胡京钰，杨红军，刘大军，程佳丽，张宿义，敖宗华，黄建国*

    (1 西南大学资源环境学院，重庆 400716；2 四川大学轻工科学与工程学院，四川成都 610065；3 泸州老窖股份有限公司，四川泸州 646000)

    我国是白酒生产和消费大国，年产白酒1300万t[1]，其中浓香型白酒占70%以上。在白酒生产过程中，高粱籽粒的消耗量是白酒产量的2～2.5倍，以泸州老窖为代表的浓香型白酒行业年产20～50万t酒糟(干基计；2020年)。酒糟含水量高(一般超过70%)，酸度大，内含酿酒残留的菌体，容易腐烂发臭，亟待无害化处理和资源化利用[2]。此外，浓香型白酒的酿酒原料—高粱主要种植于北亚热带紫色土，深度风化，呈酸性，淋溶强烈，有机质匮乏，急需改良土壤和提高酿酒原料高粱的产量和质量[3]。

    酒糟在完全或部分缺氧情况下，经传统的高温热解(≥600℃)炭化成难溶且稳定的新型碳质材料—生物炭[4–6]。在农业、环境和能源等领域有诸多的研究与应用[7]。在制备生物炭的过程中，高温热裂解能耗高，几乎使酒糟完全炭化，功能基团(如羟基、酚基、羧基和酮基等)保留少，植物养分(尤其是氮硫)损失多[8]，很有必要研究提高碳、氮、磷回收率，降低能耗，保留有机功能基团，提高生物炭的农用质量的制备方法。生物炭施入土壤之后，与土壤中物理、化学和生物成分相互作用，产生一系列级联效应[9–10]，影响土壤酸碱性、物理结构、保水保肥能力、微生物活性以及养分有效性等，最终关系作物生长和产量形成[11]。在酸性棕壤中，适量施用玉米秸秆制备的生物炭显著提高氮肥肥效，提高粳稻氮素的吸收利用率和籽粒产量[12]。在中性紫色土上，施用生物炭能减施氮肥，提高油菜产量品质[13]。说明在不同气候、土壤和种植条件下，生物炭对土壤和作物的影响存在差异，需要在具体条件下开展研究[14]。

    在480°C金属离子催化作用下，热裂解酒糟的产物为可燃气体(供酿酒蒸馏用)和生物炭(150～350 kg/t 酒糟，干基计；供当地油菜和高粱种植用)。根据酿酒蒸馏对可燃气体和种植对生物炭需要量，以及二者的价格等，通过改变供氧量和催化剂成分等调节燃气和生物炭的产量。目前，人们一般用高温(≥600℃)热裂解方法制备生物炭，对其培肥改土作用也进行了大量研究[15]。但是，低温制备的生物炭保留了较多的矿质营养[16]，其理化生物学性质也可能不同于传统的高温生物炭。川南黔北生产茅台、国窖1573、五粮液等多种优质名酒，也是我国优质酿酒高粱的主产区，当地土壤多为酸性黄壤和紫色土，质地黏重[17]。生产施用低温酒糟生物炭一方面能无害化处理酿酒固体废弃物 ......