本發(fā)明涉及蚯蚓堆肥，具體涉及一種降低蚯蚓堆肥中可利用態(tài)cu、zn含量的方法。
背景技術(shù)：
全國每年因養(yǎng)殖產(chǎn)生zn總量達(dá)250.36萬噸，cu總量達(dá)171.84噸，其中有95％左右的cu2+和zn2+伴隨畜禽糞便及尿液排出，豬糞中cu和zn的平均濃度分別為452.2mgkg-1和656.2mgkg-1。并且，我國對養(yǎng)殖廢棄物的綜合利用率不到60％，全年未經(jīng)利用的養(yǎng)殖廢棄物中zn總量達(dá)到142.71萬噸，cu總量97.95萬噸。
由于豬糞堆肥中重金屬銅、鋅等含量較高，用其作為有機(jī)肥施用容易導(dǎo)致土壤重金屬銅、鋅等大量積累，甚至影響到農(nóng)產(chǎn)品安全和人體健康。許多研究認(rèn)為，土壤中重金屬的有效態(tài)含量與重金屬通過生物鏈進(jìn)入植物體的可能性成正比。所以，降低堆肥中重金屬的活性將有效地減少重金屬在植物體內(nèi)的累積。因此如何有效降低豬糞堆肥中重金屬銅、鋅等有效性日益受到廣泛的關(guān)注。
堆肥是一個(gè)腐殖化的過程，有機(jī)質(zhì)在生物的作用下進(jìn)行礦化分解，并同時(shí)合成新的更穩(wěn)定的有機(jī)物。在這個(gè)過程中，由于溫度升高和有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)變改變了重金屬的形態(tài)。有研究表明，經(jīng)過堆肥后，有機(jī)固體廢棄物中重金屬的活性被鈍化，可以有效地降低其生物有效性。
蚯蚓是土壤中的主要?jiǎng)游镱惾?，蚯蚓活動可以保持土壤通氣、維持土壤肥力、提高土壤透氣保水，可改善土壤結(jié)構(gòu)，促進(jìn)土肥相融，加快有機(jī)質(zhì)的分解，促進(jìn)土壤團(tuán)聚體的生成，有效提高土壤的排水能力和保肥能力。但蚯蚓堆肥并不能大幅度地鈍化重金屬。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種降低蚯蚓堆肥中可利用態(tài)cu、zn含量的方法，使得cu、zn的分配率有效地降低。
本發(fā)明所提供的技術(shù)方案為：
一種降低蚯蚓堆肥中可利用態(tài)cu、zn含量的方法，包括如下步驟：
1)對動物糞便采用脫水烘干處理，使得含水率在15％以下；
2)將生物炭加入到脫水烘干處理后的動物糞便中，加水保持含水率至50～70％，得到底料；
3)將底料鋪設(shè)在養(yǎng)殖床的土壤上，繼續(xù)往底料中放入蚯蚓，并在底料表層鋪設(shè)薄土將其覆蓋，進(jìn)行蚯蚓堆肥。
上述技術(shù)方案中，采用蚯蚓堆肥和鈍化劑協(xié)同作用降低動物糞便中可利用態(tài)cu、zn含量。蚯蚓在糞便堆肥過程中可以影響有機(jī)質(zhì)含量、土壤機(jī)械組成和ph，這些因素都與重金屬的形態(tài)密切相關(guān)，并且蚯蚓的生理活動也受環(huán)境中重金屬的影響，通常堆肥底料中的重金屬cu和zn不得超過500mg/kg和1000mg/kg；此方案中，聯(lián)合鈍化劑以及蚯蚓堆肥處理后，重金屬cu呈現(xiàn)：可氧化態(tài)cu>殘?jiān)鼞B(tài)cu>可還原態(tài)cu>可交換態(tài)cu，可氧化態(tài)cu含量占主導(dǎo)地位，其分配率占50％以上；而zn呈現(xiàn)與cu不同的規(guī)律，主要表現(xiàn)為：可交換態(tài)zn>可還原態(tài)zn>可氧化態(tài)zn>殘?jiān)鼞B(tài)zn，堆肥處理后還原態(tài)zn和可交換態(tài)zn仍占主導(dǎo)，兩者分配率之和超過80％。
通過加入生物炭為鈍化劑，使畜禽糞便中重金屬cu形態(tài)發(fā)生明顯變化，可利用態(tài)cu(可交換態(tài)和可還原態(tài))轉(zhuǎn)變成非可利用態(tài)cu(可氧化態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài))。經(jīng)過研究生物炭對生物可利用態(tài)cu有較佳的鈍化效果，試驗(yàn)前后可利用態(tài)cu的分配率減少42.34％，對可利用態(tài)zn也有一定的鈍化效果，可利用態(tài)zn分配率減少2.70％。
優(yōu)選的，所述步驟1)中動物糞便為豬糞。
優(yōu)選的，所述步驟2)中生物炭以秸稈為原料，在250℃以上的溫度厭氧條件下煅燒生成。進(jìn)一步優(yōu)選，所述煅燒時(shí)間為11～13小時(shí)。
優(yōu)選的，所述步驟2)中生物炭的加入質(zhì)量為3～10％。進(jìn)一步優(yōu)選為5％。
