利用藻类与产脲酶细菌保护夯土长城表面雨水侵蚀的方法与流程

1.本发明涉及土遗址文物保护领域，尤其一种利用藻类与产脲酶细菌保护夯土长城表面雨水侵蚀的方法。

背景技术：

2.夯土建筑是古代常用的建筑材料，其中就包括世界著名的文化遗产长城。在我国华北地区，长城多数采用夯土墙芯和外包砖结构，然而由于自然和人为原因，长城两侧砖体缺失，裸露在外面的夯土城墙常年遭受雨水侵蚀，墙体表面形成冲沟、掏蚀、夯土流失、坍塌等一系列问题，对世界文物遗址造成了严重的破坏，这种问题在西北地区夯土长城同样存在。
3.夯土长城雨水侵蚀问题一直是难题，国内学者对该问题进行了大量研究并取得了一些进展。例如采用了无机材料、有机高分子固化剂材料等进行保护。其中有机固化剂材料的优点是渗透性较好、黏结性和柔韧性强、憎水性好；缺点是大多数有毒,并且易受环境影响而老化。无机材料具有抗老化性能好,使用寿命较长,价格相对较低,对文物的外观影响不大,对抗侵蚀有很明显的作用。缺点是收缩性大,耐水性差,加固效果不显著,只能在土遗址表面形成一层坚硬的保护层,容易形成两张皮而脱落。以往研究人员使用氢氧化钡、氢氧化钙与空气中的co2发生反应生成baco3和caco3,在遗址的缝隙和表面沉淀下来,起到防止侵蚀作用。但是这种往往需要空气中co2，反应速率慢且加固周期较长，技术均存在一定的局限性。
4.夯土是古代常用的一种建筑材料，是采用原状土经过人工层层夯实的，相比于原状土其结构紧密，质地坚硬。我国的长城、西夏陵、周原遗址等众多古代建筑均使用夯土建筑，为了使夯土更加稳固减少生物破坏，常对夯土进行熟化后使用。以往研究人员使用微生物加固技术应用在砂的胶结以增强承载力和抗液化能力，混凝土和砖石的开裂愈合以及放射性核素和金属污染土壤的修复等，但由于夯土性质与原状土不同：首先夯土在建造初期是由人工夯实而成，土颗粒大小不均，局部存在大颗粒土体，土体均匀性不同于原状土，且孔隙密度极小；其次夯土经过熟化后，其微生物生存适宜性也是问题。

技术实现要素：

5.针对上述存在的问题，本发明提出一种利用藻类与产脲酶细菌保护夯土长城表面雨水侵蚀的方法,克服了现有夯土长城保护瓶颈，联合利用藻类与产脲酶细菌，两种微生物接种于夯土长城表面，藻类生长也会给产脲酶菌提供良好的成长条件，两者形成相辅相成的作用，解决了以往利用单一微生物修复不持久的问题，可迅速、高效、持久地加固夯土长城免于雨水侵蚀，同时丝状藻和产脲酶细菌两种微生物均来源于自然界土壤，无毒无害，节约资源。
6.为实现上述目的，本发明是根据以下技术方案实现的：一种利用藻类与产脲酶细菌保护夯土长城表面雨水侵蚀的方法，包括以下步骤：
步骤s1：分离提取土壤表面的丝状藻p，在无菌环境下进行培养，得到扩培后的藻液r；将藻液r喷洒在夯土长城表面，用塑料薄膜进行覆盖，每隔一段时间洒水养护一次，使其表面湿润，养护期满藻类接种成功并确定生长后撤掉塑料薄膜,自然风干；丝状藻p包括但不限于席藻（phormidium tenu）、伪枝藻（scytonematales）、具鞘微鞘藻（microcoleus vaginatus）和/或其他丝状藻类；丝状藻扩培方法可以按照如下方法：将bg11培养基加热溶解于蒸馏水中，121℃高压灭菌15分钟；将处于对数生长期纯化后的丝状藻种，用无菌刀切碎后接种于灭菌后的bg11培养基溶液三角瓶内进行培养，在瓶口处利用通气泵通入空气，在温度20～30℃、光照2000～5000lux、光暗周期为12h/12h 的条件下进行培养，培养10～20天，得到扩培后的藻液r。
