CN102010829A

CN102010829A - 一种柱孢藻、念珠藻、螺旋藻或微鞘藻的驯化方法及其应用

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Publication number: CN102010829A
Application number: CN 201010263522
Authority: CN
Inventors: 单东杰; 李涛
Original assignee: BEIJING FANGNENG S&T Co Ltd
Current assignee: BEIJING FANGNENG S&T Co Ltd
Priority date: 2010-08-26
Filing date: 2010-08-26
Publication date: 2011-04-13
Anticipated expiration: 2030-08-26
Also published as: CN102010829B

Abstract

本发明公开了一种柱孢藻、念珠藻、螺旋藻或微鞘藻的驯化方法及其应用，包括配制培养基，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，经繁殖后将微藻养殖水排掉微藻沉积在土壤中，此藻含有大量的氮磷等元素，用本发明方法一次处理后，土壤中氮增加了18-23％，磷增加了11-15％，全盐量下降了12-30％，即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。

Description

一种柱孢藻、念珠藻、螺旋藻或微鞘藻的驯化方法及其应用

技术领域

本发明提供了一种通过微藻改良盐碱地，从而提高盐碱地土壤肥力的方法；特别涉及一种用固氮蓝藻改良盐碱地的方法。

背景技术

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。

发明内容

为了克服现有技术中水洗带来的养分流失及化学处理法造成的土地板结的缺陷，本发明提供了一种利用固氮蓝藻生物改良盐碱地增加土壤肥力的方法，根据固氮蓝藻的特征，筛选出几种生物活性及固氮能力较强的蓝藻藻种，通过调整培养基配方，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，固氮蓝藻利用光合作用大量繁殖，并吸收、固定大气和水源中的氮元素及水源中的磷元素，经过一段时间的养殖以后，水分逐渐渗透到土壤下层，待将多余水分通过排水管排放掉以后，微藻便沉积在土壤中，此时微藻里含有丰富的氮磷等营养元素，腐烂的微藻降解之后，可大大提高盐碱地中的氮磷含量，渗透的及排掉的微藻养殖水还可将土壤中的盐碱带走，经过反复多次的微藻改良处理，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(见图1)。

本发明的目的之一是提供一种养殖柱孢藻、念珠藻、螺旋藻或微鞘藻的培养基；

本发明的目的之二是提供一种柱孢藻、念珠藻、螺旋藻或微鞘藻的驯化方法及其应用，即用驯化后的柱孢藻、念珠藻、螺旋藻或微鞘藻处理盐碱地的方法。

本发明所述的利用微藻进行生物改良，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、筛选藻种：首先选择固氮蓝藻作为改良盐碱地的基本藻属，本发明优选柱孢藻、念珠藻、螺旋藻、微鞘藻作为藻种，柱孢藻植物体为不定形胶质块，生物量最高时可达到2.5g(干重)/L，细胞平均含氮量为8.1％(w/w)，柱孢藻经驯化后适合生长在土壤、静止或流水水体，较适于处理轻度盐碱地；念珠藻幼植物体为球形，成熟后扩展成具皱褶的片状，生物量最高时可达到2.2g(干重)/L，细胞平均含氮量为8.4％(w/w)，念珠藻经驯化后适合生长在潮湿土壤、沙地、草地，适用于轻度或中度盐碱地；螺旋藻藻丝有规则的螺旋卷曲，生物量最高时可达到2.0g(干重)/L，细胞平均含氮量为9.2％(w/w)，螺旋藻经驯化后适合生长在静止或流动的水体，潮湿土壤上，盐湖混生或在其他藻类中，适用于中度或重度盐碱地；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，生物量最高时可达到1.8g(干重)/L，细胞平均含氮量为9.7％(w/w)，微鞘藻经驯化后适合生长在潮湿土壤上，适用于重度盐碱地。本发明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藻为优选藻种。

