专利名称：一种蓝藻堆肥及其制作方法
技术领域：
本发明属于生物肥料领域，涉及一种蓝藻堆肥及其制作方法。
背景技术：
目前，国内外对蓝藻治理方面的研究较多，打捞是解决蓝藻危机最为快捷的方法，但对打捞蓝藻的处理处置的研究相对滞后。因蓝藻藻细胞破裂后释放出多种藻毒素，对动植物及人类的饮水安全构成了严重的威胁，各种蓝藻资源化无害化技术也应运而生。目前，国内外针对蓝藻利用的研究主要有制备饲料用氨基酸、提取藻蓝蛋白、藻多糖、Y -亚油酸、做生物柴油、厌氧发酵产沼气、制有机肥等。因蓝藻含有丰富的蛋白质及氮、磷等营养物，有关研究表明，利用高温好氧堆肥法将蓝藻开发成优质有机肥料，不仅有效解决了蓝藻易腐败发臭问题，而且可转化为农业资源，变“废”为“宝”。好氧堆肥技术是蓝藻资源化无害化技术中最根本、最经济和最有效的方法。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粪便等原料的堆肥化利用，有关蓝藻堆肥方面的研究资料很有限。国内有关报道，好氧堆肥处理工艺虽对蓝藻藻毒数的降解有一定作用，但是依然有一定数量的藻毒素残留在处理后的产品一肥料中，施入农田后会对作物生长和人类健康产生安全风险。因此，研究藻毒素快速、高效降解的堆肥工艺极为重要，且十分迫切。同时，蓝藻又具有C/N比低、含水率较高、自由空间少的特点，堆肥时不宜套用其他原料的堆肥条件，和腐熟评价指标。生物炭(国内有的译为生物质炭]或生物焦)是化石燃料或生物体不完全燃烧产生的一种非纯净碳的混合物，。由于它本身具有比表面积大、多孔性、高C/N比等特性，常被用来作为吸附剂，且生物炭能够提高土壤有机碳含量，改善土壤保水、保肥性能，减少养分损失，有益于土壤微生物栖息和活动，特别是菌根真菌，是良好的土壤改良剂。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的上述不足，提供一种蓝藻堆肥的制作方法。本发明的另一目的是提供利用该方法制备的蓝藻堆肥。本发明的目的可通过如下技术方案实现:一种蓝藻堆肥的制作方法，将蓝藻与生物质炭混合得蓝藻-生物质炭混合物，将蓝藻-生物质炭混合物于恒温恒湿培养箱中进行好氧堆肥，得蓝藻堆肥；其中蓝藻-生物质炭混合物的含水率为50% 80%，pH为8.0 9.5，C/N为18 30 ;蓝藻-生物质炭混合物于恒温恒湿培养箱中进行好氧堆肥的温度设置为升温(30°C 60°C)过程、高温(60°C)持续过程、降温(60°C 20°C)过程和20°C冷却稳定过程。其中，所述的蓝藻含水率为96%。所述的蓝藻-生物质炭混合物于恒温恒湿培养箱中进行好氧堆肥的温度设置优选为5 16天内将温度从 30°C升到60°C，在高温60°C条件下持续培养7天，在4天内将温度从60°C降到20°C，最 后在20°C下恒温冷却稳定20天。
