專(zhuān)利名稱(chēng)：一種念珠藻的馴化方法及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開(kāi)了一種利用固氮藍(lán)藻改良鹽堿地、增加土壤肥力的方法，特別涉及 一種利用念珠藻處理鹽堿地的方法。
背景技術(shù)：
鹽堿地在世界各地分布很廣，遍及六大洲的30多個(gè)國(guó)家。主要分布在印度、巴 基斯坦、俄羅斯、南非等國(guó)家，總面積約9.56億公頃。其中印度和巴基斯坦兩國(guó)有809 萬(wàn)公頃，俄羅斯750萬(wàn)公頃。美國(guó)西部的鹽堿地面積占灌溉區(qū)面積的一半左右，每年因 鹽堿產(chǎn)量降低25%以上。土地鹽堿化是構(gòu)成土地荒漠化的重要組成部分，嚴(yán)重威脅著當(dāng) 地農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)，民族經(jīng)濟(jì)的繁榮與發(fā)展以及生態(tài)環(huán)境的改善一系列重大問(wèn)題的解決。長(zhǎng) 期以來(lái)，國(guó)內(nèi)外科學(xué)家對(duì)鹽堿地的改良進(jìn)行了多方面的探索與研究。在20世紀(jì)初對(duì)鹽 堿地的地理分布、形成原因、演變過(guò)程及發(fā)生學(xué)特性進(jìn)行了多方面研究。30年代建立了 以水利工程、土壤改良為中心的灌溉、水質(zhì)、防滲及排灌防鹽工程系統(tǒng)(挖渠、明溝、 暗管、打井提水等)。近40年來(lái)，前蘇聯(lián)、美國(guó)一些經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)的國(guó)家用物理、化學(xué)及 農(nóng)業(yè)措施改良鹽堿地，如施用工業(yè)副產(chǎn)品(礦渣、石膏)作土壤改良劑，并配清水沖洗鹽 堿，以改善土壤理化性質(zhì)。但這些措施需要較大的物力，財(cái)力及大量淡水，也難以廣泛 應(yīng)用。在上世紀(jì)50年代前蘇聯(lián)就篩選出一些耐鹽堿植物，如堿冰草、多花黑麥草、茅 草、河粒伯苜蓿等。美國(guó)曾選出濱藤、密葉濱藤等耐鹽植物，目前仍處于研究階段，尚 未應(yīng)用于生產(chǎn)。我國(guó)有各類(lèi)富含鹽堿土地面積約有3460萬(wàn)平方公里，主要分布在松嫩平 原、黃淮海地區(qū)、西北地區(qū)的新疆、甘肅、寧夏、青海、華北的內(nèi)蒙古、山西、河北和 東北三省，全國(guó)有17個(gè)省(區(qū))有面積不等的鹽堿地，迄今為止還有80%左右鹽漬土尚 未得到開(kāi)發(fā)利用。鹽堿地土壤結(jié)構(gòu)黏滯，通氣性差，土壤中好氣性微生物活動(dòng)性差。鹽 堿地按鹽度分為以下三種輕度鹽化土，土壤含鹽量0.1-0.2% ；中度鹽化土，土壤含鹽 量0.2-0.4%;重度鹽化土，土壤含鹽量0.4-0.6%;(我國(guó)大多數(shù)以30厘米土壤耕層來(lái)計(jì) 算含鹽量。)現(xiàn)有的治理鹽堿地的主要方法中，物理方法采用的水洗排鹽容易造成土壤 營(yíng)養(yǎng)成分的缺失，且需要較大的物力和財(cái)力，而化學(xué)方法采用的施肥或者平衡酸堿容易 造成土壤板結(jié)和過(guò)高的治理費(fèi)用。物理和化學(xué)的方法雖然可以暫時(shí)性的改變土壤的鹽堿 度，但并不能從本質(zhì)上改變?cè)瓉?lái)鹽堿地的土壤肥力。利用生物改良，特別是念珠藻技術(shù)改良鹽堿地，能夠增加疏松土質(zhì)，增加土壤 通透性，增加土壤肥力，從而徹底解決鹽堿化土壤修復(fù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的之一是提供一種養(yǎng)殖念珠藻的培養(yǎng)基；本發(fā)明的目的之二是提供一種念珠藻的馴化方法及其應(yīng)用，特別是將馴化后念 珠藻用于處理鹽堿地的方法。眾所周知，空氣中含有約80%的氮?dú)?，但植物、?dòng)物、人類(lèi)和大多數(shù)微生物都不能直接利用這種氣態(tài)氮作為氮素營(yíng)養(yǎng)，自然界中只有極少一部分微生物可以將氮?dú)?逐步還原為氨而作為氮源，而由生物固氮作用固定的氮素量要遠(yuǎn)比由工業(yè)固定的氮素量 高。