人造腐殖质

人造腐殖质

黑土是大自然给予人类的得天独厚的宝藏，是一种性状好、肥力高，非常适合植物生长的土壤。黑土是世界公认的最肥沃的土壤，形成极为缓慢，在自然条件下形成1厘米厚的黑土层需要200至400年。黑土形成过程是由生物质经过数百年的腐殖质积累过程和轻度滞水还原淋溶过程而形成，泥炭是高有机质的优质黑土。如果开发出一种能将生物质快速转化成腐殖质的技术，即“人造腐殖质”，黑土地就会大面积繁衍，为人类造福。树地球·创新团队借鉴生物质气爆、泥炭自然形成过程、煤自然形成过程、黑土形成过程等技术原理，通过市场化敏捷创新，开发出国际首创的“沸腾水解重整腐殖质化和矿物质有机化工艺及装备技术”，以低值生物质和生物灰为原料，快速制造腐殖质，称为“人造腐殖质”，又称“人造泥炭”。把泥炭的上亿年自然形成过程，缩短为几分钟，打通了低值生物质快速腐殖质化的通道。以上设想变成了现实。人造腐殖质显示出优良的营养密度和植物利用度，用其替代泥炭和化肥，实现土壤黑土化、泥炭化，保障国家粮食安全。

一、人造腐殖质定义

人造腐殖质，又称“人造泥炭”，注册商标“树地球”。是用低值生物质（主要包括农林剩余物、有机生物质垃圾、牲畜粪便等），辅以生物灰（生物质燃耗后的灰分），采用“沸腾水解重整腐殖质化和矿物质有机化工艺及装备技术”制成的棕褐色腐殖质微粉。改变了原有生物质/生物灰的物理和化学特性，变成高营养密度和高植物利用度的新型基质，具有比黑土、泥炭、化肥、有机肥、复合肥等更优的使用特性，专门替代现有各类肥料。

二、背景

黑土是世界公认的最肥沃的土壤，形成极为缓慢，在自然条件下形成1厘米厚的黑土层需要200至400年。在全世界范围内，黑土地的分布仅在美国的密西西比平原、乌克兰的乌克兰平原，以及我国的东北平原。由于黑土肥沃，世界三大黑土区均为所在国家的重要农业产品基地，因此，黑土区的垦殖指数均比较高。

黑土耕地是重要的农业资源和生产要素，同时，它也是十分珍贵的土壤资源，黑土地之所以“黑”，就在于它覆盖着一层黑色的腐殖质，还富含氮、磷、钾等多种矿物质，这种土壤有机质含量高、土质疏松，最适宜耕作，因此被称作“耕地中的大熊猫”。可见，黑土地是多么的珍贵。

树地球·创新团队借鉴生物质气爆、泥炭自然形成过程、煤自然形成过程、黑土形成过程等技术原理，通过市场化敏捷创新，开发出国际首创的“沸腾水解重整腐殖质化和矿物质有机化工艺及装备技术”，以低值生物质和生物灰为原料，快速制造腐殖质，称为“人造腐殖质”，又称“人造泥炭”。把泥炭的上亿年自然形成过程，缩短为几分钟，打通了低值生物质快速腐殖质化的通道。

三、工艺技术及装备

以低值生物质为原料（含水25-50%），辅以生物灰，采用“沸腾水解重整腐殖质化和矿物质有机化工艺及装备技术”，制成腐殖质微粉，再经黑土菌复配等工艺制成。将低值生物质和生物灰混合物通过过热蒸汽，从T=260-280℃、P=2.5-3.0MPa骤变为T=140-160℃、P=1.2-1.4MPa，再变为常压。这时，发生水离解为H+和OH-，“三素”解聚、缩合、矿物质有机化、官能团脱除、腐殖质微粉化等，获得腐殖质微粉基料，基料与黑土菌复配即得。通过调整原材料可生产不同系列产品。该技术已获国家发明专利授权。

配套开发出撬装式生产装备，以“特种农机”形式展现于世人，规模为：人造腐殖质肥30万吨/年，副产愈创木酚多营养有机药肥（液体）1.8万吨/年、天然乙酸钠1.6万吨/年。实现就地加工、就地使用。

四、技术特征

1.原料适应性强，无需干燥脱水。适合各类生物质，含水率25～45%，如树木剪枝、树叶、林业三剩物、灌木、速生林（杨树、柳树等）、秸秆、果实皮壳、杂草等。适合有机生活垃圾。原料品种不限，干湿不限，适应性强。

2.生物质原料中所含水分成为原料，实现三素解聚，C、H、O比例适中。

3.将生物灰同时转化为有机矿物质，提高营养密度，实现高值化利用。

4.能耗低、反应时间短、规模大，已实现商业化运营。

五、产品性质

1.组成与结构特性

主要为C、H、O和矿物元素，C、H、O比例适中，具有愈创木酚的芳香族结构特征。

2.物理特性

原生物质的表面官能团全部脱除，具有优良输送性和流动性；比表面积大，可储存空气中的N2，具有复吸水性，饱和含水率7～12%；燃点高、热稳定性好、无爆炸性，干净、不风化、不自燃、耐水不怕潮。其输送性及流动性与化肥相当，储藏稳定性优于化肥。

3.肥效特性

均衡含有C、H、O、P、K及定向含有钙、镁、硫、钠、氯、铁、锌、锰、铜、硼、钼、硒、硅、镍、锶、钴等多种中微量矿物元素，矿物质全部有机化，结构100%有机。丰富的比表面积微孔结构和黑土菌协同效益下，可将空气中的氮气固定，具有营养密度高、植物利用度高。

4.优势

（1）将品质繁多的生物质原料和生物灰转化为标准统一的高营养密度人造腐殖质，推广使用成本低，便于大面积推广。

（2）腐殖质微粉性状，使用方式与化肥相似；全程零碳，营造富氧环境，功能全面超越黑土。可替代传统有机肥料、化肥、复合肥等。

（3）将生物质和生物灰在数分钟转化为人造腐殖质，改变了黑土数百年形成的历史。建立稳固的人造腐殖质体系，有力地保障了国家粮食安全。

（4）清洁环保，在实现农林剩余物和有机生物质垃圾低成本处理的同时，解决肥料供给问题，实现零碳排。储量丰富，分布范围广，可开发利用总量大。

（5）生物质中的矿物元素循环高效利用。生物质经燃烧、气化后的灰分（生物灰）富含植物所需各种矿物元素，作为黑土肥原料使用，巧妙地变为有机物，发挥特异功能。

六、应用与分类

人造腐殖质主要有以下几种：

1.通用型人造腐殖质：代替泥炭、化肥、有机肥、复合肥等常规肥料，用于大田作物和经济林。