專利名稱：一種微鞘藻的馴化方法及其應用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開了一種利用固氮藍藻改良鹽堿地、增加土壤肥力的方法，特別涉及一 種利用微鞘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多個國家。主要分布在印度、巴基 斯坦、俄羅斯、南非等國家，總面積約9. 56億公頃。其中印度和巴基斯坦兩國有809萬公頃， 俄羅斯750萬公頃。美國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，嚴重威脅著當?shù)剞r(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)， 民族經(jīng)濟的繁榮與發(fā)展以及生態(tài)環(huán)境的改善一系列重大問題的解決。長期以來，國內(nèi)外科 學家對鹽堿地的改良進行了多方面的探索與研究。在20世紀初對鹽堿地的地理分布、形成 原因、演變過程及發(fā)生學特性進行了多方面研究。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，前 蘇聯(lián)、美國一些經(jīng)濟較發(fā)達的國家用物理、化學及農(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，財力及大量淡水，也難以廣泛應用。在上世紀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，尚未應用于生產(chǎn)。我國有各類富含鹽堿土地面積約有3460萬平 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，全國有17個省(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 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% ；(我國大多數(shù)以30厘米土壤耕層 來計算含鹽量。)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 營養(yǎng)成分的缺失，且需要較大的物力和財力，而化學方法采用的施肥或者平衡酸堿容易造 成土壤板結(jié)和過高的治理費用。物理和化學的方法雖然可以暫時性的改變土壤的鹽堿度， 但并不能從本質(zhì)上改變原來鹽堿地的土壤肥力。利用生物改良，特別是微鞘藻技術(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問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的之一是提供一種養(yǎng)殖微鞘藻的培養(yǎng)基；本發(fā)明的目的之二是提供一種微鞘藻的馴化方法及其應用，即用馴化后的微鞘藻 處理鹽堿地的方法。眾所周知，空氣中含有約80%的氮氣，但植物、動物、人類和大多數(shù)微生物都不能 直接利用這種氣態(tài)氮作為氮素營養(yǎng)，自然界中只有極少一部分微生物可以將氮氣逐步還原
