻璃圓柱體，所述圓柱體容器的開口直徑為圓柱體深度的1.5倍；所述圓柱體容器的開口直徑為15cm，深度為10cm；所述圓柱體容器內(nèi)放入的混合土壤Ⅰ質(zhì)量為600～800g；所述步驟(2-2)中以2.5～5cm為半徑劃出藻液滴加范圍Ⅰ。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種適用于干旱半干旱區(qū)沙地治理的人工藻結(jié)皮方法，其特征在于，所述步驟(2-2)完成后在圓柱體容器內(nèi)的混合土壤Ⅰ表面上部放置覆蓋墊Ⅰ，覆蓋墊Ⅰ采用植物材料編制，所述覆蓋墊Ⅰ與圓柱體容器內(nèi)的混合土壤Ⅰ表面大小一致。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于干旱半干旱區(qū)沙地治理的人工藻結(jié)皮方法，其特征在于，所述步驟(3-2)中混合土壤Ⅱ的平鋪厚度為3～6cm；所述步驟(3-2)中土樣方的大小規(guī)格為100cm×100cm，深度為3～6cm；所述步驟(3-2)中每塊土樣方平鋪的混合土壤Ⅱ質(zhì)量為24～48kg；所述步驟(3-3)中分割圈的高度為3～5cm，以2.5～5cm為半徑劃出藻液滴加范圍Ⅱ。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種適用于干旱半干旱區(qū)沙地治理的人工藻結(jié)皮方法，其特征在于，所述步驟(3-2)中隔離墊的編制材料為水草、柳枝、蘆葦、玉米葉中的一種，所述隔離墊的大小與土樣方的表面大小一致；所述步驟(3-3)中分割圈采用韌性的植物材料編制而成，所述韌性的植物材料為劍麻、柳枝、蘆葦、藤條中的一種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種適用于干旱半干旱區(qū)沙地治理的人工藻結(jié)皮方法，其特征在于，所述步驟(3-3)完成后在每個(gè)土樣方上的混合土壤Ⅱ表面上部放置覆蓋墊Ⅱ，覆蓋墊Ⅱ與土樣方的面積大小一致；所述覆蓋墊Ⅱ采用韌性的植物材料編制而成，所述韌性的植物材料為蘆葦、劍麻、柳枝、秸稈中的一種或幾種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種適用于干旱半干旱區(qū)沙地治理的人工藻結(jié)皮方法，其特征在于，所述步驟(4)中地塊的大小規(guī)格為10m×10m～20m×20m，向噴灑藻液后的地塊上放置覆蓋墊Ⅲ；所述覆蓋墊Ⅲ就地取材，選擇可降解的植物材料直接鋪灑在地塊上，所述可降解的植物材料為樹葉或樹枝的一種或兩種。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種適用于干旱半干旱區(qū)沙地治理的人工藻結(jié)皮方法，其特征在于，所述原材料為農(nóng)作物廢棄物料、自然界枯枝落葉、動(dòng)物糞便中的一種或幾種。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于干旱半干旱區(qū)沙地治理的人工藻結(jié)皮方法，其特征在于，所述步驟(2)至步驟(4)中的各個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的操作人員為同一人。

說明書全文

一種適用于干旱半干旱區(qū)沙地治理的人工藻結(jié)皮方法

技術(shù)領(lǐng)域

