利用造纸黑液改性制备水稻耐盐专用小分子有机物的方法

一、基本信息

1.申请号：CN201910830900.1。

2.发明人：杨越超、姚媛媛、王晓琪、申天琳。

3.专利权人：山东农业大学。

4.授权时间：审中。

5.技术领域：本发明涉及资源再利用技术领域，具体涉及利用造纸黑液改性制备水稻耐盐专用小分子有机物的方法。

二、发明内容

本发明的目的是提供一种利用造纸黑液改性制备有机物的方法，主要包含以下5 项核心技术。

1.本发明通过超过滤分级技术，将造纸黑液中的有机物质按照分子量划分为小分子量部分（分子量＜10 kDa）和大分子量部分（分子量＞10 kDa）。其中，小分子量部分具有较高的生理活性，对作物具有促生作用并可直接使用，而大分子部分是对作物生长具有抑制作用的惰性物质。

2.为提高黄腐酸类物质的生理活性，以谷氨酸和阿魏酸作为官能团来源，利用漆酶氧化过程中产生的自由基，将谷氨酸以及阿魏酸嫁接到小分子有机物中，从而增加羧基以及酚羟基含量。

3.由于黄腐酸类物质的自组装特性，小分子黄腐酸类物质极易自组装为大分子物质。针对黑液中的小分子量部分，本发明利用少量淀粉酶和半纤维素分解酶对其降解以避免分子量的增加。

4.为充分利用黑液有机质资源，提高大分子量有机物的生理活性，本发明在碱性条件下，以甲酸为供氢体，氧化铝、活性炭和沸石为催化剂，在高温高压下通过加氢还原反应来降低其分子量并增加酚羟基和羧基的含量，同时通过加入阻聚剂抑制反应产物的聚合，从而避免再次自组装形成大分子物质。

5.为促进黄腐酸类物质的高效利用，本发明提供了多种黄腐酸类物质的施用方式，如单独施用或大分子黄腐酸类物质和小分子黄腐酸类物质按不同比例配合后施用。在实施案例中，也介绍了黄腐酸类物质既可以在水稻直播前浸种以提高种子发芽率和生根能力，也可以在水稻插秧前灌秧以促进水稻根系生长和幼苗耐盐性，还可以与肥料掺混后一同施入土壤从而达到增产效果。

三、背景技术

造纸黑液是造纸过程中产生的富含大量有机质的环境污染物。传统造纸黑液处理方法如物理、化学、电化学和微生物发酵等方法不仅会造成资源浪费，还极易引发二次污染。经研究发现，造纸黑液中50%～60%的有机物质与天然黄腐酸具有相似的光谱性质，并被证明具有促进植株生长、提高作物产量以及增强作物耐盐胁迫的能力。如果将造纸黑液中的有机物质进行回收利用，不仅有利于减少资源浪费，还能够减轻排放过程中对环境造成的污染，对于维护工业-农业可持续发展具有重要的现实意义。

专利申请号为CN201710765056.X，专利名称为一种利用碱法制浆工艺产生的造纸黑液制备得到的有机肥及其制备方法的专利申请仅公开了将造纸黑液通过菌种发酵后与腐植酸混合制备成有机肥，并未有效提高黑液中活性官能团含量，也未能降低其分子量。专利申请号为CN201610847821.8，专利名称为一种从造纸黑液中高效提取黄腐酸类物质的方法，虽公开了利用氧化剂氧化降低造纸黑液中有机物的分子量并增加羧基官能团含量，但该方法并未提高耐胁迫相关的酚羟基以及其他促生含氮官能团的含量，同时也缺乏在水稻耐盐上的应用。