微藻-生物炭復(fù)合生物肥及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種微藻-生物炭復(fù)合生物肥的制備方法，步驟包括：（1）分離土壤結(jié)皮中的代表性光合微生物，制備專屬培養(yǎng)基；（2）在光生物反應(yīng)器中，利用專屬培養(yǎng)基篩選、培養(yǎng)具有高固氮能力和高固碳能力的藻種；（3）富集微藻；（4）規(guī)模化養(yǎng)殖微藻；（5）收集活性微藻；（6）收集生物質(zhì)熱解所得的生物炭，并干化處理；（7）將活性微藻和生物炭復(fù)配，制備微藻-生物炭基質(zhì)肥。本發(fā)明還公開了用上述方法制備的生物肥。本發(fā)明以高固氮能力的微藻與富含有機(jī)碳的熱解生物炭為主要基質(zhì)制備微藻-生物炭復(fù)合生物肥，充分發(fā)揮了固氮微藻和生物炭各自的優(yōu)勢(shì)，不僅實(shí)現(xiàn)了土壤的有效改良和修復(fù)，還有利于推動(dòng)綠色低碳農(nóng)業(yè)的發(fā)展。
【專利說(shuō)明】微藻-生物炭復(fù)合生物肥及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生物領(lǐng)域，特別是涉及一種生物基復(fù)合有機(jī)肥及其生產(chǎn)方法。

【背景技術(shù)】
[0002]土壤是維持地球表層生態(tài)系統(tǒng)生物量的物質(zhì)基礎(chǔ)，是不可脫離的自然資源和環(huán)境，同時(shí)還為人類提供包括糧食在內(nèi)的各種農(nóng)業(yè)、林業(yè)以及醫(yī)藥原料產(chǎn)品。然而，隨著我國(guó)以集約利用為特征的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)土地資源環(huán)境和人類生存的威脅日益顯現(xiàn)。集約式現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的主要特點(diǎn)是通過(guò)農(nóng)用化學(xué)品(主要是農(nóng)藥和化肥等)的高投入來(lái)保障和提高糧食作物的產(chǎn)量。我國(guó)化肥和農(nóng)藥的總用量居世界之首，單位土壤面積使用量分別為世界平均水平的3倍和2倍。農(nóng)膜的年平均殘留量高達(dá)35萬(wàn)噸，殘膜率達(dá)40%。大量研究表明，集約農(nóng)業(yè)模式導(dǎo)致土壤生態(tài)系統(tǒng)組成趨于單一化，系統(tǒng)生產(chǎn)力和穩(wěn)定性需要巨大代價(jià)才能得以保持。長(zhǎng)期施用化肥導(dǎo)致的速效養(yǎng)分積累和養(yǎng)分失衡現(xiàn)象已經(jīng)相當(dāng)嚴(yán)重，并且這種狀況仍將持續(xù)下去，大量使用農(nóng)藥、除草劑也使農(nóng)田土壤中這些化學(xué)品的殘留量日益增加，對(duì)土壤資源環(huán)境構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。
[0003]雖然我國(guó)人均耕地面積僅為1.43畝，顯著低于世界平均水平，且中低產(chǎn)耕地土壤占總量的65%，但是我國(guó)在東部沿海具有較為廣闊的鹽堿地，在西部地區(qū)具有較大面積的沙化土地，這些都是我國(guó)的潛在土地資源。因此，如何緩解并阻止農(nóng)業(yè)集約化導(dǎo)致的土壤及農(nóng)業(yè)資源基礎(chǔ)和環(huán)境加速惡化的趨勢(shì)、將東部沿海鹽堿地和西部沙化土地等潛在土地資源改良為可用耕地，提高我國(guó)土壤質(zhì)量，維護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定性和可持續(xù)性，保障食品的安全性以及生命支撐系統(tǒng)的良好狀態(tài)，是當(dāng)前迫切需要解決的重大課題。
