一种微鞘藻的驯化方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种微鞘藻的驯化方法及其应用，包括配制特定的培养基，对筛选出的藻种进行耐盐度驯化、降低氮磷含量驯化以及适应待处理水质等驯化，经过逐级放大培养后，将藻种引入盐碱地中，微鞘藻利用光合作用大量繁殖，并吸收、固定大气及水源中的氮磷元素，经繁殖后，将微鞘藻养殖水排掉，微鞘藻沉积在土壤中，此藻含有大量的氮磷等元素，用本发明专利技术方法一次处理后，土壤中氮增加了１９－２２％，磷增加了１３－１５％，全盐量下降了２５－３０％，既避免了水洗法造成的营养元素丢失，又避免了施用化肥对土地造成的板结及对水源和环境造成的二次污染，经多次处理可使土壤肥力逐渐得到增强，并可加快土壤恢复，最终达到改善生态环境的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术公开了一种利用固氮蓝藻改良盐碱地、增加土壤肥力的方法，特别涉及一 种利用微鞘藻处理盐碱地的方法。
技术介绍
盐碱地在世界各地分布很广，遍及六大洲的30多个国家。主要分布在印度、巴基 斯坦、俄罗斯、南非等国家，总面积约9. 56亿公顷。其中印度和巴基斯坦两国有809万公顷， 俄罗斯750万公顷。美国西部的盐碱地面积占灌溉区面积的一半左右，每年因盐碱产量降 低25%以上。土地盐碱化是构成土地荒漠化的重要组成部分，严重威胁着当地农牧业生产， 民族经济的繁荣与发展以及生态环境的改善一系列重大问题的解决。长期以来，国内外科 学家对盐碱地的改良进行了多方面的探索与研究。在20世纪初对盐碱地的地理分布、形成 原因、演变过程及发生学特性进行了多方面研究。30年代建立了以水利工程、土壤改良为中 心的灌溉、水质、防渗及排灌防盐工程系统(挖渠、明沟、暗管、打井提水等)。近40年来，前 苏联、美国一些经济较发达的国家用物理、化学及农业措施改良盐碱地，如施用工业副产品 (矿渣、石膏)作土壤改良剂，并配清水冲洗盐碱，以改善土壤理化性质。但这些措施需要较 大的物力，财力及大量淡水，也难以广泛应用。在上世纪50年代前苏联就筛选出一些耐盐 碱植物，如碱冰草、多花黑麦草、茅草、河粒伯苜蓿等。美国曾选出滨藤、密叶滨藤等耐盐植 物，目前仍处于研究阶段，尚未应用于生产。我国有各类富含盐碱土地面积约有3460万平 方公里，主要分布在松嫩平原、黄淮海地区、西北地区的新疆、甘肃、宁夏、青海、华北的内蒙 古、山西、河北和东北三省，全国有17个省(区)有面积不等的盐碱地，迄今为止还有80% 左右盐渍土尚未得到开发利用。盐碱地土壤结构黏滞，通气性差，土壤中好气性微生物活动 性差。盐碱地按盐度分为以下三种轻度盐化土，土壤含盐量0. 1-0. 2%;中度盐化土，土壤 含盐量0. 2-0. 4% ；重度盐化土，土壤含盐量0. 4-0. 6% ；(我国大多数以30厘米土壤耕层 来计算含盐量。)现有的治理盐碱地的主要方法中，物理方法采用的水洗排盐容易造成土壤 营养成分的缺失，且需要较大的物力和财力，而化学方法采用的施肥或者平衡酸碱容易造 成土壤板结和过高的治理费用。物理和化学的方法虽然可以暂时性的改变土壤的盐碱度， 但并不能从本质上改变原来盐碱地的土壤肥力。利用生物改良，特别是微鞘藻技术改良盐碱地，能够增加疏松土质，增加土壤通透 性，增加土壤肥力，从而彻底解决盐碱化土壤修复问题。
技术实现思路
