专利名称：一种互花米草的生物酸化湿式储存方法
技术领域：
本发明属于资源与环境领域，具体涉及一种互花米草的生物酸化湿式储存方法。
背景技术：
互花米草(Spartina aterniflora)原产于美国，是一种生长在潮间带的多年盐沼植物。1980年代初期，互花米草被引入中国用于保滩护岸、促淤造陆，互花米草引进一度对保护海堤安全，促进沿海地区经济发展、生态环境的改善和减灾等多方面做出了重大贡献。但经过20多年的发展，互花米草在我国沿海地区形成80-100万亩得群落，以这种外来入侵种形成的优势群落，给沿海地区带来一系列的负面影响。作为一个具有极强繁殖能力的外来物种，互花米草具有生长旺，繁殖快，植株高而密，与本土物种竞争激烈，改变了淤泥质光滩的景观和本土物种的栖息环境，譬如互花米草侵占滩涂贝类养殖的场所，导致贝类在密集的米草草滩中无法自由活动，健康生长，甚至会窒息死亡；一些贝类不得不迁移至米草草滩外；一些港区也由于互花米草的侵入淤积加快，影响船只出入。在夏秋季互花米草的落叶随着潮水四处漂移，进入滩涂或浅海的藻类养殖地，就会对紫菜，海带等海藻的生产与产品的质量产生一定的影响。
互花米草属于C4植物，具有高效的第一生产力。根据在苏北和上海两地多年的研究，互花米草单位面积地上部分收获产量在苏北可以达到2.5-3kg/m2，即1600-2000kg/亩；上海地区可以达到3-5kg/m2，即2000-3333kg/亩。目前在良好田间管理的条件下，三大传统粮食作物及其单产(含秸秆产量)分别为小麦500-600kg/亩，水稻600-1000kg/亩，玉米800-1200kg/亩。在没有任何人为投入管理的条件下，互花米草几乎达到传统作物良好的田间管理产量的2-3倍，如果辅以施肥和人为管理，互花米草可以获得更高的单位产量。
互花米草如此高效的生产力，已经吸引众多研究人员、地方政府和民众，意欲利用其生产力服务和造福于我国人民。但是，在互花米草的开发中，因不同原因没办法持续的边收获边利用，必须进行原料储存。到目前，互花米草的储存技术一直未能解决，成为制约互花米草开发利用的主要限制因素。因为互花米草含盐量和含糖量非常高，不易干燥，并且在干燥后非常容易回潮而变质。青贮互花米草技术要求较高，而海岸带环境条件恶劣，储存条件难以维持。
发明内容
本发明的目的在于提供一种解决互草米干贮存无法难以实现，青贮存技术条件要求高问题的互花米草的生物酸化湿式储存方法。
本方法提出的互花米草的生物酸化湿式储存方法，利用微生物在厌氧湿式条件下迅速转化互花米草中可厌氧生物降解有机物产生有机酸，降低环境pH值，从而抑制环境中的微生物生长，保证互花米草原料得到良好保存。该方法建造不透水的防雨储存坑池以备利用，将收割的互花米草地上部分，切碎、搓揉等机械或人工方法进行原料的预处理，投加到发酵装置中，然后添加一定量接种物，启动反应，控制的反应条件发酵到发酵液pH值降到5-6，保持pH值，进行半封闭保存以备利用。具体储存步骤如下 (1)建立生物酸化湿式储存池，该储存池的顶部架设防雨覆盖物；具体可以根据实际情况，在互花米草群落边缘的海滩靠近路边，或者距互花米草群落较近的互花米草使用用户场地内，建造不透水的地下坑体或地上槽体作为生物酸化湿式储存池，地下坑体也可以利用现有的水塘进行边坡和塘底加固与防渗改造，建造成地下生物酸化湿式储存池，地下生物酸化湿式储存池的周边必须高于地面，具体标准以当地最大降雨积水不能淹没持体沿口为基准； (2)互花米草原料预处理； (3)将步骤(2)中经过预处理后的互花米草原料投加到发酵反应装置中，添加含N元素物质，混合，使混合料的碳氮比为20～30∶1； (4)把步骤(3)中得到的混合料投加到步骤(1)中所建造的生物酸化湿式储存池内，加入接种物进行接种，接种物加入的干重为互花米草原料干重的3％-5％； (5)向步骤(4)中的生物酸化湿式储存池中加水，加入量为水面至少高于发酵原料20cm，按2-8次/天的频率，用泵从储存池的底部抽取发酵液重新加到储存池的上部，在自然温度下进行循环发酵，循环速度为每天液体周转1-2次； (6)步骤(5)进行3-6天，当储存池内的发酵液pH值降到5-6，停止循环，在储存池液面平铺塑料薄膜，以隔绝液面与空气的氧交换，进行半封闭保存备用。