7.应当理解，丝状藻的扩培方法还可以包括除上述方法之外的任何适合的方法，只要能够将丝状藻藻种接种成功，并将丝状藻在适合培养环境下培养均可以适用于本发明，本领域技术人员在本发明的构思基础上，做出的适当选择均在本发明的保护范围之内。
8.优选地，采用喷洒装置将藻液r按照7～10g
·
dw/
㎡
用量均匀喷洒夯土长城表面，喷洒后用塑料薄膜覆盖，塑料薄膜表面均匀扎设透气孔，如相邻透气孔间间隔30cm，每1～2天洒水养护一次，塑料薄膜将夯土长城表面包覆，延缓藻液r及夯土长城表面的水分蒸发，保持润湿度，有利于藻种存活与生长，塑料薄膜上的透气孔一方面可以方便空气流通，一方面有助于洒水养护过程水的浸入，水中掺入bg11培养基0.1～0.3g/l，保持表面湿润，养护20～30天藻类接种成功并确定生长后撤掉塑料薄膜，自然风干5～7天使其表面形成藻类结皮。
9.步骤s2：提取土壤中的产脲酶细菌a；产脲酶细菌a包含但不限于巴氏芽孢杆菌或迟缓芽孢杆菌或其他任何能够从土壤中提取的产脲酶细菌。
10.步骤s3：将产脲酶细菌a接种至培养基f进行扩培，形成菌液b；培养基f的制作可以按照如下方法：培养基f为浓度25g/l的lb肉汤和浓度20g/l的尿素溶液的混合液，混合比例为9:1，lb肉汤配成溶液后121度灭菌15min，尿素溶液不可高温灭菌，可使用滤菌膜过滤灭菌。
11.需要说明的是，上述给出的培养基f的制作方法只是其中一种优选的实施方式，上述列举只是为了描述清楚与技术的理解，并不能构成对其的限定，培养基f的种类以及其组成成分可以根据选择的产脲酶细菌a的菌种做出适当改变或调整，基于本发明构思目的的对本步骤的任意改变或调整均应视为在本发明的保护范围之内。
12.优选地，将产脲酶细菌a在无菌条件下接种至培养基f，将接种好的培养液放在摇床进行培养，摇床转速120～150r/min,培养温度25～35℃,培养时间：1～3天，获得的菌液b浓度od600值为1.0～2.0。
13.步骤s4：配制尿素溶液c和氯化钙溶液d，将尿素溶液c与氯化钙溶液d按比例混合在一起，形成胶结液e;优选地，尿素溶液c浓度为0.3～1.5 mol/l；氯化钙溶液d浓度为0.3～1.5 mol/l；尿素溶液c与氯化钙溶液d按照3:1-1:3比例混合在一起，形成胶结液e;进一步优选地，尿素溶液c与氯化钙溶液d按照1:1比例混合在一起，形成胶结液e。
14.步骤s5：分别将菌液b与胶结液e先后喷洒在经过所述步骤s1处理后的夯土长城表面，自然风干；其中，在经过所述步骤s1处理后的夯土长城表面喷洒菌液b总用量为2～3l/
㎡
，喷洒胶结液e总用量为4～6l/
㎡
。
15.优选地，采用喷洒装置分别将菌液b与胶结液e进行喷洒，进一步地，采用喷洒装置一将菌液b分次缓慢均匀喷洒在夯土长城墙体表面，喷洒装置一停止工作5～20 min；喷洒装置二将胶结液e分次缓慢均匀喷洒在夯土长城墙体表面，喷洒装置二停止工作5～20 min；再次启动喷洒装置一喷洒菌液b，如此循序循环数次直至完全喷洒；菌液b与胶结液e分别采用分次缓慢均匀喷洒的作用是使得菌液b与胶结液e分别能够缓慢下渗，与夯土颗粒充分接触，并且菌液b与胶结液e之间也能够充分接触，增强钙化聚集效果。