世界上的藍(lán)藻約有2000種，其中固氮藍(lán)藻是唯一可在有氧條件下利用光合作用固定 空氣中二氧化碳和游離氮的生物。在固氮藍(lán)藻中，念珠藻(Nostoc muscorum)是淡水中 常見(jiàn)的一類(lèi)絲狀固氮藍(lán)藻，它廣泛分布于全球7大洲，從陸地到淡水生態(tài)系統(tǒng)，從熱帶 土壤到極地冰原，即使在極度干旱和高紫外線照射的地區(qū)，念珠藻也有分布，念珠藻含 有豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，其體內(nèi)含有豐富的果膠、葉綠素a、葉黃素、胡蘿卜素及藻膽素和藻 藍(lán)蛋白，其中普通念珠藻氨基酸的組成不亞于動(dòng)物蛋白，故念珠藻常應(yīng)用于醫(yī)藥、食品 等領(lǐng)域。念珠藻幼植物體呈球形，細(xì)胞排列呈念珠狀，群集于膠團(tuán)中，成熟后具有皺褶 片狀結(jié)構(gòu)，有時(shí)不規(guī)則的開(kāi)裂，藍(lán)綠色、或灰褐色，絲體彎曲，稠密纏繞，常分層，內(nèi) 部的分層不明顯。適合生長(zhǎng)在潮濕土壤、沙地、草地。一般情況下念珠藻有一定的耐鹽 度，在鹽度為0.8g/L時(shí)，光合放氧活性較高，而當(dāng)鹽度達(dá)到2.5g/L時(shí)光合放氧活性明顯 下降，只有正常值的40%左右，而本發(fā)明將念珠藻在特定環(huán)境中馴化后，使其在鹽堿地 中仍能高速生長(zhǎng)繁殖，并大量吸收空氣中的氮及水中的氮、磷固定在藻體里，最終留在 鹽堿地中。由于念珠藻最適合的生長(zhǎng)溫度為23 28°C，pH值為7 9，適宜光照強(qiáng)度 為8000 10000勒克斯，較適合處理我國(guó)沿海地區(qū)溫度適中(地區(qū))的輕度或中度鹽堿 地。本發(fā)明方法是通過(guò)配制特定的培養(yǎng)基，以生長(zhǎng)周期短，積累的生物量高，培養(yǎng) 條件寬泛的念珠藻為優(yōu)選藻種，對(duì)其進(jìn)行耐鹽度馴化、降低氮磷含量馴化以及適應(yīng)待處 理水質(zhì)等馴化，經(jīng)過(guò)逐級(jí)放大培養(yǎng)后，將藻種引入鹽堿地中，念珠藻利用光合作用大量 繁殖，并可吸收、固定大氣及水源中的氮元素，吸收水源中的磷元素，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的 養(yǎng)殖以后，將念珠藻養(yǎng)殖水排掉，念珠藻逐漸沉積在土壤中，念珠藻里含有豐富的氮磷 等營(yíng)養(yǎng)元素，腐爛的念珠藻降解之后，可大大提高鹽堿地中的氮磷含量，滲透的水分可 將土壤中的鹽堿帶走，經(jīng)過(guò)反復(fù)多次的念珠藻改良處理，可使土壤肥力逐漸得到增強(qiáng)， 并可從根本上解決土壤鹽堿化的問(wèn)題，最終達(dá)到改善生態(tài)環(huán)境的目的。(見(jiàn)圖1)本發(fā)明所述的利用念珠藻改良鹽堿地，增加鹽堿地土壤肥力的方法，是通過(guò)以 下步驟實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的上述目的，是通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)的步驟1:篩選念珠藻藻種，并針對(duì)篩選出的藻種配制培養(yǎng)基；(1)篩選藻種的條件本發(fā)明的藻種采集于華北京津冀地區(qū)，經(jīng)自行分離純化后，選取生長(zhǎng)良好，遺 傳性狀穩(wěn)定，生長(zhǎng)周期短，積累的生物量高，培養(yǎng)條件寬泛，且具有固氮特性的念珠藻 為優(yōu)選藻種；(2)配制養(yǎng)殖念珠藻的FN31培養(yǎng)基(基礎(chǔ)培養(yǎng)基)硝酸鉀0.05-0.5g/L 氯化鈣 0.003_0.03g/L磷酸氫二鉀0.01_0.8g/L 氯化鈉 0.25_2.0g/L磷酸二氫鉀0.07_0.3g/L 氯化鐵 0.001-0.0lg/L硫酸鎂0.02_0.06g/L 萘乙 酸 0.2_0.6mg/L微量元素0.5_2ml/L
其中微量元素配方為硼酸150_500mg 硫酸銅 2-lOmg氯化錳60_200mg 鉬酸銨 1.5_7.5mg硫酸鋅 4_20mg加蒸餾水定容至 IL(3)在溫度為23-28°C，光照為8000-10000勒克斯，pH為7.0 9.0的條件下，