根据不同的藻种配制培养基，并进行6-12天的生长繁殖。

步骤2实验室藻种驯化：

(1)耐盐度驯化：针对不同盐碱地的盐碱度选择相应的藻种，并针对该藻种配制培养基，培养条件为：温度23-33℃，光照8000-30000勒克斯，pH：7-10，经过3-5个生长周期的驯化后，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，使氮磷浓度降低到待处理水质浓度的5-2倍，培养条件在自然环境下，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)将取自当地的水源经无菌过滤，作为驯化培养基，培养基的营养元素为当地水源主要的营养元素。培养条件为自然环境下，经过3-5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，不做任何处理，作为驯化培养基。藻种培养条件为自然环境下。经过3-5生长周期，驯化阶段结束。

步骤3、实验室扩繁：采用当地水源将藻种与培养基按体积比为1∶4-1∶9的比例接种，培养液体系为60-100L，培养条件为：温度24-33℃，光照10000-35000勒克斯，pH为7-10，在密闭反应容器中培养5-9天后，培养液中微藻的细胞干重最高可达到1.0-3.2g/L。

步骤4、池塘开放培养：将实验室培养的藻种按1∶80-1∶200的比例投入到微藻养殖池塘中，池塘体积优选在5-20m³，露天环境下养殖8-20天。池塘开放池中微藻的细胞干重最高可达到0.5-2.7g/L。将池塘养殖的微藻作为盐碱地改良的种源。

步骤5、在将被改良的盐碱地单元周围建坝围栏，以(50-100)×(50-100)米为一个处理单元，筑坝的高度优选30-40cm。

步骤6、修建排灌设施：除正常的排灌设施外，本发明还需要在处理单元内设置微藻引入管以及潜水层排水管(暗管)，排水管之间可平行设置，也可交错设置，或在处理单元内的四周设置，平行管道的间距为5-8米，在排水管可设置排水口，排水口上可安装阀门，排水口之间间隔为1.0-2.0米，深度为0.2-0.8米，排水管与排灌系统的排水沟连通，排水沟的深度应大于排水管的深度，以便排水管中的余水能顺利排出。排水管道可选择抗压以及抗盐碱腐蚀材料，如PVC材料等。

步骤7、引入水源：将当地的水源通过灌溉系统，引入盐碱地的处理单元中，维持水面深度3-8cm为宜。

步骤8、引入藻种：将扩大培养后的微藻从池塘养殖系统，通过微藻引入管，以40-60L/min的流速投撒在盐碱地中，一般情况下，每一个处理单元藻种接种量为0.03-0.08g/m²。

步骤9、微藻经过7-12天生长，大量吸收灌溉水及空气中的氮、磷，同时盐碱地表层的水分也逐渐渗透到土壤中，开启排水管上的阀门，排干剩余水份，微藻便沉积在土壤表层10-15cm处。本轮次微藻改良过程结束。

使用本发明方法，可根据盐碱地的开发使用目的，重复上述6-9步骤。

本发明藻种驯化和扩繁阶段不受时间条件影响，盐碱地改良处理阶段一般在春夏秋季节实施，如遇到极端气候影响，则加大藻种投入量或者延长微藻生长周期。

用本发明方法处理盐碱地，可使盐碱地表层土壤(10-15cm)的肥力明显增加，同时，养殖微藻用水在排出时还可将盐碱地中的大量盐份带走，经测定，一次微藻处理后，盐碱地的中的氮含量，比不经过微藻处理的土壤增加了18-23％，磷增加了11-15％，全盐量下降了12-30％，而利用化学方法处理，取得相同增肥效果，需要在相同面积上施加50-100kg的磷石膏或者尿素，本发明可根据待种植植物对土壤的需要进行多次微藻处理，以增加处理单元中的微藻生物量，提高单位系统对盐碱地的改善效果。用本发明方法处理盐碱地，能够有效降低治理成本，微藻的改良技术不但增加了土壤中的氮磷含量，还避免了物理水洗法造成的土地营养元素丢失，又能够有效避免长期施用化肥对土地造成的板结作用及对水源和环境造成的二次污染。如果长期使用本发明方法改良盐碱地，可以逐步增加土壤肥力，提高种植效果。本发明处理盐碱地的方法，将会为加快盐碱地土壤恢复、扩大沿海地区的耕种面积、进而改善整个盐碱地区的生态环境做出积极的贡献。