16.优选地，喷洒菌液b与胶结液e的室外温度在20～40℃，更适合微生物的钙化沉淀，无风或微风环境下进行，以免菌液和胶结液被风吹走，影响加固效果。
17.本发明首先利用土壤表面丝状藻类，接种到夯土长城表面，藻类的藻丝可缠绕、包裹在土体颗粒之间，构锁住大颗粒土体，同时藻类分泌的多糖有机物又可将小颗粒土体粘连在一起，共同形成复杂空间网状结构。之后通过利用自然界中土壤自身存在的产脲酶微生物，其新陈代谢可产生分解尿素，将尿素分解为碳酸根离子与胶结液中的氯化钙溶液发生反应，使土颗粒形成钙化聚集，充填藻类形成的空间网状结构，使土颗粒牢牢连接在一起。同时藻类的生长会提供给产脲酶微生物养分，形成适宜生存的环境促进其繁殖，形成相辅相成的作用，解决了以往单一利用微生物修复不持久的问题。本发明的一种利用藻类与土壤产脲酶细菌保护夯土长城表面雨水侵蚀的方法，可迅速、高效、持久的加固墙体免于雨水侵蚀，同时丝状藻和产脲酶细菌两种微生物均来源于自然界土壤，无毒无害，节约资源。
18.本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：1、所用藻类、脲酶细菌均来源于周围土体，具有良好的环境适应性，不引进新物种不破坏现有生态落，符合生态文明建设需求；2、首次在夯土文物遗址使用藻类与产脲酶细菌联合的方法对文物抗雨水侵蚀进行保护，丝状藻类可以锁住并胶结大颗粒土体，在空间形成网状结构；产脲酶细菌形成的钙化沉淀可以在小颗粒之间形成钙化胶结，并填充网状结构，形成复合体共同保护土颗粒，保护能力更强；3、丝状藻类的繁殖能够为土体中产脲酶菌提供其养分，促进其繁殖，更加持久的进行微生物钙化胶结的过程；4、丝状藻类是活体，可繁殖生长，仅需一定的接种量就可以自我生长，来覆盖所需保护的夯土遗址；5、丝状藻类在冬季具有休眠效果，可度过北方冬季的严寒，在第二年春季来临时进行复苏，无需再次接种。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以
根据这些附图获得其它附图。
20.图1为本发明的一种利用藻类与产脲酶细菌保护夯土长城表面雨水侵蚀的方法的流程图。
具体实施方式
21.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
22.实施例1本发明提出了一种利用藻类与产脲酶细菌保护夯土长城表面雨水侵蚀的方法，如图1示出，包括如下步骤：ⅰ、提取土壤表面的丝状藻丝状藻p为具鞘微鞘藻（microcoleus vaginatus），将土壤表面藻类采用常规的水滴分离法或微吸管分离法提取具鞘微鞘藻。
[0023]ⅱ、丝状藻扩培取bg11培养基1.7g加热溶解于1l蒸馏水中，121℃高压灭菌15分钟；将处于对数生长期纯化后的丝状藻种（0.2g/l），用无菌刀切碎后接种于灭菌后的bg11培养基溶液三角瓶内进行培养，在瓶口处利用通气泵通入空气，在28℃、3000lux、光暗周期为12h/12h 的条件下进行培养，培养15天，得到扩培后的藻液r；其中，bg11培养基采用硝酸钠、磷酸氢二钾、硫酸镁、氯化钙、柠檬酸、柠檬酸铁铵、乙二胺四乙酸二钠盐（edta）、碳酸钠，微量元素溶液配制，具体配比如表1所示；其中，微量元素溶液a5按比例配制，具体配比如表2所示。bg11培养基可以自制，也可以通过商业购买获得。
[0024]ⅲ、藻液喷洒到夯土长城采用喷洒装置将藻液r按照8g
