利用造紙黑液改性制備水稻耐鹽專用小分子有機物的方法

一、基本信息

1.申請號：CN201910830900.1。

2.發明人：楊越超、姚媛媛、王曉琪、申天琳。

3.專利權人：山東農業大學。

4.授權時間：審中。

5.技術領域：本發明涉及資源再利用技術領域，具體涉及利用造紙黑液改性制備水稻耐鹽專用小分子有機物的方法。

二、發明內容

本發明的目的是提供一種利用造紙黑液改性制備有機物的方法，主要包含以下5 項核心技術。

1.本發明通過超過濾分級技術，將造紙黑液中的有機物質按照分子量劃分為小分子量部分（分子量＜10 kDa）和大分子量部分（分子量＞10 kDa）。其中，小分子量部分具有較高的生理活性，對作物具有促生作用并可直接使用，而大分子部分是對作物生長具有抑制作用的惰性物質。

2.為提高黃腐酸類物質的生理活性，以谷氨酸和阿魏酸作為官能團來源，利用漆酶氧化過程中產生的自由基，將谷氨酸以及阿魏酸嫁接到小分子有機物中，從而增加羧基以及酚羥基含量。

3.由于黃腐酸類物質的自組裝特性，小分子黃腐酸類物質極易自組裝為大分子物質。針對黑液中的小分子量部分，本發明利用少量淀粉酶和半纖維素分解酶對其降解以避免分子量的增加。

4.為充分利用黑液有機質資源，提高大分子量有機物的生理活性，本發明在堿性條件下，以甲酸為供氫體，氧化鋁、活性炭和沸石為催化劑，在高溫高壓下通過加氫還原反應來降低其分子量并增加酚羥基和羧基的含量，同時通過加入阻聚劑抑制反應產物的聚合，從而避免再次自組裝形成大分子物質。

5.為促進黃腐酸類物質的高效利用，本發明提供了多種黃腐酸類物質的施用方式，如單獨施用或大分子黃腐酸類物質和小分子黃腐酸類物質按不同比例配合后施用。在實施案例中，也介紹了黃腐酸類物質既可以在水稻直播前浸種以提高種子發芽率和生根能力，也可以在水稻插秧前灌秧以促進水稻根系生長和幼苗耐鹽性，還可以與肥料摻混后一同施入土壤從而達到增產效果。

三、背景技術

造紙黑液是造紙過程中產生的富含大量有機質的環境污染物。傳統造紙黑液處理方法如物理、化學、電化學和微生物發酵等方法不僅會造成資源浪費，還極易引發二次污染。經研究發現，造紙黑液中50%～60%的有機物質與天然黃腐酸具有相似的光譜性質，并被證明具有促進植株生長、提高作物產量以及增強作物耐鹽脅迫的能力。如果將造紙黑液中的有機物質進行回收利用，不僅有利于減少資源浪費，還能夠減輕排放過程中對環境造成的污染，對于維護工業-農業可持續發展具有重要的現實意義。

專利申請號為CN201710765056.X，專利名稱為一種利用堿法制漿工藝產生的造紙黑液制備得到的有機肥及其制備方法的專利申請僅公開了將造紙黑液通過菌種發酵后與腐植酸混合制備成有機肥，并未有效提高黑液中活性官能團含量，也未能降低其分子量。專利申請號為CN201610847821.8，專利名稱為一種從造紙黑液中高效提取黃腐酸類物質的方法，雖公開了利用氧化劑氧化降低造紙黑液中有機物的分子量并增加羧基官能團含量，但該方法并未提高耐脅迫相關的酚羥基以及其他促生含氮官能團的含量，同時也缺乏在水稻耐鹽上的應用。