本专利技术目的之一是提供一种养殖微鞘藻的培养基；本专利技术的目的之二是提供一种微鞘藻的驯化方法及其应用，即用驯化后的微鞘藻 处理盐碱地的方法。众所周知，空气中含有约80%的氮气，但植物、动物、人类和大多数微生物都不能 直接利用这种气态氮作为氮素营养，自然界中只有极少一部分微生物可以将氮气逐步还原4为氨而作为氮源，而由生物固氮作用固定的氮素量要远比由工业固定的氮素量高。世界上 的蓝藻约有2000种，其中固氮蓝藻是唯一可在有氧条件下利用光合作用固定空气中二氧 化碳和游离氮的生物。在固氮蓝藻中，微鞘藻(Microcoleus vaginatusSchk.)是荒漠藻 类中的丝状种类，微鞘藻植物体为丝体单条，匍匐或形成暗绿色的卷曲植物体，通常彼此黏 合，藻丝体往往成束存在，外面有共同胶鞘包裹，细胞平均含氮量为9. 7 % (w/w)，微鞘藻具 有繁殖快、光合效率高、逆境适应能力强的特点，但多数藻类遇到强盐碱度时会抑制生长甚 至死亡。而本专利技术将微鞘藻在特定环境中驯化后，使其在盐碱地中仍能高速生长繁殖，并大 量吸收空气中的氮及水中的氮、磷固定在藻体里，最终留在盐碱地中。由于微鞘藻最适合的 生长水温为22 28°C，温度低于15°C或高于40°C都对生长不利，pH值为7 9，适宜光照 强度为20000 30000勒克斯，较适合处理我国沿海地区温度较低(地区)的重度盐碱地。本专利技术方法是通过配制培养基，以生长周期短，积累的生物量高，培养条件宽泛的 微鞘藻为优选藻种，对其进行耐盐度驯化、降低氮磷含量驯化以及适应待处理水质等驯化， 经过逐级放大培养后，将藻种引入盐碱地中，微鞘藻利用光合作用大量繁殖，并可吸收、固 定大气及水源中的氮元素，吸收水源中的磷元素，经过一段时间的养殖以后，将微鞘藻养殖 水排掉，螺微鞘藻逐渐沉积在土壤中，微鞘藻里含有丰富的氮磷等营养元素，腐烂的微鞘藻 降解之后，可大大提高盐碱地中的氮磷含量，渗透的水分可将土壤中的盐碱带走，经过反复 多次的微鞘藻改良处理，可使土壤肥力逐渐得到增强，并可从根本上解决土壤盐碱化的问 题，最终达到改善生态环境的目的。本专利技术所述的利用微鞘藻改良盐碱地，增加盐碱地土壤肥力的方法，是通过以下 步骤实现的步骤1 筛选微鞘藻藻种，并针对筛选出的藻种配制培养基；(1)筛选藻种的条件本专利技术的藻种采集于华北京津冀地区，经自行分离纯化后，选取生长良好，遗传性 状稳定，生长周期短，积累的生物量高，培养条件宽泛，且具有固氮特性的微鞘藻为优选藻 种； 培养6-5(2)配制养殖微鞘藻的培养基(基础培养基)硝酸铵0. 5-4. Og/L磷酸氢二钾 0. 01-0. 08g/L 乙二胺四乙酸二钠0.01-0. 3g/L 蛋白胨 0.6-1.5g/L硫酸镁 氯化钙 氯化铁 氯化钠0. 01-0. 08g/L 0. 01-0. 06g/L 0. 001-0. 01g/L l-4g/L微量元素0.5-2ml/L其中微量元素配制方法为硼酸 硫酸锌1. 5-4g 0. 05-0. 3g氯化锰 硫酸铜0. 5-3. 5g 0. 02-0. lg8硝酸钴 0. 01-0. 8g 加蒸馏水定容至1L(3)在温度为24-26 °C，光照为20000-30000勒克斯，pH为7. 0天。较好的培养基配方为硝酸铵1. 0-3. Og/L 硫酸镁 0. 02-0. 05g/L9.0的条件下，磷酸氢二钾乙二胺四乙酸蛋白胨微量元素0. 02-0. 05g/L 氯化钙 0. 015-0. 04g/L 钠 0.05-0. 2g/L 氯化铁 0. 002-0. 005g/L 0. 8-1. 2g/L 氯化钠2-3g/L0. 5-1. 5ml/L步骤2 按盐碱地的用途对微鞘藻进行适应性驯化(1)耐盐度驯化针对重度盐碱地的情况，逐渐增加基础培养基中氯化钠的含量， 对微鞘藻进行适应盐碱度的培养，使其能够逐渐适应越来越高的盐度，并仍能保持高速生 长繁殖，其耐盐度驯化培养基配方为氯化钠从6g/L逐渐增加到12g/L经耐盐度驯化后，选取镜检活性较强(色素体较完整，细胞形态优秀)的藻种做进一步驯化。