CN1843075A

CN1843075A - 生物结皮的固沙技术

Info

Publication number: CN1843075A
Application number: CNA2005100630929A
Authority: CN
Inventors: 陈亚宁; 李卫红; 任天瑞; 周智彬; 刘京玲
Original assignee: Institute of Process Engineering of CAS; Xinjiang Institute of Ecology and Geography of CAS
Current assignee: Institute of Process Engineering of CAS; Xinjiang Institute of Ecology and Geography of CAS
Priority date: 2005-04-06
Filing date: 2005-04-06
Publication date: 2006-10-11

Abstract

本发明的内容是利用荒漠沙区土壤微生物结皮的培养物人工植入荒漠土地后依靠其自然繁殖修复地表。通过模拟土壤微生物结皮形成的自然规律，使荒漠地区的高结皮覆盖率的形成时间缩短，既能大规模快速治理沙漠流沙，又能使治理区的生物与环境、生物与生物长期协调发展。此项技术对增加干旱荒漠地区地表结皮覆盖度，增强沙面稳定性，减小地表侵蚀具有重要的意义。

Description

生物结皮的固沙技术

技术领域

本发明涉及生物结皮固定荒漠流沙的方法，具体地说是利用干旱荒漠区生物结皮的人工培养物人工植入荒漠土地后依靠其自然繁殖修复地表。

背景技术

近年来，我国荒漠化越来越严重，是世界上沙漠化最严重的国家之一，沙漠化土地总面积已达373万平方公里，年扩展率为2460平方公里，每年因沙漠化造成的直接经济损失高达540亿元。针对这严重的现状，寻求有效的途径防止土地资源沙化已是当务之急。

传统的防风固沙措施如植树造林、草方格沙障和粘土沙障表面上看是有效的，但不能从根本上解决沙化和沙漠化土地的治理问题。主要是高等植物生长缓慢，生长周期长，另外，每棵高等植物都相当于一个大型的抽水泵，将地下水通过蒸腾释放到大气中，从而使本已贫乏的地下水更加贫乏。特别是大于100cm较深层的土壤的含水量下降明显，深根系固沙植物对根际区域水分的利用，进一步恶化了固沙区土壤深层的水分状况，进而抑制了这些植物的生长和生存。从而间接地影响了原有固沙植被的组成和稳定，这就是单纯使用植树治沙失败的根本原因，至于草方格沙障和粘土沙障，不仅起不到减少水分蒸发，增加土壤中水分含量的作用，而且方法原始，劳动强度大，与现代科学技术和大规模荒漠化土地急需治理的形势极不相称。

土壤微生物结皮是苔类、叶苔、蓝绿藻、地衣类、真菌和细菌等生物组分与其下很薄的土壤共同形成的一个复合的生物土壤层。生物结皮可以存在于各种荒漠生境条件下，生物结皮中细菌、真菌、地衣、苔藓植物的地下菌丝以及假根能够黏结沙粒，在其发育过程中，积极参与土壤的形成，具有改变土壤理化性质、增加土壤有机质含量的功能，对土壤抗侵蚀性能的提高有着显著功效。土壤生物结皮抗逆性强，具有光合、生物固氮两大生理功能，光能利用率远高于高等植物，能够有效的利用光能资源，可以在干旱、严寒、盐碱、土壤贫瘠的恶劣的环境下发育生长，形成5-50mm厚的地表覆盖物，从而增强地表的稳定性，有效地减小荒漠地表的侵蚀，在防风、固沙、防止土壤侵蚀、改变水分分布状况等方面扮演着重要的角色。因此，研发干旱荒漠区土壤表面生物结皮的组成，利用生物结皮特殊繁殖方法，对实现自然生态条件下(降水量100-150)沙丘表面的自然固定和干旱沙漠区生态的自然修复起着至关重要的作用。

发明内容

本发明的目的就是利用荒漠沙区土壤中微生物结皮的培养物，进行人工植入，从而加速荒漠地区结皮的地表覆盖度。

本发明的目的是通过如下的技术方案来实现的：

本发明提供了一种干旱地区荒漠化土地的治理方法，具体包括如下步骤：

1)含微生物结皮原土的制备：铲取干旱荒漠区地表面厚2-5mm的微生物结皮原土，拣弃杂物，粉碎后的结皮作为繁殖母体，繁殖基质为普通沙土。

2)微生物结皮的繁殖：以0.2kg/m²的量将结皮原土均匀的撒在基质表面，再按1-2L/m²的量将本发明的营养剂均匀喷洒在结皮原土表面，使基质沙土和结皮土充分润湿。其中液体营养调剂剂的组成为1升水中含尿素0.2-0.5g，KH₂PO₃1.5-2.0g，MgSO₄7H₂O 0.2-0.5g，NaCl 0.3-0.6g，蔗糖10-20g。

