本發(fā)明涉及一種防沙固沙材料，尤其涉及一種黃土-荒漠藻復合固沙材料的制備方法，屬于復合材料領域和沙漠治理技術領域。

背景技術：

我國土地荒漠化、沙化非常嚴重，沙進人退局勢仍在很多地區(qū)繼續(xù)，給人類生存環(huán)境造成極大地破壞，防沙固沙顯得非常必要、緊迫?，F(xiàn)階段防沙固沙的主要措施有工程固沙，化學固沙，生物固沙和綜合性固沙。工程固沙是指在沙漠或沙地表面設置障礙物以阻止風沙流達到阻沙或固沙目的?；瘜W固沙就是利用化學材料與工藝，在流動沙地上通過噴灑化學膠結物質，使其在沙地表面形成一層有一定強度的防護殼，隔開氣流對沙面的直接作用，提高沙面的抗風蝕性能，對易發(fā)生沙害的沙丘或沙質地表建造能夠防止風力吹揚又具有保持水分和改良沙地性質的固結層，以達到控制和改善沙害環(huán)境，提高沙地生產(chǎn)力的目的。生物固沙主要包括植物固沙和微生物結皮固沙。在眾多的防沙固沙措施中，生物固沙仍然是最為有效、經(jīng)濟、環(huán)保的措施。但是，沙漠地區(qū)降雨稀少，長期降水量小于地表蒸發(fā)量。因此從某種意義上說，固沙植物生長帶來的水分蒸騰反而加速了地下水位的下降。當?shù)叵滤唤档揭欢ㄉ疃葧r固沙植物也會死亡，只要這種情況不改變沙漠化就是必然趨勢。相比之下，荒漠藻等微生物具有明顯的優(yōu)勢。與細菌明顯不同的是，它們能通過光能將合成為自己需要的有機物，在條件惡劣的荒漠干旱地區(qū)，藻類植物具有較強的抗性、固氮和聚集能力。其需水量極低，代謝產(chǎn)物（胞外多糖）通過菌絲、假根或分泌的多聚糖來捆綁、黏結土壤、沙粒等形成墊狀的活性生物結皮，改善土壤的物化性質，為其它植物的定居奠定了良好的生物基礎。、

荒漠藻結皮在荒漠、半荒漠地區(qū)土壤演替中起重要作用，對土壤抗侵蝕性能的提髙有著顯著功效，同時也是流沙固定的首要標志?；哪孱惸軌蛟跅l件惡劣的環(huán)境下生長、繁殖，如在干早、營養(yǎng)匱乏、高溫、強風、強紫外線輻射的極端環(huán)境，通過自身的活動影響并改變著環(huán)境，具有極為重要且不可替代的生態(tài)學意義。因此，應用荒漠藻類防沙固沙產(chǎn)品具有很好的環(huán)境適應能力和防沙固沙性能。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是利用荒漠藻類的特性，提供一種高效、環(huán)保的黃土-荒漠藻復合固沙材料的制備方法。

一、黃土-荒漠藻復合固沙材料的制備

在提純粉碎的黃土中添加適于藻類生長的營養(yǎng)物質，混合均勻后均勻平鋪在培養(yǎng)皿上，再將提純的荒漠藻種溶液噴灑到混合物中，然后放入培養(yǎng)箱，控制溫度30~40℃，濕度40~50%，使藻類生長39~42天，即得黃土-荒漠藻固沙劑。

適于藻類生長的營養(yǎng)物質的添加量為：每100g黃土中添加營養(yǎng)物質8~12mg。

適于藻類生長的營養(yǎng)物質為mgso4·7h2o，kh2po4，fe(no3)3·7h2o，ca(h2po4)2·h2o2mg，co(nh2)2，edta-2na的混合物。

荒漠藻種為藍藻、綠藻、硅藻；荒漠藻種溶液的濃度為5~15ug/ml；荒漠藻種的噴灑量為每100g黃土中噴灑5~10mg的荒漠藻種。

混合物平鋪在培養(yǎng)皿上的厚度為0.4~0.6cm。

二、黃土-荒漠藻復合固沙材料的應用

在沙丘表面先覆蓋一層1-5cm厚度的黏土（選取當?shù)厮械酿ね?，如黃土或黑土），將黃土-荒漠藻固沙劑與當?shù)氐募毶嘲凑?:2混合均勻，然后均勻撒在黏土層表面（固沙劑使用量為2~10g/m²），噴灑水使表面潤濕，促使荒漠藻生長，形成荒漠藻類固沙生物結皮。兩年后，在沙丘表面形成厚度約為1cm致密的生物結皮，同時，在生物結皮上有沙生植物生長。圖1為寧夏沙坡頭地區(qū)騰格里沙漠邊緣生物結皮效果圖。從上圖1中可以看出黃土-荒漠藻固沙劑可以在沙層表面形成生物結皮，這種生物結皮具有一定的強度，能夠很好的固定沙粒，避免其移動。同時這種固沙結皮能夠改善沙層表面的營養(yǎng)結構，有利于沙生植物的生長。