[0004]目前，針對(duì)土壤退化的主要解決措施包括:物理技術(shù)、化學(xué)技術(shù)以及生物修復(fù)技術(shù)等。這些方法在一定程度上可以緩解土壤退化問(wèn)題，但是仍存在以下缺點(diǎn):(a)物理修復(fù)技術(shù)不能從本質(zhì)上改善土壤肥力，而且相關(guān)設(shè)備價(jià)格昂貴、處理成本過(guò)高；(b)化學(xué)修復(fù)法只能在短時(shí)間改變退化土壤性質(zhì)，而且一般化學(xué)修復(fù)技術(shù)都需要用水，所以修復(fù)場(chǎng)地要求靠近水源，同時(shí)因需要處理廢水而增加成本；(C)生物修復(fù)法可增加有機(jī)質(zhì)含量、減少鹽堿土壤的鹽度和堿度，但是其修復(fù)周期較長(zhǎng)，監(jiān)控和管理較為困難，且修復(fù)后土地一般只能作為綠化帶。
[0005]微藻是自然界中存在的天然固氮生物，是地球生態(tài)圈中氮循環(huán)的重要環(huán)節(jié)，其分布廣泛，可以在沙漠和鹽堿地等極端環(huán)境生存。固氮微藻通過(guò)其細(xì)胞中固氮酶的作用，將大氣中游離態(tài)的分子氮還原成可供植物利用的氮素化合物，同時(shí)在其生長(zhǎng)繁殖過(guò)程中不斷分泌出氨基酸、多肽等含氮化合物和活性物質(zhì)，加之固氮微藻死亡后釋放出大量的氨態(tài)氮，因而可大大增加土壤肥力。
[0006]生物炭是農(nóng)林廢棄物經(jīng)高溫?zé)峤夂螽a(chǎn)生的一種穩(wěn)定的、富含碳的固相產(chǎn)物。生物炭的多孔性和表面特性能夠?yàn)橥寥牢⑸锾峁└街稽c(diǎn)和較大空間，同時(shí)調(diào)控土壤微環(huán)境的理化性質(zhì)，影響和調(diào)控土壤微生物的生長(zhǎng)、發(fā)育和代謝，進(jìn)而改善土壤結(jié)構(gòu)。生物炭本身富含有機(jī)碳，但是其礦質(zhì)養(yǎng)分含量通常偏低，其對(duì)土壤養(yǎng)分的補(bǔ)充作用不如一般肥料明顯，且不同材料生物炭的礦質(zhì)養(yǎng)分含量存在較大差異。雖然生物炭本身可直接施入土壤達(dá)到改善土壤肥力、增加作物產(chǎn)量的目的，但是由于生物炭的C/N高于其他有機(jī)質(zhì)，使其在土壤中的轉(zhuǎn)化需要大量的N，嚴(yán)重地影響和制約了土壤N的供給。當(dāng)生物炭施入土壤之后，會(huì)和作物爭(zhēng)奪N，從而降低N的有效性。而且，生物炭直接施用于農(nóng)田，其效果需要一定時(shí)間才能實(shí)現(xiàn)，在追求糧食增產(chǎn)和提高效益的現(xiàn)實(shí)驅(qū)動(dòng)下，單純依靠生物炭增加土壤肥力或改良土壤還存在一定難度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題之一是提供一種微藻-生物炭復(fù)合生物肥的制備方法，它可以改良和修復(fù)土壤，增加土壤肥力，提高種植物產(chǎn)量。
[0008]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的微藻-生物炭復(fù)合生物肥的制備方法，包括以下步驟:
[0009](I)分離土壤結(jié)皮中的代表性光合微生物，制備能代表該土壤原生微生物群落結(jié)構(gòu)的屬地藻種專屬培養(yǎng)基；
[0010](2)在光生物反應(yīng)器中，利用步驟(I)所得的培養(yǎng)基篩選、培養(yǎng)具有高固氮能力和高固碳能力的微藻藻種；
[0011](3)富集步驟(2)培養(yǎng)的微藻；
[0012](4)在保持微藻活性的條件下，規(guī)模化養(yǎng)殖步驟(3)富集的微藻；
[0013](5)收集活性微藻；
[0014](6)收集生物質(zhì)熱解所得的生物炭，并干化處理；
[0015](7)將步驟(5)中的活性微藻和步驟(6)中的生物炭復(fù)配，得到微藻-生物炭復(fù)合生物肥。
[0016]步驟(3)，可以采用重力沉淀、過(guò)濾、氣浮或離心的方法富集微藻。
