本发明属于植被修复，具体涉及一种用于盐碱地植被修复的生物炭种子凝胶及其制备方法和应用。
背景技术：
1、盐碱地是指土壤中含有高浓度盐分和碱性物质的土地，该土壤环境对农业生产和生态系统造成了严重威胁，导致作物产量明显下降。在盐碱环境下，高浓度土壤盐离子导致土壤板结，进而引起土壤结构不良和肥力下降；过高的土壤盐分易干扰植物养分的获取和运输，致使养分失衡，造成植被生产力降低，进一步引发周边环境生态功能的退化，严重威胁当地生态环境安全。针对盐碱地的植被修复是目前盐碱地生态修复的重点方向。
2、植被种子及繁殖体的扩增繁育是盐碱地植被修复的关键环节，尤其对于盐碱地中最为常见的一年生植物，必须保持每一年拥有与上年相近的植被规模。植被退化后，缺少足够的种源和适宜的土壤环境来支持次年的群落定植，需被动补充种子及幼苗。常见的植被修复措施以播种、植物物种选育和移栽为主。通过对植物的种子及繁殖体进行扩增繁育，有效地提高了盐碱地植物的成活率，进而实现对当地的植被群落的修复。然而，在盐碱地的高盐、干旱的胁迫环境中，通常植被的生长萌发受到严重限制，即使逆境植物的定居与生长也会受到一定程度的影响，这为盐碱地的生态修复带来了巨大挑战。因此，发展适应于盐碱地特殊胁迫环境的低成本-高效益生态修复技术是目前亟待解决的关键技术需求。
3、改良种子技术在农业领域的应用已经较为成熟，其中种子包衣技术是应用较为广泛的提升种子耐性与存活率的措施，通过在种子外部进行包衣剂处理，提高种子的发芽率、生长速度和抗逆性；随着生态修复的不断发展，面对天然种质资源不足，胁迫环境下天然种子萌发率相对较低等问题，种子包衣技术逐渐被引入植被修复领域。针对盐碱地这一特殊胁迫环境，改良和优化种子包衣技术显得尤为重要，但相关技术仍然缺乏，传统包衣技术以农田作为设计的实践场景，但在盐碱地中进行实践时，高盐、干旱等限制了传统的包衣技术应用，需要针对性提出克服技术，对包衣材料的效果，尤其是降盐、保水效果的要求更加严格。
4、此外，传统农业包衣技术对于杀菌剂、杀虫剂等的添加与环境友好性原则相悖，过多的合成有机、无机化合物造成环境污染，导致当地脆弱的生态系统进一步退化。因此，针对低成本、无污染、降盐、抗旱的要求，提出本发明。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种用于盐碱地植被修复的生物炭种子凝胶及其制备方法和应用，克服盐碱地高盐、干旱的胁迫环境，提升种子萌发率与植株抗逆性。
2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
3、本发明提供了一种用于盐碱地植被修复的生物炭种子凝胶，包括如下原料：保水凝胶、有效营养成分和结构维持剂；
4、所述保水凝胶为聚丙烯酰胺；所述有效营养成分包括枯草芽孢杆菌菌剂、芸苔素、壳寡糖、聚天门冬氨酸和复合肥；所述结构维持剂包括生物炭、黏土、壳聚糖和皂角粉。
5、优选的，所述保水凝胶、有效营养成分、结构维持剂的重量比为1～10：1～5：1～10。
6、优选的，所述枯草芽孢杆菌菌剂、芸苔素、壳寡糖、聚天门冬氨酸、复合肥的质量比为3～5：1～2：5～10：1～2：3～5。
7、优选的，所述生物炭、黏土、壳聚糖、皂角粉的质量比为15～30：50～70：5～10：1～3。
8、优选的，所述枯草芽孢杆菌菌剂的菌浓度为5×1010～1×1012cfu/g；所述复合肥为高磷钾复合肥；所述生物炭为芦苇生物炭，目数≥200目；所述黏土为生态修复区原位土壤，经170～190℃干燥20～24h，目数≥100目。
9、本发明还提供了一种生物炭种子凝胶的制备方法，包括以下步骤：
10、1)混合枯草芽孢杆菌菌剂、芸苔素、壳寡糖、聚天门冬氨酸和复合肥，得到有效营养成分剂；
11、2)混合生物炭、黏土、壳聚糖和皂角粉，得到结构维持剂；
12、3)混合保水凝胶、结构维持剂和有效营养成分剂，得到生物炭种子凝胶。
13、优选的，所述生物炭种子凝胶在3～5℃的环境中密封保存。
14、本发明还提供了一种生物炭种子凝胶在修复盐碱地植被方面的应用。
15、优选的，所述生物炭种子凝胶适用于种子直径＜5mm的盐生植物，所述盐生植物包括盐地碱蓬。
16、优选的，所述应用包括以下步骤：
17、(1)将种子浸种催芽后与生物炭种子凝胶以1：3～5的质量比混合，得到种子和凝胶混合物；
18、(2)加入步骤(1)中种子和凝胶混合物质量8～12倍的水，静置20～28h后，喷洒于盐碱地。
