[發明專利]一種利用錳超積累修復植物商陸制作含錳有機肥料的方法

有效

• 申請號: 201410074257.1
• 申請日: 2014-03-03
• 公開（公告）號: CN103922822A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 周芬;胡波;李玲;薛丹
• 申請（專利權）人: 江蘇上田環境修復有限公司
• 主分類號: C05F17/00
• 分類號: C05F17/00;C05F11/08
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 朱林

技術領域

本發明涉及一種生物堆肥的方法，特別涉及一種利用錳超積累修復植物商陸制作含錳有機肥料的方法。

背景技術

目前，重金屬污染環境仍在日益加劇，工礦業產生的Mn、Pb、Cd、As等重金屬備受關注。錳在冶金、陶瓷、玻璃、電池、防腐材料、汽油防爆劑和農藥等方面廣泛使用，隨著環保意識的提高，工業生產過程的錳污染和錳礦開采引起的土壤、地表水以及地下水的錳污染日益引起關注，尤其近些年錳污染事件層出不窮，如湘渝黔“錳三角”污染事件（2005年）、靖州錳污染事件（2009年）、岷江流域錳污染事件（2011年）、廣西懷江錳污染事件（2013年）、貴州小黃八錳礦山錳污染事件（2013年）等。流域水體錳污染以及錳礦渣堆棄引起的錳污染致使農田錳污染越來越多，嚴重影響了土壤質量。因此，土壤錳污染亟待解決。

自20世紀80年代以來，植物修復以治療效果的永久性、治理過程的原位性、治理成本的低廉性，環境美學的兼容性、后期處理的簡易性等特點，開始進入產業化初期階段，且因其獨特技術及經濟優勢，逐步發展成為污染治理的重要途徑之一。雖然植物修復有其得天獨厚的優勢，但是目前對于植物修復后的植物體多采取集中焚燒和掩埋等處理方式，這可能會引起空氣和土壤的二次污染。修復后的植物體如何資源化利用也一直是困擾廣大科研和環保技術人員的難題。本發明針對以上問題，以商陸為主要研究對象，將為錳污染土壤植物修復提供一條減量化、無害化的有效途徑，為錳污染土壤修復后植物體資源化應用提供理論依據和應用實例支撐。

商陸(PhytolaccaacinosaRoxb.)屬于商陸科多年生草本植物，是一種生物量大、生長快、地理分布廣、適應性強的錳超積累植物，在中國的大部分地區都可生長，朝鮮、日本、印度也有分布。在錳尾礦廢棄地野生商陸高達0.5-1.5m，其地上部生物量平均可達400g/株和7t/公頃，一些生長在富錳礦區和低錳土壤上的植物錳含量在1000-5000mg/kg，而商陸吸收的87%-95%Mn都轉移至地上莖葉部（薛生國.?超級累植物商陸的錳富集機制及其對污染水體的修復潛力[D],?浙江大學.?2005.）。錳尾礦廢棄地調查的結果表明，商陸葉片的錳含量可高達19299mg/kg（薛生國,?陳英旭,?林琦,?徐圣友,?王遠鵬.中國首次發現的錳超積累植物-商陸[J].?生態學報,?2003,?23(5):935-937.），其中莖中水提取態Mn含量達總錳的55-86%，且葉片中的水提取態Mn高達總錳的83-91%（徐向華.?超積累植物商陸吸收累積錳機理研究?[D].?浙江大學,?2006.）。由此可見，商陸是錳污染土壤植物修復應用以及用于研制生物有機錳肥前景很好的一種植物。商陸地上部主要由纖維素、半纖維素以及木質素構成，三者所占的比例分別為50%，20%-30%和14%-20%，其C/N比較高，難以腐熟，所以，將收割后的商陸制成有機肥料以及利用還缺乏適當的方式。目前針對纖維素、半纖維素、木質素含量較高的原料多采用好氧、厭氧以及好氧與厭氧結合的發酵工藝，其中各種微生物的處理效果也不盡相同。

生物堆肥主要利用多種微生物的作用，將植物有機殘體，進行礦質化、腐殖化和無害化，使各種復雜的有機態的養分轉化為可溶性養分和腐殖質。同時利用堆肥時所產生的高溫（60-70℃）來殺死原材料中所帶來的病菌、蟲卵和雜草種子，達到無害化的目的。其堆肥產生的有機肥料，所含營養物質比較豐富，且肥效長而穩定，同時有利于促進土壤固粒結構的形成，能增加土壤保水、保溫、透氣、保肥的能力，而且與化肥混合使用又可彌補化肥所含養分單一，使土壤板結，保水、保肥性能減退的缺陷。堆肥過程中如何選擇合適的微生物菌群來有效降解纖維素、半纖維素和木質素是堆肥的關鍵。白腐真菌（white?rot?fungi）在分類學上絕大多數屬于擔子菌綱（basidiomycetes），少數為子囊菌綱（Ascomycetes）。在適宜的條件下，白腐菌菌絲可以逐漸降解纖維素、半纖維素和木質素，白腐菌分泌木質素降解酶系的同時，還有纖維素酶、半纖維素酶、果膠酶等活性酶，比木霉、曲霉等更適合分解天然的木質纖維素物質（木質素、纖維素以及半纖維素）。