本发明涉及沙漠化防治技术领域，特别涉及一种缓解草原沙漠化的微藻营养修复液及其制备方法。
背景技术：
目前，全球有三分之二的国家和地区，近35.3×108m2的陆地面积面临沙漠化的威胁，严重影响了人类的生存空间和可持续发展，使得沙漠化问题已经成为全球关注的生态环境问题。沙漠化地区土地退化，生产力下降，地表风蚀沙化，沙丘移动压埋农田、道路、房舍，生态脆弱，经济条件较为落后，防治难度很大。
改善植被环境是防治沙漠化的重要手段，例如植树造林、育草种草等。但是，沙漠化地区的土壤贫瘠，能够为植被提供的营养成分严重缺失，植被成活率低，防治效果不佳。施用化学肥料能够一定程度上提高植被成活率，但是，施用化学肥料带来的负面影响不容忽视：生产化学肥料的原料中含有zn、cu、co和cr等重金属，这些重金属跟随化学肥料被施入土壤，并造成土壤中重金属元素的富集，通过植物吸收进入植物体内，影响植物生长；化学肥料会降低土壤微生物的数量和活性，由此降低土壤微生物对土壤中有机质的转化、矿物的分解以及有毒物质的降解；长期施用化学肥料会加剧土壤的酸化，加重土壤板结，抑制植物根系发育，严重降低植物抗逆性。
技术实现要素：
针对现有技术不足，本发明提供一种缓解草原沙漠化的微藻营养修复液，应用于沙漠化地区，能够修复土壤、补充天然氮素、活化土壤微量元素、提高植物抗逆性、预防病虫害。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种缓解草原沙漠化的微藻营养修复液，包含多种呈活体状态的微藻，按微藻细胞个体数量计，所述微藻包括小单歧藻(tolypothrixtenuis)5-40份、微鞘藻(microcoleussp.)10-50份、伪枝藻(scytonemasp.)5-40份、固氮鱼腥藻(anabaenaazotica)10-50份和蛋白核小球藻(chlorellapyrenoidosa)30-80份。
较佳的，按微藻细胞个体数量计，所述微藻包括小单歧藻10-30份、微鞘藻20-40份、伪枝藻10-30份、固氮鱼腥藻20-40份和蛋白核小球藻40-60份。
较佳的，按微藻细胞个体数量计，所述微藻包括小单歧藻20份、微鞘藻30份、伪枝藻20份、固氮鱼腥藻藻30份和蛋白核小球藻50份。
通过采用上述方案，小单歧藻和伪枝藻均属于蓝藻，具有高效的固氮和分解功能，能固定大气中的分子态氮成为结合氮，并进一步合成蛋白质，增加土壤或水体肥力。蓝藻细胞进入土壤后能将植物根系包裹住，并随着根系延伸，为根提供充足的养分。微鞘藻、固氮鱼腥藻、蛋白核小球藻属于绿藻，光合作用强，摄取太阳能的力量非凡，只要是在有可见光源的状态下都可以进行光合作用，能够增加水体溶氧，降解水体氨氮、h2s、亚硝酸盐等。
本发明的缓解草原沙漠化的微藻营养修复液中，微藻均呈活体状态，配比合理。小单歧藻、微鞘藻、伪枝藻、固氮鱼腥藻和蛋白核小球藻五种微藻之间具有很好的兼容性，每lml营养修复液中，微藻活性细胞的个数可达106以上，且生命力旺盛，营养修复液的保存期达18个月。试验发现，本发明的缓解草原沙漠化的微藻营养修复液施入土壤中后：
微藻包裹住植物根系，与植物根系形成共生互动的关系，从空气中固定氮素并供给给植物根系，促进植物根系的生长延伸。微藻不仅可以在植物根系表面生存、繁殖，还可以进入植物内部，在植物的根、茎、叶、果中生存，给植物提供丰富、均衡的天然营养素；
微藻将强大的生命注入土壤，微藻细胞大量繁殖，吸收二氧化碳，释放氧气，激活土壤中各类原住微生物群，健全土壤的微生态环境，使土壤生机勃勃，充满了活力，从而促进植物生长；
微藻通过其光能有机自养属性繁殖发展、自生代谢，对土壤中的化学残留、重金属残留等污染物进行吸附、降解、转化、固化，能将极端环境中动植物及人类无法分解的有机物分解为无机物、水和二氧化氮，从而改变土壤的结构，调节土壤ph值，提升土壤有机质和肥力。微藻还可分解和溶解难溶性磷、钾，并将难溶性钙、镁或硫元素活化，变为植物可吸收的有效态，促进植物生长；