培養(yǎng)5-8天。較好的培養(yǎng)基配方為硝酸鉀0.2_0.4g/L磷酸氫二鉀0.04_0.07g/L磷酸二氫鉀0.1_0.25g/L硫酸鎂0.03_0.05g/L微量元素0.5-1.5ml/L步驟2 按鹽堿地的用途對(duì)念珠藻進(jìn)行適應(yīng)性馴化(1).耐鹽度馴化針對(duì)輕度或中度鹽堿地的情況，逐漸增加基礎(chǔ)培養(yǎng)基中氯化 鈉的含量，對(duì)念珠藻進(jìn)行適應(yīng)鹽堿度的培養(yǎng)，使其能夠逐漸適應(yīng)越來(lái)越高的鹽度，并仍 能保持高速生長(zhǎng)繁殖，其耐鹽度馴化培養(yǎng)基配方為硝酸鉀0.2_0.4g/L 氯化鈣 0.005_0.02g/L磷酸氫二鉀0.04_0.07g/L 氯化鐵 0.001_0.008g/L磷酸二氫鉀0.1_0.25g/L 硫酸鎂 0.03_0.05g/L萘乙酸0.3-0.5mg/L 微量元素 0.5-1.5ml/L氯化鈉從3g/L逐漸增加到8g/L經(jīng)耐鹽度馴化后，選取鏡檢活性較強(qiáng)(色素體較完整，細(xì)胞形態(tài)優(yōu)秀)的藻種做 進(jìn)一步馴化。(2).逐步降低培養(yǎng)基中氮、磷等大量元素的含量，使氮磷等元素的終濃度降低 到當(dāng)?shù)厮|(zhì)的濃度，微量元素不添加氯化鈣0.005_0.02g/L 氯化鈉 6_8g/L氯化鐵0.001_0.008g/L 硫酸鎂 0.03_0.05g/L萘乙酸0.3-0.5mg/L硝酸鉀參照當(dāng)?shù)厮|(zhì)中的氮含量從馴化培養(yǎng)基初始濃度逐級(jí)降低到待處理水質(zhì) 中氮含量的5-2倍；參照待處理水質(zhì)中的磷含量將馴化培養(yǎng)基中的磷酸鹽逐級(jí)降低到待處理水質(zhì)中 磷含量的5-2倍；培養(yǎng)條件在自然環(huán)境下，經(jīng)過(guò)3-5個(gè)生長(zhǎng)周期的馴化后，選取鏡檢活性較強(qiáng)的 藻種做進(jìn)一步馴化。(3).將取自當(dāng)?shù)氐乃唇?jīng)過(guò)無(wú)菌過(guò)濾，作為馴化培養(yǎng)基，培養(yǎng)基的營(yíng)養(yǎng)元素為 當(dāng)?shù)厮粗饕臓I(yíng)養(yǎng)元素，培養(yǎng)條件為自然環(huán)境下，經(jīng)過(guò)3-5個(gè)生長(zhǎng)周期的馴化后，選 取鏡檢活性較強(qiáng)的藻種做進(jìn)一步馴化。(4)用當(dāng)?shù)氐乃?，不做任何處理，作為馴化培養(yǎng)基，藻種培養(yǎng)條件為自然環(huán)境 下，經(jīng)過(guò)3-5生長(zhǎng)周期，馴化階段結(jié)束。
氯化鈣 0.005-0.02g/L 氯化鈉 0.5-1.5g/L 氯化鐵 0.001-0.008g/L 萘乙酸 0.3-0.5mg/L
步驟3:將馴化后的藻種在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行擴(kuò)繁培養(yǎng)采用當(dāng)?shù)厮磳⒃宸N與培 養(yǎng)基按體積比為1 6-1 8的比例接種，培養(yǎng)液體系為60-80L，培養(yǎng)條件為溫度 24 26°C，光照10000-30000勒克斯，pH7.0 9.0在密閉反應(yīng)容器中培養(yǎng)5_8天后，培 養(yǎng)液中的念珠藻達(dá)到細(xì)胞干重為1.5-2.0g/L。步驟4:將此藻種與當(dāng)?shù)厮窗大w積比為1 100-150的比例投入到微藻養(yǎng)殖池 塘中，池塘體積優(yōu)選在10-15m3，露天環(huán)境下養(yǎng)殖9-13天，池塘中念珠藻細(xì)胞干重最終 可達(dá)到1.0-1.5g/L，將池塘養(yǎng)殖的微藻作為鹽堿地改良的種源。步驟5 在將被改良的鹽堿地單元周?chē)▔螄鷻?