所述的生物质炭选自小麦稻杆炭或水稻壳炭。所述的生物质炭为水稻壳炭时，水稻壳炭和蓝藻的投加量比例为1:29 1:33，C/N为23.4 19.8 ;好氧堆肥的总时间30 45天，优选35 41天。所述的生物质炭为小麦秸杆炭时，蓝藻-生物质炭混合物的含水率为70% 75%，优选73.4% ；pH为8.2 8.5，优选8.31 ；C/N为25 30，优选27.9 ;好氧堆肥的总时间45 50天，优选47天。按照上述的制作方法制备的蓝藻堆肥。有益效果:本发明针对蓝藻C/N比低、含水率较高、自由空间少，堆肥后蓝藻藻毒数难以大幅度降解的现状，将生物质炭作为蓝藻好氧堆肥调理剂，生物质炭具有多孔性，比表面积大，有很好的保水保肥性，对氮素有吸附固定作用，它可以起到调节物料C/N、含水率、自由空间、堆肥养分等作用，保证堆肥的快速高效进行，生物质炭可以降低铵态氮，全氮的损失，且蓝藻与其好氧堆肥可以降低蓝藻的藻毒数，从而提高种子发芽指数，将蓝藻资源化。本发明堆肥方法降低了蓝藻堆肥过程中铵态氮、全氮的损失，堆肥结束后养分含量达到有机肥标准，提高混合堆题种子发芽指数，从而降低蓝藻藻毒数降低蓝藻藻毒素含量的方法，此法简单，实用，安全环保，且效果显著。
图1、不同比例的生物质炭(小麦秸杆炭，两个处理的水稻壳炭)和蓝藻好氧堆肥过程中铵态氮含量变化的影响。图2、不同比例的生物质炭(小麦秸杆炭，两个处理的水稻壳炭)和蓝藻好氧堆肥过程中全氮含量变化的影响。图3、不同比例的生物质炭(小麦秸杆炭，两个处理的水稻壳炭)和蓝藻好氧堆肥过程总养分(N+P205+K20)含量的变化。图4、不同比例的生物质炭(小麦秸杆炭，两个处理的水稻壳炭)对堆肥后堆体浸提液的种子发芽指数的影响结果柱状图。
具体实施例方式实施例1将打捞的蓝藻与生物质炭(小麦秸杆炭，水稻壳炭)以不同的比例混合，混合后所得蓝藻-小麦秸杆炭混合物、蓝藻-水稻壳炭混合物一，蓝藻-水稻壳炭混合物二的含水率分别为 73.4%,57.5%,50.8%, pH 分别为 8.31,8.59,9.38, C/N 分别为 27.9、19.8、23.4。将混合物分别放入20CmX20CmX34Cm的泡沫箱，再将其放入智能恒温恒湿培养箱中，按照好氧堆肥温度的变化规律，将三种堆肥混合物温度分别在I 16天，I 11天，I 5天内从30°C升到60°C，随后均在高温60°C条件下持续培养7天，然后在4天内将温度从60°C降到20°C，最后在20°C下恒温冷却稳定20天，人为设置恒温恒湿培养箱的温度，将其进行好氧堆肥。三种不同处理的堆肥时间分别为47、42、36天。其中，蓝藻取自南京市中山门外马群狮子坝村156号南京狮麟技师学院打捞的蓝藻，用转速6000r/min的离心机离心十分钟，将蓝藻含水率降到96%， 生物质炭:小麦秸杆炭，水稻壳炭均购自河南省商丘市三利新能源有限公司。种子发芽指数的测定方法:分别取上述三种处理堆肥前和堆肥结束后堆肥混合物样品。蓝藻小麦秸杆炭堆肥处理的样品与水的固液(g/ml)比为1:20，其他两种蓝藻水稻壳炭堆肥处理的样品与水的固液(g/ml)比为1:10。均在150r/min下震荡Ih,在4800r/min下离心lOmin，取上清液5ml于培养皿中的滤纸上，置入40颗小白菜种子(精选四月蔓)，在25°C黑暗培养箱下培养72h后，测定种子发芽率和根长，计算种子发芽指数(GI): GI=(堆肥处理的种子发芽率X种子根长)/ (对照的种子发芽率X种子根长)X 100%。藻毒素对种子发芽的生态毒性存在显著的剂量-效应关系，种子发芽指数的提高可以反映藻毒素含量的降低通过生物质炭和蓝藻不同比例的好氧堆肥，降低蓝藻堆肥过程中铵态氮、全氮的损失(图2)，堆肥结束后达到有机肥料标准(图3)。