專利名稱：一種藍(lán)藻堆肥及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物肥料領(lǐng)域，涉及一種藍(lán)藻堆肥及其制作方法。
背景技術(shù)：
目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)藍(lán)藻治理方面的研究較多，打撈是解決藍(lán)藻危機(jī)最為快捷的方法，但對(duì)打撈藍(lán)藻的處理處置的研究相對(duì)滯后。因藍(lán)藻藻細(xì)胞破裂后釋放出多種藻毒素，對(duì)動(dòng)植物及人類的飲水安全構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅，各種藍(lán)藻資源化無害化技術(shù)也應(yīng)運(yùn)而生。目前，國(guó)內(nèi)外針對(duì)藍(lán)藻利用的研究主要有制備飼料用氨基酸、提取藻藍(lán)蛋白、藻多糖、Y -亞油酸、做生物柴油、厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣、制有機(jī)肥等。因藍(lán)藻含有豐富的蛋白質(zhì)及氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物，有關(guān)研究表明，利用高溫好氧堆肥法將藍(lán)藻開發(fā)成優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥料，不僅有效解決了藍(lán)藻易腐敗發(fā)臭問題，而且可轉(zhuǎn)化為農(nóng)業(yè)資源，變“廢”為“寶”。好氧堆肥技術(shù)是藍(lán)藻資源化無害化技術(shù)中最根本、最經(jīng)濟(jì)和最有效的方法。但是，目前堆肥研究主要是集中在生活垃圾、城市剩余污泥和禽畜糞便等原料的堆肥化利用，有關(guān)藍(lán)藻堆肥方面的研究資料很有限。國(guó)內(nèi)有關(guān)報(bào)道，好氧堆肥處理工藝雖對(duì)藍(lán)藻藻毒數(shù)的降解有一定作用，但是依然有一定數(shù)量的藻毒素殘留在處理后的產(chǎn)品一肥料中，施入農(nóng)田后會(huì)對(duì)作物生長(zhǎng)和人類健康產(chǎn)生安全風(fēng)險(xiǎn)。因此，研究藻毒素快速、高效降解的堆肥工藝極為重要，且十分迫切。同時(shí)，藍(lán)藻又具有C/N比低、含水率較高、自由空間少的特點(diǎn)，堆肥時(shí)不宜套用其他原料的堆肥條件，和腐熟評(píng)價(jià)指標(biāo)。生物炭(國(guó)內(nèi)有的譯為生物質(zhì)炭]或生物焦)是化石燃料或生物體不完全燃燒產(chǎn)生的一種非純凈碳的混合物，。由于它本身具有比表面積大、多孔性、高C/N比等特性，常被用來作為吸附劑，且生物炭能夠提高土壤有機(jī)碳含量，改善土壤保水、保肥性能，減少養(yǎng)分損失，有益于土壤微生物棲息和活動(dòng)，特別是菌根真菌，是良好的土壤改良劑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種藍(lán)藻堆肥的制作方法。本發(fā)明的另一目的是提供利用該方法制備的藍(lán)藻堆肥。本發(fā)明的目的可通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種藍(lán)藻堆肥的制作方法，將藍(lán)藻與生物質(zhì)炭混合得藍(lán)藻-生物質(zhì)炭混合物，將藍(lán)藻-生物質(zhì)炭混合物于恒溫恒濕培養(yǎng)箱中進(jìn)行好氧堆肥，得藍(lán)藻堆肥；其中藍(lán)藻-生物質(zhì)炭混合物的含水率為50% 80%，pH為8.0 9.5，C/N為18 30 ;藍(lán)藻-生物質(zhì)炭混合物于恒溫恒濕培養(yǎng)箱中進(jìn)行好氧堆肥的溫度設(shè)置為升溫(30°C 60°C)過程、高溫(60°C)持續(xù)過程、降溫(60°C 20°C)過程和20°C冷卻穩(wěn)定過程。其中，所述的藍(lán)藻含水率為96%。所述的藍(lán)藻-生物質(zhì)炭混合物于恒溫恒濕培養(yǎng)箱中進(jìn)行好氧堆肥的溫度設(shè)置優(yōu)選為5 16天內(nèi)將溫度從 30°C升到60°C，在高溫60°C條件下持續(xù)培養(yǎng)7天，在4天內(nèi)將溫度從60°C降到20°C，最 后在20°C下恒溫冷卻穩(wěn)定20天。