附图说明：

图1为微藻改良盐碱地工艺流程示意图

图2轻度盐碱地改良前后氮含量变化

图3轻度盐碱地改良前后磷含量变化

图4轻度盐碱地改良前后全盐量变化

图5较中度盐碱地改良前后氮含量变化

图6较中度盐碱地改良前后磷含量变化

图7较中度盐碱地改良前后全盐量变化

图8较重度盐碱地改良前后氮含量变化

图9较重度盐碱地改良前后磷含量变化

图10较重度盐碱地改良前后全盐量变化

图11重度盐碱地改良前后氮含量变化

图12重度盐碱地改良前后磷含量变化

图13重度盐碱地改良前后全盐量变化

具体实施方式

实施例1

用柱孢藻处理天津滨海新区沧浪渠周边的盐碱地，该地区的土壤含氮量约为0.2％，含磷量约为0.071％，含盐量约为1.5％，含钾量约为0.6％，为轻度盐碱地，较好的处理时间为春季3月-6月。

步骤1、实验室藻种培养

配制养殖柱孢藻的基础培养基，FN30培养基配方为：

硝酸铵 0.5-4g/L 氯化钠 0.25-2.0g/L

磷酸二氢钾 0.01-0.09g/L 硫酸镁 0.01-0.05g/L

氯化钙 0.01-0.05g/L 乙酸钠 0.005-0.03g/L

尿素 0.02-0.08g/L 微量元素 0.5-2ml/L

其中微量元素配制方法为：

氯化铁 4-7mg 钼酸钠 0.1-0.4mg

氯化锰 1-5mg 乙二胺四乙酸二钠 40-95mg

硫酸锌 0.3-1.5mg 氯化钴 0.02-0.2mg

加蒸馏水定容至 1L

以初始藻液OD为0.1，在2L三角瓶中，温度为30℃，光照为20000勒克斯，pH为8.5的条件下，培养7天，选取镜检活性较强(色素体较完整，细胞形态优秀)的藻种对其进行耐盐度驯化。

步骤2：按盐碱地的用途对柱孢藻进行适应性驯化：

(1).耐盐度驯化：针对轻度盐碱地的情况，逐渐增加基础培养基中氯化钠的含量，对柱孢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：

硝酸铵 0.5-4g/L 硫酸镁 0.01-0.05g/L

磷酸二氢钾 0.01-0.09g/L 乙酸钠 0.005-0.03g/L

氯化钙 0.01-0.05g/L 微量元素 0.5-2ml/L

尿素 0.02-0.08g/L 氯化钠从2g/L逐渐增加到 6g/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 0.01-0.05g/L 氯化钙 0.01-0.05g/L

乙酸钠 0.005-0.03g/L 氯化钠 5-6g/L

尿素 0.02-0.08g/L

硝酸铵参照当地水质中的氮含量逐级降低到当地水中的5-2倍；

磷酸二氢钾参照当地水质中的磷含量逐级降低到当地水中的5-2倍；

培养条件在自然环境下，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).将取自当地的水源经过无菌过滤，作为驯化培养基，培养基的营养元素为当地水源主要的营养元素，培养条件为自然环境下，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，不做任何处理，作为驯化培养基，藻种培养条件为自然环境下，经过3-5生长周期，驯化阶段结束。

将选取的镜检活性较强的藻种进行扩繁培养。

步骤3、实验室扩繁：

采用当地水源将藻种与培养基按体积比为1∶9的比例接种，培养液体系为80L，培养温度为30℃，光照为10000勒克斯，pH为8.5。在密闭反应容器中培养7天后，培养液中的柱孢藻达到细胞干重为1.0-2.5g/L。

步骤4、池塘开放培养：将实验室培养的藻种按1∶200的比例投入到微藻养殖池塘中，池塘体积优选在10m³，露天环境下养殖8-12天。池塘中柱孢藻的细胞干重为0.6-1.5g/L，将池塘养殖的微藻作为盐碱地改良的种源。