(2).逐步降低培养基中氮、磷等大量元素的含量，使氮磷等元素的终浓度降低到 当地水质的浓度，微量元素不添加。硫酸镁0.02_0.05g/L 氯化钙 0. 015-0. 04g/L乙二胺四乙酸二钠0.05-0. 2g/L 氯化铁 0. 002-0. 005g/L蛋白胨0.8_1.2g/L 氯化钠10_12g/L硝酸铵参照当地水质中的氮含量从驯化培养基初始浓度逐级降低到当地水中氮 含量的5-2倍；磷酸氢二钾参照当地水质中的磷含量从驯化培养基初始浓度逐级降低到当地水 中磷含量的5-2倍；培养条件在自然环境下，经过3-5个生长本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微鞘藻的培养方法，其特征在于包括如下步骤：（１）筛选藻种；（２）配制养殖微鞘藻的ＦＮ３３培养基，其配方为：硝酸铵　０．５－４．０ｇ／Ｌ　硫酸镁　０．０１－０．０８ｇ／Ｌ磷酸氢二钾　０．０１－０．０８ｇ／Ｌ　氯化钙　０．０１－０．０６ｇ／Ｌ乙二胺四乙酸二钠　０．０１－０．３ｇ／Ｌ　氯化铁　０．００１－０．０１ｇ／Ｌ蛋白胨　０．６－１．５ｇ／Ｌ　氯化钠　１－４ｇ／Ｌ微量元素　０．５－２ｍｌ／Ｌ其中微量元素配制方法为：硼酸　１．５－４ｇ　氯化锰　０．５－３．５ｇ硫酸锌　０．０５－０．３ｇ　硫酸铜　０．０２－０．１ｇ硝酸钴　０．０１－０．８ｇ　加蒸馏水定容至１Ｌ（３）培养条件为：温度２４－２６℃，光照２００００－３００００勒克斯，ｐＨ：７．０～９．０，生长周期６－８天。

【技术特征摘要】
一种微鞘藻的培养方法，其特征在于包括如下步骤(1)筛选藻种；(2)配制养殖微鞘藻的FN33培养基，其配方为硝酸铵 0.5 4.0g/L硫酸镁0.01 0.08g/L磷酸氢二钾 0.01 0.08g/L氯化钙0.01 0.06g/L乙二胺四乙酸二钠 0.01 0.3g/L氯化铁 0.001 0.01g/L蛋白胨 0.6 1.5g/L氯化钠 1 4g/L微量元素0.5 2ml/L其中微量元素配制方法为硼酸 1.5 4g氯化锰 0.5 3.5g硫酸锌 0.05 0.3g硫酸铜 0.02 0.1g硝酸钴 0.01 0.8g加蒸馏水定容至1L(3)培养条件为温度24 26℃，光照20000 30000勒克斯，pH7.0～9.0，生长周期6 8天。2.如权利要求1所述的微鞘藻的培养方法，其较好的培养基配方为9.0，生长周期6-8硝酸铵1. 0-3. Og/L磷酸氢二钾 0. 02-0. 05g/L 乙二胺四乙酸二钠0. 05-0. 2g/L 蛋白胨0.8-1.2g/L硫酸镁 氯化钙 氯化铁 氯化钠0. 02-0. 05g/L 0. 015-0. 04g/L 0. 002-0. 005g/L 2-3g/L微量元素0. 5-1. 5ml/L。3.如权利要求1、2所述的微鞘藻的驯化方法，其特征在于包括如下步骤(1)将培养基中的氯化钠从6g/L逐渐增加到12g/L，进行耐盐度驯化，之后，选取镜检 活性较强的藻种做进一步驯化；(2)逐步降低培养基中氮、磷元素的含量，使氮、磷元素的终浓度降低到待处理地区水 质中氮、磷浓度的5-2倍，在自然环境下，经过3-5个生长周期的驯化后，选取镜检活性较强 的藻种做进一步驯化；(3)将取自待处理地区的水源经过无菌过滤，作为培养基，在自然环境下，经过3-5个 生长周期的驯化后，选取镜检活性较强的藻种做进一步驯化；(4)用当地的水源，作为培养基，在自然环境下，进行3...

【专利技术属性】
技术研发人员：单东杰，李涛，
申请(专利权)人：北京芳能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：11[]