·
dw/
㎡
用量均匀喷洒1平方米夯土长城表面，喷洒后用塑料薄膜覆盖并每隔30cm扎透气孔，每2天洒水养护一次，水中掺入bg11培养基0.2g/l，保持表面湿润，养护25天藻类接种成功并确定生长后撤掉塑料薄膜，自然风干7天使其表面形成藻类结皮。
[0025]ⅳ、提取土壤中的产脲酶细菌a提取的产脲酶细菌a为巴氏芽孢杆菌；提取纯化方法为常规平板稀释涂布法即可，此处不再予以赘述。
[0026]
ⅴ
、制作培养基f培养基f为浓度25g/l的 lb肉汤和浓度20g/l的尿素溶液的混合液，混合比例为9:1；lb肉汤配成溶液后121℃灭菌15min，尿素溶液不可高温灭菌，可使用滤菌膜过滤灭菌。
[0027]ⅵ、将产脲酶细菌a接种至培养基f进行扩培将步骤ⅳ提取纯化的巴氏芽孢杆菌在无菌条件下接种至培养基f，将接种好的培养液放在摇床进行培养，摇床转速130r/min,培养温度30
°
c ,培养时间：2天，得到浓度od600值为1.6菌液b。
[0028]ⅶ、制备胶结液e配制尿素溶液c，浓度为0.5mol/l；配制氯化钙溶液d，浓度为0.5mol/l；将尿素溶液c与氯化钙溶液d按照1:1比例混合在一起，形成胶结液e。
[0029]
ⅷ
、利用喷洒装置，将菌液b与胶结液e分5次喷洒在夯土长城表面，自然风干7天；首先喷洒装置一将0.5l菌液b缓慢均匀喷洒在1平方米的经过步骤ⅲ处理后的夯
土长城墙体表面，喷洒时间为5min，喷洒装置一停止工作10min；之后喷洒装置二将1.0l胶结液e均匀喷洒在1平方米的夯土长城墙体表面，喷洒时间为10min，喷洒装置二停止工作10min；再次启动喷洒装置一喷洒菌液b，按照上述循序循环完成5次喷洒；喷洒胶结液e的室外温度在20℃，无风或微风环境下进行。
[0030]
实施例2本发明提出了一种利用藻类与产脲酶细菌保护夯土长城表面雨水侵蚀的方法，包括如下步骤：ⅰ、提取土壤表面的丝状藻丝状藻p为席藻（phormidium tenu），将土壤表面藻类采用常规的水滴分离法或微吸管分离法提取席藻。
[0031]ⅱ、丝状藻扩培取bg11培养基1.7g加热溶解于1l蒸馏水中，121℃高压灭菌15分钟；将处于对数生长期纯化后的丝状藻种（0.2g/l），用无菌刀切碎后接种于灭菌后的bg11培养基溶液三角瓶内进行培养，在瓶口处利用通气泵通入空气，在20℃、5000lux、光暗周期为12h/12h 的条件下进行培养，培养10天，得到扩培后的藻液r；其中，bg11培养基采用硝酸钠、磷酸氢二钾、硫酸镁、氯化钙、柠檬酸、柠檬酸铁铵、乙二胺四乙酸二钠盐（edta）、碳酸钠，微量元素溶液配制，具体配比如表1所示；其中，微量元素溶液a5按比例配制，具体配比如表2所示。bg11培养基可以自制，也可以通过商业购买获得。
[0032]ⅲ、藻液喷洒到夯土长城采用喷洒装置将藻液r按照7g
·
dw/
㎡
用量均匀喷洒1平方米夯土长城表面，喷洒后用塑料薄膜覆盖并每隔30cm扎透气孔，每1天洒水养护一次，水中掺入bg11培养基0.1g/l，保持表面湿润，养护20天藻类接种成功并确定生长后撤掉塑料薄膜，自然风干6天使其表面形成藻类结皮。
[0033]ⅳ、提取土壤中的产脲酶细菌a提取的产脲酶细菌a为巴氏芽孢杆菌；提取纯化方法为常规平板稀释涂布法即可，此处不再予以赘述。
[0034]
ⅴ