步骤5：在将被改良的盐碱地单元周围建坝围栏，以50×50米为一个处理单元，筑坝的高度优选30cm，利用常规的排灌设施，将当地的水源引入盐碱地的处理单元中，维持水面深度8cm为宜，将扩大培养后的柱孢藻通过微藻引入管从池塘养殖系统引入到盐碱地处理单元中，微藻流速为60L/min，每一个处理单元藻种接种量为0.05g/m²。在距地面深度为0.5米处，设置有潜水层排水管，排水管上安装有阀门，在排水管上每隔1米开有排水口，排水管之间平行设置，管道间距为5米。

步骤6、经过9天生长后，本轮次改良处理结束。开启排水管上的阀门，排干剩余水份，柱孢藻沉积在土壤表层。

经检测，该单元表层土壤15cm处(10-20cm地表土)中的氮含量平均为0.24％，磷含量为0.071％，盐碱度为1.32％，而未经过微藻处理的土壤氮含量为0.2％，磷含量为0.071％，盐碱度为1.5％，改良后的土壤氮增加了18％，磷增加了12％，盐碱度降低了12％。(见图2-4)

本发明藻种驯化和扩繁阶段不受时间条件影响，盐碱地改良处理阶段一般在春夏秋季节实施。如遇到极端气候影响，则加大藻种投入量或者延长微藻生长周期。

实施例2

用念珠藻山东烟台周边盐碱地区，该地区的土壤含氮量约为0.17％，含磷量约为0.073％，含盐量约为2.3％，含钾量约为0.52％，为较中度盐碱地，较好的处理时间为春季3月-6月。

步骤1、实验室藻种培养

配制养殖念珠藻的基础培养基，FN31培养基配方为：

硝酸钾 0.05-0.5g/L 氯化钙 0.003-0.03g/L

磷酸氢二钾 0.01-0.8g/L 氯化钠 0.25-2.0g/L

磷酸二氢钾 0.07-0.3g/L 氯化铁 0.001-0.01g/L

硫酸镁 0.02-0.06g/L 萘乙酸 0.2-0.6mg/L

微量元素 0.5-2ml/L

其中微量元素配制方法为：

硼酸 150-500mg 硫酸铜 2-10mg

氯化锰 60-200mg 钼酸铵 1.5-7.5mg

硫酸锌 4-20mg 加蒸馏水定容至 1L

初始藻液OD为0.1，在2L三角瓶中，在温度为25℃，光照为10000勒克斯，pH为：8.0的条件下，培养8天，选取镜检活性较强(色素体较完整，细胞形态优秀)的藻种对其进行耐盐度驯化。

步骤2：按盐碱地的用途对念珠藻进行适应性驯化：

(1).耐盐度驯化，其耐盐度驯化培养基配方为：

硝酸钾 0.05-0.5g/L 氯化钙 0.003-0.03g/L

磷酸氢二钾 0.01-0.8g/L 氯化铁 0.001-0.01g/L

磷酸二氢钾 0.07-0.3g/L 硫酸镁 0.02-0.06g/L

萘乙酸 0.2-0.6mg/L 氯化钠从2g/L逐渐增加到 8g/L

微量元素 0.5-2ml/L

经耐盐度驯化后，选取镜检活性较强的藻种做进一步驯化。

氯化钙 0.003-0.03g/L 氯化铁 0.001-0.01g/L

硫酸镁 0.02-0.06g/L 萘乙酸 0.2-0.6mg/L

氯化钠 6-8g/L

硝酸钾参照当地水质中的氮含量逐级降低到当地水中的5-2倍；

磷酸盐参照当地水质中的磷含量逐级降低到当地水中的5-2倍；

(3).将取自当地的水源经过无菌过滤，作为驯化培养基进一步驯化，方法同实施例1；

(4)用当地的水源，作为驯化培养基进一步驯化，方法同实施例1；

将选取的镜检活性较强的藻种进行扩繁培养。

步骤3、实验室扩繁：采用当地水源将藻种与培养基按体积比为1∶8的比例接种，培养液体系为80L，培养温度为25℃，光照为10000勒克斯。在密闭反应容器中培养9天后，培养液中的念珠藻细胞干重可达到1.5-2.0g/L

步骤4、池塘开放培养：将实验室培养的藻种按1∶150的比例投入到微藻养殖池塘中，池塘体积优选在15m³，露天环境下养殖10-15天，池塘开放池中微藻的细胞干重可达到0.6-1.5g/L。将池塘养殖的微藻作为盐碱地改良的种源。