微藻生命周期的生命活动所产生的生物刺激素为植物提供营养刺激生长，并可控制或仰制植物病原体的活动，增强植物的抗逆能力，改变土壤中原有重金属元素的存在方式，阻断重金属通过植物根系进入植物体。
此外，相比现有的化学肥料，本发明的营养修复液不含有任何化学成分：不会造成土壤中重金属元素的富集，有效降低了植物对重金属元素的吸收，进而提高植物生长；不会降低土壤微生物的数量和活性，不影响土壤微生物对土壤中有机质的转化、矿物的分解以及有毒物质的降解；不会造成土壤的酸化、板结等现象。
综上，本发明的营养修复液作为一种营养丰富的生物肥料，具有良好兼容性和共生性，能够修复土壤、补充天然氮素、活化土壤微量元素、提高植物抗逆性、预防植物病虫害。
本发明的目的二：提供一种上述缓解草原沙漠化的微藻营养修复液的培殖方法，包括有以下步骤：
s1，分别扩大培殖小单歧藻、微鞘藻、伪枝藻、固氮鱼腥藻和蛋白核小球藻，获得
五种藻液；
s2，将五种藻液混合获得缓解草原沙漠化的微藻营养修复液。
较佳的，步骤s1的扩大培殖所用的培养基溶液包括：2-6mg/l乙二胺四乙酸二钠、5-13mg/l柠檬酸、0.05-0.15mg/lfeso4·7h2o、0.15-0.35g/lnahco3、0.03-0.1g/lcacl2、0.05-0.2g/lmgso4·7h2o、1-3.5g/lnano3、0.05-0.15g/lk2hpo4、0.2-1g/lkh2po4、1.5-2.5mg/lmncl2·4h2o、0.02-0.05mg/lznso4·7h2o、0.05-0.1mg/lcuso4·5h2o、0.02-0.05mg/lna2moo4·2h2o、2-4mg/lh3bo3。
通过采用上述方案，培养基溶液中的各组分能够为微藻提供营养元素，促进微藻的健康生长和快速繁殖，提高微藻的生命活性，进而提高营养修复液的功效。
较佳的，步骤s1的扩大培殖过程包括：选择和分离单个微藻细胞，将单个微藻细胞进行分级扩大培殖，每一级扩大培殖过程中，微藻细胞的数量≥106个/ml时，进入下一级扩大培殖过程。
通过采用上述方案，大量实验证明，在微藻培养过程中，当微藻活性细胞的生物密度为≥106个/ml时，较适合微藻的存活和继续更大的繁殖，以此作为分级扩大培养的标准，有利于提高微藻培养的效率和质量。
较佳的，步骤s1的扩大培殖过程包括：单个微藻细胞于15ml培养基溶液中培殖10-15天，获得15ml藻液→转接种到85ml培养基溶液中继续培殖10-15天，获得100ml藻液→转接种到0.9l培养基溶液中继续培殖10-15天，获得1l藻液→转接种到4l培养基溶液中继续培殖10-15天，获得5l藻液→转接种到13l培养基溶液中继续培殖10-15天，获得18l藻液→转接种到782l培养基溶液中继续培殖10-15天，获得800l藻液。
通过采用上述方案，经发明人实验证明，上述培养方式培殖获得的微藻的生物量适宜、微藻活性高、质量好，易于微藻培殖的产业化。
较佳的，步骤s1的扩大培殖过程中，光照强度为2300-2700lux。
较佳的，步骤s1的扩大培殖过程中，培殖温度为25-27℃。
通过采用上述方案，设置适宜的光照强度和培殖温度，能够进一步促进微藻的生长繁殖。
较佳的，步骤s1的扩大培殖过程中：向藻液里持续性通入净化空气，净化空气的压强为0.14-0.6mpa；向藻液里间歇性通入co2气体，co2气体的压强为0.14-0.6mpa，通气间隔3-5h，每次通20-50min。
通过采用上述方案，通入的气体不仅能够促进微藻细胞的生长繁殖，还能起到搅动藻液的作用，使得微藻在藻液中均匀分布，提高微藻生长繁殖的均匀性和一致性。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、针对草原沙漠化地区，本发明的营养修复液能够修复土壤、补充天然氮素、活化土壤微量元素、提高植物抗逆性、预防植物病虫害；