、制作培养基f培养基f为浓度25g/l的lb肉汤和浓度20g/l的尿素溶液的混合液，混合比例为9:1；lb肉汤配成溶液后121℃灭菌15min，尿素溶液不可高温灭菌，可使用滤菌膜过滤灭菌。
[0035]ⅵ、将产脲酶细菌a接种至培养基f进行扩培将步骤ⅳ提取纯化的巴氏芽孢杆菌在无菌条件下接种至培养基f，将接种好的培养液放在摇床进行培养，摇床转速100r/min,培养温度35
°
c ,培养时间：1天，得到浓度od600值为1.3菌液b。
[0036]ⅶ、制备胶结液e配制尿素溶液c，浓度为0.3mol/l；配制氯化钙溶液d，浓度为0.3mol/l；将尿素溶液c与氯化钙溶液d按照1:3比例混合在一起，形成胶结液e。
[0037]
ⅷ
、利用喷洒装置，将菌液b与胶结液e分6次喷洒在夯土长城表面，自然风干7天；首先喷洒装置一将0.5l菌液b缓慢均匀喷洒在1平方米的经过步骤ⅲ处理后的夯土长城墙体表面，喷洒时间为5min，喷洒装置一停止工作20min；之后喷洒装置二将1.0l胶
结液e均匀喷洒在1平方米的夯土长城墙体表面，喷洒时间为10min，喷洒装置二停止工作20min；再次启动喷洒装置一喷洒菌液b，按照上述循序循环完成6次喷洒；喷洒胶结液e的室外温度在30℃，无风或微风环境下进行。
[0038]
实施例3ⅰ、本发明提出了一种利用藻类与产脲酶细菌保护夯土长城表面雨水侵蚀的方法，包括如下步骤：提取土壤表面的丝状藻；丝状藻p为伪枝藻（scytonematales），将土壤表面藻类采用常规的水滴分离法或微吸管分离法提取伪枝藻。
[0039]ⅱ、丝状藻扩培取bg11培养基1.7g加热溶解于1l蒸馏水中，121℃高压灭菌15分钟；将处于对数生长期纯化后的丝状藻种（0.2g/l），用无菌刀切碎后接种于灭菌后的bg11培养基溶液三角瓶内进行培养，在瓶口处利用通气泵通入空气，在30℃、2000lux、光暗周期为12h/12h 的条件下进行培养，培养20天，得到扩培后的藻液r；其中，bg11培养基采用硝酸钠、磷酸氢二钾、硫酸镁、氯化钙、柠檬酸、柠檬酸铁铵、乙二胺四乙酸二钠盐（edta）、碳酸钠，微量元素溶液配制，具体配比如表1所示；其中，微量元素溶液a5按比例配制，具体配比如表2所示。bg11培养基可以自制，也可以通过商业购买获得。
[0040]ⅲ、藻液喷洒到夯土长城采用喷洒装置将藻液r按照10g
·
dw/
㎡
用量均匀喷洒1平方米夯土长城表面，喷洒后用塑料薄膜覆盖并每隔30cm扎透气孔，每1.5天洒水养护一次，水中掺入bg11培养基0.3g/l，保持表面湿润，养护30天藻类接种成功并确定生长后撤掉塑料薄膜，自然风干5天使其表面形成藻类结皮。
[0041]ⅳ、提取土壤中的产脲酶细菌a提取的产脲酶细菌a为迟缓芽孢杆菌；提取纯化方法为常规平板稀释涂布法即可，此处不再予以赘述。
[0042]
ⅴ
、制作培养基f培养基f为浓度25g/l的 lb肉汤和浓度20g/l的尿素溶液的混合液，混合比例为9:1；lb肉汤配成溶液后121℃灭菌15min，尿素溶液不可高温灭菌，可使用滤菌膜过滤灭菌。
[0043]ⅵ、将产脲酶细菌a接种至培养基f进行扩培将步骤ⅳ提取纯化的迟缓芽孢杆菌在无菌条件下接种至培养基f，将接种好的培养液放在摇床进行培养，摇床转速150r/min,培养温度25
°
c ,培养时间：3天，得到浓度od600值为1.8的菌液b。