4為氨而作為氮源，而由生物固氮作用固定的氮素量要遠比由工業(yè)固定的氮素量高。世界上 的藍藻約有2000種，其中固氮藍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。在固氮藍藻中，微鞘藻(Microcoleus vaginatusSchk.)是荒漠藻 類中的絲狀種類，微鞘藻植物體為絲體單條，匍匐或形成暗綠色的卷曲植物體，通常彼此黏 合，藻絲體往往成束存在，外面有共同膠鞘包裹，細胞平均含氮量為9. 7 % (w/w)，微鞘藻具 有繁殖快、光合效率高、逆境適應能力強的特點，但多數(shù)藻類遇到強鹽堿度時會抑制生長甚 至死亡。而本發(fā)明將微鞘藻在特定環(huán)境中馴化后，使其在鹽堿地中仍能高速生長繁殖，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。由于微鞘藻最適合的 生長水溫為22 28°C，溫度低于15°C或高于40°C都對生長不利，pH值為7 9，適宜光照 強度為20000 30000勒克斯，較適合處理我國沿海地區(qū)溫度較低(地區(qū))的重度鹽堿地。本發(fā)明方法是通過配制培養(yǎng)基，以生長周期短，積累的生物量高，培養(yǎng)條件寬泛的 微鞘藻為優(yōu)選藻種，對其進行耐鹽度馴化、降低氮磷含量馴化以及適應待處理水質(zhì)等馴化， 經(jīng)過逐級放大培養(yǎng)后，將藻種引入鹽堿地中，微鞘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)過一段時間的養(yǎng)殖以后，將微鞘藻養(yǎng)殖 水排掉，螺微鞘藻逐漸沉積在土壤中，微鞘藻里含有豐富的氮磷等營養(yǎng)元素，腐爛的微鞘藻 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)過反復 多次的微鞘藻改良處理，可使土壤肥力逐漸得到增強，并可從根本上解決土壤鹽堿化的問 題，最終達到改善生態(tài)環(huán)境的目的。本發(fā)明所述的利用微鞘藻改良鹽堿地，增加鹽堿地土壤肥力的方法，是通過以下 步驟實現(xiàn)的步驟1 篩選微鞘藻藻種，并針對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，選取生長良好，遺傳性 狀穩(wěn)定，生長周期短，積累的生物量高，培養(yǎng)條件寬泛，且具有固氮特性的微鞘藻為優(yōu)選藻 種；

培養(yǎng)6-
5
(2)配制養(yǎng)殖微鞘藻的培養(yǎng)基(基礎培養(yǎng)基)
硝酸銨0. 5-4. Og/L
磷酸氫二鉀 0. 01-0. 08g/L 乙二胺四乙酸二鈉0.01-0. 3g/L 蛋白胨 0.6-1.5g/L
硫酸鎂 氯化鈣 氯化鐵 氯化鈉
0. 01-0. 08g/L 0. 01-0. 06g/L 0. 001-0. 01g/L l-4g/L
微量元素
0.5-2ml/L
其中微量元素配制方法為
硼酸 硫酸鋅
1. 5-4g 0. 05-0. 3g
氯化錳 硫酸銅
0. 5-3. 5g 0. 02-0. lg
8
硝酸鈷 0. 01-0. 8g 加蒸餾水定容至1L
(3)在溫度為24-26 °C，光照為20000-30000勒克斯，pH為7. 0天。
較好的培養(yǎng)基配方為
硝酸銨
1. 0-3. Og/L 硫酸鎂 0. 02-0. 05g/L
9.0的條件下，
磷酸氫二鉀乙二胺四乙酸蛋白胨微量元素
0. 02-0. 05g/L 氯化鈣 0. 015-0. 04g/L 鈉 0.05-0. 2g/L 氯化鐵 0. 002-0. 005g/L 0. 8-1. 2g/L 氯化鈉2-3g/L
0. 5-1. 5ml/L步驟2 按鹽堿地的用途對微鞘藻進行適應性馴化(1)耐鹽度馴化針對重度鹽堿地的情況，逐漸增加基礎培養(yǎng)基中氯化鈉的含量， 對微鞘藻進行適應鹽堿度的培養(yǎng)，使其能夠逐漸適應越來越高的鹽度，并仍能保持高速生 長繁殖，其耐鹽度馴化培養(yǎng)基配方為氯化鈉從6g/L逐漸增加到12g/L經(jīng)耐鹽度馴化后，選取鏡檢活性較強(色素體較完整，細胞形態(tài)優(yōu)秀)的藻種做進