3)人工结皮培养物的植入：在我国年降水量为100mm-150mm的荒漠地区于4月积雪融化期，将沙土基质中繁殖培养的微生物结皮按鲜重4-6g/m²的量人工植入沙丘表面，并同时添加土壤微生物结皮生长所必需的营养元素，所添加的营养元素是同时含有氮、磷、钾、钙、镁、铁微量元素各为0.1-0.5ppm的水溶液。

本发明在于将取自荒漠化地区自然条件下含有微生物结皮的原土，以其为母体进行人工繁殖。这种土中微生态生物种群结构合理，加入营养剂后，生物结皮3-5天出现生长迹象，8-15天结皮的生长量达到最大，8-20天在沙土基质表面形成了2-5mm厚的微生物结皮。在降水量100mm-150mm地区，人工植入自然沙丘表面，3个月可形成斑点状结皮。本项技术适用于年降水量100-150mm的固定、半固定沙漠地区，对固定沙丘、稳定沙丘表面、改善沙区生态条件、防沙治沙具有重要的生态价值。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和卓著的效果：

1.以干旱荒漠区资源丰富的结皮原土作为繁殖母体，原土中微生态生物种群结构合理，大规模繁殖后于沙土表面人工植入后，可缩短过渡繁殖时间，在地表面快速形成结皮覆盖物。

2.这种方法与传统植树造林、草方格沙障和粘土沙障等技术相比，成本低廉，经济快捷，创造绿色植物生存环境的同时，有利于后续绿色高等植物的繁殖生长。

3.本发明模拟土壤微生物结皮形成的自然规律，使荒漠变为绿洲的时间缩短。即能大规模快速治理沙漠，又能使治理区的生物与环境，生物与生物协调发展，长期共存。

此项技术对增加干旱荒漠地区地表结皮覆盖度，增强沙面稳定性，减小地表侵蚀具有重要的意义。

具体实施方式

实施例1、

铲取我国新疆干旱荒漠区地表面厚2-5mm的微生物结皮原土，拣弃杂物，粉碎，分别用1mm和0.5mm的分样筛筛取小于1mm大于0.5mm的结皮碎片作为繁殖母体。繁殖基质为普通沙土，选择花盆或塑料育苗盆作为繁殖容器，容器深度在5cm以内，沙土厚度略低于容器表面1-1.5cm。

以0.2kg/m²的量将结皮原土均匀的撒在基质表面，再按1L/m²的量将营养调理剂均匀喷洒在结皮原土表面，使基质沙土和结皮土充分润湿。适当遮阴，光照保持在8000-10000lux，温度控制在20-30℃。此种培养条件下生物结皮3-5天出现生长迹象，8-15天结皮的生长量达到最大，8-20天在沙土基质表面形成2-5mm厚的微生物结皮时打开遮盖物。其中液体营养调剂剂的组成为1升水中含尿素0.2g，KH₂PO₃ 1.5gMgSO₄7H₂O 0.2g，NaCl 0.3g，蔗糖10g。

在我国年降水量为100mm-150mm的荒漠地区于4月积雪融化期，将沙土基质中繁殖培养的人工微生物结皮按鲜重4g/m²的量植入沙丘表面，并同时添加入土壤微生物结皮生长所必需的营养元素，所添加的营养元素是同时含有氮、磷、钾、钙、镁、铁微量元素各为0.1ppm的水溶液，添加量为3L/m²。添加后基质表面用塑料膜覆盖，并保证繁殖时的土壤湿度在15-20％，3个月后地表形成斑点状结皮后移去塑料覆盖物任其自然生长。

实施例2、

铲取干旱我国新疆荒漠区地表面厚2-5mm的微生物结皮原土，拣弃杂物，粉碎，分别用1mm和0.5mm的分样筛筛取小于1mm大于0.5mm的结皮碎片作为繁殖母体。繁殖基质为普通沙土，选择花盆或塑料育苗盆作为繁殖容器，容器深度在5cm以内，沙土厚度略低于容器表面1-1.5cm。