三、生物結皮抗壓強度測定

采取寧夏沙坡頭地區(qū)騰格里沙漠邊緣，每平米固沙材料使用量分別為0g、2g、4g、6g、8g、10g所形成的生物結皮進行抗壓強度測定。結果見圖2。從圖2中可以看出，不使用固沙劑的黃土層，抗壓強度為0。隨著固沙劑量的增加試樣的抗壓強度值整體呈上升趨勢。試樣的抗壓強度分別為0.12、0.21、0.31、0.43、0.53mpa。因此，隨著固沙劑使用量的增加，所采取得樣品的抗壓強度也增加。這是因為隨著固沙劑用量的增加，藻類含量的增加，而粘附在黃土顆粒表面的藻類在營養(yǎng)豐富的環(huán)境中快速發(fā)育、生長，纏繞在沙粒與黃土表面，增強了試樣的抗壓強度。可以預計，隨著藻類的生長，抗壓強度會進一步增強。

綜上所述，本發(fā)明制備的黃土-荒漠藻固沙材料可以形成生物固沙，徹底改善沙層的結構，促使土壤的形成，有利于沙生植物的生長，能徹底改善沙區(qū)的氣候環(huán)境，具有一定推廣使用價值。另外，黃土-荒漠藻固沙劑本固沙材料制備簡單，取之于環(huán)境，用之于環(huán)境，無毒無污染，不會對環(huán)境造成任何污染，是一種具有實用價值的固沙材料。

附圖說明

圖1為寧夏沙坡頭地區(qū)騰格里沙漠邊緣生物結皮效果圖。

圖2為沙坡頭地區(qū)騰格里沙漠邊緣固沙劑用量為10g/m²生物結皮抗壓強度測試結果。

具體實施方式

1、黃土提純：黃土來自蘭州北山，采用沉降分離法提純。取一定量的原黃土，向其加入大量的蒸餾水，攪拌，使其形成泥漿，靜置沉降一定時間后除去上層清液和底層雜質。用相同的方法將中層的黃土石提純多次，將提純得到的漿液離心分離除去水分，然后在60℃下干燥，將所得物質研細，得到純凈的黃土，粉碎，待用。

2、荒漠藻藻種的提?。夯哪逶宸N采自寧夏中衛(wèi)沙坡頭，主要組成為藍藻?；哪宓奶崛⊥瑯硬捎贸两捣蛛x法：向一定量的荒漠藻與沙礫的混合物中加入蒸餾水，攪拌，使其中的沙礫沉降，靜置沉降一定時間后，除去沙礫，得到含有所需的荒漠藻的藻種。

3、黃土-荒漠藻固沙劑制備：向100克中提純、粉碎的黃土中添加營養(yǎng)物質(mgso4·7h2o1mg，kh2po41mg，fe(no3)3·7h2o1mg，ca(h2po4)2·h2o2mg，(co(nh2)22mg，edta-2na3mg)，混合均勻后均勻平鋪在培養(yǎng)皿上（厚度0.5cm）；將500ml，濃度10~15ug/ml荒漠藻種溶液噴灑到培養(yǎng)皿上的混合物中，再放入培養(yǎng)箱中，控制溫度30℃，濕度50%，使藻類生長40天，即得到黃土-荒漠藻固沙劑。

4、黃土-荒漠藻固沙劑應用

本實驗在寧夏自治區(qū)中衛(wèi)市沙坡頭地區(qū)騰格里沙漠邊緣進行。在沒有任何處理的沙丘表面首先覆蓋一層1-5cm厚度的黏土（選取當?shù)厮械酿ね?，如黃土或黑土），將黃土-荒漠藻固沙劑與當?shù)氐募毶嘲凑?:2混合均勻，然后均勻撒在黏土層表面（固沙劑使用量為10g/m²），噴灑水，使表面潤濕，促使荒漠藻生長，形成荒漠藻類固沙生物結皮。兩年后，在沙丘表面形成厚度約為1cm致密的生物結皮，同時，在生物結皮上有沙生植物生長。生物結皮效果圖見圖1。

同樣，可以根據(jù)沙丘或沙地的地形，首先以沙粒制備成一定形狀的沙障（方形、圓形、六邊形、棱形等），覆蓋一層1-5cm厚度的黏土，再在其表面在其表面撒黃土-荒漠藻固沙劑，灑水潤濕，促使荒漠藻生長，形成荒漠藻類固沙生物結皮，進行防沙固沙。