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?shù)厮|(zhì)的濃度，微量元素不添加。硫酸鎂0.02_0.05g/L 氯化鈣 0. 015-0. 04g/L乙二胺四乙酸二鈉0.05-0. 2g/L 氯化鐵 0. 002-0. 005g/L蛋白胨0.8_1.2g/L 氯化鈉10_12g/L硝酸銨參照當?shù)厮|(zhì)中的氮含量從馴化培養(yǎng)基初始濃度逐級降低到當?shù)厮械?含量的5-2倍；磷酸氫二鉀參照當?shù)厮|(zhì)中的磷含量從馴化培養(yǎng)基初始濃度逐級降低到當?shù)厮?中磷含量的5-2倍；培養(yǎng)條件在自然環(huán)境下，經(jīng)過3-5個生長周期的馴化后，選取鏡檢活性較強的藻 種做進一步馴化。(3)將取自當?shù)氐乃唇?jīng)過無菌過濾，作為馴化培養(yǎng)基，培養(yǎng)基的營養(yǎng)元素為當?shù)?水源主要的營養(yǎng)元素，培養(yǎng)條件為自然環(huán)境下，經(jīng)過3-5個生長周期的馴化后，選取鏡檢活 性較強的藻種做進一步馴化。(4)用當?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3-5生長周期，馴化階段結(jié)束。步驟3 將馴化后的藻種在實驗室中進行擴繁培養(yǎng)采用當?shù)厮磳⒃宸N與培養(yǎng) 基按體積比為1 4-1 6的比例接種，培養(yǎng)液體系為80-100L，培養(yǎng)條件為溫度24 26°C，光照20000-30000勒克斯，pH為7. 0 9. 0，在密閉反應容器中培養(yǎng)5_9天后，培養(yǎng)液 中的微鞘藻達到細胞干重為1. 5-3. 2g/L。步驟4:將此藻種按1 80-120的比例投入到微藻養(yǎng)殖池塘中，池塘體積優(yōu)選在 15-20m3，露天環(huán)境下養(yǎng)殖15-20天，池塘中微鞘藻細胞干重最終可達到0. 5-2. Og/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圍建壩圍欄，以(50-100) X (50-100)米為硝酸銨磷酸氫二鉀乙二胺四乙酸蛋白月東
1. 0-3. Og/L硫酸鎂 0. 02-0. 05g/L
0. 02-0. 05g/L氯化鈣 0. 015-0. 04g/L
鈉 0. 05-0. 2g/L氯化鐵 0. 002-0. 005g/L
0. 8-1. 2g/L微量元素 0. 5-1. 5ml/L
6一個處理單元，筑壩的高度優(yōu)選30-40cm，利用常規(guī)的排灌設施，將當?shù)氐乃匆臌}堿地 的處理單元中，維持水面深度3-5cm為宜，本發(fā)明處理單元內(nèi)設置有微藻引入管，以便將 擴大培養(yǎng)后的微鞘藻從池塘養(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，通過微藻引入管以40-60L/min的流速將微鞘藻投撒在鹽堿地中，一般情況 下，每一個處理單元藻種接種量為0. 04-0. 08g/m2，優(yōu)選0. 06-0. 08g/m2 ；在距地面深度為
0.2-0. 8米處，設置有潛水層排水管(暗管)，排水管之間可平行設置，也可交錯設置，或在 處理單元內(nèi)的四周設置，平行設置時排水管管道間距為5-7米，排水管上安裝有閥門，在排 水管上每隔1-2米開有排水口，以便于能徹底排干養(yǎng)殖微鞘藻的水分，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、微鞘藻在鹽堿地中經(jīng)過8-10天生長繁殖，大量吸收灌溉水及空氣中的 氮、磷，同時鹽堿地表層的水分也逐漸滲透到土壤中，待養(yǎng)殖水中微鞘藻的細胞干重為