2、本发明的营养修复液中，五种微藻之间能够具有很好的兼容性和共生性，每lml营养修复液中，微藻活性细胞的个数可达106以上，营养修复液的保存期达18个月；
3、本发明的扩大培殖过程通过大量实验获得，培养效率高。
具体实施方式
以下对本发明作进一步详细说明。
藻母来源
以下实施例中的小单歧藻(tolypothrixtenuis)、微鞘藻(microcoleussp.)、伪枝藻(scytonemasp.)、固氮鱼腥藻(anabaenaazotica)和蛋白核小球藻(chlorellapyrenoidosa)的藻母来源于中国科学院典型培养物保藏委员会淡水藻种库。
实施例1
一种缓解草原沙漠化的微藻营养修复液，制备方法包括有以下步骤：
s1，分别扩大培殖小单歧藻、微鞘藻、伪枝藻、固氮鱼腥藻和蛋白核小球藻，获得五种藻液，其中，扩大培殖中，
五种藻液的扩大培殖过程均包括：显微镜下选择和分离单个微藻细胞→单个微藻细胞于15ml培养基溶液中培殖10天，获得15ml藻液→转接种到85ml培养基溶液中继续培殖10天，获得100ml藻液→转接种到0.9l培养基溶液中继续培殖10天，获得1l藻液→转接种到4l培养基溶液中继续培殖10天，获得5l藻液→转接种到13l培养基溶液中继续培殖10天，获得18l藻液→转接种到782l培养基溶液中继续培殖10天，获得800l藻液。上述每一级扩大培殖结束时，微藻活性细胞的数量均≥106个/ml，最终获得的藻液中的微藻活性细胞的数量≥106个/ml；
所用培养基溶液均包括：2mg/l乙二胺四乙酸二钠、5mg/l柠檬酸、0.05mg/lfeso4·7h2o、0.15g/lnahco3、0.03g/lcacl2、0.05g/lmgso4·7h2o、1g/lnano3、0.05g/lk2hpo4、0.2g/lkh2po4、1.5mg/lmncl2·4h2o、0.02mg/lznso4·7h2o、0.05mg/lcuso4·5h2o、0.02mg/lna2moo4·2h2o、2mg/lh3bo3；
光照强度为2300lux，培殖温度为25℃；向藻液里持续性通入净化空气，净化空气的压强为0.14mpa；向藻液里间歇性通入co2气体，co2气体的压强为0.14mpa，通气间隔3h，每次通20min。
s2，将五种藻液混合获得缓解草原沙漠化的微藻营养修复液，按微藻细胞个体数量计，小单歧藻5份、微鞘藻10份、伪枝藻5份、固氮鱼腥藻10份和蛋白核小球藻30份，添加无菌水至缓解草原沙漠化的微藻营养修复液中微藻活性细胞的数量为106个/ml。
实施例2
与实施例1的区别在于，步骤s1的扩大培殖中，
五种藻液的扩大培殖过程均包括：显微镜下选择和分离单个微藻细胞→单个微藻细胞于15ml培养基溶液中培殖12天，获得15ml藻液→转接种到85ml培养基溶液中继续培殖10天，获得100ml藻液→转接种到0.9l培养基溶液中继续培殖12天，获得1l藻液→转接种到4l培养基溶液中继续培殖12天，获得5l藻液→转接种到13l培养基溶液中继续培殖12天，获得18l藻液→转接种到782l培养基溶液中继续培殖12天，获得800l藻液。上述每一级扩大培殖结束时，微藻活性细胞的数量均≥106个/ml，最终获得的藻液中的微藻活性细胞的数量≥106个/ml；
扩大培殖中：光照强度为2500lux，培殖温度为26℃；向藻液里持续性通入净化空气，净化空气的压强为0.3mpa；向藻液里间歇性通入co2气体，co2气体的压强为0.3mpa，通气间隔4h，每次通35min。
实施例3
与实施例1的区别在于，步骤s1的扩大培殖中，