[0044]ⅶ、制备胶结液e配制尿素溶液c，浓度为1.5mol/l；配制氯化钙溶液d，浓度为1.5mol/l；将尿素溶液c与氯化钙溶液d按照3:1比例混合在一起，形成胶结液e。
[0045]
ⅷ
、利用喷洒装置，将菌液b与胶结液e分4次喷洒在夯土长城表面，自然风干7天；首先喷洒装置一将0.5l菌液b缓慢均匀喷洒在1平方米的经过步骤ⅲ处理后的夯土长城墙体表面，喷洒时间为5min，喷洒装置一停止工作5min；之后喷洒装置二将1.0l胶结液e均匀喷洒在1平方米的夯土长城墙体表面，喷洒时间为10min，喷洒装置二停止工作5min；再次启动喷洒装置一喷洒菌液b，按照上述循序循环完成4次喷洒；喷洒胶结液e的室
外温度在40℃，无风或微风环境下进行。
[0046]
对比例1对比例1与实施例1相比，不同点在于：只采用藻类进行加固夯土长城，藻类接种量为8g
·
dw/
㎡
，具体方法如下：ⅰ、提取土壤表面的丝状藻丝状藻p为具鞘微鞘藻（microcoleus vaginatus），将土壤表面藻类采用常规的水滴分离法或微吸管分离法提取具鞘微鞘藻。
[0047]ⅱ、丝状藻扩培取bg11培养基1.7g加热溶解于1l蒸馏水中，121℃高压灭菌15分钟。将处于对数生长期纯化后的丝状藻种（0.2g/l），用无菌刀切碎后接种于灭菌后的bg11培养基溶液三角瓶内进行培养，在瓶口处利用通气泵通入空气，在28℃、3000lux、光暗周期为12h/12h 的条件下进行培养，培养15天，得到扩培后的藻液r；其中，bg11培养基采用硝酸钠、磷酸氢二钾、硫酸镁、氯化钙、柠檬酸、柠檬酸铁铵、乙二胺四乙酸二钠盐（edta）、碳酸钠，微量元素溶液配制，具体配比如表1所示；其中，微量元素溶液a5按比例配制，具体配比如表2所示。bg11培养基可以自制，也可以通过商业购买获得。
[0048]ⅲ、藻液喷洒到夯土长城采用喷洒装置将藻液r按照8g
·
dw/
㎡
用量均匀喷洒1平方米夯土长城表面，喷洒后用塑料薄膜覆盖并每隔30cm扎透气孔，每2天洒水养护一次，水中掺入bg11培养基0.2g/l，保持表面湿润，养护25天藻类接种成功并明细生长后撤掉塑料薄膜，自然风干7天使其表面形成藻类结皮。
[0049]
对比例2对比例2与对比例1相比，不同点在于：藻类接种量为0.5g
·
dw/
㎡
。
[0050]
对比例3对比例3与实施例1相比，不同点在于：只采用产脲酶细菌钙化沉淀方法进行加固夯土长城，尿素溶液c，浓度为0.5mol/l；配制氯化钙溶液d，浓度为0.5mol/l，具体方法如下：ⅰ、提取土壤中的产脲酶细菌a提取的产脲酶细菌a为巴氏芽孢杆菌；提取纯化方法为常规平板稀释涂布法即可。
[0051]ⅱ、制作培养基f培养基f为浓度25g/l的lb肉汤和浓度20g/l的尿素溶液的混合液，混合比例为9:1；lb肉汤配成溶液后121℃灭菌15min，尿素溶液不可高温灭菌，可使用滤菌膜过滤灭菌。
[0052]ⅲ、将产脲酶细菌a接种至培养基f进行扩培将步骤ⅰ提取纯化的巴氏芽孢杆菌在无菌条件下接种至培养基f。将接种好的培养液放在摇床进行培养，摇床转速130r/min,培养温度30
°
c ,培养时间：2天，得到菌液b。
[0053]ⅳ、制备胶结液e配制尿素溶液c，浓度为0.5mol/l；配制氯化钙溶液d，浓度为0.5mol/l；将尿素溶液c与氯化钙溶液d按照1:1比例混合在一起，形成胶结液e。
[0054]
ⅴ
