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荒漠藻类在农业上的应用

        荒漠藻类是指生长在荒漠地区的土壤藻类,是陆生藻类中特定的生态学类群,而非藻类分类学上的概念。荒漠藻类能在干旱、营养贫瘠、强辐射等环 境恶劣条件下生存和繁衍,并通过自身的生理生态作用,影响和改变荒漠环境。荒漠藻类作为荒漠、半荒漠生态系统的先行者,在荒漠土壤的保水、改良、防风固沙及全球气候变化方面都有明显的生态功能。

1.荒漠藻的种类组成

        在荒漠藻类组成中,无论在种类还是在数量方面, 都以蓝藻和绿藻为多, 其次是硅藻、黄藻,较少的还有裸藻。不同荒漠地区的藻类组成各异,其中广泛分布的荒漠蓝藻有微鞘藻、伪枝藻、席藻、念珠藻 、裂须藻 、鼓球藻、裂丝藻、鱼腥藻 、鞘丝藻、颤藻和单歧藻等,尤以丝状蓝藻具鞘微鞘藻分布最为广泛。广泛分布的绿藻有衣藻 、绿球藻 、小球藻、囊球藻、集球藻和原球藻等。

2.荒漠藻的群落演替

        荒漠藻类通过其特殊的微环境、特有的代谢方式和生存方式得以在初级基质上充当先锋拓殖生物。在演替的初始阶段,荒漠藻类群落组成往往比较单一,种类由低等到高等,物种多样性和丰度从少到多。荒漠藻类的生长发育改善了土壤质地、结构和养分,为土壤相关生物提供良好的生长繁殖条件,从而改变了荒漠 土壤生态系统中各生物群落的组成和物种丰度, 加速了土壤生物群落的演替过程。在初级基质上,荒漠藻类通过截流水分、分化硅酸盐质矿物、光合作用产生碳酸类物质以及分泌胞外多糖等方式促进土壤不溶性物质释放矿质养分,对荒漠土壤的形成和熟化起着重要作用。

3.荒漠藻的应用

(1)抗侵蚀作用:藻类的丝状体及其分泌的胞外聚合物同荒漠土壤颗粒结合,形成致密的抗蚀层,增强荒漠地表的稳定性和抗风蚀及抗水蚀的能力。

(2)改土增肥作用:荒漠藻类通过其生长和代谢作用,改善荒漠土壤的质地和结构,加速土壤物质循环和矿化过程,提高土壤酶活性,增加土壤养分含量(如C、N、P 含量等),推动土壤熟化和成土过程。

(3)保水作用:藻结皮在形成、发育过程中,增加土壤中水稳性土壤团聚体和有机质的含量,提高了土壤的吸湿性和可塑性,降低土壤水分的蒸发速率,有利于保持荒漠表层 土壤的水分含量。

(4)物种拓殖作用。藻结皮的发育及演替,极大改善了荒漠土壤表层和下层的水分和养分状况,带动了荒漠土壤微生物的生长和繁殖,并促进植物的侵入和拓殖,大大增加了荒漠地表的物种丰度和生物多样性。

4.荒漠藻类在农业上的应用

        紫外辐射可以抑制许多生物的光化学和光生物学过程。藻类成功发展了一套适应机制以抵消辐射所造成的伤害。荒漠藻类适应环境的机制有修复辐射所造成的伤害,积累类胡萝卜素,解毒酶和抗氧化物质,有的机体还发展了一些重要的防止诱导伤害的、吸收或屏蔽物质。

        荒漠藻类是一种潜在的微藻生物肥源,对土壤具有改土增肥、促进土壤熟化和成土作用。饶本强等研究表明, 向流沙土壤施加荒漠藻类显著改善了流沙土壤的结构、理化特性和营养状况。因此,利用荒漠藻改良土壤,提高土壤肥力,发展生态农业具有很好的实际应用价值。