19、有益效果：
20、本发明所提供的生物炭种子凝胶中，聚丙烯酰胺(pam)为高分子吸水材料，在水中具有良好的溶解性，可以形成不同浓度的溶液，具有高度的吸水性和黏性。其充当保水凝胶的主材料，主要起保水、增稠、固定作用。通过形成凝胶维持水分、隔绝盐分，实现种子保水、抗盐胁迫的目的。
21、枯草芽孢杆菌菌剂为微生物菌剂，其中枯草芽孢杆菌为主要菌种，为菌种生命活动提供营养物质和促生长类物质，起到改良土壤环境的作用；菌种与部分有害微生物形成拮抗关系，降低有害微生物种群密度，起到抵抗病害的作用；菌种生理活动产生的气体在一定程度上改变了土壤结构，有助于打破盐碱土壤的板结，起到疏松土壤的作用；菌种生命活动对盐分的利用有效降低了土壤盐含量，起到缓解盐胁迫的作用。
22、芸苔素为新型植物内源激素，起到促进植物生长，缓解植物盐胁迫的作用。相较于传统植物生长调节剂，芸苔素水溶性更强，用量少，生物毒性弱。
23、壳寡糖为低分子寡糖，水溶性优良。壳寡糖对植物生长的作用包括促进植物生长、增强抗病能力和提高环境适应性。壳寡糖通过调节植物内部激素、诱导防御反应及增强抗逆性等机制，有助于提高植物生长速度、减少病害发生率，并增强植物在不利环境条件下的生存能力和产量稳定性。
24、聚天门冬氨酸(pasp)作为生物刺激剂对植物生长有利，主要体现在促进种子萌发和根系生长、提高植物的水分利用效率以及增强植物对营养元素的吸收能力，从而促进植物生长、增强抗逆性和提高产量稳定性。
25、高磷钾复合肥可以实现对植物生长发育过程中所需的各类元素的人工补充。
26、芦苇生物炭是由芦苇等植物原料经过高温热解而制成的炭材料，为微生物菌剂提供碳源，改善土壤结构、增加土壤有机质含量，提升土壤的肥力和保水性；同时其多孔结构改变土壤理化性质，通过构造适宜的土壤微环境促进土壤菌群生长；生物炭的多孔结构对营养物质进行吸附固定，降低的营养物质流失并实现营养成分的缓慢释放。
27、黏土为生态修复区原位土壤，主要起维持结构的作用，通过添加黏土实现对生物炭种子凝胶的增重。黏土对水分的保持能力较强，能够改善土壤的通透性和保水性，并提供一定的植物生长所需无机物；同时，原位土壤保证了生物炭种子凝胶对于实践区的适应性，提升种苗成活率。
28、壳聚糖为天然高分子材料，壳聚糖具有良好的生物相容性、生物降解性和生物活性，起增稠作用，同时壳聚糖具有一定的保水能力，作为提高保水能力的有效补充。
29、皂角粉为天然表面活性剂，可以增强凝胶在种子表面的附着性，进而提升生物炭种子凝胶的机械性能。
30、本发明中生物炭种子凝胶在土壤表面形成微环境，降低了土壤高盐环境的胁迫，且凝胶保水能力较强，有助于维持水分以供给种子及幼苗生长，缓解土壤板结导致的缺水现象。同时，生物炭种子凝胶主要原料多为纯天然材料，可以降低凝胶使用过程中所产生的负面环境效应。另外。生物炭种子凝胶配置方法简便，材料易于获取，成本低廉；凝胶以固体形式储存，便于储存与运输，加水配置后喷洒于拟修复对象表面，作业效率高，有利于大范围修复工程的开展。
1.一种用于盐碱地植被修复的生物炭种子凝胶，其特征在于，包括如下原料：保水凝胶、有效营养成分和结构维持剂；
2.如权利要求1所述的生物炭种子凝胶，其特征在于，所述保水凝胶、有效营养成分、结构维持剂的重量比为1～10：1～5：1～10。
3.如权利要求2所述的生物炭种子凝胶，其特征在于，所述枯草芽孢杆菌菌剂、芸苔素、壳寡糖、聚天门冬氨酸、复合肥的质量比为3～5：1～2：5～10：1～2：3～5。
4.如权利要求3所述的生物炭种子凝胶，其特征在于，所述生物炭、黏土、壳聚糖、皂角粉的质量比为15～30：50～70：5～10：1～3。
5.如权利要求4所述的生物炭种子凝胶，其特征在于，所述枯草芽孢杆菌菌剂的菌浓度为5×1010～1×1012cfu/g；
6.一种如权利要求1～5所述的生物炭种子凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述生物炭种子凝胶在3～5℃的环境中密封保存。
8.一种如权利要求1～5任一项所述的生物炭种子凝胶或如权利要求6～7任一项所述制备方法得到的生物炭种子凝胶在修复盐碱地植被方面的应用。
9.如权利要求8所述的应用，其特征在于，所述生物炭种子凝胶适用于种子直径＜5mm的盐生植物。
10.如权利要求9所述的应用，其特征在于，包括以下步骤：
