一种联合菌藻草的林下水土流失防治方法

本发明属于水土治理，具体涉及一种联合菌藻草的林下水土流失防治方法。

背景技术：

1、近几十年来，我国持续开展退耕还林、自然林保护等活动，林地面积以每年300万公顷的速度向前推进。总体上看，我国的森林覆盖率显著提升，尤其是我国南方红壤区，其森林覆盖率达52.87％。但由于林下灌木或草本稀疏，土壤表面裸露程度高，导致部分林地具有中度甚至强烈以上的水土流失，呈现“远看青山在，近看水土流”的现象。林下水土流失不仅破坏人类赖以生存的生态环境，而且阻碍广大农村经济的可持续发展，已成为我国水土保持工作的热点和难点。因此，为了更好的促进我国生态文明建设，需针对林下水土流失研发高效、经济的防控技术。

2、强化林下裸露地表的草本覆盖，是防治林下水土流失的有效途径。但对于林下水土流失较为严重的地区，土壤极度贫瘠，保水保肥性能差，植物成活率低。因此，常规的封禁和草本移植可能无法有效防控林下水土流失。藻类是地球上最原始的自养生物之一，能利用光能将无机物转化为有机物，供自身生长、发育和繁殖。成熟的藻类结皮不仅能够在极端干旱、营养贫瘠等恶劣的生态环境下生长，而且还能够通过其生理代谢，提高土壤抗蚀性、稳定性与保水性，为草本植物的生长提供良好的条件。

3、常见的林下水土流失治理方式有工程措施(坡改梯、水平沟、反坡梯田，鱼鳞坑等)和生物措施(草灌、农作物等种植及作物残体覆盖等)。其中，坡面工程改造措施的工程量较大，耗费人力物力大，难以全面推广；而单一的生物措施则面临土壤含水量及养分含量低而难以生长的困境。

4、现有技术中的水土流失治理办法土壤养分流失严重，保水效果差，土壤抗侵蚀的能力差。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种联合菌藻草的林下水土流失防治方法，解决现有技术中水土流失治理过程中土壤养分流失严重，保水效果差，土壤抗侵蚀的能力差的技术问题。

2、为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种联合菌藻草的林下水土流失防治方法，包括以下步骤：

3、(a)采集生长于林下的土壤表层结皮，去除结皮中的土壤颗粒与植物残体等杂质后，研磨过0.5mm筛，获得结皮样品；可以采集林下水土流失严重区域的土壤表层结皮；

4、(b)将过筛的结皮样品于紫外灯下照射15mi n后，加入无菌超纯水震荡，制备藻类悬浮液，并按照1:50～1:100的比例将悬浮液接种于液体培养基ι，置于光照培养箱中，在光照强度为4000～6000lux、温度为25～30℃、光照周期为16h:8h的环境下培养3-7d；

5、液体培养基ι按以下方法配置：硝酸钾0.8～2.0g，硫酸镁0.05～1.2g，磷酸二氢钾0.02～0.05g，柠檬酸0.004～0.008g，硝酸钙2～4g，生长调节剂0.1～1ppm，加超纯水溶解、定容至1000ml；

6、(c)随后将获得的藻种转移至固体培养基ⅱ，在25～30℃、4000～6000lux光照强度下培养3-7d，获得纯化、无污染的藻种；

7、固体培养基ⅱ是在上述液体培养基ι中加入1.5％的琼脂，加热使琼脂溶解，冷却灭菌后形成；

8、(d)将纯化后的藻片粉碎，获得藻结皮干粉，保存、待用；

9、(e)称取新鲜土壤10g，装入有90ml无菌水的三角瓶中，

10、在30℃、150r/mi n条件下震荡30mi n；

11、(f)吸取1ml土壤悬浮液置于试管中，按10-2～10-5稀释度对悬浮液进行稀释后，涂布于固体培养基ⅲ；

12、固体培养基ⅲ按以下方法配置：蔗糖10g，磷酸氢钾2g，硫酸镁0.5g，酵母膏0.5g，氯化钠0.1g，琼脂20g，超纯水1000ml，ph调节为7.0；

13、(g)将固体培养基平板置于28℃培养箱中培养48h，待菌落长出后，挑取菌落表面湿润，有粘液的不同细菌菌落，将其转移至液体培养基ⅳ，在25～30℃进行大规模连续培养2-3d后，离心，分离上清液与下层菌体沉淀物，将下层沉积物冷冻干燥后，获取冻干粉；