[0017]步驟(4)，可以采用新型薄層干燥技術(shù)、空氣干燥技術(shù)、噴霧干燥技術(shù)、真空干燥技術(shù)或冷凍干燥技術(shù)處理微藻，以保持微藻活性。
[0018]步驟(7)，微藻-生物炭復(fù)合生物肥中微藻占0.1-80%ο
[0019]為了便于包裝、存儲(chǔ)、裝運(yùn)以及最終的土壤施用，可以對(duì)微藻-生物炭復(fù)合生物肥進(jìn)行粉碎化處理，將微藻-生物炭復(fù)合生物肥處理成薄片狀、粉末狀或者顆粒狀。
[0020]根據(jù)土壤類型，還可以將微藻-生物炭復(fù)合生物肥與占總肥料的比例為0-99.9%的有機(jī)肥、禽畜糞便、速效肥、礦渣、農(nóng)作物廢棄物或生物質(zhì)熱解殘?jiān)鼜?fù)配。
[0021]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題之二是提供用上述方法制備的微藻-生物炭復(fù)合生物月巴。該微藻-生物炭復(fù)合生物肥以微藻和生物質(zhì)熱解所得的生物炭為主要作用基質(zhì)，并可以針對(duì)不同土壤類型(板結(jié)或貧瘠土壤、鹽堿土壤、酸化土壤、受污染土壤等)，輔以其它常規(guī)有機(jī)肥、禽畜糞便、速效肥、礦渣、農(nóng)作物廢棄物或木醋、竹醋類生物質(zhì)熱解殘?jiān)?br> [0022]本發(fā)明以高固氮能力的微藻與富含有機(jī)碳的熱解生物炭為主要基質(zhì)制備微藻-生物炭復(fù)合生物肥，與傳統(tǒng)土壤肥料相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
[0023]1.可以充分發(fā)揮固氮微藻和生物炭各自的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)土壤的改良和修復(fù)，克服生物炭直接施用的缺陷；
[0024]2.綠色低碳，可以減少化肥農(nóng)藥施用量，提高土壤肥力和種植植物產(chǎn)量；
[0025]3.可以通過(guò)光合作用固定空氣中的CO2 (年固碳量達(dá)10g C02/m2/年以上)，實(shí)現(xiàn)土壤有機(jī)質(zhì)含量的增加；
[0026]4.可提高土壤酶活性，有利于提高土壤的吸收性能、緩沖性能和抗逆性能，將土壤顆粒膠結(jié)起來(lái)，變成穩(wěn)定的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，改善土壤的物理、化學(xué)和生物特性，提高土壤保水、保肥和透氣性能，為作物生長(zhǎng)創(chuàng)造良好的土壤環(huán)境；
[0027]5.生物肥中含有多種微量元素，其營(yíng)養(yǎng)元素比較安全，而且這些物質(zhì)是無(wú)毒、無(wú)害、無(wú)污染的自然物質(zhì)，為生產(chǎn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、無(wú)污染的綠色有機(jī)食品提供了必須條件，可以提高所種植作物的附加值30%以上；
[0028]6.微藻可通過(guò)礦化有機(jī)磷增加土壤有效磷含量，為其他微生物的生存提供環(huán)境條件，從而有利于構(gòu)建具有廣適性的土壤微生物群落結(jié)構(gòu)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1是本發(fā)明的微藻-生物炭復(fù)合生物肥的制備流程示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0030]為對(duì)本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)與功效有更具體的了解，現(xiàn)結(jié)合附圖，詳述如下:[0031 ] 實(shí)施例1微藻-生物炭基肥輔以農(nóng)作物廢棄物改良沙化/沙漠化土壤
