菜籽饼制备黄腐酸关键参数研究

doi:10.11923/j.issn.2095-4050.cjas2024-0051

农学学报 ›› 2025, Vol. 15 ›› Issue (7): 15-22.doi: 10.11923/j.issn.2095-4050.cjas2024-0051

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菜籽饼制备黄腐酸关键参数研究

张鹏¹(), 俄胜哲¹^,²(), 刘雅娜¹, 袁金华², 路港滨¹, 赵晓龙¹

¹ 甘肃农业大学资源与环境学院，兰州 730070
² 甘肃省农业科学院土壤肥料与节水农业研究所，兰州 730070

收稿日期:2024-03-15 修回日期:2024-07-24 出版日期:2025-07-20 发布日期:2025-07-18
通讯作者:
俄胜哲，男，1978年出生，甘肃庆城人，副研究员，博士，主要从事植物营养与土壤生态研究。通信地址：730070 甘肃省兰州市安宁区农科院新村甘肃省农业科学院土壤肥料与节水农业研究所，E-mail：eshengzhe@163.com。
作者简介:
张鹏，男，1998年出生，甘肃庆阳人，在读硕士，主要从事生态学研究。通信地址：730070 甘肃省兰州市安宁区营门村1号甘肃农业大学，E-mail：2547632080@qq.com。
基金资助:
腐殖酸肥料及调理剂研制项目“腐殖酸肥料及调理剂研制”(2020-1); 甘肃省农业科学院创新项目“甘肃主要土类理想土壤肥力定向培育关键技术研究”(2022GAAS39); 国家自然科学基金项目“钙与黑垆土农田土壤固碳机制机理研究”(41661072)

Study on Key Parameters of Biochemical Fulvic Acid Preparation from Rapeseed Cake

ZHANG Peng¹(), E Shengzhe¹^,²(), LIU Yana¹, YUAN Jinhua², LU Gangbin¹, ZHAO Xiaolong¹

¹ College of Resources and Environment, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070
² Institute of Soil & Fertilizer and Water-saving Agriculture, Gansu Academy of Agricultural Sciences, Lanzhou 730070

Received:2024-03-15 Revised:2024-07-24 Online:2025-07-20 Published:2025-07-18

摘要/Abstract

摘要：

硫酸酸解是将纤维素、半纤维素与木质素分解为单糖或者二糖的有效方法，试验采用三因素完全随机试验设计，结合响应面法探究了以菜籽饼为酸解原材料，硫酸质量分数、酸解温度和酸解时间对黄腐酸含量的影响，筛选菜籽饼制备黄腐酸的最佳参数。研究结果表明：硫酸质量分数、酸解温度、酸解时间均对黄腐酸含量的影响显著。菜籽饼硫酸酸解制备黄腐酸的最佳参数是温度为100℃、硫酸质量分数为25%，酸解时间为0.5 h，该条件下硫酸酸解菜籽饼制备黄腐酸的含量最高，为14.17%、氮含量为0.56%、磷含量为0.25%、钾含量为0.0028%。

关键词: 菜籽饼, 黄腐酸, 硫酸酸解, 关键参数, 响应面法

Abstract:

Sulfuric acid digestion is an effective method to decompose cellulose, hemicellulose and lignin into monosaccharides or disaccharides. The experiment was designed as a 3-factor completely randomized experimental design with response surface method was used to investigate the effects of sulfuric acid mass fraction, acid digestion temperature and acid digestion time on the content of fulvic acid using rapeseed cake as the raw material for acid digestion, and to screen the optimal parameters for the preparation of fulvic acid from rapeseed cake. The results showed that the mass fraction of sulfuric acid, acid digestion temperature and acid digestion time had significant effects on the content of xanthohumic acid. The optimal parameters for the preparation of fulvic acid from rapeseed cake by sulfuric acid digestion were the temperature of 100℃, sulfuric acid mass fraction of 25% and acid digestion time of 0.5 h. The content of fulvic acid prepared from rapeseed cake by sulfuric acid digestion was the highest in this condition, which was 14.17%, nitrogen content was 0.56%, phosphorus content was 0.25% and potassium content was 0.0028%.

