中文摘要：

发状念珠藻是分布于我国北方干旱荒漠地区的陆生聚合体蓝细菌，不仅具有重要的食用和药用价值，而且作为荒漠化土壤中的"先锋生物"，在生态环境治理和生态恢复中具有特殊的地位。本项目在已分离单体发状念珠藻并建立高密度液体悬浮培养方法的基础上，对液体悬浮培养获得的单体发状念珠藻进行人工气荒漠化环境模拟培养，建立固态基质上单体发状念珠藻生长量定量测定技术，研究掌握土壤中单体发状念珠藻的生长特性及其对土壤理化性质和土壤微生物群落的作用，明确发状念珠藻耐旱机理及与之相关的形态结构特征，确定在荒漠化土壤中人工接种单体发状念珠藻的关键技术。在此基础上进行单体发状念珠藻的野外荒漠化原生环境培养，对人工模拟试验所得到的结果进行验证和完善，进一步阐明单体发状念珠藻在荒漠化土壤改良中的作用及其机理，提出结合发状念珠藻液体悬浮培养技术进行荒漠化土地改良的技术方案，为利用干旱地区土著微生物进行荒漠治理提供理论和技术依据。

结论摘要：

发状念珠藻是分布于我国北方干旱荒漠地区的陆生固氮蓝细菌，具有很强的抗逆能力。本项目以液体悬浮培养获得的单体发状念珠藻为材料，研究掌握土壤中单体发状念珠藻的生长特性及其对土壤理化性质和土壤微生物群落的作用，明确其在荒漠化土壤中的生态学效应，为利用发状念珠藻进行荒漠化治理提供了理论和技术依据。项目主要研究结果如下 （1）得到了三种类型的单体发状念珠藻培养物，对三种类型培养物的耐旱性和耐热性进行了研究，确定了适于荒漠化环境下生长的培养物类型； （2）研究了荒漠化土壤中单体发状念珠藻的生长特性，建立了荒漠化土壤中单体发状念珠藻的生长模型，并以生长模型为依据，建立了单体发状念珠藻在荒漠化土壤中生长5年、10年、15年、20年和25年的室内模拟培养； （3）模拟研究结果表明，单体发状念珠藻的生长降低了土壤的渗水速率，提高了土壤的持水量和失水时间。随着单体发状念珠藻生长时期的延长，土壤有机质、速效钾、速效磷、碱解氮、全氮、全钾和全磷含量上升，而土壤全盐含量下降；模拟环境下，接种单体发状念珠藻培养20-30 d，土壤表面可形成薄层结皮，继续培养，可得到不同发育程度的生物结皮，结皮厚度变化与单体发状念珠藻生物量变化规律基本一致。随着培养时间的延长，结皮层水分入渗速率下降，而持水性逐渐增强；土壤呼吸作用强度随单体发状念珠藻生长时期延长而逐渐增加。接种了单体发状念珠藻土壤的脲酶、脱氢酶、磷酸酶和多酚氧化酶活性均明显高于对照土样。模拟培养10年后，土壤微生物生物量开始升高，至模拟生长15年时达到最大，之后土壤微生物生物量出现一定程度的下降；接种单接种体发状念珠藻后，土壤中出现了新的优势微生物。处理土样与对照土样之间最大的相似度为64.9%，最小相似度为46.2%。多样性指数分析结果显示，接种了单体发状念珠藻的土样其微生物多样性明显高于对照土样； （4）野外试验结果表明，单体发状念珠藻对荒漠化环境有良好的适应性。接种单体发状念珠藻后12个月和18个月，试验地土壤的持水量、失水时间、水分入渗速率及营养物质含量与接种单体发状念珠藻前土样的测定值之间无显著差异，而试验地土壤中微生物群落组成发生了一定变化。 项目研究结果表明，单体发状念珠藻可以改善土壤理化性质，促进土壤生物结皮的形成和发育，提高土壤微生物活性和多样性，促使荒漠化土壤的生态条件向良性化方向演替。