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具鞘微鞘藻在室内生物结皮培养的管理模式及利用的制作方法

文章来源:本站原创作者:admin 发布时间:2022-11-01

  本发明涉及荒漠苔藓的生物技术领域,具体的说,本发明涉及沙漠生物结皮中具鞘微鞘藻分离和纯化方法技术领域。

  生物结皮作为干旱荒漠地区特殊环境的产物,是由苔藓植物、细菌、真菌、蓝绿藻、 地衣与土壤形成的有机复合体。生物结皮在其发育过程中,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起着重要作用。土壤生物结皮在干旱半干旱地区分布广泛,特别是在维管植物难以生存地区,对当地土地资源维持和生态环境保护具有重要意义。生物结皮对于荒漠干旱半干旱地区具有诸多功能固氮作用,为荒漠植物和土壤微生态系统提供氮素;把金属螯合态转变为植物可吸收形态;提高土壤积聚能力,降低风蚀和沙土流失;构建一个粗糙表面,从而可以捕获水分或者养分含量丰富颗粒。这些功能决定了其在沙漠修复和植被管理中的重要作用。但沙漠生物结皮极易遭受破坏,一旦遭到破坏,会加速沙漠化进程。根据结皮大小,一块完整结皮自然恢复时间从几年到十几年不等,周期漫长。具鞘微鞘藻广泛存在于世界各大荒漠中,并且是荒漠地区藻结皮最为明显的优势物种。作为荒漠植被演替过程中的先锋拓殖生物,具鞘微鞘藻能在极端环境(高温、干旱、 高PH、盐碱、高紫外辐射)下生长、繁殖,并利用藻丝体对沙粒的捆绑作用和分泌的多糖对沙粒的黏结作用使松散的沙面形成一个有机的整体,对生物结皮的形成和发育产生重要的生态学效应。所以,在沙漠恢复和人工生物结皮应用中,具鞘微鞘藻无疑是关键物种。但利用具鞘微鞘藻在沙漠接种时,最适宜的接种浓度和施水量还不清楚,而接种浓度和施水量直接制约着生物结皮的形成。在野外探明适宜的接种浓度和施水量需要大量的人力和物力。经检索,已有的研究结果表明,有关具鞘微鞘藻在室内生物结皮培养在国内外还未见报道。因此,探索和研究具鞘微鞘藻在室内生物结皮培养的管理模式及利用,有利于利用具鞘微鞘藻开展各种研究,对应用于沙漠生物结皮和防风固沙有着极为重要的理论和实践意义。

  针对国内外未见有关具鞘微鞘藻纯化分离的技术现状,由于具鞘微鞘藻藻丝外面包被较厚的鞘,而且具有黏性,容易粘附一些单细胞或个体较小的藻类,分离纯化具有一定的难度。本发明的目的在于提供一种具鞘微鞘藻的纯化分离方法,本发明提供的方法简便易行,可操作性强,成功地解决了具鞘微鞘藻的纯化分离问题,对应用于沙漠生物结皮和防风固沙提供可行的生物材料。本发明具体提供一种具鞘微鞘藻在室内生物结皮培养的管理模式,步骤培养步骤包括(1)藻种研磨将沙粒过0. 2mm筛,灭菌,取在冰箱内保存的具鞘微鞘藻干燥种,藻种和沙粒按1 4质量比混合,在研钵内将藻种研磨成粉末。(2)沙盘准备将从野外取回的沙粒过0. 2mm筛,放入50cmX 35cmX 25cm的塑料盘中,铺平,沙粒厚度在20cm。(3)接种用喷壶将研磨好的藻种,加蒸馏水将其混勻,用喷壶均勻洒在沙面上, 接种浓度是4g πΓ2。(4)培养接种完毕后,将沙盘移至光照培养架上进行培养,培养温度为室温,光照强度是20001UX,光照/黑暗时间是16/8h。(5)水分施加每天上午10:00在沙盘上施加水分,施水量是3L πΓ2,连续施加水分 15d,结皮发育良好。通过实施本发明具体的技术内容,可以达到以下有益效果。通过应用上述具鞘微鞘藻在室内生物结皮培养的管理模式,30d后测定形成的生物结皮生物量是2.52 士 0. 19mg cnT2,结皮厚度是2. 23 士 0. 62mm,抗压强度是 109. 43士 11. 66Pa,显著高于其它处理。本发明通过提供具鞘微鞘藻在室内生物结皮培养的管理及应用模式,为利用具鞘微鞘藻在沙漠中成功形成生物结皮提供了一种有效的技术方案,对沙漠防风固沙、受损荒漠生态系统的人工恢复具有重要的理论意义和实践意义。