Key words: rapeseed cake, fulvic acid, sulfuric acid hydrolysis, key parameters, response surface methodology

张鹏, 俄胜哲, 刘雅娜, 袁金华, 路港滨, 赵晓龙. 菜籽饼制备黄腐酸关键参数研究[J]. 农学学报, 2025, 15(7): 15-22.

ZHANG Peng, E Shengzhe, LIU Yana, YUAN Jinhua, LU Gangbin, ZHAO Xiaolong. Study on Key Parameters of Biochemical Fulvic Acid Preparation from Rapeseed Cake[J]. Journal of Agriculture, 2025, 15(7): 15-22.

图/表 10

参考文献 36

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方差来源	平方和	自由度	均方	F值	P值
模型	1695.3	9	188.37	135.76	<0.0001
A-温度	35.38	1	35.38	25.50	<0.0001
B-硫酸质量分数	1276.36	1	1276.36	919.89	<0.0001
C-时间	6.37	1	6.37	4.59	0.0330
AB	37.38	1	37.38	26.94	<0.0001
AC	0.03	1	0.03	0.02	0.8831
BC	21.13	1	21.13	15.23	0.0001
A²	18.26	1	18.26	13.16	0.0003
B²	265.54	1	265.54	191.38	<0.0001
C²	7.23	1	7.23	5.21	0.0232
残差	423.19	305	1.39
失拟	242.42	98	2.47	2.83	<0.0001
误差	180.77	207	0.87
总差	2118.49	314

方差来源	平方和	自由度	均方	F值	P值
模型	1695.3	9	188.37	135.76	<0.0001
A-温度	35.38	1	35.38	25.50	<0.0001
B-硫酸质量分数	1276.36	1	1276.36	919.89	<0.0001
C-时间	6.37	1	6.37	4.59	0.0330
AB	37.38	1	37.38	26.94	<0.0001
AC	0.03	1	0.03	0.02	0.8831
BC	21.13	1	21.13	15.23	0.0001
A²	18.26	1	18.26	13.16	0.0003
B²	265.54	1	265.54	191.38	<0.0001
C²	7.23	1	7.23	5.21	0.0232
残差	423.19	305	1.39
失拟	242.42	98	2.47	2.83	<0.0001
误差	180.77	207	0.87
总差	2118.49	314

因素	氮		磷		钾
因素	F	P	F	P	F	P
温度	122.03	0.00	3243.20	0.00	101.73	0.00
硫酸质量分数	478.56	0.00	1348.44	0.00	13.97	0.00
时间	10.25	0.00	91.15	0.00	0.17	0.97
温度×硫酸质量分数	112.22	0.00	674.02	0.00	2.68	0.00
温度×时间	25.39	0.00	212.20	0.00	0.33	0.97
硫酸质量分数×时间	12.87	0.00	273.81	0.00	0.19	1.00
温度×硫酸质量分数×时间	9.76	0.00	304.81	0.00	0.25	1.00

因素	氮		磷		钾
因素	F	P	F	P	F	P
温度	122.03	0.00	3243.20	0.00	101.73	0.00
硫酸质量分数	478.56	0.00	1348.44	0.00	13.97	0.00
时间	10.25	0.00	91.15	0.00	0.17	0.97
温度×硫酸质量分数	112.22	0.00	674.02	0.00	2.68	0.00
温度×时间	25.39	0.00	212.20	0.00	0.33	0.97
硫酸质量分数×时间	12.87	0.00	273.81	0.00	0.19	1.00
温度×硫酸质量分数×时间	9.76	0.00	304.81	0.00	0.25	1.00

因素	自由度	均方	F
温度	2	3888.83	3923.57
硫酸质量分数	5	10753.83	10849.87
时间	5	530.09	534.83
温度×硫酸质量分数	10	278.28	280.77
温度×时间	10	22.58	22.78
硫酸质量分数×时间	25	20.25	20.43
温度×硫酸质量分数×时间	50	14.10	14.22

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