1.1-1. 6g/L時，開啟排水管上的閥門，排干剩余水份，微鞘藻便沉積在土壤表層10-15cm 處，本輪次微藻改良過程結(jié)束。由于微鞘藻最適合的生長水溫為24 26°C，故用微鞘藻處理鹽堿地可在春、夏、 秋季進行，如遇到極端氣候影響，可加大藻種投入量或者延長微藻生長周期。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，養(yǎng)殖微藻 用水在排出時還可將鹽堿地中的大量鹽份帶走，經(jīng)測定，一次微鞘藻處理后，鹽堿地的中 的氮含量，比不經(jīng)過微鞘藻處理的土壤增加了 19-22%，磷增加了 13-15%，全鹽量下降了 25-30%，而利用化學方法處理，取得相同增肥效果，需要在相同面積上施加80-100kg的磷 石膏或者尿素，本發(fā)明可根據(jù)待種植植物對土壤的需要進行多次微藻處理，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 成的土地營養(yǎng)元素丟失，又能夠有效避免長期施用化肥對土地造成的板結(jié)作用及對水源和 環(huán)境造成的二次污染。如果長期使用本發(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，將會為加快鹽堿地土壤恢復、擴大沿海地區(qū)的耕種面 積、進而改善整個鹽堿地區(qū)的生態(tài)環(huán)境做出積極的貢獻。


圖1微鞘藻改良鹽堿地工藝流程示意2微鞘藻在不同培養(yǎng)基中培養(yǎng)的生長曲線 :FN33培養(yǎng)基；口 BG_11培養(yǎng)基；圖3馴化前后微鞘藻生長情況的比較圖4重度鹽堿地改良前后氮含量變化圖5重度鹽堿地改良前后磷含量變化
具體實施例方式實施例1 處理遼寧營口沿海的鹽堿地區(qū)步驟1 1.配制本發(fā)明養(yǎng)殖微鞘藻的FN33培養(yǎng)基
7
硝酸銨3. 0g/L硫酸鎂0.04g/L
磷酸氫二鉀0. 05g/L氯化鈣0.015g/L
乙二胺四乙酸二鈉 0. lg/L氯化鐵0.002g/L
蛋白胨1. 0g/L氯化鈉2. 0g/L
微量元素0. 5ml/L
其中微量元素配制方法為
硼酸286mg 硫酸5mg
氯化錳115mg 鉬酸銀 3.7mg
硫酸鋅12mg 加蒸餾水定容至1L
培養(yǎng)條件為溫度25°C，光照22000勒克斯，pH 8. 0，經(jīng)7天培養(yǎng)，微革肖藻的細胞干
重最高可達到1. 8g/L，如圖2所示。2. BG-11培養(yǎng)基配方如下硝酸鈉1.0g/L 硫酸鎂0. 075g/L磷酸氫二鉀0. 04g/L 氯化鈣0. 036g/L乙二胺四乙酸二鈉0.05g/L 檸檬酸鐵0.6g/L碳酸鈉0. 02g/L 微量元素 0. 5-1. 5ml/L培養(yǎng)條件為溫度25°C，光照22000勒克斯，pH 8. 0，經(jīng)10天培養(yǎng)，微鞘藻的細胞 干重最高可達到0. 9g/L，如圖2所示。根據(jù)上述兩種培養(yǎng)基培養(yǎng)微鞘藻的結(jié)果可以得知，使用本發(fā)明所提供的FN33培 養(yǎng)基，能使微鞘藻生長周期比傳統(tǒng)培養(yǎng)基縮短了 2 4天，并且其生物量的積累比使用傳統(tǒng) 培養(yǎng)基高1 1. 5倍，克服了傳統(tǒng)培養(yǎng)基培養(yǎng)微鞘藻生長緩慢和生物量低的缺點。步驟2 按鹽堿地的用途對微鞘藻進行適應性馴化(1).耐鹽度馴化針對重度鹽堿地的情況，對微鞘藻進行適應鹽堿度的培養(yǎng)，使 其能夠逐漸適應越來越高的鹽度，并仍能保持高速生長繁殖，其耐鹽度馴化培養(yǎng)基配方 為硝酸銨3. Og/L 硫酸鎂 0. 04g/L磷酸氫二鉀0. 05g/L 氯化鈣 0. 015g/L乙二胺四乙酸二鈉0. lg/L 氯化鐵0.002g/L蛋白胨 1.0g/L 微量元素 0. 