[0032]用BGll缺氮培養(yǎng)基平板法從沙化土壤結(jié)皮中多次分離純化出微鞘藻。在60L光生物反應(yīng)器(1%C02，LED燈光照強(qiáng)度60 μ mo I光子.m_2.s^,25°C )中用上述制備的專屬培養(yǎng)基進(jìn)行放大培養(yǎng)7天，以篩選、培養(yǎng)具有高固氮能力和高固碳能力的微藻藻種。生物量達(dá)到0.9g/L后，用重力沉淀的方法富集微藻并進(jìn)行規(guī)?；B(yǎng)殖。然后，用新型薄層(RW)干燥技術(shù)處理，收集活性微藻，按照微藻:生物炭:農(nóng)作物廢棄物等于15:35:50的質(zhì)量比配制復(fù)合生物肥。
[0033]施用該復(fù)合生物肥后，取得以下效果:
[0034]1.能有效改良沙質(zhì)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，土壤中I?5mm的團(tuán)聚體含量可升高5%以上，隨著此微藻-生物炭基肥施用量的增加和土培時(shí)間的延長(zhǎng)，土壤大粒級(jí)顆粒含量呈顯著增加趨勢(shì)，小粒級(jí)含量則呈現(xiàn)減少趨勢(shì)。
[0035]2.能有效降低沙質(zhì)土壤容重，土壤容重降幅約3%?5%。
[0036]3.能有效改良沙質(zhì)土壤的持水性能，對(duì)于耕作層(O?20cm) 土壤含水率可提高20%以上。沙質(zhì)土壤施用此微藻生物肥后，土壤持水性能比對(duì)照增加10%。
[0037]4.土壤的空隙率和呼吸能力可提高約5%?10% ;土壤的黏性可提高5%以上。土壤有機(jī)質(zhì)含量增加8%，其氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素的含量呈明顯上升的趨勢(shì)。
[0038]5.能增加土壤營(yíng)養(yǎng)成分含量，增強(qiáng)土壤保肥能力，改善土壤理化性質(zhì)，改良土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤生長(zhǎng)能力和植物在沙化/沙漠化土壤的存活率(改良后，土壤上種植植物的存活率提高20%以上)。
[0039]實(shí)施例2微藻-生物炭基肥輔以有機(jī)肥及速效肥改良板結(jié)或貧瘠土壤
[0040]用BGll缺氮培養(yǎng)基平板法從板結(jié)土壤結(jié)皮中多次分離純化出念珠藻。在60L光生物反應(yīng)器(2%C02，LED燈光照強(qiáng)度10ymol光子.m_2.s_\ 25°C )中，用上述制備的可代表屬地板結(jié)或貧瘠土壤環(huán)境的專屬培養(yǎng)基進(jìn)行放大培養(yǎng)7天，以篩選、培養(yǎng)具有高固氮能力和高固碳能力的微藻藻種。生物量達(dá)到1.2g/L后，用過(guò)濾的方法富集微藻，并進(jìn)行規(guī)?；B(yǎng)殖，然后用真空冷凍干燥技術(shù)過(guò)夜處理微藻，以使微藻保持活性。最后，收集活性微藻，按照微藻:生物炭:有機(jī)肥:速效肥等于10:30:50:10的質(zhì)量比配制形成復(fù)合生物肥。
[0041]在此復(fù)合生物肥配方中，土壤微藻具有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力，能夠充分利用環(huán)境條件進(jìn)行自身的生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖，發(fā)揮改造貧瘠土壤的作用；生物炭能延長(zhǎng)傳統(tǒng)有機(jī)肥、速效肥養(yǎng)分的釋放期，降低土壤養(yǎng)分的淋失損失；有機(jī)肥和速效肥能消除生物炭養(yǎng)分不足的缺陷。施用該肥后，取得了以下效果:
[0042]1.板結(jié)土壤的松軟度明顯改善，其表層明顯板結(jié)的情形消失，土壤粒度分布更加均勻。土壤的呼吸特性提高5%以上，容重降低3%以上。
