一种高活性、飞播型人工蓝藻结皮接种体及其制备方法与应用

本发明属于沙化土地治理，具体涉及一种高活性、飞播型人工蓝藻结皮接种体及其制备方法与应用。

背景技术：

1、生物土壤结皮是荒漠生态系统的重要组成部分，是治疗荒漠化的有效手段，其中蓝藻作为结皮形成的先锋物种，可通过分泌黏性多糖黏结沙粒，有效减少地表风蚀、促进沙面稳定，其盖度超过15%时即可显著抑制沙粒流动，是干旱半干旱区沙化土地生态修复的核心载体。

2、自然状态下，蓝藻结皮形成需10~20年，难以满足规模化荒漠化治理的迫切需求，因此人工培育蓝藻结皮成为高效治沙的关键技术。目前人工蓝藻结皮接种多采用液态藻液喷洒方式，但该方式依赖电力和道路，在偏远沙漠腹地等交通不便区域难以实施，且运输成本高、易受风沙干扰导致接种成活率低。

3、无人机飞播技术凭借不受地形限制、作业效率高、成本低廉等优势，已成为大规模沙漠治理的重要手段，其单架次日作业面积可达2000~3000亩，是人工效率的数十倍，能在雨季窗口期快速完成大面积接种，大幅提升治理效率。但现有人工蓝藻接种体多为液态或普通固态形式，无法适配飞播作业需求：液态接种体运输不便、飞播时易随风飘散，接种均匀性差；普通固态接种体硬度不足，飞播过程中易破碎，且保水保肥能力弱，在极端沙漠环境下蓝藻存活率低。

4、现有固态接种体还存在培养周期长、占地广、采集运输成本高的问题，且缺乏针对性的抗逆性设计，难以适应沙漠地区高温、干旱、强紫外线的极端环境，制约了人工蓝藻结皮技术的规模化飞播应用。另外，现有技术中人工蓝藻结皮接种体手工生产还存在的效率低、质量不均、成本高的问题。因此，研发一种适配飞播作业、抗逆性强、存活率高、便于运输储存的人工蓝藻结皮接种体制作方法，解决现有技术中接种体与飞播技术不兼容、接种效果差、规模化应用受限等痛点，对于推动荒漠化治理向智能化、规模化发展，提升生态修复效率具有重要现实意义。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种高活性、飞播型人工蓝藻结皮接种体及其制备方法与应用，以克服现有技术缺陷。

2、为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

3、本发明的第一个方面提供了一种高活性、飞播型人工蓝藻结皮接种体，其包括载体和荒漠蓝藻，所述载体包括基质和秸秆的组合，所述基质包括黏土和沙子，所述人工蓝藻结皮接种体为颗粒状，荒漠蓝藻均匀混合在载体中。

4、本发明的第二个方面提供了所述高活性、飞播型人工蓝藻结皮接种体的制备方法，其包括：将颗粒状的基质、粉末状的秸秆、荒漠蓝藻和水混合均匀，得到混合原料，之后机械化成型，形成人工蓝藻结皮接种体。

5、本发明的第三个方面提供了所述高活性、飞播型人工蓝藻结皮接种体于荒漠化治理或者生态修复领域中的应用。

6、本发明的第四个方面提供了一种治理荒漠化的方法，其包括：

7、提供所述的人工蓝藻结皮接种体；

8、采用无人机飞播技术，将所述高活性、飞播型人工蓝藻结皮接种体均匀铺撒于沙化土地的表面，进行野外接种，形成人工蓝藻结皮，从而实现对荒漠化的治理。

9、相较于现有技术，本发明至少具有以下的有益效果：

10、（1）本发明提供的人工蓝藻结皮接种体中活体蓝藻具有高留存活性，野外接种成功率高。本发明通过配套水冷低剪切冷挤压成型工艺，原料低湿配比，避免了高温、高剪切、过湿损伤藻细胞，所得人工蓝藻结皮接种体中的蓝藻的活性保持率约为86%~90%，远高于常规固态接种体；野外接种后快速定植，90~120 天即可形成稳定蓝藻结皮。

11、（2）本发明的原料选取黏土、玉米秸秆等易得低成本材料，废弃资源资源化利用；而且配合机械化生产降低了人力成本，生产工艺标准化程度高，避免了手工生产的人为误差，确保接种体质量均匀稳定，整体治理成本较手工生产降低30%~40%，显著提升了人工蓝藻结皮固沙技术的经济性和推广可行性。

12、（3）本发明提供的人工蓝藻结皮接种体颗粒解决了液态藻体飘散、普通固态接种体易破碎的难点，人工蓝藻结皮接种体颗粒形态流动性好、不易破碎、不堵塞飞播料仓，不受地形、道路限制，完美适配无人机飞播智能化治沙，无人机大范围飞播单日作业面积为人工喷洒数十倍，雨季窗口期可快速完成大面积生态修复，规模化作业效率高，适配偏远沙漠无道路区域规模化治理。

13、（4）本发明采用的设备的磨盘设有多种可选孔径（2.5~7mm），可灵活调整接种体粒径，2.5~7mm多梯度粒径颗粒并配套差异化飞播用量800~1200 颗/每平方米，能够适配不同沙化程度、不同区域的治理需求，适用范围广，比如小颗粒（2.5~3mm）适配轻度平缓沙地；大颗粒（6~7mm）适配重度风蚀陡坡；设备底部设有尼龙脚轮，方便移动，可适应野外作业场地的灵活部署。

14、（5）本发明提供的人工蓝藻结皮接种体颗粒中秸秆纤维与黏土形成孔隙结构，雨水或者人工补水后能够锁住水分缓慢释放，并且通过缓慢分解释放有机质，持续支撑蓝藻群落扩张，40~120天形成稳定生物土壤结皮，能够实现长效固沙，结皮覆盖率高，生态修复效果稳定持久，解决了自然结皮10~20 年成型周期过长的行业难题。

1.一种高活性、飞播型人工蓝藻结皮接种体，其特征在于，包括：载体和荒漠蓝藻，所述载体包括基质和秸秆的组合，所述基质包括黏土和沙子，所述人工蓝藻结皮接种体为颗粒状，荒漠蓝藻均匀混合在载体中。

2.根据权利要求1所述的人工蓝藻结皮接种体，其特征在于：所述人工蓝藻结皮接种体的颗粒直径为2.5~7mm；

3.根据权利要求1所述的人工蓝藻结皮接种体，其特征在于：所述黏土和沙子的质量比为3.5~4：0.9~1；

4.根据权利要求1所述的人工蓝藻结皮接种体，其特征在于：所述秸秆包括玉米秸秆；

5.根据权利要求1所述的人工蓝藻结皮接种体，其特征在于：所述基质为颗粒状，颗粒直径不大于1mm；

6.权利要求1-5中任一项所述的人工蓝藻结皮接种体的制备方法，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：以质量百分比计，所述混合原料包括71~74%颗粒状的基质、17~19%粉末状的秸秆、0.13~0.15%荒漠蓝藻，余量为水；

8.权利要求1-5中任一项所述的人工蓝藻结皮接种体于荒漠化治理或者生态修复领域中的应用。

9.一种治理荒漠化的方法，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述人工蓝藻结皮接种体的用量为800~1200颗/每平米沙化土地。