杜亚楠,孟晓慧,梅怡然,谢丹,冉炜,沈其荣

(南京农业大学资源与环境科学学院/江苏省固体有机废弃物资源化研究重点实验室,江苏 南京 210095)

木薯是世界上重要的粮食产物之一,我国木薯年产量达1 000万t以上,年进口木薯(主要是干木薯)200万t以上,在木薯脱皮、生产淀粉和酿酒等加工过程中产生的木薯渣高达数百万吨[1]。木薯渣富含植物养分元素及生长素和赤霉素等植物生长调节剂,具有很大的资源化利用价值[2]。堆肥可消纳大量木薯渣[3]。然而,由于木薯渣含水量高、透气性差,在堆肥过程中分解速率十分缓慢,导致堆肥成本过高。利用木薯渣堆肥进一步生产功能性肥料有望提高木薯渣资源利用效率。

碱解反应是以稀碱溶液为催化剂对生物质进行水解的化学过程,该方法具有操作简单便捷、木质素去除效果显著等优点,广泛应用于含木质素的农业废弃物。该反应能使植物细胞壁中的木质素溶解,腐殖酸水解成小分子有机酸,蛋白质的肽键裂解形成多肽和氨基酸,脂肪皂化为脂肪酸和醇类,细菌细胞壁的磷壁酸和病毒的核酸裂解,并使重金属钝化[4-6]。由于堆肥富含有机质和微生物细胞,利用该方法对堆肥进行水解有望提取出丰富的水溶性小分子有机酸、氨基酸、脂肪酸和养分离子等生物活性物质。目前采用碱解处理的物料多为秸秆类原料,将稀碱处理用于木薯渣等高淀粉类原料的研究较少。有关木薯渣水解液的研究主要集中于制备乙醇[7],尚未发现木薯渣堆肥制备水溶性有机肥的报道。……