[0043]2.能有效增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，有機(jī)質(zhì)含量可提高20%左右。土壤微藻在其生命活動(dòng)過(guò)程中可持續(xù)補(bǔ)充土壤有機(jī)物；其代謝活動(dòng)結(jié)束后，土壤微藻生命活動(dòng)中累積的細(xì)胞和胞內(nèi)物直接補(bǔ)充土壤有機(jī)物含量。此微藻生物肥中的生物炭能吸附微藻釋放的土壤有機(jī)物，通過(guò)表面催化活性促進(jìn)有機(jī)分子聚合形成土壤有機(jī)質(zhì)。
[0044]3.能將土壤中的有效磷含量增加1.5倍以上。微藻死亡并被土壤細(xì)菌分解后可釋放有效態(tài)磷。同時(shí)，土壤微藻對(duì)有機(jī)磷的礦化作用以及提高土壤PH的功能也促進(jìn)了土壤中有效磷的增加。
[0045]4.能有效提高土壤中全氮含量，全氮含量可提高15%以上。此微藻生物肥配方中的微藻為固氮藍(lán)藻，可通過(guò)固氮酶將空氣中的氮轉(zhuǎn)化為土壤氮，從而增加土壤全氮含量，增強(qiáng)土壤肥力。
[0046]5.具有較高的普適性和高效性，可在所需改良土壤的周邊區(qū)域，根據(jù)土壤養(yǎng)分現(xiàn)狀和土壤肥力現(xiàn)狀，就地取材，用當(dāng)?shù)氐挠袡C(jī)肥和速效肥直接進(jìn)行復(fù)配后施用。
[0047]6.能有效提高土壤作物的產(chǎn)量，同等種植植物平均產(chǎn)量約可提高20%以上。
[0048]實(shí)施例3微藻-生物炭基肥輔以堿性礦渣改良酸化土壤
[0049]用BGll缺氮培養(yǎng)基平板法從酸化土壤結(jié)皮中多次分離純化出魚腥藻。在60L光生物反應(yīng)器(1.5%C02, LED燈光照強(qiáng)度60 μ mo I光子.πΓ2.s^,25°C )中，用上述制備的可代表屬地酸化土壤環(huán)境的專屬培養(yǎng)基進(jìn)行放大培養(yǎng)7天，以篩選、培養(yǎng)具有高固氮能力和高固碳能力的微藻藻種。生物量達(dá)到1.0g/L后，用4000Xg離心的方法富集微藻，并進(jìn)行規(guī)模化養(yǎng)殖。然后，進(jìn)行噴霧干燥處理，以使微藻保持活性。最后，收集微藻，按照微藻:生物炭:堿性礦渣(pH值9-12，含質(zhì)量比35%的CaCl2、40%的CaC03、25%的CaSO4):農(nóng)作物廢棄物等于15:25:30:30的質(zhì)量比配制形成復(fù)合生物肥。
[0050]施用該肥后，取得以下效果:
[0051]1.能有效提高土壤耕作層(0-20cm)的pH值，使pH值上升0.6-1.5個(gè)單位以上。堿性礦渣具有顯著提高酸性土壤PH的功能，而且活性微藻也可通過(guò)光合作用固定空氣中的CO2以及吸收碳酸氫鹽中的CO2，使碳酸氫鹽轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓猁}，以及通過(guò)分泌出堿性胞外物來(lái)堿化周圍環(huán)境，從而提高土壤pH值。
[0052]2.堿性礦渣中的鈣離子能彌補(bǔ)酸性土壤中堿土金屬不足的缺陷，同時(shí)鈣質(zhì)的補(bǔ)充能增加土壤中中量營(yíng)養(yǎng)元素，促進(jìn)植物的生長(zhǎng)發(fā)育。
[0053]3.生物炭能阻礙酸性土壤中鋁離子對(duì)植物生長(zhǎng)的抑制，降低其對(duì)有機(jī)和游離磷的影響，使植物生長(zhǎng)必須的營(yíng)養(yǎng)元素磷充分參與植物的生長(zhǎng)代謝。此類生物肥也能降低鑰等微量元素的流失，從而有效提高土壤的產(chǎn)能和相應(yīng)作物的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。
[0054]4.能有效增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，有機(jī)質(zhì)含量可提高20%以上。土壤微藻的死亡能使土壤有機(jī)物得到補(bǔ)充，而且生物炭能吸附土壤中的小分子有機(jī)物，并聚合形成土壤有機(jī)質(zhì)。
[0055]5.能有效提高土壤作物的產(chǎn)量，同等種植植物平均產(chǎn)量約可提高15%以上。