，?50-100) X (50-100)米為 一個(gè)處理單元，筑壩的高度優(yōu)選30-40cm，利用常規(guī)的排灌設(shè)施，將當(dāng)?shù)氐乃匆臌} 堿地的處理單元中，維持水面深度5-8cm為宜，本發(fā)明處理單元內(nèi)設(shè)置有微藻引入管， 以便將擴(kuò)大培養(yǎng)后的念珠藻從池塘養(yǎng)殖系統(tǒng)引入到鹽堿地處理單元中，微藻引入管距地 面高度30-50cm為宜，通過(guò)微藻引入管以40-60L/min的流速將念珠藻投撒在鹽堿地中， 一般情況下，每一個(gè)處理單元藻種接種量為0.03-0.06g/m2，優(yōu)選0.03-0.05g/m2 ；在距地 面深度為0.2-0.8米處，設(shè)置有潛水層排水管(暗管)，排水管之間可平行設(shè)置，也可交錯(cuò) 設(shè)置，或在處理單元內(nèi)的四周設(shè)置，平行設(shè)置時(shí)排水管管道間距為5-8米，排水管上安 裝有閥門(mén)，在排水管上每隔1-2米開(kāi)有排水口，以便于能徹底排干養(yǎng)殖念珠藻的水分， 排水管與排灌系統(tǒng)的排水溝連通，排水溝的深度需大于排水管的深度，排水管道可選擇 抗壓以及抗鹽堿腐蝕材料，如PVC材料等；步驟6、念珠藻在鹽堿地中經(jīng)過(guò)7-10天生長(zhǎng)繁殖，大量吸收灌溉水及空氣中的 氮、磷，同時(shí)鹽堿地表層的水分也逐漸滲透到土壤中，待養(yǎng)殖水中念珠藻的細(xì)胞干重為 0.8-1.2g/L時(shí)，開(kāi)啟排水管上的閥門(mén)，排干剩余水份，念珠藻便沉積在土壤表層10-15cm 處，本輪次微藻改良過(guò)程結(jié)束。由于念珠藻最適合的生長(zhǎng)水溫為24 26°C，故用念珠藻處理鹽堿地可在春、 夏、秋季進(jìn)行，如遇到極端氣候影響，可加大藻種投入量或者延長(zhǎng)微藻生長(zhǎng)周期。用本發(fā)明方法處理鹽堿地，可使鹽堿地表層土壤的肥力明顯增加，同時(shí)，養(yǎng)殖 微藻用水在排出時(shí)還可將鹽堿地中的大量鹽份帶走，經(jīng)測(cè)定，一次微藻處理后，鹽堿 地的中的氮含量，比不經(jīng)過(guò)微藻處理的土壤增加了 18-21%，磷增加了 12-14%，全鹽 量下降了 15-18%，而利用化學(xué)方法處理，取得相同增肥效果，需要在相同面積上施加 60-80kg的磷石膏或者尿素，本發(fā)明可根據(jù)待種植植物對(duì)土壤的需要進(jìn)行多次微藻處理， 以增加處理單元中的微藻生物量，提高單位系統(tǒng)對(duì)鹽堿地的改善效果。用本發(fā)明方法處 理鹽堿地，能夠有效降低治理成本，微藻的改良技術(shù)不但增加了土壤中的氮磷含量，還 避免了物理水洗法造成的土地營(yíng)養(yǎng)元素丟失，又能夠有效避免長(zhǎng)期施用化肥對(duì)土地造成 的板結(jié)作用及對(duì)水源和環(huán)境造成的二次污染。如果長(zhǎng)期使用本發(fā)明方法改良鹽堿地，可 以逐步增加土壤肥力，提高種植效果。本發(fā)明處理鹽堿地的方法，將會(huì)為加快鹽堿地 土壤恢復(fù)、擴(kuò)大沿海地區(qū)的耕種面積、進(jìn)而改善整個(gè)鹽堿地區(qū)的生態(tài)環(huán)境做出積極的貢 獻(xiàn)。


圖1念珠藻改良鹽堿地工藝流程示意圖
圖2馴化前后念珠藻生長(zhǎng)情況的比較圖3輕中度鹽堿地改良前后氮含量變化圖4輕中度鹽堿地改良前后磷含量變化
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1處理山東煙臺(tái)周邊輕中度鹽堿地區(qū)步驟1 配制養(yǎng)殖念珠藻的FN31培養(yǎng)基(基礎(chǔ)培養(yǎng)基)硝酸鉀0.2g/L 氯化鈣 0.027g/L磷酸氫二鉀0.04g/L 氯化鈉 1.0g/L磷酸二氫鉀0.175g/L 氯化鐵 0.008g/L硫酸鎂0.037g/L 萘乙酸 0.3mg/L微量元素1.5ml/L其中微量元素配制方法為硼酸 286mg 硫酸銅 5mg氯化錳115mg鉬酸銨 3.7mg硫酸鋅 12mg加蒸餾水定容至IL培養(yǎng)條件為溫度24°C，光照8000勒克斯，pH 8.0，生長(zhǎng)周期8天。步驟2 按鹽堿地的用途對(duì)念珠藻進(jìn)行適應(yīng)性馴化(1).耐鹽度馴化針對(duì)輕度或中度鹽堿地的情況，逐漸增加基礎(chǔ)培養(yǎng)基中氯化 鈉含量，對(duì)念珠藻進(jìn)行適應(yīng)鹽堿度的培養(yǎng)，使其能夠逐漸適應(yīng)越來(lái)越高的鹽度，并仍能 保持高速生長(zhǎng)繁殖，其耐鹽度馴化培養(yǎng)基配方為硝酸鉀0.2g/L 氯化鈣 0.027g/L磷酸氫二鉀0.04g/L 氯化鐵 0.008g/L磷酸二氫鉀0.175g/L 萘乙酸 0.3mg/L硫酸鎂 0.037g/L 微量元素1.5ml/L氯化鈉從3g/L逐漸增加到7g/L經(jīng)耐鹽度馴化后，念珠藻的耐鹽性明顯增加，在含有7g/L氯化鈉的馴化培養(yǎng)基 中培養(yǎng)9天，藻種比未經(jīng)馴化的念珠藻，細(xì)胞干重增加了約70% (圖2)，選取鏡檢活性 較強(qiáng)(色素體較完整，細(xì)胞形態(tài)優(yōu)秀)的藻種做進(jìn)一步馴化。