由图可知水稻壳生物质炭和蓝藻混合好氧堆肥过程中，水稻壳生物质炭相对加入量越高，铵态氮、全氮的损失率越低。通过上述生物质炭和蓝藻不同比例的好氧堆肥，降低堆体中藻毒素的含量，堆肥后的堆体浸提液的种子发芽指数增高，增高的幅度随着生物质炭相对投加量的增加而升高(图4)。但生物质炭相对投 加量增加，成本增加，而且生物质炭具有较高的C/N比，用量过高时，影响好氧堆肥的进程，且增加投入成本，所以，水稻壳炭和蓝藻的投加量比例最好为1:29 (C/N为23.4) 1:33 (C/N为19.8)(蓝藻含水率为96%)。蓝藻和小麦秸杆炭混合好氧堆肥后，也降低堆体中藻毒素的含量，堆肥结束后堆体浸提液的种子发芽指数有明显升高，可认为堆体基本无毒性。
权利要求
1.一种蓝藻堆肥的制作方法，其特征在于将蓝藻与生物质炭混合得蓝藻-生物质炭混合物，将蓝藻-生物质炭混合物于恒温恒湿培养箱中进行好氧堆肥，得蓝藻堆肥；其中蓝藻-生物质炭混合物的含水率为50% 80%，pH为8.0 9.5，C/N为18 30 ;蓝藻-生物质炭混合物于恒温恒湿培养箱中进行好氧堆肥的温度设置为30°C 60°C的升温过程、60°C高温持续过程、60°C 20°C降温过程和20°C冷却稳定过程。
2.根据权利要求1所述的蓝藻堆肥的制作方法，其特征在于所述的蓝藻含水率为96%。
3.根据权利要求1所述的蓝藻堆肥的制作方法，其特征在于所述的蓝藻-生物质炭混合物于恒温恒湿培养箱中进行好氧堆肥的温度设置为5 16天内将温度从30°C升到600C，在高温600C条件下持续培养7天，在4天内将温度从60°C降到20°C，最后在20°C下恒温冷却稳定20天。
4.根据权利要求1 所述的蓝藻堆肥的制作方法，其特征在于所述的生物质炭选自小麦稻杆炭或水稻壳炭。
5.根据权利要求4所述的蓝藻堆肥的制作方法，其特征在于所述的生物质炭为水稻壳炭时，水稻壳炭和蓝藻的投加量比例为1:29 ~ 1:33，C/NS23.4 19.8。
6.根据权利要求5所述的蓝藻堆肥的制作方法，其特征在于好氧堆肥的总时间30 45天，优选35 41天。
7.根据权利要求4所述的蓝藻堆肥的制作方法，其特征在于所述的生物质炭为小麦秸杆炭时，蓝藻-生物质炭混合物的含水率为70% 75%，优选73.4% ;pH为8.2 8.5，优选8.31 ;C/N 为 25 30，优选 27.9。
8.根据权利要求7所述的蓝藻堆肥的制作方法，其特征在于好氧堆肥的总时间45 50天,优选47天。
9.按照权利要求1 8中任一项所述的制作方法制备的蓝藻堆肥。
全文摘要
本发明公开了一种蓝藻堆肥及其制作方法。一种蓝藻堆肥的制作方法，将蓝藻与生物质炭混合得蓝藻-生物质炭混合物，将蓝藻-生物质炭混合物于恒温恒湿培养箱中进行好氧堆肥，得蓝藻堆肥。本发明堆肥方法降低了蓝藻堆肥过程中铵态氮、全氮的损失，堆肥结束后养分含量达到有机肥标准，降低蓝藻藻毒素含量，提高混合堆体种子发芽指数的方法，此法简单，实用，安全环保，且效果显著。
文档编号C05F17/00GK103224418SQ201310074670
公开日2013年7月31日 申请日期2013年3月8日 优先权日2013年3月8日
发明者陶金沙, 李正东, 潘根兴, 李恋卿, 郑聚锋, 张旭辉, 郑金伟 申请人:南京农业大学