本发明提出的一种互花米草的生物酸化湿式储存方法，是针对储存过1批的储存设施，具体储存步骤如下 (1)互花米草原料预处理； (2)将步骤(1)中经过预处理后的互花米草原料投加到生物发酵酸化储存池中，同时添加上一批储存池中抽取的发酵酸液，混合，发酵，发酵酸液的加入量为淹没原料互花米草表面至少20cm； (3)向步骤(2)中的生物酸化湿式储存池中按2-8次/天的频率，用泵从储存池的底部抽取发酵液重新加到储存池的上部，在自然温度下进行循环发酵，循环速度为每天液体周转1-2次； (4)步骤(3)进行3-6天，当储存池内的发酵液pH值降到5-6，停止循环，在储存池液面平铺塑料薄膜，以隔绝液面与空气的氧交换，进行半封闭保存备用。
本发明中，所述含N元素物质为尿素、碳酸氢铵或畜禽粪便等中一至多种。
本发明中，所述接种物为沼渣、沼液或厌氧消化污泥等中任一种。
本发明中，所述的互花米草原料的粉碎预处理可以采取以下常规方法将收割后的互花米草地上部分，通过人工或机械方法切成2～3cm的小段；或者通过秸秆搓揉粉碎机对其进行预处理等。
本发明中，所述储存方法条件下保存的互花米草使用时只要抽出储存池中的发酵酸液后捞取，进行原料脱水即可使用；或者通过抓捞设备进行水中抓牢后脱水使用。抽出发酵酸液既可以处理排放，也可以再返回储存池储存，待下一批互花米草储存时，直接投加原料进入酸液后即可重新利用，省略步骤(3)中的调整碳氮比、步骤(4)中的接种、步骤(5)中的加水；节省原料。
本发明中，对于大规模储存互花米草，为保证企业的持续使用互花米草时打捞方便，建造多于1个储存池。
本发明的优点本发明提供的互花米草储存方法，与干燥储存有以下优点不要消耗能量干燥，减少火灾隐患，减少地上堆放占地面积大，减少长期储存中因风化、酶菌生长消耗的有机质原料损失，特别是利用前一次的储存预留酸液保存时，原料损失少于15％，而干燥储存最少损失20％；与青贮相比，在达到相同原料保存效果条件下，管理条件粗放、保存稳定性高，管理成本下降。因此，互花米草的生物酸化湿式储存方法提高互花米草经济效益、生态效益和改善生态环境等，进行互花米草资源化、无害化和减量化利用的重要技术保障。
具体实施例方式 实施例1在生长互花米草群落海滨的某小型企业在厂区内建立储存装置。具体步骤如下 (1)建立100立方地上生物酸化湿式储存池36个； (2)互花米草原料预处理将收割后的互花米草地上部分，通过机械方法切成2～3cm的小段； (3)向每个地上生物酸化湿式储存池投加预处理后的含水率为70％新鲜原料25吨kg，并添加尿素150kg，使碳氮比为25∶1。
(4)对每个地上生物酸化湿式储存池用含水率为80％的生物厌氧污泥100kg进行接种。
(5)向每个生物酸化湿式储存池中加水，加入量为水80吨，用泵从储存池的底部以5立方米/h的流速抽取发酵液循环到储存池的上部进行循环发酵，自然温度发酵； (6)循环进行3天，储存池的pH值降到5.56，停止循环，在储存池液面平铺塑料薄膜，隔绝液面与空气的氧交换，保存2个月后开始，每天打捞池内互花米草脱水使用，四个月打捞完所有储存池中的互花米草。
结果共打捞含水率为65％的互花米草固体606.34吨，每周进行TS、VS的测试，测试结果TS降低21.4±1.5％，VS降低12.1±0.5％。
实施例2某大型企业在某地互花米草群落边缘的海滩靠近路边建立互花米草储存基地。具体步骤如下 (1)利用已经退化的潮水沟，经过改造建立100个200立方地下生物酸化湿式储存池； (2)投入互花米草原料预处理将收割后的互花米草地上部分，通过机械方法切成2～3cm的小段； (3)向每个地下生物酸化湿式储存池中投加预处理后的含水率为71.15％新鲜原料52吨，并添加尿素300kg，使碳氮比为25∶1。
(4)向每个生物酸化湿式储存池中投加用含水率为80％的生物厌氧污泥200kg进行接种。
(5)向每个生物酸化湿式储存池中加水，加入量为水170吨，用泵从每个储存池的底部以10立方/h的流速抽取发酵液循环到对应储存池的上部进行循环发酵，自然温度发酵； (6)循环进行3天，储存池的pH值降到5.75，停止循环，保存1个月后开始每天打捞池内互花米草脱水使用，8个月打捞完所有储存池中的互花米草。
