專利名稱：一種互花米草的生物酸化濕式儲存方法
技術領域：
本發明屬于資源與環境領域，具體涉及一種互花米草的生物酸化濕式儲存方法。
背景技術：
互花米草(Spartina aterniflora)原產于美國，是一種生長在潮間帶的多年鹽沼植物。1980年代初期，互花米草被引入中國用于保灘護岸、促淤造陸，互花米草引進一度對保護海堤安全，促進沿海地區經濟發展、生態環境的改善和減災等多方面做出了重大貢獻。但經過20多年的發展，互花米草在我國沿海地區形成80-100萬畝得群落，以這種外來入侵種形成的優勢群落，給沿海地區帶來一系列的負面影響。作為一個具有極強繁殖能力的外來物種，互花米草具有生長旺，繁殖快，植株高而密，與本土物種競爭激烈，改變了淤泥質光灘的景觀和本土物種的棲息環境，譬如互花米草侵占灘涂貝類養殖的場所，導致貝類在密集的米草草灘中無法自由活動，健康生長，甚至會窒息死亡；一些貝類不得不遷移至米草草灘外；一些港區也由于互花米草的侵入淤積加快，影響船只出入。在夏秋季互花米草的落葉隨著潮水四處漂移，進入灘涂或淺海的藻類養殖地，就會對紫菜，海帶等海藻的生產與產品的質量產生一定的影響。
互花米草屬于C4植物，具有高效的第一生產力。根據在蘇北和上海兩地多年的研究，互花米草單位面積地上部分收獲產量在蘇北可以達到2.5-3kg/m2，即1600-2000kg/畝；上海地區可以達到3-5kg/m2，即2000-3333kg/畝。目前在良好田間管理的條件下，三大傳統糧食作物及其單產(含秸稈產量)分別為小麥500-600kg/畝，水稻600-1000kg/畝，玉米800-1200kg/畝。在沒有任何人為投入管理的條件下，互花米草幾乎達到傳統作物良好的田間管理產量的2-3倍，如果輔以施肥和人為管理，互花米草可以獲得更高的單位產量。
互花米草如此高效的生產力，已經吸引眾多研究人員、地方政府和民眾，意欲利用其生產力服務和造福于我國人民。但是，在互花米草的開發中，因不同原因沒辦法持續的邊收獲邊利用，必須進行原料儲存。到目前，互花米草的儲存技術一直未能解決，成為制約互花米草開發利用的主要限制因素。因為互花米草含鹽量和含糖量非常高，不易干燥，并且在干燥后非常容易回潮而變質。青貯互花米草技術要求較高，而海岸帶環境條件惡劣，儲存條件難以維持。
發明內容
本發明的目的在于提供一種解決互草米干貯存無法難以實現，青貯存技術條件要求高問題的互花米草的生物酸化濕式儲存方法。
本方法提出的互花米草的生物酸化濕式儲存方法，利用微生物在厭氧濕式條件下迅速轉化互花米草中可厭氧生物降解有機物產生有機酸，降低環境pH值，從而抑制環境中的微生物生長，保證互花米草原料得到良好保存。該方法建造不透水的防雨儲存坑池以備利用，將收割的互花米草地上部分，切碎、搓揉等機械或人工方法進行原料的預處理，投加到發酵裝置中，然后添加一定量接種物，啟動反應，控制的反應條件發酵到發酵液pH值降到5-6，保持pH值，進行半封閉保存以備利用。具體儲存步驟如下 (1)建立生物酸化濕式儲存池，該儲存池的頂部架設防雨覆蓋物；具體可以根據實際情況，在互花米草群落邊緣的海灘靠近路邊，或者距互花米草群落較近的互花米草使用用戶場地內，建造不透水的地下坑體或地上槽體作為生物酸化濕式儲存池，地下坑體也可以利用現有的水塘進行邊坡和塘底加固與防滲改造，建造成地下生物酸化濕式儲存池，地下生物酸化濕式儲存池的周邊必須高于地面，具體標準以當地最大降雨積水不能淹沒持體沿口為基準； (2)互花米草原料預處理； (3)將步驟(2)中經過預處理后的互花米草原料投加到發酵反應裝置中，添加含N元素物質，混合，使混合料的碳氮比為20～30∶1； (4)把步驟(3)中得到的混合料投加到步驟(1)中所建造的生物酸化濕式儲存池內，加入接種物進行接種，接種物加入的干重為互花米草原料干重的3％-5％； (5)向步驟(4)中的生物酸化濕式儲存池中加水，加入量為水面至少高于發酵原料20cm，按2-8次/天的頻率，用泵從儲存池的底部抽取發酵液重新加到儲存池的上部，在自然溫度下進行循環發酵，循環速度為每天液體周轉1-2次； (6)步驟(5)進行3-6天，當儲存池內的發酵液pH值降到5-6，停止循環，在儲存池液面平鋪塑料薄膜，以隔絕液面與空氣的氧交換，進行半封閉保存備用。