五种藻液的扩大培殖过程均包括：显微镜下选择和分离单个微藻细胞→单个微藻细胞于15ml培养基溶液中培殖15天，获得15ml藻液→转接种到85ml培养基溶液中继续培殖15天，获得100ml藻液→转接种到0.9l培养基溶液中继续培殖15天，获得1l藻液→转接种到4l培养基溶液中继续培殖15天，获得5l藻液→转接种到13l培养基溶液中继续培殖15天，获得18l藻液→转接种到782l培养基溶液中继续培殖15天，获得800l藻液。上述每一级扩大培殖结束时，微藻活性细胞的数量均≥106个/ml，最终获得的藻液中的微藻活性细胞的数量≥106个/ml；
扩大培殖中：光照强度为2700lux，培殖温度为27℃；向藻液里持续性通入净化空气，净化空气的压强为0.6mpa；向藻液里间歇性通入co2气体，co2气体的压强为0.14-0.6mpa，通气间隔5h，每次通50min。
实施例4
与实施例2的区别在于，步骤s1中，
所用培养基溶液均包括：4mg/l乙二胺四乙酸二钠、9mg/l柠檬酸、0.1mg/lfeso4·7h2o、0.25g/lnahco3、0.07g/lcacl2、0.12g/lmgso4·7h2o、2g/lnano3、0.1g/lk2hpo4、0.6g/lkh2po4、2mg/lmncl2·4h2o、0.03mg/lznso4·7h2o、0.07mg/lcuso4·5h2o、0.03mg/lna2moo4·2h2o、3mg/lh3bo3。
实施例5
与实施例2的区别在于，步骤s1中，
所用培养基溶液均包括：6mg/l乙二胺四乙酸二钠、13mg/l柠檬酸、0.15mg/lfeso4·7h2o、0.35g/lnahco3、0.1g/lcacl2、0.2g/lmgso4·7h2o、3.5g/lnano3、0.15g/lk2hpo4、1g/lkh2po4、2.5mg/lmncl2·4h2o、0.05mg/lznso4·7h2o、0.1mg/lcuso4·5h2o、0.05mg/lna2moo4·2h2o、4mg/lh3bo3。
实施例6
与实施例2的区别在于，步骤s1中，
所用培养基溶液为无菌水。
实施例7
与实施例4的区别在于，步骤s2中，
按微藻细胞个体数量计，小单歧藻10份、微鞘藻20份、伪枝藻10份、固氮鱼腥藻20份和蛋白核小球藻40份。
实施例8
与实施例4的区别在于，步骤s2中，
按微藻细胞个体数量计，小单歧藻20份、微鞘藻30份、伪枝藻20份、固氮鱼腥藻30份和蛋白核小球藻50份。
实施例9
与实施例4的区别在于，步骤s2中，
按微藻细胞个体数量计，小单歧藻30份、微鞘藻40份、伪枝藻30份、固氮鱼腥藻40份和蛋白核小球藻60份。
实施例9
与实施例4的区别在于，步骤s2中，
按微藻细胞个体数量计，小单歧藻40份、微鞘藻50份、伪枝藻40份、固氮鱼腥藻50份和蛋白核小球藻80份。
对比例1
常规氮肥：尿素。
缓解草原沙漠化的微藻营养修复液中微藻活性细胞成活率及兼容性和共生性试验将实施例1-10制得的10份缓解草原沙漠化的微藻营养修复液于室温避光环境下保存10天、1个月、2个月、3个月、6个月，镜检10份缓解草原沙漠化的微藻营养修复液，以镜检时微藻活性细胞数量与初始时微藻活性细胞数量之比计算微藻的成活率，镜检前摇匀，检测结果如表1所示。
表1缓解草原沙漠化的微藻营养修复液中微藻活性细胞成活率检测结果
由表1可以看出：
(1)实施例1-5和实施例7-10制备的缓解草原沙漠化的微藻营养修复液，6个月时，小单歧藻、微鞘藻、伪枝藻、固氮鱼腥藻和蛋白核小球藻的成活率仍能保持在92％以上；其中，实施例8的缓解草原沙漠化的微藻营养修复液的效果最为显著，6个月时，五种微藻的成活率均保持在96％以上，这说明，本发明的缓解草原沙漠化的微藻营养修复液中，小单歧藻、微鞘藻、伪枝藻、固氮鱼腥藻和蛋白核小球藻均能长期保持生长活性，并且具有很好的兼容性和共生性，使得缓解草原沙漠化的微藻营养修复液拥有较长保质期；
(2)对比实施例2和实施例6，实施例6对应的微藻成活率具有大幅降低，6个月时，实施例6对应的小单歧藻、微鞘藻、伪枝藻、固氮鱼腥藻和蛋白核小球藻的成活率分别降至82％和80％，说明，相比于采用无菌水，本发明提供的培养基溶液的组分配比合理，能够为微藻提供营养元素，促进微藻的健康生长和繁殖；对比实施例2、实施例4和实施例5，可以进一步看出，本发明提供的培养基的组分浓度对微藻的活性同样存在影响；