優(yōu)選的，所述步驟2)中脫水烘干處理后的動物糞便中加入秸稈或木屑，調(diào)節(jié)動物糞便的c/n質(zhì)量比至20～30。
優(yōu)選的，所述步驟2)中水為自來水，所述自來水需經(jīng)過爆曬1～2天。爆曬處理后能夠除去水中部分的氯離子。
優(yōu)選的，所述步驟3)中底料鋪設(shè)時(shí)隔間保留空白區(qū)域?？梢园础疤铩弊中卧陴B(yǎng)殖床表面進(jìn)行鋪設(shè)，中間留存縫隙，目的是將機(jī)質(zhì)含量較低的土壤作為蚯蚓暫時(shí)居住和適應(yīng)環(huán)境的場所。
優(yōu)選的，所述步驟3)中蚯蚓為赤子愛勝蚓，養(yǎng)殖密度為80～100尾·kg-1。
優(yōu)選的，所述步驟3)中底料的鋪設(shè)高度為8～12cm。進(jìn)一步優(yōu)選為10cm。
優(yōu)選的，所述步驟3)中蚯蚓堆肥時(shí)溫度維持在18～26℃，含水率保持50～70％，周期為4～6個(gè)星期。
同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：
本發(fā)明通過聯(lián)合鈍化劑以及蚯蚓堆肥處理，使得底料中的可利用態(tài)cu、zn的分配率有效地減少，并進(jìn)一步減少重金屬在植物體內(nèi)的累積，防止重金屬進(jìn)入生物鏈從而影響到農(nóng)產(chǎn)品安全和人體健康。蚯蚓堆肥后豬糞中病毒及有害細(xì)菌減少，堆肥產(chǎn)物可直接施加至作物且不會造成燒苗，堆肥產(chǎn)物的質(zhì)量有效提高。同時(shí)蚯蚓長成后可作為魚餌或藥用原材料等出售，增加了經(jīng)濟(jì)效益。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體的實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
實(shí)施例1：制備生物炭
以100kg秸稈為原料，將秸稈剪為1cm左右長度，在250℃厭氧條件下煅燒12小時(shí)，得到19kg左右生物炭。
實(shí)施例2
(1)對豬糞采用脫水烘干處理，使得含水率保持在15％；
(2)將實(shí)施例1制備的生物炭加入到脫水烘干處理后的豬糞中，其中生物炭的加入質(zhì)量為5％，同時(shí)加入秸稈和木屑將c/n質(zhì)量比調(diào)至20～30，加山泉水保持含水率至60％，得到底料；
(3)將底料鋪設(shè)養(yǎng)殖床的土壤上，以“田”字形鋪設(shè)，中間存留縫隙，底料堆積高度約10cm；將赤子愛勝蚓均勻鋪在底料上，養(yǎng)殖床中蚯蚓養(yǎng)殖密度80～100尾·kg-1(底料)，最后將松軟濕潤的泥土覆蓋在蚯蚓上層。
要求養(yǎng)殖床的總高度在20cm左右，每隔一天澆水一次，夏季在清晨和傍晚各澆水一次，保持底料中的含水率在60％左右，溫度維持在18～26℃，堆肥周期為5個(gè)星期。
測量堆肥處理前后的cu、zn分配率，生物炭對蚯蚓豬糞堆肥中生物可利用態(tài)cu和zn有一定的鈍化效果，可利用態(tài)cu的分配率減少42.34％，可利用態(tài)zn分配率減少2.70％
實(shí)施例3
參照實(shí)施例2進(jìn)行堆肥處理，不同之處在于，步驟(2)中采用自來水調(diào)節(jié)底料的含水率，需要對自來水進(jìn)行1～2天曝曬處理，除去水中部分氯離子。
測量堆肥處理前后的cu、zn分配率，可利用態(tài)cu的分配率減少39.25％，可利用態(tài)zn分配率減少3.54％
對比例1
參照實(shí)施例2進(jìn)行堆肥處理，不同之處在于步驟(2)中不加鈍化劑，測量堆肥處理前后的cu、zn分配率，可利用態(tài)cu的分配率減少33.63％，可利用態(tài)zn分配率減少0.80％
對比例2
參照實(shí)施例2進(jìn)行堆肥處理，不同之處在于步驟(2)中加入5％(質(zhì)量)的沸石做為鈍化劑，測量堆肥處理前后的cu、zn分配率，可利用態(tài)cu的分配率減少34.23％，可利用態(tài)zn分配率增加1.72％
對比例3
參照實(shí)施例2進(jìn)行堆肥處理，不同之處在于步驟(2)中加入5％(質(zhì)量)的鈣鎂磷肥做為鈍化劑，測量堆肥處理前后的cu、zn分配率，可利用態(tài)cu的分配率減少7.83％，可利用態(tài)zn分配率增加0.37％
對比例4
參照實(shí)施例2進(jìn)行堆肥處理，不同之處在于步驟(2)中加入5％(質(zhì)量)的酵素做為鈍化劑，測量堆肥處理前后的cu、zn分配率，可利用態(tài)cu的分配率減少33.25％，可利用態(tài)zn分配率減少3.77％。