[0001] 本發(fā)明屬于資源環(huán)境技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種干旱半干旱區(qū)沙地治理方法，特別涉及一種適用于干旱半干旱區(qū)沙地治理的人工藻結(jié)皮方法。

背景技術(shù)

[0002] 土地沙漠化指干旱、半干旱地區(qū)由于氣候變異和人類活動(dòng)在內(nèi)的種種因素所造成的以風(fēng)沙活動(dòng)為主要標(biāo)志的土地退化。目前，沙漠化土地廣泛分布于全球50多個(gè)國家和地區(qū)，沙漠化土地總面積已達(dá)3618.4萬平方公里，約占陸地總面積的25％，且以每年0.5～0.7萬平方公里的速度快速增長，全球土地沙漠化形勢嚴(yán)峻。土地沙漠化不僅會(huì)造成土壤肥力降低、草場退化、河道淤塞等一系列的生態(tài)環(huán)境問題，還會(huì)使得通訊中斷、空氣污染、道路和橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施損壞，影響居民正?；顒?dòng)，危害人類身體健康。因此，對干旱半干旱區(qū)進(jìn)行沙地治理已是當(dāng)務(wù)之急。
[0003] 傳統(tǒng)的土壤沙化治理方法主要包括設(shè)置沙障和生物治理兩類。設(shè)置沙障法指利用柴草、秸稈、黏土、柳枝、卵石等天然材料，在沙面上做成與風(fēng)向垂直的障礙物，以達(dá)到削減風(fēng)速、固定沙體的目的，具體包括草方格固沙、黏土沙障、籬笆沙障、立式沙障、平鋪沙障等方法。生物治理又稱植被治理，主要指利用封育或栽種等手段固沙造土，綠化環(huán)境，以達(dá)到治理沙地、穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng)的目的，具體包括治沙造林、封山育林、封禁保護(hù)等方法。這些傳統(tǒng)的治理方法限制條件較多，如經(jīng)濟(jì)成本高、人力需求量大、時(shí)間耗費(fèi)長，難以實(shí)現(xiàn)短期內(nèi)大規(guī)模的推廣應(yīng)用。為尋求更加便捷、高效、經(jīng)濟(jì)的沙地治理方法，20世紀(jì)80年代，生物學(xué)家開始意識到人工藻結(jié)皮在保水、固沙、改良沙化土壤生物化學(xué)性質(zhì)等生態(tài)環(huán)境方面的重要作用。
[0004] 人工藻結(jié)皮主要指通過在沙地表面添加人工藻種，藻種經(jīng)過一系列的生理生化作用后在地表進(jìn)行生長繁殖，利用藻絲和分泌的胞外聚合物將土粒聚合在一起，形成藻體-土壤顆粒-藻體的緊密結(jié)皮體，以達(dá)到防風(fēng)固沙目的。此外，藻類在其生長過程中分泌的有機(jī)酸、生長代謝的廢棄物還能調(diào)節(jié)土壤酸堿性，改善土壤條件。目前，現(xiàn)有的人工藻結(jié)皮方法多是先從當(dāng)?shù)匕l(fā)育良好的生物結(jié)皮中純化分離藻種，然后對藻種進(jìn)行規(guī)?；囵B(yǎng)，最后將藻種接種構(gòu)建藻結(jié)皮，但是該方法存在以下不足：(1)藻種純化分離的耗時(shí)較長；(2)限制因素較多，如可能在市場上很難買到培育完好的經(jīng)純化分離后的藻種，則需要大規(guī)模培養(yǎng)，而培育藻種耗時(shí)較長；(3)經(jīng)濟(jì)成本較高。因此，急需尋求一種快速、低廉、可大規(guī)模推廣的干旱半干旱區(qū)沙地治理的人工藻結(jié)皮方法。

發(fā)明內(nèi)容