所述的生物質(zhì)炭選自小麥稻桿炭或水稻殼炭。所述的生物質(zhì)炭為水稻殼炭時(shí)，水稻殼炭和藍(lán)藻的投加量比例為1:29 1:33，C/N為23.4 19.8 ;好氧堆肥的總時(shí)間30 45天，優(yōu)選35 41天。所述的生物質(zhì)炭為小麥秸桿炭時(shí)，藍(lán)藻-生物質(zhì)炭混合物的含水率為70% 75%，優(yōu)選73.4% ；pH為8.2 8.5，優(yōu)選8.31 ；C/N為25 30，優(yōu)選27.9 ;好氧堆肥的總時(shí)間45 50天，優(yōu)選47天。按照上述的制作方法制備的藍(lán)藻堆肥。有益效果:本發(fā)明針對(duì)藍(lán)藻C/N比低、含水率較高、自由空間少，堆肥后藍(lán)藻藻毒數(shù)難以大幅度降解的現(xiàn)狀，將生物質(zhì)炭作為藍(lán)藻好氧堆肥調(diào)理劑，生物質(zhì)炭具有多孔性，比表面積大，有很好的保水保肥性，對(duì)氮素有吸附固定作用，它可以起到調(diào)節(jié)物料C/N、含水率、自由空間、堆肥養(yǎng)分等作用，保證堆肥的快速高效進(jìn)行，生物質(zhì)炭可以降低銨態(tài)氮，全氮的損失，且藍(lán)藻與其好氧堆肥可以降低藍(lán)藻的藻毒數(shù)，從而提高種子發(fā)芽指數(shù)，將藍(lán)藻資源化。本發(fā)明堆肥方法降低了藍(lán)藻堆肥過程中銨態(tài)氮、全氮的損失，堆肥結(jié)束后養(yǎng)分含量達(dá)到有機(jī)肥標(biāo)準(zhǔn)，提高混合堆題種子發(fā)芽指數(shù)，從而降低藍(lán)藻藻毒數(shù)降低藍(lán)藻藻毒素含量的方法，此法簡(jiǎn)單，實(shí)用，安全環(huán)保，且效果顯著。


圖1、不同比例的生物質(zhì)炭(小麥秸桿炭，兩個(gè)處理的水稻殼炭)和藍(lán)藻好氧堆肥過程中銨態(tài)氮含量變化的影響。圖2、不同比例的生物質(zhì)炭(小麥秸桿炭，兩個(gè)處理的水稻殼炭)和藍(lán)藻好氧堆肥過程中全氮含量變化的影響。圖3、不同比例的生物質(zhì)炭(小麥秸桿炭，兩個(gè)處理的水稻殼炭)和藍(lán)藻好氧堆肥過程總養(yǎng)分(N+P205+K20)含量的變化。圖4、不同比例的生物質(zhì)炭(小麥秸桿炭，兩個(gè)處理的水稻殼炭)對(duì)堆肥后堆體浸提液的種子發(fā)芽指數(shù)的影響結(jié)果柱狀圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1將打撈的藍(lán)藻與生物質(zhì)炭(小麥秸桿炭，水稻殼炭)以不同的比例混合，混合后所得藍(lán)藻-小麥秸桿炭混合物、藍(lán)藻-水稻殼炭混合物一，藍(lán)藻-水稻殼炭混合物二的含水率分別為 73.4%,57.5%,50.8%, pH 分別為 8.31,8.59,9.38, C/N 分別為 27.9、19.8、23.4。將混合物分別放入20CmX20CmX34Cm的泡沫箱，再將其放入智能恒溫恒濕培養(yǎng)箱中，按照好氧堆肥溫度的變化規(guī)律，將三種堆肥混合物溫度分別在I 16天，I 11天，I 5天內(nèi)從30°C升到60°C，隨后均在高溫60°C條件下持續(xù)培養(yǎng)7天，然后在4天內(nèi)將溫度從60°C降到20°C，最后在20°C下恒溫冷卻穩(wěn)定20天，人為設(shè)置恒溫恒濕培養(yǎng)箱的溫度，將其進(jìn)行好氧堆肥。三種不同處理的堆肥時(shí)間分別為47、42、36天。其中，藍(lán)藻取自南京市中山門外馬群獅子壩村156號(hào)南京獅麟技師學(xué)院打撈的藍(lán)藻，用轉(zhuǎn)速6000r/min的離心機(jī)離心十分鐘，將藍(lán)藻含水率降到96%， 生物質(zhì)炭:小麥秸桿炭，水稻殼炭均購(gòu)自河南省商丘市三利新能源有限公司。種子發(fā)芽指數(shù)的測(cè)定方法:分別取上述三種處理堆肥前和堆肥結(jié)束后堆肥混合物樣品。藍(lán)藻小麥秸桿炭堆肥處理的樣品與水的固液(g/ml)比為1:20，其他兩種藍(lán)藻水稻殼炭堆肥處理的樣品與水的固液(g/ml)比為1:10。均在150r/min下震蕩Ih,在4800r/min下離心lOmin，取上清液5ml于培養(yǎng)皿中的濾紙上，置入40顆小白菜種子(精選四月蔓)，在25°C黑暗培養(yǎng)箱下培養(yǎng)72h后，測(cè)定種子發(fā)芽率和根長(zhǎng)，計(jì)算種子發(fā)芽指數(shù)(GI): GI=(堆肥處理的種子發(fā)芽率X種子根長(zhǎng))/ (對(duì)照的種子發(fā)芽率X種子根長(zhǎng))X 100%。藻毒素對(duì)種子發(fā)芽的生態(tài)毒性存在顯著的劑量-效應(yīng)關(guān)系，種子發(fā)芽指數(shù)的提高可以反映藻毒素含量的降低通過生物質(zhì)炭和藍(lán)藻不同比例的好氧堆肥，降低藍(lán)藻堆肥過程中銨態(tài)氮、全氮的損失(圖2)，堆肥結(jié)束后達(dá)到有機(jī)肥料標(biāo)準(zhǔn)(圖3)。由圖可知水稻殼生物質(zhì)炭和藍(lán)藻混合好氧堆肥過程中，水稻殼生物質(zhì)炭相對(duì)加入量越高，銨態(tài)氮、全氮的損失率越低。