5ml/L氯化鈉從6g/L逐漸增加到10g/L經(jīng)耐鹽度馴化后，微鞘藻的耐鹽性明顯增加，在含有10g/L氯化鈉的馴化培養(yǎng)基 中培養(yǎng)9天，藻種比未經(jīng)馴化的微鞘藻，細胞干重增加了約70% (圖3)，選取鏡檢活性較強 (色素體較完整，細胞形態(tài)優(yōu)秀)的藻種做進一步馴化。(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?shù)厮|(zhì)的濃度硫酸鎂0. 04g/L 氯化鈣 0. 015g/L乙二胺四乙酸二鈉 0. lg/L 氯化鐵 0.002g/L蛋白胨1.0g/L 氯化鈉 10g/L硝酸銨參照當?shù)厮|(zhì)中的氮含量從馴化培養(yǎng)基初始濃度逐級降低到0. 02g/L
磷酸氫二鉀參照當?shù)厮|(zhì)中的磷含量從馴化培養(yǎng)基初始濃度逐級降低到0. 006g/ L培養(yǎng)條件在自然環(huán)境下，經(jīng)過4個生長周期的馴化后，選取鏡檢活性較強的藻種 做進一步馴化。(3).將取自當?shù)氐乃唇?jīng)過無菌過濾，作為馴化培養(yǎng)基，培養(yǎng)基的營養(yǎng)元素為當 地水源主要的營養(yǎng)元素，培養(yǎng)條件為自然環(huán)境下，經(jīng)過3-5個生長周期的馴化后，選取鏡檢 活性較強的藻種做進一步馴化。(4)用當?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3-5生長周期，馴化階段結(jié)束。步驟3 將馴化后的藻種在實驗室中進行擴繁培養(yǎng)采用當?shù)厮磳⒃宸N與培養(yǎng) 基按體積比為1 4的比例接種，培養(yǎng)液體系為80L，培養(yǎng)條件為溫度25°C，光照25000勒 克斯，pH為8. 0，在密閉反應容器中培養(yǎng)5天后，培養(yǎng)液中的微鞘藻細胞干重為2. 6-3. 2g/ L0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20m3， 露天環(huán)境下養(yǎng)殖20天，池塘中微鞘藻細胞干重最終可達到0. 5-1. 8g/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圍建壩圍欄，以100X 100米為一個處理單元， 筑壩的高度優(yōu)選40cm，利用常規(guī)的排灌設施，將當?shù)氐乃匆臌}堿地的處理單元中，維持 水面深度4cm為宜，將擴大培養(yǎng)后的微藻通過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，每一個處理單元藻種接種量為0. 07g/m2。在距地面深度為 0. 8米處，設置有潛水層排水管，排水管上安裝有閥門，在排水管上每隔2米開有排水口，排 水管之間平行設置，管道間距為6米。步驟6、微藻經(jīng)過9天生長，大量吸收灌溉水及空氣中的氮、磷，同時鹽堿地表層 的水分也逐漸滲透到土壤中，開啟排水管上的閥門，排干剩余水份，微藻便沉積在土壤表層 10-15cm處，本輪次微藻改良過程結(jié)束。由于微鞘藻最適合的生長水溫為22 28°C，故用微鞘藻處理鹽堿地可在春、夏、 秋季進行，如遇到極端氣候影響，可加大藻種投入量或者延長微藻生長周期。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，養(yǎng)殖微藻 用水在排出時還可將鹽堿地中的大量鹽份帶走，經(jīng)測定，一次微藻處理后，鹽堿地的中的氮 含量，比不經(jīng)過微藻處理的土壤增加了 20%，磷增加了 14%，全鹽量下降了 27%。(圖4-5)實施例2處理遼寧營口沿海的鹽堿地區(qū)步驟1 配制養(yǎng)殖微鞘藻的培養(yǎng)基(基礎培養(yǎng)基)硝酸銨1.0g/L 硫酸鎂 0.05g/L磷酸氫二鉀0. 02g/L 氯化鈣 0. 03g/L乙二胺四乙酸二鈉0. 2g/L 氯化鐵 0.003g/L蛋白胨1.2g/L 氯化鈉 3.0g/L微量元素1.0ml/L培養(yǎng)條件為溫度24°C，光照20000勒克斯，pH 8. 5，生長周期8天。