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種適用于干旱半干旱區(qū)沙地治理的人工藻結(jié)皮方法，該方法中無需從生物結(jié)皮中純化分離藻種，無需人工大規(guī)模培育藻種，從而縮短人工藻結(jié)皮的實(shí)驗(yàn)周期，且篩選出的適生藻種價(jià)格便宜，降低經(jīng)濟(jì)成本。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，一種適用于干旱半干旱區(qū)沙地治理的人工藻結(jié)皮方法，包括以下步驟：
[0007] (1)初步篩選適生藻種：根據(jù)干旱半干旱地區(qū)的氣候特征和土壤特性，結(jié)合已有的人工藻結(jié)皮藻種研究，選擇適生性強(qiáng)、耐旱、生長周期短、在20～30℃條件下生長繁殖的同科同屬藻種，藻種以藻液的形式保存；
[0008] (2)室外盆培
[0009] (2-1)混合土壤Ⅰ制備：就地取材，制備三組砂土和粘土的混合土壤Ⅰ，所述混合土壤Ⅰ中砂土與粘土的混合配比分別為9:1、7:3和5:5；
[0010] (2-2)將每組混合土壤Ⅰ分別放入多個(gè)圓柱體容器內(nèi)，輕晃圓柱體容器至混合土壤Ⅰ表面平整，以混合土壤Ⅰ表面中心為圓心劃分出藻液滴加范圍Ⅰ，量取10ml以上的藻液均勻滴加到所述藻液滴加范圍Ⅰ內(nèi)，將每組的一部分圓柱體容器放置在室外陰涼通風(fēng)處、另一部分圓柱體容器放置在空曠平整的野外實(shí)驗(yàn)田內(nèi)；
[0011] (2-3)根據(jù)藻種的生長周期，對其生長狀況進(jìn)行周期觀察，記錄藻種的出藻量，若出藻量均處于通常出藻量范圍內(nèi)或超出通常出藻量范圍，則表明步驟(1)選取的藻種能夠在當(dāng)?shù)赝寥罈l件下生長繁殖；若出藻量低于通常出藻量范圍的最低值，則重復(fù)步驟(1)直至篩選出適生藻種；
[0012] (3)野外樣方培植
[0013] (3-1)混合土壤Ⅱ制備：制備三組干旱半干旱地區(qū)砂土和粘土的混合土壤Ⅱ，所述混合土壤Ⅱ中砂土與粘土的混合配比分別為9:1、7:3和5:5；
[0014] (3-2)在野外實(shí)驗(yàn)場地，并排選取三塊平整的土樣方，在每個(gè)土樣方底部分別平鋪一層隔離墊；將每組混合土壤Ⅱ分別平鋪于隔離墊上方；
[0015] (3-3)編制分割圈，所述分割圈的直徑與步驟(2-2)中圓柱體容器的開口直徑相同；所述土樣方的對角線交叉點(diǎn)確定為土樣方中心點(diǎn)，以土樣方中心點(diǎn)作為分割圈中心，按照梅花型布點(diǎn)法在每個(gè)土樣方上放置五個(gè)分割圈；以分割圈中心為圓心劃分出藻液滴加范圍Ⅱ，量取10ml以上的藻液均勻滴加到所述藻液滴加范圍Ⅱ內(nèi)；
[0016] (3-4)對藻種的生長情況進(jìn)行周期觀察，并記錄藻種的出藻量，若出藻量均處于通常出藻量范圍內(nèi)或超出通常出藻量范圍，則表明步驟(1)選取的藻種能夠在干旱半干旱區(qū)沙地土壤條件下生長繁殖；若出藻量低于通常出藻量范圍的最低值，則重復(fù)步驟(1)和步驟(2)直至篩選出適生藻種；
[0017] (4)室外放大驗(yàn)證：首先選擇干旱半干旱沙地相似地區(qū)的自然正方形地塊，所述地塊的規(guī)格大小至少為步驟(3-2)中每塊土樣方的100倍，對地塊表面雜草進(jìn)行清理后，直接向地塊人工均勻噴灑步驟(3)篩選出的適生藻種藻液，最后對藻種的生長情況進(jìn)行周期觀察，并記錄藻種的出藻量，若出藻量低于通常出藻量范圍的最低值，則重復(fù)步驟(1)至步驟(3)直至篩選出適生藻種；