步骤5：在将被改良的盐碱地单元周围建坝围栏，以60×60米为一个处理单元，筑坝的高度优选32cm，利用常规的排灌设施，将当地的水源引入盐碱地的处理单元中，维持水面深度6cm为宜，将扩大培养后的念珠藻以50L/min的流速从池塘养殖系统引入到盐碱地处理单元中，藻种接种量为0.04g/m²。在距地面深度为0.6米处，设置有潜水层排水管，排水管上安装有阀门，在排水管上每隔2米开有排水口，排水管交错设置。

步骤6、经过8天生长后，本轮次改良处理结束。开启排水管上的阀门，排干剩余水份，念珠藻沉积在土壤表层。

经检测，该单元表层土壤15cm处(10-20cm地表土)中的氮含量平均为0.2％，磷含量为0.082％，盐碱度为1.7％，而未经过微藻处理的土壤氮含量为0.17％，磷含量为0.073％，盐碱度为2.3％，改良后的土壤氮增加了19％，磷增加了13％，盐碱度降低了25％。(见图5-7)

实施例3

用螺旋藻处理天津滨海新区太平镇养殖场周边的盐碱地，该地区的土壤含氮量约为0.13％，含磷量约为0.069％，含盐量约为4.4％，含钾量约为0.75％，为较重度盐碱地，较好的处理时间为春季3月-6月。

步骤1、实验室藻种培养

配制养殖螺旋藻的基础培养基，FN32培养基配方为：

碳酸氢钠 5-35g/L 氯化钠 0.5-3.0g/L

碳酸钠 1-9g/L 硫酸镁 0.05-0.2g/L

磷酸氢二钾 0.1-1.8g/L 氯化钙 0.01-0.09g/L

硝酸钠 0.8-4.0g/L 赤霉素 0.05-0.4mg/L

微量元素 0.5-2ml/L

其中微量元素配制方法为：

硼酸 1-5mg 氯化铁 150-800mg

硫酸锌 0.04-0.3mg 钼酸钠 5-40mg

硫酸锰 0.35-2.5mg 氯化钴 3.5-10mg

硫酸铜 0.02-0.09mg 加蒸馏水定容至 1L

初始藻液OD为0.1，在2L三角瓶中，在温度为33℃，光照为30000勒克斯，pH为：9.0的条件下，培养9天，选取镜检活性较强的藻种对其进行耐盐度驯化。

步骤2：按盐碱地的用途对念珠藻进行适应性驯化：

(1).耐盐度驯化，其耐盐度驯化培养基配方为：

碳酸氢钠 5-35g/L 硫酸镁 0.05-0.2g/L

碳酸钠 1-9g/L 氯化钙 0.01-0.09g/L

磷酸氢二钾 0.1-1.8g/L 赤霉素 0.05-0.4mg/L

硝酸钠 0.8-4.0g/L氯化钠从4g/L逐渐增加到10g/L

微量元素 0.5-2ml/L

经耐盐度驯化后，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、磷等大量元素的含量，培养基配方为：

碳酸氢钠 5-35g/L 硫酸镁 0.05-0.2g/L

碳酸钠 1-9g/L 氯化钙 0.01-0.09g/L

赤霉素 0.05-0.4mg/L 氯化钠 8.0-10g/L

硝酸钠参照当地水质中的氮含量逐级降低到当地水中的5-2倍；

磷酸氢二钾参照当地水质中的磷含量逐级降低到当地水中的5-2倍；

将选取的镜检活性较强的藻种进行扩繁培养。

步骤3、实验室扩繁：采用当地水源将藻种与培养基按体积比为1∶6的比例接种，培养液体系为80L，培养温度为33℃，光照为30000勒克斯。在密闭反应容器中培养8天后，培养液中的螺旋藻细胞干重可达到1.5-2.6g/L

步骤4、池塘开放培养：将实验室培养的藻种按1∶200的比例投入到微藻养殖池塘中，池塘体积优选在18m³，露天环境下养殖9-14天。池塘开放池中螺旋藻细胞干重可达到1.2-2.7g/L，将池塘养殖的微藻作为盐碱地改良的种源。

