專利名稱：生物結(jié)皮的固沙技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物結(jié)皮固定荒漠流沙的方法，具體地說是利用干旱荒漠區(qū)生物結(jié)皮的人工培養(yǎng)物人工植入荒漠土地后依靠其自然繁殖修復地表。
背景技術(shù)：
近年來，我國荒漠化越來越嚴重，是世界上沙漠化最嚴重的國家之一，沙漠化土地總面積已達373萬平方公里，年擴展率為2460平方公里，每年因沙漠化造成的直接經(jīng)濟損失高達540億元。針對這嚴重的現(xiàn)狀，尋求有效的途徑防止土地資源沙化已是當務(wù)之急。
傳統(tǒng)的防風固沙措施如植樹造林、草方格沙障和粘土沙障表面上看是有效的，但不能從根本上解決沙化和沙漠化土地的治理問題。主要是高等植物生長緩慢，生長周期長，另外，每棵高等植物都相當于一個大型的抽水泵，將地下水通過蒸騰釋放到大氣中，從而使本已貧乏的地下水更加貧乏。特別是大于100cm較深層的土壤的含水量下降明顯，深根系固沙植物對根際區(qū)域水分的利用，進一步惡化了固沙區(qū)土壤深層的水分狀況，進而抑制了這些植物的生長和生存。從而間接地影響了原有固沙植被的組成和穩(wěn)定，這就是單純使用植樹治沙失敗的根本原因，至于草方格沙障和粘土沙障，不僅起不到減少水分蒸發(fā)，增加土壤中水分含量的作用，而且方法原始，勞動強度大，與現(xiàn)代科學技術(shù)和大規(guī)?；哪恋丶毙柚卫淼男蝿輼O不相稱。
土壤微生物結(jié)皮是苔類、葉苔、藍綠藻、地衣類、真菌和細菌等生物組分與其下很薄的土壤共同形成的一個復合的生物土壤層。生物結(jié)皮可以存在于各種荒漠生境條件下，生物結(jié)皮中細菌、真菌、地衣、苔蘚植物的地下菌絲以及假根能夠黏結(jié)沙粒，在其發(fā)育過程中，積極參與土壤的形成，具有改變土壤理化性質(zhì)、增加土壤有機質(zhì)含量的功能，對土壤抗侵蝕性能的提高有著顯著功效。土壤生物結(jié)皮抗逆性強，具有光合、生物固氮兩大生理功能，光能利用率遠高于高等植物，能夠有效的利用光能資源，可以在干旱、嚴寒、鹽堿、土壤貧瘠的惡劣的環(huán)境下發(fā)育生長，形成5-50mm厚的地表覆蓋物，從而增強地表的穩(wěn)定性，有效地減小荒漠地表的侵蝕，在防風、固沙、防止土壤侵蝕、改變水分分布狀況等方面扮演著重要的角色。因此，研發(fā)干旱荒漠區(qū)土壤表面生物結(jié)皮的組成，利用生物結(jié)皮特殊繁殖方法，對實現(xiàn)自然生態(tài)條件下(降水量100-150)沙丘表面的自然固定和干旱沙漠區(qū)生態(tài)的自然修復起著至關(guān)重要的作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是利用荒漠沙區(qū)土壤中微生物結(jié)皮的培養(yǎng)物，進行人工植入，從而加速荒漠地區(qū)結(jié)皮的地表覆蓋度。
本發(fā)明的目的是通過如下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的本發(fā)明提供了一種干旱地區(qū)荒漠化土地的治理方法，具體包括如下步驟1)含微生物結(jié)皮原土的制備鏟取干旱荒漠區(qū)地表面厚2-5mm的微生物結(jié)皮原土，揀棄雜物，粉碎后的結(jié)皮作為繁殖母體，繁殖基質(zhì)為普通沙土。