[0056]6.能有效減少傳統(tǒng)肥料的施用量，約可減少10%的傳統(tǒng)化肥施用量。
[0057]實(shí)施例4鹽堿土壤改良
[0058]用BGll缺氮培養(yǎng)基平板法從鹽堿土壤結(jié)皮中多次分離純化出念珠藻。在60L光生物反應(yīng)器(1%C02，LED燈光照強(qiáng)度80 μ mo I光子.m_2.s—1，25 V )中，用上述制備的可代表屬地鹽堿土壤環(huán)境的專屬培養(yǎng)基進(jìn)行放大培養(yǎng)7天，以篩選、培養(yǎng)具有高固氮能力和高固碳能力的微藻藻種。生物量達(dá)到0.9g/L后，用4000Xg離心的方法富集微藻，并進(jìn)行規(guī)模化養(yǎng)殖。然后，用真空冷凍干燥技術(shù)過(guò)夜處理微藻，以使微藻保持活性。最后，收集微藻，按照微藻:農(nóng)作物廢棄物:生物炭:木醋液等于10:40:35:15的比例配制形成復(fù)合生物肥。配方中的木醋液為生物質(zhì)熱解過(guò)程獲得，PH值為2.0?4.0，配比為15%。
[0059]施用該肥后，取得以下效果:
[0060]1.由于木醋液呈現(xiàn)明顯酸性，因此能將鹽堿土壤耕作層(0-20cm)的pH值降低0.5?1.0個(gè)單位以上。
[0061]2.生物炭的微空和高比表面積能增加土壤的透氣性能，能將土壤鹽分含量降低5%?20%以上。
[0062]3.可以增加土壤0.25?2mm級(jí)團(tuán)粒的百分含量，約可增加5%以上，從而可使土壤持水能力提高30%以上。土壤大團(tuán)粒組分的提高，有助于提高土壤團(tuán)聚體含量，使土壤結(jié)構(gòu)性能變好。土壤團(tuán)聚體的增加可以改善土壤的通氣性和透水性，從而提高土壤持水能力。
[0063]4.能有效增加土壤微生物活性，土壤微生物量約可增加35%以上。
[0064]5.能將土壤有機(jī)質(zhì)含量提高25%以上。
[0065]6.土壤的黏性明顯改善，土壤肥力的保持能力和捕積能力提高20%以上。
[0066]6.能使土壤種植植物的抗病蟲害能力提高50%以上，減少農(nóng)藥施用量約10%以上。
[0067]7.能有效提高土壤作物的產(chǎn)量，同等種植植物平均產(chǎn)量約可提高20%以上。
[0068]實(shí)施例5微藻-生物炭基肥修復(fù)重金屬或有機(jī)物污染土壤
[0069]用BGll缺氮培養(yǎng)基平板法從污染土壤結(jié)皮中多次分離純化出念珠藻。在60L光生物反應(yīng)器(1%C02，LED燈光照強(qiáng)度80μπιΟ1光子.πΓ2中，用上述制備的可代表屬地污染土壤環(huán)境的專屬培養(yǎng)基進(jìn)行放大培養(yǎng)7天，以篩選、培養(yǎng)具有高固氮能力和高固碳能力的微藻藻種。生物量達(dá)到0.9g/L后，用4000Xg離心的方法富集微藻，并進(jìn)行規(guī)模化養(yǎng)殖。然后，用真空冷凍干燥技術(shù)過(guò)夜處理微藻，以使微藻保持活性。最后，收集微藻，按照微藻:農(nóng)作物廢棄物:生物炭等于25:45:30的比例配制形成復(fù)合生物肥。
[0070]施用該肥后，取得以下效果:
[0071]1.生物肥在土壤中分解，可轉(zhuǎn)化為各種腐殖酸物質(zhì)，腐殖酸的高陽(yáng)離子代換量以及很好的絡(luò)合吸附性能可以對(duì)重金屬離子有很好的絡(luò)合吸附作用。
[0072]2.由于生物炭具有較大的比表面積和較高的表面能，具有結(jié)合重金屬離子的強(qiáng)烈傾向，因此能夠較好地去除土壤中的重金屬。
[0073]3.微藻具有顯著增加土壤微生物量的功能，土壤微生物量的增加能改善土壤的生物活性，提高土壤的自我修復(fù)能力，促使土壤自我凈化。這些土壤作物根系的微生物能通過(guò)代謝活動(dòng)降解土壤有機(jī)污染物(對(duì)多環(huán)芳烴的降解率可達(dá)90%以上)，從而能夠有效修復(fù)土壤有機(jī)污染。
[0074]4.生物炭具有較強(qiáng)的有機(jī)污染物吸附功能，可以減少土壤環(huán)境中有機(jī)污染物的轉(zhuǎn)化和降低其生物有效性。