步骤5：在将被改良的盐碱地单元周围建坝围栏，以80×80米为一个处理单元，筑坝的高度优选35cm，利用常规的排灌设施，将当地的水源引入盐碱地的处理单元中，维持水面深度4cm为宜，将扩大培养后的念珠藻以50L/min的流速从池塘养殖系统引入到盐碱地处理单元中，藻种接种量为0.05g/m²。在距地面深度为0.8米处，设置有潜水层排水管，排水管上安装有阀门，在排水管上每隔2米开有排水口，排水管安置在处理单元内的四周。

步骤6、经过9天生长后，本轮次改良处理结束。开启排水管上的阀门，排干剩余水份，螺旋藻沉积在土壤表层。

经检测，该单元表层土壤15cm处(10-20cm地表土)中的氮含量平均为0.16％，磷含量为0.077％，盐碱度为3.56％，而未经过微藻处理的土壤氮含量为0.13％，磷含量为0.069％，盐碱度为4.4％，改良后的土壤氮增加了23％，磷增加了11％，盐碱度降低了19％。(见图8-10)

实施例4

用微鞘藻处理辽宁营口周边的盐碱地，该地区的土壤含氮量约为0.12％，含磷量约为0.064％，含盐量约为5.8％，含钾量约为0.83％，为重度盐碱地，较好的处理时间为春季3月-6月。

步骤1、实验室藻种培养

配制养殖微鞘藻的基础培养基，FN33培养基配方为：

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

初始藻液OD为0.1，在2L三角瓶中，在温度为25℃，光照为20000勒克斯，pH为：8.0的条件下，培养8天，选取镜检活性较强的藻种对其进行耐盐度驯化。

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，其耐盐度驯化培养基配方为：

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氯化钠从6g/L逐渐增加到 12g/L

微量元素 0.5-2ml/L

经耐盐度驯化后，选取镜检活性较强的藻种做进一步驯化。

硫酸镁 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 10-12g/L

将选取的镜检活性较强的藻种进行扩繁培养。

步骤3、实验室扩繁：采用当地水源将藻种与培养基按体积比为1∶4的比例接种，培养液体系为80L，培养温度为25℃，光照为20000勒克斯。在密闭反应容器中培养9天后，培养液中的微鞘藻细胞干重可达到1.5-3.2g/L。

步骤4、池塘开放培养：将实验室培养的藻种按1∶100的比例投入到微藻养殖池塘中，池塘体积优选在15m³。露天环境下养殖15-20天，池塘开放池中微鞘藻细胞干重可达到0.5-2.0g/L。将池塘养殖的微藻作为盐碱地改良的种源。

步骤5：在将被改良的盐碱地单元周围建坝围栏，以100×100米为一个处理单元，筑坝的高度优选40cm，利用常规的排灌设施，将当地的水源引入盐碱地的处理单元中，维持水面深度5cm为宜，将扩大培养后的微鞘藻以60L/min的流速从池塘养殖系统引入到盐碱地处理单元中，藻种接种量为0.08g/m²。在距地面深度为0.5米处，设置有潜水层排水管，排水管上安装有阀门，在排水管上每隔1米开有排水口，排水管之间平行设置，管道间距为5米。

步骤6、经过10天生长后，本轮次改良处理结束。开启排水管上的阀门，排干剩余水份，微鞘藻沉积在土壤表层。

经检测，该单元表层土壤15cm处(10-20cm地表土)中的氮含量平均为0.14％，磷含量为0.074％，盐碱度为3.5％，而未经过微藻处理的土壤氮含量为0.12％，磷含量为0.064％，盐碱度为5.8％，改良后的土壤氮增加了20％，磷增加了15％，盐碱度降低了30％。(见图11-13)