步驟2 按鹽堿地的用途對微鞘藻進行適應性馴化(1)耐鹽度馴化:硝酸銨1.0g/L 硫酸鎂 0.05g/L磷酸氫二鉀0. 02g/L 氯化鈣 0. 03g/L乙二胺四乙酸二鈉0. 2g/L 氯化鐵0.003g/L蛋白胨1.2g/L 微量元素1.0ml/L氯化鈉從6g/L逐漸增加到llg/L經(jīng)耐鹽度馴化后，選取鏡檢活性較強(色素體較完整，細胞形態(tài)優(yōu)秀)的藻種做進
一步馴化。

L
做進- 例1 ；
(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 硫酸鎂0.05g/L 氯化鈣 0.03g/L
乙二胺四乙酸二鈉 0.2g/L 氯化鐵 0.003g/L 蛋白胨1.2g/L 氯化鈉 llg/L
硝酸銨參照當?shù)厮|(zhì)中的氮含量從馴化培養(yǎng)基初始濃度逐級降低到0. 03g/L 磷酸氫二鉀參照當?shù)厮|(zhì)中的磷含量從馴化培養(yǎng)基初始濃度逐級降低到0. 009g/
培養(yǎng)條件在自然環(huán)境下，經(jīng)過3個生長周期的馴化后，選取鏡檢活性較強的藻種 步馴化。
(3).將取自當?shù)氐乃唇?jīng)過無菌過濾，作為馴化培養(yǎng)基進一步馴化，方法同實施
(4)用當?shù)氐乃?，作為馴化培養(yǎng)基進一步馴化，方法同實施例1 ； 步驟3 將馴化后的藻種在實驗室中進行擴繁培養(yǎng)采用當?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100L，在密閉反應容器中培養(yǎng)9天后，培養(yǎng) 液中的微鞘藻細胞干重為1. 5-2. 8g/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15m3， 露天環(huán)境下養(yǎng)殖15天，池塘中微鞘藻細胞干重最終可達到1. 0-1. 6g/L，將池塘養(yǎng)殖的微藻 作為鹽堿地改良的種源。步驟5 以100 X 100米為一個處理單元，維持水面深度3cm，將微鞘藻以40L/min 的流速引入處理單元，每一個處理單元藻種接種量為0. 06g/m2，排水管設置在處理單元內(nèi) 四周，排水管上每隔1. 5米開有排水口，距地面深度為0. 3米。步驟6、微藻經(jīng)過8天生長后，待生長繁殖到細胞干重為1. Og/L時，開啟排水管上 的閥門，排干剩余水份，本輪次微藻改良過程結(jié)束。經(jīng)微鞘藻處理后，鹽堿地的中的氮含量，比不經(jīng)過微藻處理的土壤增加了 19%，磷 增加了 13%，全鹽量下降了 25%。實施例3:處理遼寧營口沿海的鹽堿地區(qū)步驟1 配制養(yǎng)殖微鞘藻的培養(yǎng)基硝酸銨1.4g/L 硫酸鎂 0.02g/L磷酸氫二鉀0. 03g/L 氯化鈣 0. 04g/L
乙二胺四乙酸二鈉0. 05g/L 氯化鐵 0. 005g/L蛋白胨0.8g/L 氯化鈉 3.0g/L微量元素1.5ml/L培養(yǎng)條件為溫度26°C，光照28000勒克斯，pH 8. 5，生長周期8天。步驟2 按鹽堿地的用途對微鞘藻進行適應性馴化(1).耐鹽度馴化:硝酸銨1.4g/L 硫酸鎂 0.02g/L磷酸氫二鉀0. 03g/L 氯化鈣 0. 04g/L乙二胺四乙酸二鈉0. 05g/L 氯化鐵 0. 005g/L蛋白胨0.8g/L 微量元素 1.5ml氯化鈉從6逐漸增加到12g/L經(jīng)耐鹽度馴化后，選取鏡檢活性較強(色素體較完整，細胞形態(tài)優(yōu)秀)的藻種做進