2)微生物結(jié)皮的繁殖以0.2kg/m2的量將結(jié)皮原土均勻的撒在基質(zhì)表面，再按1-2L/m2的量將本發(fā)明的營養(yǎng)劑均勻噴灑在結(jié)皮原土表面，使基質(zhì)沙土和結(jié)皮土充分潤濕。其中液體營養(yǎng)調(diào)劑劑的組成為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)人工結(jié)皮培養(yǎng)物的植入在我國年降水量為100mm-150mm的荒漠地區(qū)于4月積雪融化期，將沙土基質(zhì)中繁殖培養(yǎng)的微生物結(jié)皮按鮮重4-6g/m2的量人工植入沙丘表面，并同時添加土壤微生物結(jié)皮生長所必需的營養(yǎng)元素，所添加的營養(yǎng)元素是同時含有氮、磷、鉀、鈣、鎂、鐵微量元素各為0.1-0.5ppm的水溶液。
本發(fā)明在于將取自荒漠化地區(qū)自然條件下含有微生物結(jié)皮的原土，以其為母體進行人工繁殖。這種土中微生態(tài)生物種群結(jié)構(gòu)合理，加入營養(yǎng)劑后，生物結(jié)皮3-5天出現(xiàn)生長跡象，8-15天結(jié)皮的生長量達到最大，8-20天在沙土基質(zhì)表面形成了2-5mm厚的微生物結(jié)皮。在降水量100mm-150mm地區(qū)，人工植入自然沙丘表面，3個月可形成斑點狀結(jié)皮。本項技術(shù)適用于年降水量100-150mm的固定、半固定沙漠地區(qū)，對固定沙丘、穩(wěn)定沙丘表面、改善沙區(qū)生態(tài)條件、防沙治沙具有重要的生態(tài)價值。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點和卓著的效果1.以干旱荒漠區(qū)資源豐富的結(jié)皮原土作為繁殖母體，原土中微生態(tài)生物種群結(jié)構(gòu)合理，大規(guī)模繁殖后于沙土表面人工植入后，可縮短過渡繁殖時間，在地表面快速形成結(jié)皮覆蓋物。
2.這種方法與傳統(tǒng)植樹造林、草方格沙障和粘土沙障等技術(shù)相比，成本低廉，經(jīng)濟快捷，創(chuàng)造綠色植物生存環(huán)境的同時，有利于后續(xù)綠色高等植物的繁殖生長。
3.本發(fā)明模擬土壤微生物結(jié)皮形成的自然規(guī)律，使荒漠變?yōu)榫G洲的時間縮短。即能大規(guī)?？焖僦卫砩衬帜苁怪卫韰^(qū)的生物與環(huán)境，生物與生物協(xié)調(diào)發(fā)展，長期共存。
此項技術(shù)對增加干旱荒漠地區(qū)地表結(jié)皮覆蓋度，增強沙面穩(wěn)定性，減小地表侵蝕具有重要的意義。
具體實施例方式
實施例1、鏟取我國新疆干旱荒漠區(qū)地表面厚2-5mm的微生物結(jié)皮原土，揀棄雜物，粉碎，分別用1mm和0.5mm的分樣篩篩取小于1mm大于0.5mm的結(jié)皮碎片作為繁殖母體。繁殖基質(zhì)為普通沙土，選擇花盆或塑料育苗盆作為繁殖容器，容器深度在5cm以內(nèi)，沙土厚度略低于容器表面1-1.5cm。
以0.2kg/m2的量將結(jié)皮原土均勻的撒在基質(zhì)表面，再按1L/m2的量將營養(yǎng)調(diào)理劑均勻噴灑在結(jié)皮原土表面，使基質(zhì)沙土和結(jié)皮土充分潤濕。適當遮陰，光照保持在8000-10000lux，溫度控制在20-30℃。此種培養(yǎng)條件下生物結(jié)皮3-5天出現(xiàn)生長跡象，8-15天結(jié)皮的生長量達到最大，8-20天在沙土基質(zhì)表面形成2-5mm厚的微生物結(jié)皮時打開遮蓋物。其中液體營養(yǎng)調(diào)劑劑的組成為1升水中含尿素0.2g，KH2PO31.5gMgSO47H2O 0.2g，NaCl 0.3g，蔗糖10g。