结果共打捞出含水率为65％的互花米草固体3308.57吨，每周进行TS、VS的测试，测试结果TS降低22.8±2％，VS降低12.6±0.6％。
实施例3某大型企业在某地互花米草群落边缘的海滩靠近路边建立互花米草储存基地，储存1年后的续储存具体步骤如下 (1)投入互花米草原料预处理将收割后的互花米草地上部分，通过机械方法切成2～3cm的小段； (2)向每个地下生物酸化湿式储存池中投加预处理后的含水率为71.15％，新鲜原料52吨； (3)向每个生物酸化湿式储存池中加入前一批储存时保留的储存池抽出液，加入量为水170吨，用泵从每个储存池的底部以10立方/h的流速抽取发酵液循环到对应储存池的上部进行循环发酵，自然温度发酵； (6)循环进行3天，储存池的pH值降到5.75，停止循环，保存1个月后开始每天打捞池内互花米草脱水使用，8个月打捞完所有储存池中的互花米草。
结果共打捞出含水率为65％的互花米草固体3318.57吨，每周进行TS、VS的测试，测试结果TS降低23.1±2％，VS降低12.5±0.6％。
权利要求
1、一种互花米草的生物酸化湿式储存方法，其特征在于利用微生物在厌氧湿式条件下迅速转化互花米草中可厌氧生物降解有机物产生有机酸，降低环境pH值，抑制环境中的微生物生长，保证互花米草原料得到良好保存，其具体储存步骤如下
(1)建立生物酸化湿式储存池，该储存池的顶部架设防雨覆盖物；
(2)互花米草原料预处理；
(3)将步骤(2)中经过预处理后的互花米草原料投加到发酵反应装置中，添加含N元素物质，混合，使混合料的碳氮比为20～30∶1；
(4)把步骤(3)中得到的混合料投加到步骤(1)中所建造的生物酸化湿式储存池内，加入接种物进行接种，接种物加入的干重为互花米草原料干重的3％-5％；
(5)向步骤(4)中的生物酸化湿式储存池中加水，加入量为水面至少高于发酵原料20cm，按2-8次/天的频率，用泵从储存池的底部抽取发酵液重新加到储存池的上部，在自然温度下进行循环发酵，循环速度为每天液体周转1-2次；
(6)步骤(5)进行3-6天，当储存池内的发酵液pH值降到5-6，停止循环，保存备用。
2、一种互花米草的生物酸化湿式储存方法，其特征在于对于储存池内已储存过1批以上的互花米草，具体储存步骤如下
(1)互花米草原料预处理；
(2)将步骤(1)中经过预处理后的互花米草原料投加到发酵反应装置中，同时添加上一批储存池中抽取的发酵酸液，混合，发酵，发酵酸液的加入量为淹没原料互花米草表面至少20cm；
(3)向步骤(2)中的生物酸化湿式储存池中按2-8次/天的频率，用泵从储存池的底部抽取发酵液重新加到储存池的上部，在自然温度下进行循环发酵，循环速度为每天液体周转1-2次；
(4)步骤(3)进行3-6天，当储存池内的发酵液pH值降到5-6，停止循环，保存备用。
3、根据权利要求1或2所述的互花米草的生物酸化湿式储存方法，其特征在于所述含N元素物质为尿素、碳酸氢铵或畜禽粪便中一至多种。
4、根据权利要求1或2所述的互花米草的生物酸化湿式储存方法，其特征在于所述接种物为沼渣、沼液或厌氧消化污泥中任一种。
5、根据权利要求1所述的互花米草的生物酸化湿式储存方法，其特征在于所述互花米草原料粉碎预处理采取将收割后的互花米草地上部分，通过人工或机械方法切成2～3cm的小段；或者通过秸秆搓揉粉碎机对其进行预处理。
6、一种如权利要求1所述储存方法保存的互花米草使用时只要抽出储存池中的发酵酸液后捞取，或者通过抓捞设备取出，进行脱水即可；抽出的发酵酸液处理排放，或入储存池储存备用。
全文摘要
本发明属于资源和轻工业技术领域，具体涉及一种互花米草的生物酸化湿式储存方法。其具体方法是将收割后的互花米草用机械或人工方法切碎、搓揉等碎化后，投入到不渗水的坑池或地上槽体等容器中并压实，进行接种，并加水直至覆盖互花米草上表面10cm以上，短期的循环发酵使容器内的pH降至5－6之间，停止循环保持pH在5－6状态进行半封闭保存备用。该方法使对互花米草存储更加简便、经济和安全，有利于互花米草资源的开发和利用。
文档编号A01N3/00GK1918957SQ200610116149
公开日2007年2月28日 申请日期2006年9月18日 优先权日2006年9月18日
发明者朱洪光, 王彪, 陈小华, 朱鹏 申请人:同济大学