(2).逐步降低培養(yǎng)基中氮、磷等大量元素的含量，使氮磷等元素的終濃度降低 到當(dāng)?shù)厮|(zhì)的濃度，微量元素不添加。氯化鈣 0.027g/L 氯化鈉 7g/L氯化鐵0.008g/L 硫酸鎂 0.037g/L萘乙酸0.3mg/L硝酸鉀參照當(dāng)?shù)厮|(zhì)中的氮含量從馴化培養(yǎng)基初始濃度逐級(jí)降低到3mg/L ；參照當(dāng)?shù)厮|(zhì)中的磷含量將馴化培養(yǎng)基中的磷酸鹽逐級(jí)降低到1.8mg/L ；培養(yǎng)條件在自然環(huán)境下，經(jīng)過(guò)4個(gè)生長(zhǎng)周期的馴化后，選取鏡檢活性較強(qiáng)的藻 種做進(jìn)一步馴化。
(3).將取自當(dāng)?shù)氐乃唇?jīng)過(guò)無(wú)菌過(guò)濾，作為馴化培養(yǎng)基，培養(yǎng)基的營(yíng)養(yǎng)元素為 當(dāng)?shù)厮粗饕臓I(yíng)養(yǎng)元素，培養(yǎng)條件為自然環(huán)境下，經(jīng)過(guò)3-5個(gè)生長(zhǎng)周期的馴化后，選 取鏡檢活性較強(qiáng)的藻種做進(jìn)一步馴化。(4)用當(dāng)?shù)氐乃?，不做任何處理，作為馴化培養(yǎng)基，藻種培養(yǎng)條件為自然環(huán)境 下，經(jīng)過(guò)3-5生長(zhǎng)周期，馴化階段結(jié)束。步驟3:將馴化后的藻種在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行擴(kuò)繁培養(yǎng)采用當(dāng)?shù)厮磳⒃宸N與培 養(yǎng)基按體積比為1 6的比例接種，培養(yǎng)液體系為60L，培養(yǎng)條件為溫度25°C，光照 20000勒克斯，pH為8.5，在密閉反應(yīng)容器中培養(yǎng)5天后，培養(yǎng)液中念珠藻的細(xì)胞干重為 1.8-2.0g/L。步驟4:將此藻種按1 150的比例投入到微藻養(yǎng)殖池塘中，池塘體積優(yōu)選在 15m3，露天環(huán)境下養(yǎng)殖13天，池塘中念珠藻細(xì)胞干重l.l_1.4g/L，將池塘養(yǎng)殖的微藻作 為鹽堿地改良的種源。步驟5:在將被改良的鹽堿地單元周?chē)▔螄鷻?，?0X60米為一個(gè)處理單 元，筑壩的高度優(yōu)選32cm，利用常規(guī)的排灌設(shè)施，將當(dāng)?shù)氐乃匆臌}堿地的處理單元 中，維持水面深度6cm為宜，將擴(kuò)大培養(yǎng)后的微藻通過(guò)微藻引入管從池塘養(yǎng)殖系統(tǒng)引入 到鹽堿地處理單元中，微藻流速為50L/min，每一個(gè)處理單元藻種接種量為0.04g/m2。在 距地面深度為0.6米處，設(shè)置有潛水層排水管，排水管上安裝有閥門(mén)，在排水管上每隔2 米開(kāi)有排水口，排水管之間平行設(shè)置，管道間距為7米，步驟6、微藻經(jīng)過(guò)8天生長(zhǎng)，大量吸收灌溉水及空氣中的氮、磷，同時(shí)鹽堿地表 層的水分也逐漸滲透到土壤中，待養(yǎng)殖水中念珠藻的細(xì)胞干重為0.8g/L時(shí)，開(kāi)啟排水管 上的閥門(mén)，排干剩余水份，微藻便沉積在土壤表層10-15cm處，本輪次微藻改良過(guò)程結(jié)束ο由于念珠藻最適合的生長(zhǎng)水溫為24 26°C，故用念珠藻處理鹽堿地可在春、 夏、秋季進(jìn)行，如遇到極端氣候影響，可加大藻種投入量或者延長(zhǎng)微藻生長(zhǎng)周期。用本發(fā)明方法處理鹽堿地，可使鹽堿地表層土壤的肥力明顯增加，同時(shí)，養(yǎng)殖 微藻用水在排出時(shí)還可將鹽堿地中的大量鹽份帶走，經(jīng)測(cè)定，一次微藻處理后，鹽堿地 的中的氮含量，比不經(jīng)過(guò)微藻處理的土壤增加了 20%，磷增加了 13%，全鹽量下降了 17%。(見(jiàn)圖 3-4)實(shí)施例2處理山東煙臺(tái)周邊鹽堿地區(qū)步驟1 配制養(yǎng)殖念珠藻的培養(yǎng)基(基礎(chǔ)培養(yǎng)基)硝酸鉀0.3g/L 氯化鈣 0.03g/L磷酸氫二鉀0.058g/L 氯化鈉 0.5g/L磷酸二氫鉀0.25g/L 氯化鐵 0.00lg/L硫酸鎂0.05g/L 萘乙酸 0.4mg/L微量元素0.5ml/L培養(yǎng)條件為溫度25°C，光照9000勒克斯，pH: 7.5，生長(zhǎng)周期8天。步驟2 按鹽堿地的用途對(duì)念珠藻進(jìn)行適應(yīng)性馴化(1).耐鹽度馴化