[0018] (5)經(jīng)過上述步驟確定適生藻種后，直接向干旱半干旱區(qū)沙地土壤表面上人工均勻噴灑適生藻種藻液，使適生藻種在干旱半干旱區(qū)沙地土壤表面上快速形成生物結(jié)皮。
[0019] 進(jìn)一步的，所述步驟(4)完成后對干旱半干旱區(qū)沙地土壤進(jìn)行初步改良：就地取材，以廢棄物作為原材料，經(jīng)碳化后改善土壤結(jié)構(gòu)、調(diào)節(jié)土壤酸堿性、提高土壤肥力。
[0020] 優(yōu)選的，所述步驟(2-2)中的圓柱體容器為花盆或玻璃圓柱體，所述圓柱體容器的開口直徑為圓柱體深度的1.5倍；所述圓柱體容器的開口直徑為15cm，深度為10cm；所述圓柱體容器內(nèi)放入的混合土壤Ⅰ質(zhì)量為600～800g；所述步驟(2-2)中以2.5～5cm為半徑劃出藻液滴加范圍Ⅰ。
[0021] 進(jìn)一步的，所述步驟(2-2)完成后在圓柱體容器內(nèi)的混合土壤Ⅰ表面上部放置覆蓋墊Ⅰ，覆蓋墊Ⅰ采用植物材料編制，所述覆蓋墊Ⅰ與圓柱體容器內(nèi)的混合土壤Ⅰ表面大小一致。
[0022] 優(yōu)選的，所述步驟(3-2)中混合土壤Ⅱ的平鋪厚度為3～6cm；所述步驟(3-2)中土樣方的大小規(guī)格為100cm×100cm，深度為3～6cm；所述步驟(3-2)中每塊土樣方平鋪的混合土壤Ⅱ質(zhì)量為24～48kg；所述步驟(3-3)中分割圈的高度為3～5cm，以2.5～5cm為半徑劃出藻液滴加范圍Ⅱ。
[0023] 優(yōu)選的，所述步驟(3-2)中隔離墊的編制材料為水草、柳枝、蘆葦、玉米葉中的一種，所述隔離墊的大小與土樣方的表面大小一致；所述步驟(3-3)中分割圈采用韌性的植物材料編制而成，所述韌性的植物材料為劍麻、柳枝、蘆葦、藤條中的一種或幾種。
[0024] 進(jìn)一步的，所述步驟(3-3)完成后在每個(gè)土樣方上的混合土壤Ⅱ表面上部放置覆蓋墊Ⅱ，覆蓋墊Ⅱ與土樣方的面積大小一致；所述覆蓋墊Ⅱ采用韌性的植物材料編制而成，所述韌性的植物材料為蘆葦、劍麻、柳枝、秸稈中的一種或幾種。
[0025] 優(yōu)選的，所述步驟(4)中地塊的大小規(guī)格為10m×10m～20m×20m，向噴灑藻液后的地塊上放置覆蓋墊Ⅲ；所述覆蓋墊Ⅲ就地取材，選擇可降解的植物材料直接鋪灑在地塊上，所述可降解的植物材料為樹葉或樹枝的一種或兩種。
[0026] 優(yōu)選的，所述原材料為農(nóng)作物廢棄物料、自然界枯枝落葉、動(dòng)物糞便中的一種或幾種。
[0027] 優(yōu)選的，所述步驟(2)至步驟(4)中的各個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的操作人員為同一人。
[0028] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明首先根據(jù)已有的人工藻結(jié)皮藻種研究初步篩選適生藻種，再通過室外盆培、野外樣方培植和室外放大驗(yàn)證這三期實(shí)驗(yàn)，篩選出適生于干旱半干旱區(qū)沙地的藻種，最后將該適生藻種藻液直接均勻噴灑到干旱半干旱區(qū)沙地土壤表面上，使該適生藻種在干旱半干旱區(qū)沙地土壤表面上快速形成生物結(jié)皮，從而達(dá)到治理沙漠化的作用。