  图1显示为同一接种浓度下不同水分处理形成的生物结皮图,图中,在每个接种量浓度的施水量梯度中,a表示了空白对照,b表示了 0. 75L m_2,c表示了 1. 5L m_2,d表示 7 2. 25L πΓ2,e 表示了 3L πΓ2,f 表示了 3. 75L πΓ2。图2显示为同一水分条件下不同接种浓度处理形成的生物结皮图,图中a表示了接种浓度梯度是0. 5g m_2,b表示了接种浓度梯度是Ig m_2,c表示了接种浓度梯度是4g m_2, d表示了接种浓度梯度是7g πΓ2。

  具体实施例方式下面,举实施例说明本发明,但是,本发明并不限于下述的实施例。实施例一具鞘微鞘藻在室内生物结皮培养的管理模式具鞘微鞘藻在室内生物结皮培养的管理模式具体培养步骤包括(1)藻种研磨将沙粒过0. 2mm筛,灭菌,取在冰箱内保存的具鞘微鞘藻干藻种,藻种和沙粒按1 4质量比混合,在研钵内将藻种研磨成粉末。(2)沙盘准备将从野外取回的沙粒过0. 2mm筛,放入50cmX 35cmX 25cm的塑料盘中,铺平,沙粒厚度在20cm。(3)接种用喷壶将研磨好的藻种,加蒸馏水将其混勻,用喷壶均勻洒在沙面上,接种浓度梯度分别是是0. 5g m_2,lg m_2,4g m_2,7g m_2参见附图2中a_d。(4)培养接种完毕后,将沙盘移至光照培养架上进行培养,培养温度为室温,光照强度是20001UX,光照/黑暗时间是16/8h。(5)水分施加每天上午10:00在沙盘上施加水分,每个接种量浓度的施水量梯度分别为空白对照,0. 75L nT2,1.5L πΓ2,2. 25L nT2,3L πΓ2,3. 75L m_2,连续施加水分 15d,参见附图1中a-f。综合考虑接种量和施水量两方面因素,具鞘微鞘藻接种量是4g m_2,施水量为3L πΓ2在室内形成的生物结皮效果最好,30d后测定形成的生物结皮生物量是 2. 52士0. 19mg ·αιΓ2,结皮厚度是2. 23士0. 62mm,抗压强度是109. 43士 11. 66Pa,显著高于其它处理。

  1. 一种具鞘微鞘藻在室内生物结皮培养的管理模式,其特征在于,所述的具体培养步骤包括(1)藻种研磨将沙粒过0.2mm筛,灭菌,取在冰箱内保存的具鞘微鞘藻干燥种,藻种和沙粒按1 4质量比混合,在研钵内将藻种研磨成粉末;(2)沙盘准备将从野外取回的沙粒过0.2mm筛,放入50cmX35cmX25cm的塑料盘中, 铺平,沙粒厚度在20cm;(3)接种用喷壶将研磨好的藻种,加蒸馏水将其混勻,用喷壶均勻洒在沙面上,接种浓度是4g πΓ2 ;(4)培养接种完毕后,将沙盘移至光照培养架上进行培养,培养温度为室温,光照强度是20001UX,光照/黑暗时间是16/8h ;(5)水分施加每天上午10:00在沙盘上施加水分,施水量是3Lm_2,连续施加水分15d, 结皮发育良好。

  本发明公开一种具鞘微鞘藻在室内生物结皮培养的管理及利用模式,通过将藻种和灭菌的沙粒按1∶4质量比混合,研磨成粉末;从野外取回的沙粒过0.2mm筛,平铺塑料盘中,厚度20cm;研磨好的藻种用蒸馏水混匀,均匀喷洒在沙面上,接种浓度4g·m-2;将沙盘进行光照培养,培养温度为室温,光照强度2000lux,光照/黑暗时间16/8h;在沙盘上施加水分,施水量3L·m-2,利用具鞘微鞘藻沙盘上接种形成生物结皮,连续施水15d;30d测定形成的生物结皮生物量是2.52±0.19mg cm-2,结皮厚度是2.23±0.62mm,抗压强度是109.43±11.66Pa,探明了其管理模式。

  发明者张丙昌, 张元明, 王敬竹 申请人:中国科学院新疆生态与地理研究所