、利用喷洒装置，将菌液b与胶结液e分5次喷洒在夯土长城表面，自然风干7天；首先喷洒装置一将0.5l菌液b缓慢均匀喷洒在1平方米的经过步骤ⅲ处理后的夯
土长城墙体表面，喷洒时间为5min，喷洒装置一停止工作10min；之后喷洒装置二将1.0l胶结液e均匀喷洒在1平方米的夯土长城墙体表面，喷洒时间为10min，喷洒装置二停止工作10min；再次启动喷洒装置一喷洒菌液b，按照上述循序循环完成5次喷洒；喷洒胶结液e的室外温度在20℃，无风或微风环境下进行。
[0055]
对比例4对比例4与对比例3相比，不同点在于：尿素溶液c，浓度为1.5mol/l；配制氯化钙溶液d，浓度为1.5mol/l。
[0056]
对比例5对比例5为正常状态的夯土长城表面，即不采用保护措施，直接进行夯土长城抗雨蚀试验。
[0057]
采用压力泵喷淋装置，模拟雨水冲刷，分别对实施例1～3、对比例1～5各组进行夯土长城抗雨蚀试验，模拟降雨量为3.365ml/min进行，喷淋口距离夯土长城30cm，出水管压力为0.257mpa，降雨冲刷时间为5min，用塑料桶承接被雨水冲下来的泥水，然后静置48小时，倒掉表层清水，烘干后称量被冲刷下来的土体质量，各组试验结果见表3：表3 实施例及对比例各组试验结果编号冲刷下来土体质量（g）实施例15.26实施例23.65实施例33.12对比例132.77对比例2895.10对比例328.33对比例425.10对比例52926.11如表3的性能测试结果所示，从实施例1-3和对比例5可以看出采用藻类与土壤产脲酶细菌联合保护夯土长城的方法显著提高了表面雨水抗侵蚀的性能；从对比例1-4和对比例5可以看出，采用单一藻类加固技术或采用单一产脲酶菌都可以提高夯土长城抗侵蚀的能力；从实施例1-3和对比例1-4可以看出，藻类和土壤产脲酶细菌联合保护的方法明显优于采用单一保护的方法。
[0058]
本发明中的喷洒装置可选用现有技术中已存在的能够满足喷洒要求的任意喷洒装置，也可根据本发明的喷洒目的自行制作适合的装置。
[0059]
本发明实施例中的未注明具体条件处，按照常规条件或制造商建议的条件处理；所用试剂或仪器未注明具体生产厂家，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0060]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

技术特征：

1.一种利用藻类与产脲酶细菌保护夯土长城表面雨水侵蚀的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤s1：分离提取土壤表面的丝状藻p，在无菌环境下进行培养，得到扩培后的藻液r；将藻液r喷洒在夯土长城表面，用塑料薄膜进行覆盖，每隔一段时间洒水养护一次，使其表面湿润，养护期满藻类接种成功并确定生长后撤掉塑料薄膜,自然风干；步骤s2：提取土壤中的产脲酶细菌a；步骤s3：将产脲酶细菌a接种至培养基f进行扩培，形成菌液b；步骤s4：配制尿素溶液c和氯化钙溶液d，将尿素溶液c与氯化钙溶液d按比例混合在一起，形成胶结液e；步骤s5：分别将菌液b与胶结液e先后喷洒在经过所述步骤s1处理后的夯土长城表面，自然风干。2.根据权利要求1所述的一种利用藻类与产脲酶细菌保护夯土长城表面雨水侵蚀的方法，其特征在于，所述步骤s1中丝状藻p包括席藻、伪枝藻、具鞘微鞘藻和/或其他丝状藻类。