一种用于控制有害藻类的大麦腐解液的制备方法

摘要

本发明公开了一种用于控制有害藻类的大麦腐解液的制备方法，将大麦秸秆剪碎，高压湿热灭菌后将碎秸秆置于无菌水中，用气泵曝气使之进行好氧降解，于不遮光条件下浸泡25-30天后对浸泡液进行过滤即可制得大麦腐解液，该大麦腐解液可用于抑制水华藻种铜绿微囊藻的生长；本发明具有简捷易行，成本低廉，材料广泛可得等特点，并可获得高活性的藻类抑制秸秆腐解液，可广泛应用于湖库藻类水华的控制；本方法在提取过程中不使用任何化学提取剂，不会对水体环境带来二次污染。

说明书

技术领域

本发明属于水体污染控制领域，特别地，涉及一种用于控制有害藻类的大麦腐解液的制备方法。   

背景技术

近几十年来中国的经济得到快速发展，同时大量氮、磷等营养性污染物直接进入水体，导致水体生态系统失衡。淡水湖泊如太湖等发生大面积的蓝藻过度生长，这种现象称为“水华”。蓝藻水华中含有大量的微囊藻毒素，微囊藻毒素能损害肝脏，具有促癌效应，对人类生命安全构成了极大的威胁。此外，蓝藻水华会堵塞自来水厂的过滤装置，影响城市自来水的正常供应。

目前已发展了多种基于物理学、生物学和化学原理而设计的治理手段。源头控制通过削减进入水体的营养物质来达到从根本上抑制藻类生长的目的，但实施难度较大，需要的治理周期长，且无法解决内源污染问题。目前最常用有效的控藻方法是通过化学药剂(统称杀藻剂)来杀灭水中藻类从而抑制其过度繁殖，但杀藻剂本身具有广谱生物毒性，不可避免地将造成环境污染或破坏生态平衡，所产生的负面效应非常严重；而物理技术和传统的生物技术则需要较大的前期投入，且除藻效率和除藻时机难于满足大范围水体快速除藻的要求。因此，研发生态安全性好的应急除藻技术是目前该领域研究的重点和难点。

近年来，植物对藻类化感抑制作用的发现，使化感作用开始被应用于富营养化水体治理和藻类控制领域，相关研究已受到国内外的广泛关注。其中，利用大麦秸杆投入水体来抑制藻类是目前为止最为成功的利用化感作用控制藻类的应用实例。但是该方法会破坏水体的美观，而且大量湿大麦秸秆难以得到妥善安置和处理，若秸秆在水体中完全降解，则将进一步将氮、磷等营养盐带入水体中，可能引发后续的环境问题。针对上述不足，开发方便易用、无需后续处理的大麦秸秆制剂（腐解液）的制备方法十分必要。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种用于控制有害藻类的大麦腐解液的制备方法，该方法材料来源广泛、制备成本低廉、抑藻效果良好。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种用于控制有害藻类的大麦腐解液的制备方法，该方法具体步骤如下：将大麦秸秆剪碎，在高压灭菌锅内121 ℃下灭菌20-30 min后，将碎秸秆置于无菌水中，固液比为1:30-100（g/ml），用气泵曝气使之进行好氧降解，于不遮光的条件下浸泡25-30天后，用0.22                                                滤膜对浸泡液进行过滤，该滤液即为本发明用于控制有害藻类的大麦腐解液，大麦腐解液需在4 ℃下避光保存。

本发明具有以下技术效果：

1、本发明所述用于控制有害藻类的大麦腐解液的制备方法，材料为农业废弃物，来源广泛，有利于资源再利用。

2、本发明所述制备方法，提取工艺简捷、经济，制备成本低，可得到抑藻效果好的腐解液。

3、本发明制备全过程中无添加任何化学试剂，可保证无二次污染，具有生态安全性好的特点。

附图说明

图1为不同添加浓度下大麦秸秆腐解液抑藻效果图。

具体实施方式

本发明用于控制有害藻类的大麦腐解液的制备方法，具体步骤如下：在高压灭菌锅内121 ℃下灭菌20-30 min后，将碎秸秆置于无菌水中，固液比为1:30-100（g/ml），用气泵曝气使之进行好氧降解，于不遮光的条件下浸泡25-30天后，用0.22滤膜对浸泡液进行过滤，该滤液即为本发明用于控制有害藻类的大麦腐解液。