本發明提出的一種互花米草的生物酸化濕式儲存方法，是針對儲存過1批的儲存設施，具體儲存步驟如下 (1)互花米草原料預處理； (2)將步驟(1)中經過預處理后的互花米草原料投加到生物發酵酸化儲存池中，同時添加上一批儲存池中抽取的發酵酸液，混合，發酵，發酵酸液的加入量為淹沒原料互花米草表面至少20cm； (3)向步驟(2)中的生物酸化濕式儲存池中按2-8次/天的頻率，用泵從儲存池的底部抽取發酵液重新加到儲存池的上部，在自然溫度下進行循環發酵，循環速度為每天液體周轉1-2次； (4)步驟(3)進行3-6天，當儲存池內的發酵液pH值降到5-6，停止循環，在儲存池液面平鋪塑料薄膜，以隔絕液面與空氣的氧交換，進行半封閉保存備用。
本發明中，所述含N元素物質為尿素、碳酸氫銨或畜禽糞便等中一至多種。
本發明中，所述接種物為沼渣、沼液或厭氧消化污泥等中任一種。
本發明中，所述的互花米草原料的粉碎預處理可以采取以下常規方法將收割后的互花米草地上部分，通過人工或機械方法切成2～3cm的小段；或者通過秸稈搓揉粉碎機對其進行預處理等。
本發明中，所述儲存方法條件下保存的互花米草使用時只要抽出儲存池中的發酵酸液后撈取，進行原料脫水即可使用；或者通過抓撈設備進行水中抓牢后脫水使用。抽出發酵酸液既可以處理排放，也可以再返回儲存池儲存，待下一批互花米草儲存時，直接投加原料進入酸液后即可重新利用，省略步驟(3)中的調整碳氮比、步驟(4)中的接種、步驟(5)中的加水；節省原料。
本發明中，對于大規模儲存互花米草，為保證企業的持續使用互花米草時打撈方便，建造多于1個儲存池。
本發明的優點本發明提供的互花米草儲存方法，與干燥儲存有以下優點不要消耗能量干燥，減少火災隱患，減少地上堆放占地面積大，減少長期儲存中因風化、酶菌生長消耗的有機質原料損失，特別是利用前一次的儲存預留酸液保存時，原料損失少于15％，而干燥儲存最少損失20％；與青貯相比，在達到相同原料保存效果條件下，管理條件粗放、保存穩定性高，管理成本下降。因此，互花米草的生物酸化濕式儲存方法提高互花米草經濟效益、生態效益和改善生態環境等，進行互花米草資源化、無害化和減量化利用的重要技術保障。
具體實施例方式 實施例1在生長互花米草群落海濱的某小型企業在廠區內建立儲存裝置。具體步驟如下 (1)建立100立方地上生物酸化濕式儲存池36個； (2)互花米草原料預處理將收割后的互花米草地上部分，通過機械方法切成2～3cm的小段； (3)向每個地上生物酸化濕式儲存池投加預處理后的含水率為70％新鮮原料25噸kg，并添加尿素150kg，使碳氮比為25∶1。
(4)對每個地上生物酸化濕式儲存池用含水率為80％的生物厭氧污泥100kg進行接種。
(5)向每個生物酸化濕式儲存池中加水，加入量為水80噸，用泵從儲存池的底部以5立方米/h的流速抽取發酵液循環到儲存池的上部進行循環發酵，自然溫度發酵； (6)循環進行3天，儲存池的pH值降到5.56，停止循環，在儲存池液面平鋪塑料薄膜，隔絕液面與空氣的氧交換，保存2個月后開始，每天打撈池內互花米草脫水使用，四個月打撈完所有儲存池中的互花米草。
結果共打撈含水率為65％的互花米草固體606.34噸，每周進行TS、VS的測試，測試結果TS降低21.4±1.5％，VS降低12.1±0.5％。
實施例2某大型企業在某地互花米草群落邊緣的海灘靠近路邊建立互花米草儲存基地。具體步驟如下 (1)利用已經退化的潮水溝，經過改造建立100個200立方地下生物酸化濕式儲存池； (2)投入互花米草原料預處理將收割后的互花米草地上部分，通過機械方法切成2～3cm的小段； (3)向每個地下生物酸化濕式儲存池中投加預處理后的含水率為71.15％新鮮原料52噸，并添加尿素300kg，使碳氮比為25∶1。
(4)向每個生物酸化濕式儲存池中投加用含水率為80％的生物厭氧污泥200kg進行接種。
(5)向每個生物酸化濕式儲存池中加水，加入量為水170噸，用泵從每個儲存池的底部以10立方/h的流速抽取發酵液循環到對應儲存池的上部進行循環發酵，自然溫度發酵； (6)循環進行3天，儲存池的pH值降到5.75，停止循環，保存1個月后開始每天打撈池內互花米草脫水使用，8個月打撈完所有儲存池中的互花米草。