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 硫酸鎂0.02g/L 氯化鈣 0.04g/L乙二胺四乙酸二鈉 0.05g/L 氯化鐵 0.005g/L 蛋白胨 0.8g/L 氯化鈉 12g/L硝酸銨參照當?shù)厮|(zhì)中的氮含量從馴化培養(yǎng)基初始濃度逐級降低到0. 05g/L 磷酸氫二鉀參照當?shù)厮|(zhì)中的磷含量從馴化培養(yǎng)基初始濃度逐級降低到0. 015g/ L培養(yǎng)條件在自然環(huán)境下，經(jīng)過5個生長周期的馴化后，選取鏡檢活性較強的藻種做進一步馴化。 例1 ；(3).將取自當?shù)氐乃唇?jīng)過無菌過濾，作為馴化培養(yǎng)基進一步馴化，方法同實施1；
(4)用當?shù)氐乃矗鳛轳Z化培養(yǎng)基進一步馴化，方法同實施例1 ； 步驟3 將馴化后的藻種在實驗室中進行擴繁培養(yǎng)采用當?shù)厮磳⒃宸N與培養(yǎng) 基按體積比為1 5的比例接種，培養(yǎng)液體系為90L，在密閉反應容器中培養(yǎng)7天后，培養(yǎng)液 中的微鞘藻細胞干重為1. 8-3. Og/L。步驟4:將此藻種按1 80的比例投入到微藻養(yǎng)殖池塘中，池塘體積優(yōu)選在18m3， 露天環(huán)境下養(yǎng)殖18天，池塘中微鞘藻細胞干重最終可達到1. 5-2. Og/L，將池塘養(yǎng)殖的微藻 作為鹽堿地改良的種源。步驟5 以100 X 100米為一個處理單元，維持水面深度5cm，將微鞘藻以60L/min 的流速引入處理單元，每一個處理單元藻種接種量為0. 08g/m2，排水管上每隔1. 5米開有排 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10天生長后，開啟排水管上的閥門，排干剩余水份，本輪次微藻 改良過程結(jié)束。經(jīng)微鞘藻處理后，鹽堿地的中的氮含量，比不經(jīng)過微藻處理的土壤增加了 22%，磷 增加了 15%，全鹽量下降了 30%。
權(quán)利要求
一種微鞘藻的培養(yǎng)方法，其特征在于包括如下步驟(1)篩選藻種；(2)配制養(yǎng)殖微鞘藻的FN33培養(yǎng)基，其配方為硝酸銨 0.5 4.0g/L硫酸鎂0.01 0.08g/L磷酸氫二鉀 0.01 0.08g/L氯化鈣0.01 0.06g/L乙二胺四乙酸二鈉 0.01 0.3g/L氯化鐵 0.001 0.01g/L蛋白胨 0.6 1.5g/L氯化鈉 1 4g/L微量元素0.5 2ml/L其中微量元素配制方法為硼酸 1.5 4g氯化錳 0.5 3.5g硫酸鋅 0.05 0.3g硫酸銅 0.02 0.1g硝酸鈷 0.01 0.8g加蒸餾水定容至1L(3)培養(yǎng)條件為溫度24 26℃，光照20000 30000勒克斯，pH7.0～9.0，生長周期6 8天。
2.如權(quán)利要求1所述的微鞘藻的培養(yǎng)方法，其較好的培養(yǎng)基配方為9.0，生長周期6-8硝酸銨1. 0-3. Og/L磷酸氫二鉀 0. 02-0. 05g/L 乙二胺四乙酸二鈉0. 05-0. 2g/L 蛋白胨0.8-1.2g/L硫酸鎂 氯化鈣 氯化鐵 氯化鈉0. 02-0. 05g/L 0. 015-0. 04g/L 0. 002-0. 005g/L 2-3g/L微量元素0. 5-1. 5ml/L。