14、(h)液体培养基ⅳ按以下方法配置：玉米浆80～100g，氯化钠5g，定容至1000ml，ph为7.0～7.5；

15、(i)将藻结皮干粉与细菌冻干粉按照3:1～1:3的质量比混合，获得菌藻混合物，用超纯水制备菌藻混合制剂，其中藻的质量浓度为0.2～0.8％，细菌浓度为106～108cfu/ml；

16、(j)将菌藻混合制剂按照500-1000ml/m2的剂量均匀喷洒于目标土壤表面，这里的目标土壤与步骤(a)中选用的提取藻类的土壤为同一种环境条件下的土壤。连续喷洒2-3次，每次间隔1-2d；

17、(k)在喷洒完菌藻混合制剂3d内，选取能够在贫瘠、干旱条件下生长的优势草本植物，播撒选取的草本种子，并浇上适量水分，覆盖秸秆，促进种子发芽与生长；

18、(l)当草本植物发芽7-15d后，移除地表秸秆，定期撒上适量水分，这样，最终导致目标土壤(待治理的土壤)由上至下分别栖息有草本植物、藻类结皮、分泌多糖的细菌，形成了菌-藻-草三级联合防控水土流失的形式，其中根据不同的目标土壤，菌-藻-草的选择上可以遵循以下组合方式；

19、

20、在藻类结皮的初级阶段，表层土壤藻类生物量较低，容易受到外界环境的影响，需要进一步提高初级阶段藻类结皮的存活率。土壤中生活着丰富多样的细菌，其中部分细菌可大量分泌胞外多糖类聚合物，其不仅可使土壤颗粒与微生物紧密结合，而且可促进初级阶段藻类结皮的生长与发育，提升生物结皮的稳定性与持续性。同时自养型藻类和草本植物残体也可为异养型细菌的生长提供碳源，形成一个互利共生的生态系统。因此，联合菌藻草，形成地表-地下生物协同的水土流失防治方法。

21、地表优质的草本植物发育前期遮挡紫外线，防止对菌-藻的干扰，草本的地表的藻类结皮又能够增加土壤的蓄水能力，改善草本的生长环境；同时草本的残体能够为细菌提供养分，多糖细菌分泌的多糖又能够粘结土壤颗粒，减小土壤流失，促进草本生长，同时减小土壤的养分流失；另外，地表藻类结皮的残体能够为细菌提供养分，细菌分泌的多糖促进藻类的发育。三者之间相互促进，实现能源的有效再生和利用，能够实现持久的保水保肥的目的。

22、与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

23、(1)本发明联合菌藻草形成地表-地下生物协同的水土流失防治新方法。筛选的细菌可分泌胞外多糖，以提高土壤养分与保水效果，为藻类与草本植物的生长提供良好环境；而藻类和草本的代谢可进一步为细菌的生长提供碳源，形成一个互利共生的生态系统，最终达到提升林下地表覆盖与土壤抗侵蚀能力的目的。相对以往利用单一草本或生物结皮的水土流失治理技术，联合菌藻草，可对林下水土流失形成更高效的防治。

24、(2)该方法具有较高的适用性与可推广性，针对不同环境与树种，可联合适应相应环境与树种的菌藻草，形成林下水土流失防治系统。

25、(3)本发明中使用的菌藻混合制剂并不是单一菌种或藻种资源的简单混合，而是分别提取林下地表结皮和土壤中生存的藻类和菌种，最终形成多菌种与多藻类混合的菌藻混合制剂，其对土壤的保水保肥效果更为明显。