本發(fā)明是直接結(jié)合已有的人工藻結(jié)皮藻種研究篩選適生藻種，無需再從當(dāng)?shù)匕l(fā)育良好的生物結(jié)皮中純化分離藻種，且篩選出來的適生藻種可以通過市場上大量購買得到，無需再人工大規(guī)模培育，從而縮短了人工藻結(jié)皮的實(shí)驗(yàn)周期，同時(shí)，在市場上大量購買的藻種價(jià)格便宜，降低了經(jīng)濟(jì)成本；該方法取材方便、生態(tài)環(huán)保、成本低廉，具有較高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，通過該方法可以高效地、快速地完成干旱半干旱區(qū)沙地的結(jié)皮治理，從而有效治理干旱半干旱區(qū)和相似地區(qū)土壤沙化，進(jìn)而為沙地作物、植被的種植提供更加良好的生存環(huán)境。附圖說明
[0029] 圖1是本發(fā)明的方法步驟流程圖；
[0030] 圖2是發(fā)明的步驟(4)的方法示意圖；
[0031] 圖中：1、藻液，2、分割圈，3、混合土壤
[0032] 圖3是本發(fā)明中分割圈的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033] 圖4是本發(fā)明中覆蓋墊Ⅰ和覆蓋墊Ⅱ的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034] 圖5是本發(fā)明中隔離墊的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

[0035] 以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0036] 如圖1所示，一種適用于干旱半干旱區(qū)沙地治理的人工藻結(jié)皮方法，包括以下步驟：
[0037] (1)初步篩選適生藻種：根據(jù)干旱半干旱地區(qū)的氣候特征和土壤特性，結(jié)合已有的人工藻結(jié)皮藻種研究，選擇適生性強(qiáng)、耐旱、生長周期短、在20～30℃條件下，8-12h即可生長繁殖的小球藻作為干旱半干旱沙地治理人工藻結(jié)皮的實(shí)驗(yàn)藻種，小球藻以小球藻液的形式保存；小球藻的生長周期短、繁殖速度快，可實(shí)現(xiàn)短期內(nèi)大量繁殖，且小球藻可以通過市場上大量購買得到，價(jià)格便宜。
[0038] (2)室外盆培
[0039] (2-1)混合土壤Ⅰ制備：就地取材，選擇野外河邊和農(nóng)田地塊，采用隨機(jī)取樣法，用鐵鏟清除地表雜物后，選取地表0～20cm厚的河邊砂土和農(nóng)田粘土，制備三組河邊砂土和農(nóng)田粘土的混合土壤Ⅰ，所述混合土壤Ⅰ中砂土與粘土的混合配比分別為9:1、7:3和5:5，分別稱取每種配比的混合土壤Ⅰ6份，共計(jì)18份，每份600g(每份混合土壤Ⅰ中河邊沙土和農(nóng)田粘土的具體質(zhì)量參見表1)，利用十字法對不同比例土壤進(jìn)行均勻混合；
[0040] (2-2)將上述稱量好的18份混合土壤Ⅰ分別放入18個(gè)花盆或玻璃圓柱體內(nèi)，花盆或玻璃圓柱體的開口直徑為15cm，深度為10cm，按照砂土與粘土的混合配比為9:1標(biāo)記花盆或玻璃圓柱體序號依次為1～6，按照砂土與粘土的混合配比為7:3標(biāo)記花盆或玻璃圓柱體序號依次為7～12，按照砂土與粘土的混合配比為5:5標(biāo)記花盆或玻璃圓柱體序號依次為13～18；輕晃花盆或玻璃圓柱體至混合土壤Ⅰ表面平整，以混合土壤Ⅰ表面中心為圓心、以2.5～