在我國年降水量為100mm-150mm的荒漠地區(qū)于4月積雪融化期，將沙土基質(zhì)中繁殖培養(yǎng)的人工微生物結(jié)皮按鮮重4g/m2的量植入沙丘表面，并同時添加入土壤微生物結(jié)皮生長所必需的營養(yǎng)元素，所添加的營養(yǎng)元素是同時含有氮、磷、鉀、鈣、鎂、鐵微量元素各為0.1ppm的水溶液，添加量為3L/m2。添加后基質(zhì)表面用塑料膜覆蓋，并保證繁殖時的土壤濕度在15-20％，3個月后地表形成斑點狀結(jié)皮后移去塑料覆蓋物任其自然生長。
實施例2、鏟取干旱我國新疆荒漠區(qū)地表面厚2-5mm的微生物結(jié)皮原土，揀棄雜物，粉碎，分別用1mm和0.5mm的分樣篩篩取小于1mm大于0.5mm的結(jié)皮碎片作為繁殖母體。繁殖基質(zhì)為普通沙土，選擇花盆或塑料育苗盆作為繁殖容器，容器深度在5cm以內(nèi)，沙土厚度略低于容器表面1-1.5cm。
以0.2kg/m2的量將結(jié)皮原土均勻的撒在基質(zhì)表面，再按1.5L/m2的量將營養(yǎng)調(diào)理劑均勻噴灑在結(jié)皮原土表面，使基質(zhì)沙土和結(jié)皮土充分潤濕。適當遮陰，光照保持在8000-10000lux，溫度控制在20-30℃。此種培養(yǎng)條件下生物結(jié)皮3-5天出現(xiàn)生長跡象，8-15天結(jié)皮的生長量達到最大，8-20天在沙土基質(zhì)表面形成2-5mm厚的微生物結(jié)皮時打開遮蓋物。其中液體營養(yǎng)調(diào)劑劑的組成為1升水中含尿素0.3g，KH2PO32gMgSO47H2O 0.3g，NaCl 0.4g，蔗糖15g。
在我國年降水量為100mm-150mm的荒漠地區(qū)于4月積雪融化期，將沙土基質(zhì)中繁殖培養(yǎng)的人工微生物結(jié)皮按鮮重5g/m2的量植入沙丘表面，并同時添加入土壤微生物結(jié)皮生長所必需的營養(yǎng)元素，所添加的營養(yǎng)元素是同時含有氮、磷、鉀、鈣、鎂、鐵微量元素各為0.3ppm的水溶液，添加量為4L/m2。添加后基質(zhì)表面用塑料膜覆蓋，并保證繁殖時的土壤濕度在15-20％，加速地表結(jié)皮形成。3個月后地表形成斑點狀結(jié)皮后移去塑料覆蓋物任其自然生長。
實施例3、鏟取我國新疆干旱荒漠區(qū)地表面厚2-5mm的微生物結(jié)皮原土，揀棄雜物，粉碎，分別用1mm和0.5mm的分樣篩篩取小于1mm大于0.5mm的結(jié)皮碎片作為繁殖母體。繁殖基質(zhì)為普通沙土，選擇花盆或塑料育苗盆作為繁殖容器，容器深度在5cm以內(nèi)，沙土厚度略低于容器表面1-1.5cm。
以0.2kg/m2的量將結(jié)皮原土均勻的撒在基質(zhì)表面，再按2L/m2的量將營養(yǎng)調(diào)理劑均勻噴灑在結(jié)皮原土表面，使基質(zhì)沙土和結(jié)皮土充分潤濕。適當遮陰，光照保持在8000-10000lux，溫度控制在20-30℃。此種培養(yǎng)條件下生物結(jié)皮3-5天出現(xiàn)生長跡象，8-15天結(jié)皮的生長量達到最大，8-20天在沙土基質(zhì)表面形成2-5mm厚的微生物結(jié)皮時打開遮蓋物。其中液體營養(yǎng)調(diào)劑劑的組成為1升水中含尿素0.5g，KH2PO32.5g，MgSO47H2O 0.5g，NaCl 0.6g，蔗糖20g。
