沼气液浸渍驱动水热合成人工腐殖酸：机制解析与农业应用创新

本研究创新性地将沼气液(BS)浸渍预处理与水热腐殖化(HTH)技术结合，以蒸汽爆破玉米秸秆(SES)为原料，优化工艺参数(40°C、液固比15:1、18 h、3循环)使人工腐殖酸(AHA)产率达40.61%，较未处理组提升15%以上。研究发现BS中的氮磷养分与活性分子(如短链脂肪酸)通过原位嵌入机制参与缩聚反应，盆栽试验证实BS-AHA肥效与化肥相当，且使生菜鲜重和叶面积分别增加45.7%和75.2%(P<0.05)，同时提升土壤氮磷保留率。该技术为农业废弃物资源化提供了绿色闭环路径。

　　

Highlight

本研究证实沼气液(BS)浸渍预处理能显著提升蒸汽爆破秸秆(SES)制备人工腐殖酸(AHA)的营养价值与功能效能。通过优化关键参数（温度40°C、液固比15:1、浸渍时间18 h、3次循环），AHA产率达到40.61%。BS浸渍促进了芳香缩合与含氧官能团形成，其活性小分子（如乙酸和丙酸）通过破坏β-O-4键加速木质素解聚，同时氮磷养分以NH₄⁺-N和PO₄^3-形式嵌入AHA骨架。

Impregnation temperature

图1a显示BS浸渍温度对AHA产率及木质纤维素去除率的影响。温度升高时，AHA产率呈先升后降趋势，木质素、半纤维素和纤维素去除率同步变化。40℃时AHA产率达峰值38.3%，45℃时因酚类物质抑制微生物活性导致产率下降。

Conclusion

该技术通过结合水解释放腐殖前体物质与BS养分原位负载的双重路径，建立了农业废弃物向高值缓释肥料转化的绿色闭环体系，为土壤改良与可持续农业提供了创新解决方案。