该方法中，所述大麦为收割期大麦的地上部分，制得的大麦腐解液需在4 ℃下于灭菌试剂瓶中避光保存；制得的大麦腐解液可用于抑制水华藻类铜绿微囊藻的生长。

下面根据实施例详细描述本发明，本发明的目的和效果将变得更加明显。

实施例1：

将采自江苏省南通市的大麦秸秆剪成约2 cm长的碎段，高压湿热灭菌（121 ℃，20 min）后，在1L烧杯中加入10 g干重的上述碎麦秆和500 ml去离子水，用带小孔的保鲜膜封口以防液体飞溅，在不遮光的条件下浸泡30天，并用小型养鱼泵曝气使之进行好氧降解，30天后对浸泡液用0.22 滤膜进行过滤，之后用灭菌水重新定容到500 ml，并在4 ℃下保存于灭菌棕色试剂瓶。

将该制备方法所得的大麦腐解液用于危害性藻种铜绿微囊藻的生长抑制实验：在100 mL锥形瓶中加入50 ml BG11培养基、1 ml对数生长期的藻，腐解液加入量按浓度梯度设计量加入，最终培养体系中腐解液浓度分别为0，0.5，1.0，2.0，4.0，8.0 mg（麦秸干重）/L。每组设置三个平行样。培养30天，每天摇晃2次，每5天将所有锥形瓶随机交换位置。初始藻密度为10⁵ - 10⁶ 个/ml。

检验结果如图1所示：在铜绿微囊藻生长的调整期，不同添加浓度组之间的差别不大；进入微藻生长的对数期后，各浓度组之间的差异逐渐变大。与对照组相比较，0.5 mg（麦秸干重）/L的添加浓度刺激了微藻的生长，最终30d后微藻细胞密度比对照组增加约20 %；1.0 mg（麦秸干重）/L的添加浓度下，最终30 d后微藻细胞密度与对照组比较无明显差异；其他添加浓度组均表现为抑制微藻生长。加入剂量为8.0 mg（麦秸干重）/L的实验组中微藻未出现指数增长，在实验全过程中均表现为被抑制的状态。实验结果表明，在投加剂量为8.0 mg（麦秸干重）/L时，大麦秸秆腐解液能有效抑制铜绿微囊藻的生长，抑藻效果明显。该制备方法所得的用于控制有害藻类的大麦腐解液的具体应用方法：根据所需治理的蓝藻水华污染的水体体积计算出制取本大麦腐解液所需的大麦秸秆原来的重量，按照本发明的方法制得该腐解液投入水体，也可按照本发明的方法制得大量该大麦腐解液进行储存，按实际情况控制投加量。

实施例2：

与实施例1不同之处在于：将采自江苏省南通市的大麦秸秆剪成约2 cm长的碎段，高压湿热灭菌（121 ℃，20 min）后，在1 L烧杯中加入15 g干重上述碎麦秆和450 ml去离子水，用带小孔的保鲜膜封口以防液体飞溅，在不遮光的条件下浸泡30天，并用小型养鱼泵曝气使之进行好氧降解，30天后对浸泡液用0.22 滤膜进行过滤，之后用灭菌水重新定容到450 ml，并在4 ℃下保存于灭菌棕色试剂瓶。将该制备方法所得的大麦腐解液用于危害性藻种铜绿微囊藻的生长抑制实验，发现其具有显著抑藻效果，培养体系中腐解液浓度为2.0 mg（麦秸干重）/L时抑藻率为20%，培养体系中腐解液浓度为4.0 mg（麦秸干重）/L时抑藻率为45 %，培养体系中腐解液浓度为8.0 mg（麦秸干重）/L时抑藻率为96 %。

实施例3：

与实施例1不同之处在于：将采自西藏的大麦秸秆剪成约2 cm长的碎段，高压湿热灭菌（121 ℃，20 min）后，在1 L烧杯中加入5 g干重的上述碎麦秆和500 ml去离子水，用保鲜膜封口，用带小孔的保鲜膜封口以防液体飞溅，在不遮光的条件下浸泡30天，并用小型养鱼泵曝气使之进行好氧降解，30天后对浸泡液用0.22 滤膜进行过滤，之后用灭菌水重新定容到500ml，并在4 ℃下保存于灭菌棕色试剂瓶。将该制备方法所得的大麦腐解液用于危害性藻种铜绿微囊藻的生长抑制实验，发现其具有显著抑藻效果，培养体系中腐解液浓度为2.0 mg（麦秸干重）/L时抑藻率为25 %，培养体系中腐解液浓度为4.0 mg（麦秸干重）/L时抑藻率为40 %，培养体系中腐解液浓度为8.0 mg（麦秸干重）/L时抑藻率为98 %。

上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。