对Arracacia xanthorrhiza废弃物进行再利用，以实现马铃薯作物中可控的羧酸释放

《Scientific Reports》：Revalorization of Arracacia xanthorrhiza waste for controlled carboxin release in potato crop

　　

摘要

支持农村人口的繁荣发展对于保障社会粮食安全至关重要。在这一背景下，农业工业废弃物的再利用是一种具有显著环境和经济效益的策略。本研究对Arracacia xanthorrhiza种植过程中产生的残余物进行了分析，这些残余物被用于淀粉提纯和低温热解以制备生物炭。作为符合循环经济原则的应用案例，所制备的生物炭通过X射线粉末衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）以及氮吸附-解吸等温线分析进行了表征。生物炭经过羧基化合物（carboxin）的浸渍处理后，被应用于马铃薯种植中。研究结果表明，每株Arracacia植物平均产生3,485±384克的生物质，其中约30%为残余物（叶片和茎占4%，根茎和块茎占26%）。根茎和块茎的淀粉含量为21%，这些残余生物质随后被用于生物炭的生产。该无定形碳材料平均孔径为14.9纳米，形成直径约4.5微米的球形聚集体，并表现出260.3±0.4毫克/克的羧基化合物吸附能力。将未经处理的生物炭及经羧基化合物浸渍处理的生物炭掺入马铃薯作物后，每株植物的总生物量增加了35%，直径超过4厘米的块茎质量增加了23%，这表明作物产量和质量得到了显著提升。