硝酸鉀0.3g/L 氯化鈣 0.03g/L磷酸氫二鉀0.058g/L 氯化鐵 0.001g/L磷酸二氫鉀0.25g/L 萘乙酸0.4mg/L硫酸鎂 0.05g/L 微量元素0.5ml/L氯化鈉從3逐漸增加到6g/L經(jīng)耐鹽度馴化后，選取鏡檢活性較強(qiáng)(色素體較完整，細(xì)胞形態(tài)優(yōu)秀)的藻種做 進(jìn)一步馴化。(2).逐步降低培養(yǎng)基中氮、磷等大量元素的含量培養(yǎng)基配方調(diào)整為氯化鈣0.03g/L 氯化鈉 6g/L氯化鐵0.001g/L 硫酸鎂 0.05g/L萘乙酸0.4mg/L硝酸鉀參照當(dāng)?shù)厮|(zhì)中的氮含量從馴化培養(yǎng)基初始濃度逐級(jí)降低到4mg/L ；參照當(dāng)?shù)厮|(zhì)中的磷含量將馴化培養(yǎng)基中的磷酸鹽逐級(jí)降低到2.4mg/L ；培養(yǎng)條件在自然環(huán)境下，經(jīng)過(guò)3個(gè)生長(zhǎng)周期的馴化后，選取鏡檢活性較強(qiáng)的藻 種做進(jìn)一步馴化。(3).將取自當(dāng)?shù)氐乃唇?jīng)過(guò)無(wú)菌過(guò)濾，作為馴化培養(yǎng)基進(jìn)一步馴化，方法同實(shí) 施例1 ；(4)用當(dāng)?shù)氐乃?，作為馴化培養(yǎng)基進(jìn)一步馴化，方法同實(shí)施例1;步驟3:將馴化后的藻種在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行擴(kuò)繁培養(yǎng)采用當(dāng)?shù)厮磳⒃宸N與培 養(yǎng)基按體積比為1 8的比例接種，培養(yǎng)液體系為80L，在密閉反應(yīng)容器中培養(yǎng)8天后， 培養(yǎng)液中的念珠藻細(xì)胞干重為1.5-1.8g/L。步驟4:將此藻種按1 120的比例投入到微藻養(yǎng)殖池塘中，池塘體積優(yōu)選在 IOm3,露天環(huán)境下養(yǎng)殖9天，池塘中的念珠藻細(xì)胞干重為1.0-1.3g/L。，將池塘養(yǎng)殖的微 藻作為鹽堿地改良的種源。步驟5:以60 X 60米為一個(gè)處理單元，維持水面深度5cm，將念珠藻以40L/min
的流速引入處理單元，每一個(gè)處理單元藻種接種量為0.03g/m2，排水管設(shè)置在處理單元 內(nèi)四周，排水管上每隔1.5米開(kāi)有排水口，距地面深度為0.3米。步驟6、微藻經(jīng)過(guò)7天生長(zhǎng)后，待養(yǎng)殖水中念珠藻細(xì)胞干重為0.9g/L時(shí)，開(kāi)啟排 水管上的閥門(mén)，排干剩余水份，本輪次微藻改良過(guò)程結(jié)束。經(jīng)念珠藻處理后，鹽堿地的中的氮含量，比不經(jīng)過(guò)微藻處理的土壤增加了 18%,磷增加了 12%，全鹽量下降了 15%。實(shí)施例3
處理山東煙臺(tái)周邊鹽堿地區(qū)
步驟1 配制養(yǎng)殖念珠藻的培養(yǎng)基(基礎(chǔ)培養(yǎng)基)
硝酉堯鉀 0.4g/L氯化鈣0.005g/L
磷酉I氫二鉀 0.07g/L氯化鈉1.5g/L
磷酉I二氫鉀 0.1g/L氯化鐵0.003g/L
硫酉!鎂 0.03g/L萘乙酸0.4mg/L
微量元素 lml/L