3.如權(quán)利要求1、2所述的微鞘藻的馴化方法，其特征在于包括如下步驟(1)將培養(yǎng)基中的氯化鈉從6g/L逐漸增加到12g/L，進行耐鹽度馴化，之后，選取鏡檢 活性較強的藻種做進一步馴化；(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3-5個生長周期的馴化后，選取鏡檢活性較強 的藻種做進一步馴化；(3)將取自待處理地區(qū)的水源經(jīng)過無菌過濾，作為培養(yǎng)基，在自然環(huán)境下，經(jīng)過3-5個 生長周期的馴化后，選取鏡檢活性較強的藻種做進一步馴化；(4)用當?shù)氐乃?，作為培養(yǎng)基，在自然環(huán)境下，進行3-5個生長周期的馴化；
4.如權(quán)利要求3所述的微鞘藻處理鹽堿地的方法，其特征在于包括如下步驟 (1)將馴化后的微鞘藻藻種與待處理地區(qū)水源按1 4-1 6的體積比接種，在密閉反 應容器中培養(yǎng)5-9天，進行擴繁；(2)將擴繁培養(yǎng)后的藻種按1 80-120的比例投入到微藻養(yǎng)殖池塘中，露天環(huán)境下養(yǎng) 殖15-20天；(3)在待改良的鹽堿地單元周圍建壩圍欄，將當?shù)氐乃匆臌}堿地的處理單元中；(4)在處理單元內(nèi)設置微藻引入管，通過微藻引入管以40-60L/min的流速將微鞘藻投 撒在鹽堿地中；(5)在距地面深度為0.2-0. 8米處，設置排水管，排水管上安裝有閥門，排水管與排灌 系統(tǒng)的排水溝連通；(6)微鞘藻在鹽堿地中經(jīng)過8-10天生長繁殖后，待微鞘藻的生物量為1. 1-1. 6g(干 重)/L時，開啟排水管上的閥門，排干剩余水份，使微鞘藻沉積在土壤表層，本輪次微藻改 良過程結(jié)束。
5.如權(quán)利要求4所述的微鞘藻處理鹽堿地的方法，其特征在于擴繁培養(yǎng)溫度為 24-26°C，光照為 20000-30000 勒克斯，pH 為 7. 0 9. 0。
6.如權(quán)利要求4所述的微鞘藻處理鹽堿地的方法，其特征在于池塘體積優(yōu)選在 15-20m3。
7.如權(quán)利要求4所述的微鞘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3-5cm。
8.如權(quán)利要求4所述的微鞘藻處理鹽堿地的方法，其特征在于每個處理單元藻種接種 量為 0. 04-0. 08g/m2，優(yōu)選 0. 06-0. 08g/m2。
9.如權(quán)利要求4所述的微鞘藻處理鹽堿地的方法，其特征在于排水管之間可平行設 置，也可交錯設置，或在處理單元內(nèi)的四周設置，排水管上每隔1-2米開有排水口，排水管 平行設置時管道間距為5-7米。
10.如權(quán)利要求4所述的微鞘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)明公開了一種微鞘藻的馴化方法及其應用，包括配制特定的培養(yǎng)基，對篩選出的藻種進行耐鹽度馴化、降低氮磷含量馴化以及適應待處理水質(zhì)等馴化，經(jīng)過逐級放大培養(yǎng)后，將藻種引入鹽堿地中，微鞘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，將微鞘藻養(yǎng)殖水排掉，微鞘藻沉積在土壤中，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19-22％，磷增加了13-15％，全鹽量下降了25-30％，既避免了水洗法造成的營養(yǎng)元素丟失，又避免了施用化肥對土地造成的板結(jié)及對水源和環(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，并可加快土壤恢復，最終達到改善生態(tài)環(huán)境的目的。
文檔編號C12R1/89GK101979496SQ20101026352
公開日2011年2月23日 申請日期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 申請人:北京芳能科技有限公司