3.根据权利要求1所述的一种利用藻类与产脲酶细菌保护夯土长城表面雨水侵蚀的方法，其特征在于，所述步骤s1中，将处于对数生长期纯化后的丝状藻种，用无菌刀切碎后接种于灭菌后的bg11培养基溶液三角瓶内进行培养，在瓶口处利用通气泵通入空气，在温度20～30℃、光照2000～5000lux、光暗周期为12h/12h 的条件下进行培养，培养10～20天，得到扩培后的藻液r。4.根据权利要求1所述的一种利用藻类与产脲酶细菌保护夯土长城表面雨水侵蚀的方法，其特征在于，所述步骤s1中，将藻液r按照7～10g
·
dw/
㎡
用量均匀喷洒夯土长城表面，喷洒后用塑料薄膜覆盖并每隔30cm扎透气孔，每1～2天洒水养护一次，水中掺入bg11培养基0.1～0.3g/l，保持表面湿润，养护20～30天藻类接种成功并确定生长后撤掉塑料薄膜，自然风干5-7天使其表面形成藻类结皮。5.根据权利要求1所述的一种利用藻类与产脲酶细菌保护夯土长城表面雨水侵蚀的方法，其特征在于，所述步骤s2中，产脲酶细菌a包含巴氏芽孢杆菌或迟缓芽孢杆菌或其他任何能够从土壤中提取的产脲酶细菌。6.根据权利要求1所述的一种利用藻类与产脲酶细菌保护夯土长城表面雨水侵蚀的方法，其特征在于，所述步骤s3中，培养基f为浓度25g/l的 lb肉汤和浓度20g/l的尿素溶液的混合液，混合比例为9:1。7.根据权利要求1所述的一种利用藻类与产脲酶细菌保护夯土长城表面雨水侵蚀的方法，其特征在于，所述步骤s3中，将产脲酶细菌a在无菌条件下接种至培养基f，将接种好的培养液放在摇床进行培养，摇床转速120～150r/min,培养温度25～35℃,培养时间：1～3天，获得的菌液b浓度od600值为1.0～2.0。8.根据权利要求1所述的一种利用藻类与产脲酶细菌保护夯土长城表面雨水侵蚀的方法，其特征在于，所述步骤s5中，在经过所述步骤s1处理后的夯土长城表面喷洒菌液b总用量为2～3l/
㎡
，喷洒胶结液e总用量为4～6l/
㎡
。9.根据权利要求8所述的一种利用藻类与产脲酶细菌保护夯土长城表面雨水侵蚀的方法，其特征在于，所述步骤s5中，采用喷洒装置一将菌液b分次缓慢均匀喷洒在夯土长城墙体表面，喷洒装置一停止工作5～20 min；采用喷洒装置二将胶结液e分次缓慢均匀喷洒在
夯土长城墙体表面，喷洒装置二停止工作5～20 min；再次启动喷洒装置一喷洒菌液b，如此循序循环数次直至完全喷洒。10.根据权利要求1所述的一种利用藻类与产脲酶细菌保护夯土长城表面雨水侵蚀的方法，其特征在于，所述步骤s5中，喷洒胶结液e的室外温度在20～40℃，无风或微风环境下进行。

技术总结

本发明涉及土遗址文物保护领域，尤其是一种利用藻类与产脲酶细菌保护夯土长城表面雨水侵蚀的方法，通过藻类与土壤中的产脲酶细菌共同保护夯土长城表面免于雨水侵蚀，首先选取丝状藻P在无菌环境下进行培养，得到扩培后的藻液R，将藻液R喷洒在夯土长城表面并进行养护；提取土壤中产脲酶细菌A并进行扩培成菌液B，之后利用尿素溶液C和氯化钙溶液D混合成胶结液E，在养护后的夯土长城表面喷洒菌液B与胶结液E；利用丝状藻锁住大颗粒土体，同时藻类分泌的多糖以及产脲酶菌液与胶结液产生的钙化沉淀可共同胶结固化土体颗粒，显著提高夯土长城的抗冲刷侵蚀能力；本发明藻类、菌种均来源于土壤，绿环保，成本低，可广泛应用于夯土长城的保护。城的保护。城的保护。