在我國年降水量為100mm-150mm的荒漠地區(qū)于4月積雪融化期，將沙土基質(zhì)中繁殖培養(yǎng)的人工微生物結(jié)皮按鮮重6g/m2的量植入沙丘表面，并同時添加入土壤微生物結(jié)皮生長所必需的營養(yǎng)元素，所添加的營養(yǎng)元素是同時含有氮、磷、鉀、鈣、鎂、鐵微量元素各為0.5ppm的水溶液，添加量為5L/m2。添加后基質(zhì)表面用塑料膜覆蓋，并保證繁殖時的土壤濕度在15-20％，加速地表結(jié)皮形成。3個月后地表形成斑點狀結(jié)皮后移去塑料覆蓋物任其自然生長。
權(quán)利要求
1.一種干旱荒漠土地的治理方法，其治理方法包括三個步驟，其一是制備荒漠區(qū)中含微生物結(jié)皮的原土，其二是大規(guī)模繁殖干旱荒漠地區(qū)生長的土壤微生物結(jié)皮，最后將培養(yǎng)的土壤微生物結(jié)皮，人工植入到干旱荒漠沙土表面，覆蓋塑料膜遮陰加速土壤結(jié)皮的形成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干旱荒漠化土地的治理方法，其特征在于將沙漠地區(qū)生長的含有土壤微生物結(jié)皮的原土作為繁殖母體，以普通沙土作為繁殖基質(zhì)，繁殖時基質(zhì)中添加1-2L/m2的液體營養(yǎng)調(diào)理劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液體營養(yǎng)調(diào)劑劑的組成為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.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干旱荒漠化土地的治理方法，其特征在于培養(yǎng)的生物結(jié)皮按鮮重4-6g/m2的量直接接種到需治理的干旱荒漠化土地中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的干旱荒漠區(qū)土地的治理方法，其特征是直接向接種到干旱荒漠化地表添加土壤微生物結(jié)皮生長所必需的微量營養(yǎng)元素，并用塑料膜覆蓋。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的干旱荒漠化土地的治理方法，其特征是所添加的營養(yǎng)元素是同時含有氮、磷、鉀、鈣、鎂、鐵微量元素各為0.1-0.5ppm的水溶液，添加量為3-5L/m2。
全文摘要
本發(fā)明的內(nèi)容是利用荒漠沙區(qū)土壤微生物結(jié)皮的培養(yǎng)物人工植入荒漠土地后依靠其自然繁殖修復地表。通過模擬土壤微生物結(jié)皮形成的自然規(guī)律，使荒漠地區(qū)的高結(jié)皮覆蓋率的形成時間縮短，既能大規(guī)?？焖僦卫砩衬魃常帜苁怪卫韰^(qū)的生物與環(huán)境、生物與生物長期協(xié)調(diào)發(fā)展。此項技術(shù)對增加干旱荒漠地區(qū)地表結(jié)皮覆蓋度，增強沙面穩(wěn)定性，減小地表侵蝕具有重要的意義。
文檔編號A01G1/00GK1843075SQ20051006309
公開日2006年10月11日 申請日期2005年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月6日
發(fā)明者陳亞寧, 李衛(wèi)紅, 任天瑞, 周智彬, 劉京玲 申請人:中國科學院新疆生態(tài)與地理研究所, 中國科學院過程工程研究所