具鞘微鞘藻与爪哇伪枝藻混合藻种藻结皮条件的优化研究

摘要

生物结皮在防治土壤侵蚀、防风固沙、改变沙土表面理化性质、调节土壤水分分布状况和加速养分土壤改良等方面扮演着重要的角色。随着荒漠化问题的日益加剧，防治荒漠化的方法和手段受到广泛重视，尤其是人工藻类生物结皮技术。它运用藻类生理、生态学原理和生物结皮理论，将人工藻结皮应用于荒漠化治理实践，并取得了较好的固沙效果，在荒漠化治理中逐步得到应用。
　　本文以民勤地区优势藻具鞘微鞘藻（Microcoleus vaginatus Gom.）和爪哇伪枝藻（Scytonema javanicum(Kütz.) Born et Flah）为材料。通过室内荒漠藻的工程化培养和人工藻结皮的培植，研究了混合藻结皮的生长状况和形态，探讨了混合藻种比例构成、初始接种量和土壤含水量三个因子对混合藻结皮藻类生物量的影响，优化了室内培养条件。结果表明：混合藻结皮藻种生物量随接种量和土壤含水量的增加而增加，一定比例的具鞘微鞘藻显著地促进了其藻类生物量的积累。混合藻结皮形成的最优条件是混合藻比例为8:2（具鞘微鞘藻：爪哇伪枝藻）、土壤含水量为10％、初始接种量（以叶绿素 a含量计）为10μg·cm-2。在单因素实验的基础上，通过正交设计法得到的优方案为 A2B3C2，即初始接种量（A）为10μg·cm-2，土壤含水量（B）为12.5％，混合藻比例（C）为8:2。
　　经过具鞘微鞘藻和爪哇伪枝藻的实验室原种大规模培养，将混合藻种接种到野外样地，进行原位实验。通过混合藻结皮藻类生物量的测定（以叶绿素 a含量计），研究了初始接种量、浇水量和 BG11营养液量对荒漠藻结皮形成的影响。结果表明：初始接种量为20μg·cm-2，浇水量为1000 mL·m-2，BG11营养液量为1500mL·m-2是本研究获得的可行性技术方案。
　　在野外条件下，将单一藻种与混合藻种在管护条件下的响应效果进行了对比。研究表明：无论是单一藻种还是混合藻种，结皮中藻类生物量均随着初始接种量、浇水量和 BG11营养液量的增加而增加。混合藻种初始接种量为10μg·cm-2和20μg·cm-2的处理组均优于单一藻种初始接种量为10μg·cm-2和20μg·cm-2的处理组。混合藻种浇水量为1000mL·m-2、1500mL·m-2和2000mL·m-2处理下的结皮生物量均显著高于单一藻种（p=0.0126）。在BG11营养液量为1500mL·m-2和1000mL·m-2处理下混合藻种结皮藻类生物量和爪哇伪枝藻结皮藻类生物量显著高于具鞘微鞘藻结皮藻类生物量，且混合藻种结皮藻类生物量最高，但与爪哇伪枝藻差异不显著（p=0.0871）。综上所述，与单一藻种相比，混合藻种能够更快、更好的适应荒漠地区的环境。

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附表索引

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.2荒漠化藻类修复技术的研究进展

1.3 荒漠化藻类修复技术的现状

1.4 民勤荒漠化概况

1.5 本研究的主要目的与内容

第2章 室内混合藻种荒漠藻结皮培养的条件优化研究

2.1 材料与方法

2.2 结果与分析

2.3 讨论

第3章 正交设计法优化混合藻种结皮的培养

3.1材料与方法

3.2结果与分析

3.3讨论

第4章 原位混合藻种荒漠藻结皮形成条件研究

4.1材料与方法

4.2 结果与分析

4.3 讨论

第5章 原位混合藻种与单一藻种藻结皮生物量的比较

5.1 材料与方法

5.2 结果与分析

5.3 讨论

第6章 结论与建议

6.1 本文结论

6.2 问题与建议

参考文献

致谢

附录A 攻读硕士学位期间所发表论文