Claims

1.一种用于处理盐碱地的微藻的培养基，其特征在于所述的微藻为柱孢藻、念珠藻、螺旋藻或微鞘藻，其中柱孢藻的培养基配方为：

硝酸铵 0.5-4g/L 氯化钠 0.25-2.0g/L

磷酸二氢钾 0.01-0.09g/L 硫酸镁 0.01-0.05g/L

氯化钙 0.01-0.05g/L 乙酸钠 0.005-0.03g/L

尿素 0.02-0.08g/L 微量元素 0.5-2ml/L

念珠藻的配方为：

硝酸钾 0.05-0.5g/L 氯化钙 0.003-0.03g/L

磷酸氢二钾 0.01-0.8g/L 氯化钠 0.25-2.0g/L

磷酸二氢钾 0.07-0.3g/L 氯化铁 0.001-0.01g/L

硫酸镁 0.02-0.06g/L 萘乙酸 0.2-0.6mg/L

微量元素 0.5-2ml/L

螺旋藻的培养基配方为：

碳酸氢钠 5-35g/L 氯化钠 0.5-3.0g/L

碳酸钠 1-9g/L 硫酸镁 0.05-0.2g/L

磷酸氢二钾 0.1-1.8g/L 氯化钙 0.01-0.09g/L

硝酸钠 0.8-4.0g/L 赤霉素 0.05-0.4mg/L

微量元素 0.5-2ml/L

微鞘藻的配方为：

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

2.如权利要求1所述的利用微藻改良盐碱地的方法，包括如下步骤：

(1)筛选固氮能力强的微藻作为藻种；

(2)针对不同藻种配制培养基，对所选藻种做适应性驯化培养，并选取镜检活性较强的藻种进行扩大繁殖；

(3)采用待处理地区水源作为培养基，将藻种与培养基按体积比为1∶4-1∶9的比例接种，进行实验室扩大繁殖培养；

(4)将扩繁培养后的藻种投入到微藻养殖池塘中；

(5)在待改良的盐碱地单元周围建坝围栏，将当地的水源引入盐碱地的处理单元中；

(6)在处理单元内设置微藻引入管，通过微藻引入管将微藻投撒在盐碱地中；

(7)在距地面深度为0.2-0.8米处，设置排水管，排水管上安装有阀门，排水管与排灌系统的排水沟连通；

(8)微藻在盐碱地中经过7-12天生长繁殖后，开启排水管上的阀门，排干剩余水份，使微藻沉积在土壤表层，本轮次微藻改良过程结束。

3.如权利要求2所述的利用微藻改良盐碱地的方法，其特征在于所述的固氮能力强的微藻优选柱孢藻、念珠藻、螺旋藻、微鞘藻。

4.如权利要求2所述的利用微藻改良盐碱地的方法，其特征在于对藻种的适应性驯化培养包括如下步骤：

(1)将培养基中氯化钠的含量从0.25-4g/L逐渐提高到5-12g/L，进行耐盐度驯化；

(2)降低培养基中氮磷含量至待处理水质氮磷含量的5-2倍的驯化；

(3)将待处理地区水源经无菌过滤后作为培养基进行适应环境的驯化；

(4)用待处理地区水源不经处理作为培养基对微藻进行环境驯化；

上述驯化均进行3-5个周期。

5.如权利要求2所述的利用微藻改良盐碱地的方法，其特征在于实验室扩繁是在温度为23-33℃，光照为8000-30000勒克斯，pH为7-10的条件下，在密闭反应容器中培养5-9天；

6.如权利要求2所述的利用微藻改良盐碱地的方法，其特征在于所述的微藻养殖池塘的体积优选在5-20m³，接种到养殖池塘中的藻种比例优选1∶80-1∶200，在露天环境中养殖8-20天。

7.如权利要求2所述的利用微藻改良盐碱地的方法，其特征在于盐碱地处理单元筑坝的高度优选30-40cm，引入到盐碱地处理单元中的水深为3-8cm。

8.如权利要求2所述的利用微藻改良盐碱地的方法，其特征在于在盐碱地中投撒微藻时的流速为40-60L/min，接种量为0.03-0.08g/m²。

9.如权利要求2所述的利用微藻改良盐碱地的方法，其特征在于排水管之间可平行设置，也可交错设置，或在处理单元内的四周设置，排水管上每隔1-2米开有排水口，排水管平行设置时管道间距优选5-8米。

10.如权利要求9所述的利用微藻改良盐碱地的方法，其特征在于排水管道选择抗压以及抗盐碱腐蚀的材料，优选PVC材料。