[发明专利]保氮循环及其操作方法

说明书

氮N₂是一种化学高度稳定性气体。在环地球的大气中，它占有 ≈80％的份额，所以氮是一种普遍大量存在的天然元素。为什么本专 利申请要提出“保氮”这个新课题呢？原来氮是蛋白质类(氨基酸) 的主要组成成份，而蛋白质类是一切生物生长、发育和繁衍的基础， 是生命之源。可是人类(也包括一切动物)基本上没有吸取空气中的 氮以合成蛋白质类的能力，人类(和各种动物)所需要的蛋白质类都 必需靠直接或间接食用植物来取得，因此人类的生存和发展直接或间 接地依靠有充足的植物性食物才得以实现。植物之获得制造蛋白质类 的原材料全部是靠从土壤中吸取含氮物质，所以在土壤中保持较高的 含氮物质水平是保证食物安全和可持续发展的关键。

现在世界人口总数猛增。全世界普遍存在食物短缺的严重问题， 而我国在人均可耕面积远低于世界平均水平的情况下，要维持高速度 发展和人民生活水平的普遍提高，保证植物性食物的充份和可靠来源 是关系到民族生存和发展刻不容缓的重大课题。因此保氮问题，也就 是在土壤中保持丰富的含氮物质，必然地提高到国家的重要议事日程 上来了。

我们所居住的地球从混沌的原始到今天的郁郁葱葱是因为大自 然永不止息地实践了“保氮”原则，也就是我国五千年文明史的所强 调的“落叶归根”。依靠这样一个自然法则，将已经抓在手中的氮， 全部回归土地，不让其以各种方式逸去，再加上水份(雨水和地面水) 从空气中融入的氮就足以维持已得成果和不断发展所需的氮。这就是 自然界永不止息的活动规律。可是不幸的是，现代人类忽视了这项极 其简单的法则。一方面想尽方法“科学地”进行增产和收获，而没有 严格地遵守将一切有机废弃物(包括植物不可利用部份，人畜的排泄 物.城市有机垃圾.工业有机废弃物等等)回归土壤，而倒行逆施地转 而求救于某些“合成化肥”来补充某些单项元素，结果是农业生产是 一时性增产，但从长远的角度来看，土壤因缺乏多种植物所必需的多 项元素的补充，因而日渐板结，逐步走向贫瘠化、荒漠化。这是根本 违背了持续发展的基本要求的必然后果。

本专利申请乃是以科学的方法，在政策法规的明确指引下，再现 地球已经实施了亿万年的自然法则。这是自然法则的现代化再现。见 图1所示。土壤是农业生产的根本，通过耕耘，收获成果。农产品收 获后，就地将有用部份和废弃部份分流。有用部份又按人、畜食用和 工业加工进行分档。食用部份经过肠胃的消化，吸收了其中一部分， 其它大部份又以排泄物的方式(粪尿)排出体外。工业加工部份的一 部份成为工业产品供应市场，其余部份又作为工业废弃物排出。以上 所列各项废弃物基本皆属有机物(含有氮元素)连同城市有机垃圾等 全部输入生化企业的酝酿体系，进行深度加工，产出以下产品：

1、可燃气体(主要成份为沼气)是清洁能源，可供居民家用、 工业加温或发电。

2、液体肥料，是优质有机速效肥，可供高品质蔬、果生产或名 贵花木的培养。由于生化企业生产规模巨大，还可进行综合利用。这 种液肥可作为原料进行低温分馏，以获取醇类可燃成份，是优质生物 汽油，市场前途宽阔。其残液才作为优质复合有机肥推向市场。

[以上气体和液体肥料的付产品(醇类液体)主要组成成份是碳 和氢。它们的析出不影响肥料产品的肥效，因为碳和氢两种元素植物 可以从空气中和水份中吸取，并不匮乏]。

3、固体肥料是优质有机复合肥，它保留了一切废弃物的全部氮 元素，几乎又包括了植物生长中所需的全部营养物质，并且含有大量 的木质化纤维残渣，是植物生长的长期而稳定的肥源。所以它在速效 复合肥的功能之外，还有长期肥效和保护土壤肥沃度、疏松度的综合 作用。

据业界人士估计，我国农业废弃物(秸杆、枯叶等)约为10亿 吨/年，这是一个比较保守的数字，因为未将各种工业产出的废弃物 (残渣、木屑、果皮等)包括在内。即使以10亿吨/年和农业废弃物 含氮量为0.65％来计算，各种农、工业废弃物的总含氮量约为650万 吨/年，折成平均含氮量为40％的合成氮肥，则相当于1600万吨合成 氮肥/年。又可折算为53套，每套年产30万吨合成氮肥的现代化合 成氮肥设备的氮元素总生产量。

由此可见保氮循环的经济价值主要体现在以下两个方面：