培養(yǎng)條件為溫度26°C，光照8000勒克斯，pH 8.5，生長(zhǎng)周期8天。步驟2 按鹽堿地的用途對(duì)念珠藻進(jìn)行適應(yīng)性馴化(1).耐鹽度馴化硝酸鉀0.4g/L 氯化鈣 0.005g/L磷酸氫二鉀0.07g/L 氯化鐵 0.003g/L磷酸二氫鉀0.1g/L萘乙酸0.4mg/L硫酸鎂 0.03g/L 微量元素lml/L氯化鈉從3逐漸增加到8g/L經(jīng)耐鹽度馴化后，選取鏡檢活性較強(qiáng)(色素體較完整，細(xì)胞形態(tài)優(yōu)秀)的藻種做 進(jìn)一步馴化。(2).逐步降低培養(yǎng)基中氮、磷等大量元素的含量培養(yǎng)基配方調(diào)整為氯化鈣 0.005g/L 氯化鈉 8g/L氯化鐵0.003g/L 硫酸鎂 0.03g/L萘乙酸0.4mg/L硝酸鉀參照當(dāng)?shù)厮|(zhì)中的氮含量從馴化培養(yǎng)基初始濃度逐級(jí)降低到5mg/L ；參照當(dāng)?shù)厮|(zhì)中的磷含量將馴化培養(yǎng)基中的磷酸鹽逐級(jí)降低到3mg/L ；培養(yǎng)條件在自然環(huán)境下，經(jīng)過(guò)5個(gè)生長(zhǎng)周期的馴化后，選取鏡檢活性較強(qiáng)的藻 種做進(jìn)一步馴化。(3).將取自當(dāng)?shù)氐乃唇?jīng)過(guò)無(wú)菌過(guò)濾，作為馴化培養(yǎng)基進(jìn)一步馴化，方法同實(shí) 施例1 ；(4)用當(dāng)?shù)氐乃矗鳛轳Z化培養(yǎng)基進(jìn)一步馴化，方法同實(shí)施例1;步驟3:將馴化后的藻種在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行擴(kuò)繁培養(yǎng)采用當(dāng)?shù)厮磳⒃宸N與培 養(yǎng)基按體積比為1 7的比例接種，培養(yǎng)液體系為70L，在密閉反應(yīng)容器中培養(yǎng)7天后， 培養(yǎng)液中念珠藻細(xì)胞干重為1.6-1.9g/L。步驟4:將此藻種按1 100的比例投入到微藻養(yǎng)殖池塘中，池塘體積優(yōu)選在 12m3，露天環(huán)境下養(yǎng)殖10天，池塘中念珠藻細(xì)胞干重為1.2-1.5g/L，將池塘養(yǎng)殖的微藻 作為鹽堿地改良的種源。步驟5:以60 X 60米為一個(gè)處理單元，維持水面深度8cm，將念珠藻以60L/min
的流速引入處理單元，每一個(gè)處理單元藻種接種量為0.05g/m2，排水管上每隔1米開(kāi)有排 水口，排水管距地面深度為0.5米，管道間距為5米，步驟6、微藻經(jīng)過(guò)10天生長(zhǎng)，待養(yǎng)殖水中念珠藻的細(xì)胞干重為1.2g/L時(shí)，開(kāi)啟 排水管上的閥門(mén)，排干剩余水份，本輪次微藻改良過(guò)程結(jié)束。經(jīng)念珠藻處理后，鹽堿地的中的氮含量，比不經(jīng)過(guò)微藻處理的土壤增加了 21%,磷增加了 14%，全鹽量下降了 18%。
權(quán)利要求
1.一種念珠藻的培養(yǎng)方法，其特征在于包括如下步驟(1)篩選藻種；(2)配制養(yǎng)殖念珠藻的FN31培養(yǎng)基，其配方為 硝酸鉀 0.05-0.5g/L 氯化鈣 0.003-0.03g/L 磷酸氫二鉀 0.01-0.8g/L 氯化鈉 0.25-2.0g/L 磷酸二氫鉀 0.07-0.3g/L 氯化鐵 0.001-0.01g/L 硫酸鎂 0.02-0.06g/L 萘乙酸 0.2-0.6mg/L 微量元素 0.5-2ml/L其中微量元素配方為 硼酸 150-500mg 硫酸銅 2-10mg 氯化錳60-200mg鉬酸銨 1.5-7.5mg 硫酸鋅4-20mg 加蒸餾水定容至IL ；(3)在溫度為23-28°C、光照為8000-10000勒克斯、pH為7.0 9.0的條件下，培養(yǎng)5-8 天。
2.如權(quán)利要求1所述的念珠藻的培養(yǎng)方法，其較好的培養(yǎng)基配方為 硝酸鉀 0.2-0.4g/L 氯化鈣 0.005-0.02g/L磷酸氫二鉀 0.04-0.07g/L 氯化鈉 0.5-1.5g/L 磷酸二氫鉀 0.1-0.25g/L 氯化鐵 0.001-0.008g/L 硫酸鎂 0.03-0.05g/L 萘乙酸 0.3-0.5mg/L 微量元素 0.5-1.5ml/L ；