通過上述生物質(zhì)炭和藍(lán)藻不同比例的好氧堆肥，降低堆體中藻毒素的含量，堆肥后的堆體浸提液的種子發(fā)芽指數(shù)增高，增高的幅度隨著生物質(zhì)炭相對(duì)投加量的增加而升高(圖4)。但生物質(zhì)炭相對(duì)投 加量增加，成本增加，而且生物質(zhì)炭具有較高的C/N比，用量過高時(shí)，影響好氧堆肥的進(jìn)程，且增加投入成本，所以，水稻殼炭和藍(lán)藻的投加量比例最好為1:29 (C/N為23.4) 1:33 (C/N為19.8)(藍(lán)藻含水率為96%)。藍(lán)藻和小麥秸桿炭混合好氧堆肥后，也降低堆體中藻毒素的含量，堆肥結(jié)束后堆體浸提液的種子發(fā)芽指數(shù)有明顯升高，可認(rèn)為堆體基本無毒性。
權(quán)利要求
1.一種藍(lán)藻堆肥的制作方法，其特征在于將藍(lán)藻與生物質(zhì)炭混合得藍(lán)藻-生物質(zhì)炭混合物，將藍(lán)藻-生物質(zhì)炭混合物于恒溫恒濕培養(yǎng)箱中進(jìn)行好氧堆肥，得藍(lán)藻堆肥；其中藍(lán)藻-生物質(zhì)炭混合物的含水率為50% 80%，pH為8.0 9.5，C/N為18 30 ;藍(lán)藻-生物質(zhì)炭混合物于恒溫恒濕培養(yǎng)箱中進(jìn)行好氧堆肥的溫度設(shè)置為30°C 60°C的升溫過程、60°C高溫持續(xù)過程、60°C 20°C降溫過程和20°C冷卻穩(wěn)定過程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的藍(lán)藻堆肥的制作方法，其特征在于所述的藍(lán)藻含水率為96%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的藍(lán)藻堆肥的制作方法，其特征在于所述的藍(lán)藻-生物質(zhì)炭混合物于恒溫恒濕培養(yǎng)箱中進(jìn)行好氧堆肥的溫度設(shè)置為5 16天內(nèi)將溫度從30°C升到600C，在高溫600C條件下持續(xù)培養(yǎng)7天，在4天內(nèi)將溫度從60°C降到20°C，最后在20°C下恒溫冷卻穩(wěn)定20天。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 所述的藍(lán)藻堆肥的制作方法，其特征在于所述的生物質(zhì)炭選自小麥稻桿炭或水稻殼炭。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的藍(lán)藻堆肥的制作方法，其特征在于所述的生物質(zhì)炭為水稻殼炭時(shí)，水稻殼炭和藍(lán)藻的投加量比例為1:29 ~ 1:33，C/NS23.4 19.8。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的藍(lán)藻堆肥的制作方法，其特征在于好氧堆肥的總時(shí)間30 45天，優(yōu)選35 41天。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的藍(lán)藻堆肥的制作方法，其特征在于所述的生物質(zhì)炭為小麥秸桿炭時(shí)，藍(lán)藻-生物質(zhì)炭混合物的含水率為70% 75%，優(yōu)選73.4% ;pH為8.2 8.5，優(yōu)選8.31 ;C/N 為 25 30，優(yōu)選 27.9。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的藍(lán)藻堆肥的制作方法，其特征在于好氧堆肥的總時(shí)間45 50天,優(yōu)選47天。
9.按照權(quán)利要求1 8中任一項(xiàng)所述的制作方法制備的藍(lán)藻堆肥。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種藍(lán)藻堆肥及其制作方法。一種藍(lán)藻堆肥的制作方法，將藍(lán)藻與生物質(zhì)炭混合得藍(lán)藻-生物質(zhì)炭混合物，將藍(lán)藻-生物質(zhì)炭混合物于恒溫恒濕培養(yǎng)箱中進(jìn)行好氧堆肥，得藍(lán)藻堆肥。本發(fā)明堆肥方法降低了藍(lán)藻堆肥過程中銨態(tài)氮、全氮的損失，堆肥結(jié)束后養(yǎng)分含量達(dá)到有機(jī)肥標(biāo)準(zhǔn)，降低藍(lán)藻藻毒素含量，提高混合堆體種子發(fā)芽指數(shù)的方法，此法簡(jiǎn)單，實(shí)用，安全環(huán)保，且效果顯著。
文檔編號(hào)C05F17/00GK103224418SQ201310074670
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月8日
發(fā)明者陶金沙, 李正東, 潘根興, 李戀卿, 鄭聚鋒, 張旭輝, 鄭金偉 申請(qǐng)人:南京農(nóng)業(yè)大學(xué)