結果共打撈出含水率為65％的互花米草固體3308.57噸，每周進行TS、VS的測試，測試結果TS降低22.8±2％，VS降低12.6±0.6％。
實施例3某大型企業在某地互花米草群落邊緣的海灘靠近路邊建立互花米草儲存基地，儲存1年后的續儲存具體步驟如下 (1)投入互花米草原料預處理將收割后的互花米草地上部分，通過機械方法切成2～3cm的小段； (2)向每個地下生物酸化濕式儲存池中投加預處理后的含水率為71.15％，新鮮原料52噸； (3)向每個生物酸化濕式儲存池中加入前一批儲存時保留的儲存池抽出液，加入量為水170噸，用泵從每個儲存池的底部以10立方/h的流速抽取發酵液循環到對應儲存池的上部進行循環發酵，自然溫度發酵； (6)循環進行3天，儲存池的pH值降到5.75，停止循環，保存1個月后開始每天打撈池內互花米草脫水使用，8個月打撈完所有儲存池中的互花米草。
結果共打撈出含水率為65％的互花米草固體3318.57噸，每周進行TS、VS的測試，測試結果TS降低23.1±2％，VS降低12.5±0.6％。
權利要求
1、一種互花米草的生物酸化濕式儲存方法，其特征在于利用微生物在厭氧濕式條件下迅速轉化互花米草中可厭氧生物降解有機物產生有機酸，降低環境pH值，抑制環境中的微生物生長，保證互花米草原料得到良好保存，其具體儲存步驟如下
(1)建立生物酸化濕式儲存池，該儲存池的頂部架設防雨覆蓋物；
(2)互花米草原料預處理；
(3)將步驟(2)中經過預處理后的互花米草原料投加到發酵反應裝置中，添加含N元素物質，混合，使混合料的碳氮比為20～30∶1；
(4)把步驟(3)中得到的混合料投加到步驟(1)中所建造的生物酸化濕式儲存池內，加入接種物進行接種，接種物加入的干重為互花米草原料干重的3％-5％；
(5)向步驟(4)中的生物酸化濕式儲存池中加水，加入量為水面至少高于發酵原料20cm，按2-8次/天的頻率，用泵從儲存池的底部抽取發酵液重新加到儲存池的上部，在自然溫度下進行循環發酵，循環速度為每天液體周轉1-2次；
(6)步驟(5)進行3-6天，當儲存池內的發酵液pH值降到5-6，停止循環，保存備用。
2、一種互花米草的生物酸化濕式儲存方法，其特征在于對于儲存池內已儲存過1批以上的互花米草，具體儲存步驟如下
(1)互花米草原料預處理；
(2)將步驟(1)中經過預處理后的互花米草原料投加到發酵反應裝置中，同時添加上一批儲存池中抽取的發酵酸液，混合，發酵，發酵酸液的加入量為淹沒原料互花米草表面至少20cm；
(3)向步驟(2)中的生物酸化濕式儲存池中按2-8次/天的頻率，用泵從儲存池的底部抽取發酵液重新加到儲存池的上部，在自然溫度下進行循環發酵，循環速度為每天液體周轉1-2次；
(4)步驟(3)進行3-6天，當儲存池內的發酵液pH值降到5-6，停止循環，保存備用。
3、根據權利要求1或2所述的互花米草的生物酸化濕式儲存方法，其特征在于所述含N元素物質為尿素、碳酸氫銨或畜禽糞便中一至多種。
4、根據權利要求1或2所述的互花米草的生物酸化濕式儲存方法，其特征在于所述接種物為沼渣、沼液或厭氧消化污泥中任一種。
5、根據權利要求1所述的互花米草的生物酸化濕式儲存方法，其特征在于所述互花米草原料粉碎預處理采取將收割后的互花米草地上部分，通過人工或機械方法切成2～3cm的小段；或者通過秸稈搓揉粉碎機對其進行預處理。
6、一種如權利要求1所述儲存方法保存的互花米草使用時只要抽出儲存池中的發酵酸液后撈取，或者通過抓撈設備取出，進行脫水即可；抽出的發酵酸液處理排放，或入儲存池儲存備用。
全文摘要
本發明屬于資源和輕工業技術領域，具體涉及一種互花米草的生物酸化濕式儲存方法。其具體方法是將收割后的互花米草用機械或人工方法切碎、搓揉等碎化后，投入到不滲水的坑池或地上槽體等容器中并壓實，進行接種，并加水直至覆蓋互花米草上表面10cm以上，短期的循環發酵使容器內的pH降至5－6之間，停止循環保持pH在5－6狀態進行半封閉保存備用。該方法使對互花米草存儲更加簡便、經濟和安全，有利于互花米草資源的開發和利用。
文檔編號A01N3/00GK1918957SQ200610116149
公開日2007年2月28日 申請日期2006年9月18日 優先權日2006年9月18日
發明者朱洪光, 王彪, 陳小華, 朱鵬 申請人:同濟大學