以0.2kg/m²的量将结皮原土均匀的撒在基质表面，再按1.5L/m²的量将营养调理剂均匀喷洒在结皮原土表面，使基质沙土和结皮土充分润湿。适当遮阴，光照保持在8000-10000lux，温度控制在20-30℃。此种培养条件下生物结皮3-5天出现生长迹象，8-15天结皮的生长量达到最大，8-20天在沙土基质表面形成2-5mm厚的微生物结皮时打开遮盖物。其中液体营养调剂剂的组成为1升水中含尿素0.3g，KH₂PO₃ 2gMgSO₄7H₂O 0.3g，NaCl 0.4g，蔗糖15g。

在我国年降水量为100mm-150mm的荒漠地区于4月积雪融化期，将沙土基质中繁殖培养的人工微生物结皮按鲜重5g/m²的量植入沙丘表面，并同时添加入土壤微生物结皮生长所必需的营养元素，所添加的营养元素是同时含有氮、磷、钾、钙、镁、铁微量元素各为0.3ppm的水溶液，添加量为4L/m²。添加后基质表面用塑料膜覆盖，并保证繁殖时的土壤湿度在15-20％，加速地表结皮形成。3个月后地表形成斑点状结皮后移去塑料覆盖物任其自然生长。

实施例3、

以0.2kg/m²的量将结皮原土均匀的撒在基质表面，再按2L/m²的量将营养调理剂均匀喷洒在结皮原土表面，使基质沙土和结皮土充分润湿。适当遮阴，光照保持在8000-10000lux，温度控制在20-30℃。此种培养条件下生物结皮3-5天出现生长迹象，8-15天结皮的生长量达到最大，8-20天在沙土基质表面形成2-5mm厚的微生物结皮时打开遮盖物。其中液体营养调剂剂的组成为1升水中含尿素0.5g，KH₂PO₃ 2.5g，MgSO₄7H₂O 0.5g，NaCl 0.6g，蔗糖20g。

在我国年降水量为100mm-150mm的荒漠地区于4月积雪融化期，将沙土基质中繁殖培养的人工微生物结皮按鲜重6g/m²的量植入沙丘表面，并同时添加入土壤微生物结皮生长所必需的营养元素，所添加的营养元素是同时含有氮、磷、钾、钙、镁、铁微量元素各为0.5ppm的水溶液，添加量为5L/m²。添加后基质表面用塑料膜覆盖，并保证繁殖时的土壤湿度在15-20％，加速地表结皮形成。3个月后地表形成斑点状结皮后移去塑料覆盖物任其自然生长。

Claims

1、一种干旱荒漠土地的治理方法，其治理方法包括三个步骤，其一是制备荒漠区中含微生物结皮的原土，其二是大规模繁殖干旱荒漠地区生长的土壤微生物结皮，最后将培养的土壤微生物结皮，人工植入到干旱荒漠沙土表面，覆盖塑料膜遮阴加速土壤结皮的形成。

2、根据权利要求1所述的干旱荒漠化土地的治理方法，其特征在于将沙漠地区生长的含有土壤微生物结皮的原土作为繁殖母体，以普通沙土作为繁殖基质，繁殖时基质中添加1-2L/m²的液体营养调理剂。

3、根据权利要求2所述的液体营养调剂剂的组成为1升水中含尿素0.2-0.5g，KH₂PO₃1.5-2.0g，MgSO₄.7H₂O 0.2-0.5g，NaCl 0.3-0.6g，蔗糖10-20g。

4、根据权利要求1所述的干旱荒漠化土地的治理方法，其特征在于培养的生物结皮按鲜重4-6g/m²的量直接接种到需治理的干旱荒漠化土地中。

5、根据权利要求4所述的干旱荒漠区土地的治理方法，其特征是直接向接种到干旱荒漠化地表添加土壤微生物结皮生长所必需的微量营养元素，并用塑料膜覆盖。

6、根据权利要求5所述的干旱荒漠化土地的治理方法，其特征是所添加的营养元素是同时含有氮、磷、钾、钙、镁、铁微量元素各为0.1-0.5ppm的水溶液，添加量为3-5L/m²。