3.如權(quán)利要求1、2所述的念珠藻的馴化方法，其特征在于包括如下步驟(1)將培養(yǎng)基中的氯化鈉從3g/L逐漸增加到8g/L，進(jìn)行耐鹽度馴化，之后選取鏡檢 活性較強(qiáng)的藻種做進(jìn)一步馴化；(2)逐步降低培養(yǎng)基中氮、磷元素的含量，使氮、磷元素的終濃度降低到待處理地區(qū) 水質(zhì)中氮磷濃度的5-2倍，在自然環(huán)境下，經(jīng)過(guò)3-5個(gè)生長(zhǎng)周期的馴化后，選取鏡檢活性 較強(qiáng)的藻種做進(jìn)一步馴化；(3)將取自待處理地區(qū)的水源經(jīng)過(guò)無(wú)菌過(guò)濾，作為培養(yǎng)基，在自然環(huán)境下，經(jīng)過(guò)3-5 個(gè)生長(zhǎng)周期的馴化后，選取鏡檢活性較強(qiáng)的藻種做進(jìn)一步馴化；(4)用待處理地區(qū)的水源，作為培養(yǎng)基，在自然環(huán)境下，進(jìn)行3-5個(gè)生長(zhǎng)周期的適應(yīng) 環(huán)境的馴化。
4.如權(quán)利要求3所述的念珠藻處理鹽堿地的方法，其特征在于包括如下步驟(1)在實(shí)驗(yàn)室中，將馴化后的念珠藻藻種與待處理地區(qū)水源按1 6-1 8的體積比 接種，在密閉反應(yīng)容器中培養(yǎng)5-8天，進(jìn)行擴(kuò)大繁殖；(2)將擴(kuò)繁培養(yǎng)后的藻種按1 100-150的比例投入到微藻養(yǎng)殖池塘中，露天環(huán)境下 養(yǎng)殖9-13天；(3)在待改良的鹽堿地單元周?chē)▔螄鷻?，將?dāng)?shù)氐乃匆臌}堿地的處理單元中；(4)在處理單元內(nèi)設(shè)置微藻引入管，通過(guò)微藻引入管以40-60L/min的流速將念珠藻 投撒在鹽堿地中；(5)在距地面深度為0.2-0.8米處，設(shè)置排水管，排水管上安裝有閥門(mén)，排水管與排 灌系統(tǒng)的排水溝連通；(6)念珠藻在鹽堿地中經(jīng)過(guò)7-10天生長(zhǎng)繁殖后，待念珠藻的生物量為0.8-1.2g(干 重)/L時(shí)，開(kāi)啟排水管上的閥門(mén)，排干剩余水份，使念珠藻沉積在土壤表層，本輪次微 藻改良過(guò)程結(jié)束。
5.如權(quán)利要求4所述的利用念珠藻處理鹽堿地的方法，其特征在于擴(kuò)大殖繁培養(yǎng)時(shí)溫 度為24 26°C，光照為10000-30000勒克斯，pH為7.0 9.0。
6.如權(quán)利要求4所述的利用念珠藻處理鹽堿地的方法，其特征在于池塘體積優(yōu)選在 10-15m3。
7.如權(quán)利要求4所述的利用念珠藻處理鹽堿地的方法，其特征在于鹽堿地處理單元筑 壩的高度優(yōu)選30-40cm，引入鹽堿地的水深優(yōu)選5-8cm，
8.如權(quán)利要求4所述的利用念珠藻處理鹽堿地的方法，其特征在于每個(gè)處理單元藻種 接種量為 0.03-0.06g/m2，優(yōu)選 0.03-0.05g/m2 ；
9.如權(quán)利要求4所述的利用念珠藻處理鹽堿地的方法，其特征在于排水管之間可平行 設(shè)置，也可交錯(cuò)設(shè)置，或在處理單元內(nèi)的四周設(shè)置，排水管上每隔1-2米開(kāi)有排水口， 排水管平行設(shè)置時(shí)管道間距為5-8米。
10.如權(quán)利要求4所述的利用念珠藻處理鹽堿地的方法，其特征在于排水管道選擇抗 壓以及抗鹽堿腐蝕的材料，優(yōu)選PVC材料。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種念珠藻的馴化方法及其應(yīng)用，包括配制特定的培養(yǎng)基，對(duì)篩選出的藻種進(jìn)行耐鹽度馴化、降低氮磷含量馴化以及適應(yīng)待處理水質(zhì)等馴化，經(jīng)過(guò)逐級(jí)放大培養(yǎng)后，將藻種引入鹽堿地中，念珠藻利用光合作用大量繁殖，并吸收、固定大氣及水源中的氮磷元素，經(jīng)繁殖后，將念珠藻養(yǎng)殖水排掉，念珠藻沉積在土壤中，此藻含有大量的氮磷等元素，用本發(fā)明方法一次處理后，土壤中氮增加了18-21％，磷增加了12-14％，全鹽量下降了15-18％，即避免了水洗法造成的營(yíng)養(yǎng)元素丟失，又避免了施用化肥對(duì)土地造成的板結(jié)及對(duì)水源和環(huán)境造成的二次污染，經(jīng)多次處理可使土壤肥力逐漸得到增強(qiáng)，并可加快土壤恢復(fù)，最終達(dá)到改善生態(tài)環(huán)境的目的。
文檔編號(hào)C09K109/00GK102010828SQ201010263520
公開(kāi)日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月26日
發(fā)明者單東杰, 李濤 申請(qǐng)人:北京芳能科技有限公司