5cm為半徑劃分出藻液滴加范圍Ⅰ，量取18份相同量的10ml以上的小球藻液均勻滴加到所述藻液滴加范圍Ⅰ內(nèi)；隨機(jī)選擇3種不同比例標(biāo)記的花盆或玻璃圓柱體各3個(gè)，共9個(gè)依次并列排開放在室外陰涼通風(fēng)處，另外9個(gè)依次并排放置于空曠平整的野外實(shí)驗(yàn)田內(nèi)；如圖4所示，為防止小球藻生長初期陽光暴曬、風(fēng)雨等天氣的影響，在花盆或玻璃圓柱體內(nèi)的混合土壤Ⅰ表面上分別放置覆蓋墊Ⅰ，覆蓋墊Ⅰ采用植物材料編制并與花盆或玻璃圓柱體內(nèi)的混合土壤Ⅰ表面大小一致，該覆蓋墊Ⅰ起到遮雨、保溫、防曬的效果，為小球藻提供良好生長環(huán)境；
[0041] (2-3)對小球藻的生長情況進(jìn)行周期觀察，小球藻的生長周期為12～15天，每3天觀察一次，并記錄小球藻的出藻量如下表1，由表1可以看出，18個(gè)花盆或玻璃圓柱體的出藻量均處于通常出藻量范圍內(nèi)(通常出藻量指小球藻在當(dāng)?shù)剡m宜自然條件下的正常生長繁殖速度，約為2400～5500cm2/m2)，則表明步驟(1)選取的藻種能夠在當(dāng)?shù)赝寥罈l件下生長繁殖。
[0042] 為保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，上述各個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的操作人員為同一人。
[0043] 表1室外盆培實(shí)驗(yàn)不同比例下砂土和粘土的具體質(zhì)量及相應(yīng)的出藻量[0044]
[0045] (3)野外樣方培植
[0046] (3-1)混合土壤Ⅱ制備：選擇干旱半干旱地區(qū)和野外農(nóng)田，采用隨機(jī)取樣法，用鐵鏟清除地表雜物后，選取地表0～20cm厚的干旱半干旱地區(qū)砂土和野外農(nóng)田粘土，制備三組砂土和粘土的混合土壤Ⅱ，所述混合土壤Ⅱ中砂土與粘土的混合配比分別為9:1、7:3和5:5，分別稱取每種配比的混合土壤Ⅰ1份，每份24kg(每份混合土壤Ⅰ中河邊沙土和農(nóng)田粘土的具體質(zhì)量參見表2)，利用十字法對不同比例土壤進(jìn)行均勻混合，混合均勻后待用；
[0047] (3-2)在野外實(shí)驗(yàn)場地，并排依次選取大小規(guī)格為100cm×100cm的三塊平整的土樣方，依次編號，用鐵鏟挖深至深度為3～6cm，在每個(gè)土樣方底部分別平鋪一層隔離墊，如圖5所示，隔離墊的編制材料為水草、柳枝、蘆葦、玉米葉中的一種，所述隔離墊的大小與土樣方的表面大小一致，以完全鋪蓋樣方底部為標(biāo)準(zhǔn)，該隔離墊起到隔離野外實(shí)驗(yàn)場地土壤對混合土壤Ⅱ的影響，保持上層混合土壤Ⅱ的透水透氣性；將每組混合土壤Ⅱ依次分別平鋪于每塊隔離墊上方，平鋪厚度為3～6cm；
[0048] (3-3)如圖2和圖3所示，為保證藻類在土樣方培植與盆培的環(huán)境和拓繁范圍的一致性，便于計(jì)算出藻量，編制分割圈，分割圈材料可就地取材，采用韌性的植物材料編制而成，所述韌性的植物材料為劍麻、柳枝、蘆葦、藤條中的一種或幾種；將劍麻葉圈成直徑15cm的圓環(huán)(與步驟(3-1)中花盆或玻璃圓柱體的開口直徑相同，便于計(jì)算出藻量)，用劍麻作為細(xì)繩固定劍麻葉圓環(huán)，最后取柳枝編成直徑15cm的圓環(huán)套于劍麻圈外將其固定，形成分割圈；分割圈的高度為3～5cm；所述土樣方的對角線交叉點(diǎn)確定為土樣方中心點(diǎn)，以土樣方中心點(diǎn)作為分割圈中心，按照梅花型布點(diǎn)法在每個(gè)土樣方上放置五個(gè)分割圈，共編制15個(gè)分割圈；以分割圈中心為圓心、2.5～5cm為半徑劃分出藻液滴加范圍Ⅱ，將小球藻制備成藻液，量取15份相同量的10ml以上的小球藻液均勻滴加到所述藻液滴加范圍Ⅱ內(nèi)；如圖4所示，為防止小球藻生長初期陽光暴曬、風(fēng)雨等天氣的影響，在每個(gè)土樣方上的混合土壤Ⅱ表面上部放置覆蓋墊Ⅱ，覆蓋墊Ⅱ與土樣方的面積大小一致，覆蓋墊Ⅱ采用韌性的植物材料編制而成，所述韌性的植物材料為蘆葦、劍麻、柳枝、秸稈中的一種或幾種；該覆蓋墊Ⅱ起到遮雨、保溫、防曬的效果，為小球藻提供良好生長環(huán)境；
