近日，农业农村部成都沼气科学研究所人居团队联合中国石油塔里木油田公司等团队在国际知名学术期刊《Chemosphere》上发表了题为“Artificial humic acid produced from wet distillers grains in a microwave-assisted hydrothermal process: Physicochemical characteristics and stimulation to plant growth”的研究论文，提出了“酸-碱两阶段”微波水热法转化酒糟等湿生物质制备人工腐植酸的方法，获得了酒糟制备人工腐植酸的转化机制。

图1 微波水热法转化酒糟制备人工腐植酸的示意图

酒糟作为酿酒工业的副产物，富含水分、多糖、蛋白等特点。因此，酒糟容易发霉变质，进而造成环境污染和资源浪费。本研究针对酒糟的理化特性，提出利用“酸-碱两阶段”微波水热法转化酒糟制备人工腐植酸的方法。通过优化制备工艺，人工腐植酸的得率达到20.6%，是传统单阶段水热法的1.8~3.1倍。本研究通过X射线光电子能谱技术、三维荧光光谱技术、凝胶渗透色谱等技术对比了人工腐植酸、堆肥腐植酸和标准腐植酸的理化特性，发现人工腐植酸富含芳香基和羧酸结构，与堆肥腐植酸具有相似的光谱特性。人工腐植酸的分子量主要为5797 Da，比标准腐植酸降低了15%。进一步研究了人工腐植酸作为水溶肥对植物种子生根的影响，发现人工腐植酸（0.2 g/L）培养的种子根长是对照组的2倍。最后，提出了“酸-碱两阶段”微波水热法制备人工腐植酸的转化机制（图2）。本研究表明“酸-碱两阶段”微波水热法能够显著提高酒糟制备人工腐植酸的得率，并缩短反应时间，进一步拓展了湿生物质资源化利用的途径，为人工腐植酸资源的开发与利用奠定了科学基础。

图2 “酸-碱两阶段”微波水热法转化酒糟制备人工腐植酸的转化机制

人居团队2023级硕士研究生雷天龙和中国石油塔里木油田公司苏杰为共同第一作者，人居团队郭晓博博士为本论文的通讯作者。该研究工作得到农业农村部成都沼气科学研究所所及统筹基本科研业务费专项和国家重点研发计划项目的支持。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2024.142979