[0075]5.能提高土壤有機(jī)質(zhì)含量、土壤肥力、土壤微生物活性和土壤作物產(chǎn)量。
【權(quán)利要求】
1.微藻-生物炭復(fù)合生物肥的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)分離土壤結(jié)皮中的代表性光合微生物，制備能代表該土壤原生微生物群落結(jié)構(gòu)的屬地藻種專屬培養(yǎng)基； 2)在光生物反應(yīng)器中，利用步驟I)所得的培養(yǎng)基篩選、培養(yǎng)具有高固氮能力和高固碳能力的微藻藻種； 3)富集步驟2)培養(yǎng)的微藻； 4)在保持微藻活性的條件下，規(guī)?；B(yǎng)殖步驟3)富集的微藻； 5)收集活性微藻； 6)收集生物質(zhì)熱解所得的生物炭，并干化處理； 7)將步驟5)中的活性微藻和步驟6)中的生物炭復(fù)配，得到微藻-生物炭復(fù)合生物肥。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟I)，采用缺氮培養(yǎng)基平板法分離土壤結(jié)皮中的代表性光合微生物。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2)，光生物反應(yīng)器條件為:1-15%C02，LED 燈光照強(qiáng)度 20-500 μ mo I 光子.πΓ2.s-1，20-35。。。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟3)，采用重力沉淀、過(guò)濾、氣浮或離心的方法富集微藻。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟4)，采用薄層干燥技術(shù)、空氣干燥技術(shù)、噴霧干燥技術(shù)、真空干燥技術(shù)或冷凍干燥技術(shù)處理微藻，保持微藻活性。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟7)，微藻-生物炭復(fù)合生物肥中微藻占0.1%-80%。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟7)之后還包括步驟8):對(duì)微藻-生物炭復(fù)合生物肥粉碎化處理。
8.如權(quán)利要求1或7所述的方法，其特征在于，還包括步驟:根據(jù)土壤類型，將微藻-生物炭復(fù)合生物肥與有機(jī)肥、禽畜糞便、速效肥、礦渣、農(nóng)作物廢棄物或生物質(zhì)熱解殘?jiān)鼜?fù)配。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，用于復(fù)配的有機(jī)肥、禽畜糞便、速效肥、礦渣、農(nóng)作物廢棄物或生物質(zhì)熱解殘?jiān)伎偡柿系谋壤秊?-99.9%。
10.用權(quán)利要求1至9任何一項(xiàng)所述方法制備的微藻-生物炭復(fù)合生物肥，其特征在于，以微藻和生物質(zhì)熱解所得的生物炭為主要作用基質(zhì)。
11.如權(quán)利要求10所述的微藻-生物炭復(fù)合生物肥，其特征在于，還包括有機(jī)肥、禽畜糞便、速效肥、礦渣、農(nóng)作物廢棄物或生物質(zhì)熱解殘?jiān)?br> 【文檔編號(hào)】C05F11/08GK104446691SQ201310441423
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月24日
【發(fā)明者】孫予罕, 非羅科, 趙權(quán)宇, 胡剛, 范衛(wèi)堯, 孫鼎堃, 肖亞寧, 王東飛 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海高等研究院, 上海晉岳生物技術(shù)有限公司, 山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司, ?？速悩?lè)公司