(3)对比实施例7-10，小单歧藻、微鞘藻、伪枝藻、固氮鱼腥藻和蛋白核小球藻的个体数量之比对成活率具有一定的影响，按微藻细胞个体数量计，当小单歧藻20份、微鞘藻30份、伪枝藻20份、固氮鱼腥藻30份和蛋白核小球藻50份时，各类微藻的成活率较高，这说明，该比例的小单歧藻、微鞘藻、伪枝藻、固氮鱼腥藻和蛋白核小球藻，能够更好的互利共生，更具兼容性和共生性。
缓解草原沙漠化的微藻营养修复液改良土壤试验
土壤有效氮量有利于促进植物生长，与植物生长和植物产量关系密切，在施肥中意义较大。土壤碱解氮是指用碱提取法所测得的土壤氮素，常用作土壤有效氮量的评判指标。老麦芒为防治草原沙漠化常用植物，本次试验选取同一块老麦芒植地的11个相同的区域，分别采用实施例1-10制备的缓解草原沙漠化的微藻营养修复液和对比例1的尿素进行施肥，进行为期3年的对比试验，其中，缓解草原沙漠化的微藻营养修复液的喷施量为400ml/亩，尿素按常规施用量施用。期间：取老麦芒根系区域0-20cm土壤，测定土壤碱解氮，以反映土壤氮素供应情况，检测结果如表2所示；计算采用实施例1-10制备的缓解草原沙漠化的微藻营养修复液相对于采用对比例1中的尿素，老麦芒的主根长度增加量，结果如表3所示。
表2土壤碱解氮测试结果
表3老麦芒的主根长度计算结果
表2和表3分析：
(1)由表2可以看出，实施例1-5和实施例7-10制备的缓解草原沙漠化的微藻营养修复液，一方面，能够显著增加土壤中的碱解氮的含量，另一方面，使得土壤中碱解氮的增速呈现逐年增加的趋势，两方面的效果均明显优于对比例1的常规氮肥。由表3可以看出，实施例1-5和实施例7-10制备的缓解草原沙漠化的微藻营养修复液能够显著增加老麦芒的主根长度。上述两方面的功效主要得益于：一方面，缓解草原沙漠化的微藻营养修复液具有高效的固氮和分解功能，能固定大气中的分子态氮成为结合氮，并进一步合成蛋白质，增加土壤或水体肥力，促进老麦芒的主根生长；另一方面，缓解草原沙漠化的微藻营养修复液中的各种微藻之间具有很好的兼容性和共生性，每lml营养修复液中，微藻活性细胞的个数可达106以上，营养修复液的保存期达18个月，能够长期高效的为土壤注入营养物质。
(2)参见表2，对比实施例2和实施例6，实施例6对应的土壤中碱解氮增量较低。参见表3，对比实施例2和实施例6，实施例6对应的老麦芒的主根长度增量较小。这说明实施例2中的微藻的活性高，这是因为，相比于采用无菌水，本发明提供的培养基溶液的组分配比合理，能够为微藻提供营养元素，促进微藻的健康生长和繁殖，促进微藻的活性，进而提高微藻降低土壤碱解氮、促进老麦芒的主根生长的功效；
(3)参见表2和表3，对比实施例7-10，小单歧藻、微鞘藻、伪枝藻、固氮鱼腥藻和蛋白核小球藻细胞的个体数量之比对土壤中碱解氮增量和棉花增产均具有一定的影响，按微藻细胞个体数量计，当小单歧藻20份、微鞘藻30份、伪枝藻20份、固氮鱼腥藻30份和蛋白核小球藻50份时，土壤中碱解氮增量较高、老麦芒主根增量更明显。这说明，该比例的小单歧藻、微鞘藻、伪枝藻、固氮鱼腥藻和蛋白核小球藻，能够更好的互利共生，更具兼容性和共生性，能够更好的为土壤补充氮素，促进老麦芒主根生长。
此外，试验发现，施用本发明的缓解草原沙漠化的微藻营养修复液后：老麦芒生长健壮，遇低温灾害后，植株受害轻、恢复快，病虫害现象明显减少；土壤板结现象均得到显著改善。这进一步说明，本发明的缓解草原沙漠化的微藻营养修复液在提高植株抗逆性、预防病虫害、改善土壤板结等方面，意义重大，这有利于防治草原沙漠化的植被的生长，对缓解草原沙漠化具有很强的实践意义。
上述具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。