[0049] (3-4)對小球藻的生長情況進(jìn)行周期觀察，小球藻的生長周期為12～15天，每3天觀察一次，并記錄小球藻的出藻量如下表2，由表2可以看出，三塊土樣方的出藻量均處于通常出藻量范圍內(nèi)(通常出藻量指小球藻在當(dāng)?shù)剡m宜自然條件下的正常生長繁殖速度，約為2400～5500cm2/m2)，則表明步驟(1)選取的藻種能夠在干旱半干旱區(qū)沙地土壤條件下生長繁殖。
[0050] 為保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，上述各個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的操作人員為同一人。
[0051] 表2野外樣方培植實(shí)驗(yàn)不同比例下砂土和粘土具體質(zhì)量及相應(yīng)的出藻量[0052]
[0053] (4)室外放大驗(yàn)證：在野外實(shí)驗(yàn)場地選擇干旱半干旱沙地相似地區(qū)10m×10m～20m×20m的平整自然正方形地塊，對地塊表面雜草進(jìn)行簡單清理；然后直接向地塊人工均勻噴灑小球藻液；再在地塊上放置覆蓋墊Ⅲ，覆蓋墊Ⅲ就地取材，采用樹葉、樹枝等可降解材料直接鋪灑在地塊上，避免小球藻受極端天氣的影響；最后對小球藻的生長情況進(jìn)行周期觀察，小球藻的生長周期為12～15天，每3天觀察一次，并記錄藻種的出藻量約為3500cm2/m2，該出藻量已經(jīng)在通常出藻量范圍(通常出藻量指小球藻在當(dāng)?shù)剡m宜自然條件下的正常生長2 2
繁殖速度，約為2400～5500cm /m)，則說明小球藻能夠在干旱半干旱區(qū)沙地土壤條件下生長繁殖；為保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，上述各個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的操作人員為同一人。
[0054] (5)為給藻類的生長繁殖提供更良好的條件，初步改良干旱半干旱區(qū)沙地土壤：就地取材，以廢棄物作為原材料，經(jīng)碳化后作為改善土壤結(jié)構(gòu)、調(diào)節(jié)土壤酸堿性、提高土壤肥力；該原材料為農(nóng)作物廢棄物料、自然界枯枝落葉、動(dòng)物糞便中的一種或幾種；
[0055] (6)經(jīng)過上述三期不同實(shí)驗(yàn)小球藻的生長繁殖情況可以確定小球藻可以作為干旱半干旱區(qū)沙地治理的適生藻種，最后直接向干旱半干旱區(qū)沙地土壤表面或向經(jīng)過步驟(5)初步改良后的干旱半干旱區(qū)沙地土壤表面上人工均勻噴灑小球藻液，向使小球藻在干旱半干旱區(qū)沙地土壤表面上快速形成生物結(jié)皮。對土壤沙化治理的相似地區(qū)，可結(jié)合本地適生藻種進(jìn)行大面積推廣藻類結(jié)皮。
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