[发明专利]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

说明书

本发明公开了利用造纸黑液制备水稻耐盐专用小分子有机物的方法，包括如下步骤：(1)将造纸黑液中的有机物进行提取并纯化，将纯化后的有机物分离得到大分子量有机物和小分子量有机物；(2)将小分子量有机物进行改性并嫁接活性官能团得到第一耐盐小分子有机物；(3)将大分子量有机物进行改性降低其分子量并增加酚羟基含量得到第二耐盐小分子有机物。本发明既可以在水稻直播前浸种以提高种子的发芽率和生根能力，也可以在水稻插秧前灌秧以促进水稻根系的生长和幼苗的耐盐性，还可以与肥料掺混后一同施入土壤从而达到增产的效果。

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。

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，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。

造纸黑液中的有机物作为生物刺激素已逐渐被开发应用于农业生产中，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。前期研究发现，该有机物提高水稻耐盐胁迫的生理活性受分子量大小，官能团分布，以及脂肪、多肽和氨基酸结构含量等影响：在分子量小于10kDa时具有较高的生理活性，且其抗氧化能力和施用效果会随小分子物质中酚羟基含量的增加而提高；但在分子量大于10kDa时，较高的分子量反而在一定程度上抑制了其生理活性。因此，在避免损失的前提下降低造纸黑液中有机物的分子量，并增加其官能团含量提高抗氧化能力，是造纸黑液深度开发及再利用的新思路。

专利申请号为201710765056.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殖酸混合制备成有机肥，并未有效提高黑液中的活性官能团含量，也未能降低其分子量。专利申请号为201610847821.8，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，虽然公开了利用氧化剂氧化的手段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它促生含氮官能团的含量，同时也缺乏在水稻耐盐上的应用。

发明内容

针对上述现有技术，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。本发明通过超过滤的方法将造纸黑液中的有机物按照分子量大小进行分级，并针对性的采用不同方式对不同分子量的有机物进行改性以提高其生理活性。具体来说，针对小分子量有机物，将谷氨酸和阿魏酸作为官能团的来源，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有机物中以增加小分子有机物中含N官能团、羧基以及酚羟基的含量，同时为避免改性造成分子量的增加，利用少量淀粉酶以及半纤维素分解酶对其降解；针对大分子量有机物，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，在高温高压下发生加氢还原反应来降低其分子量并增加酚羟基以及羧基的含量，同时加入阻聚剂可抑制反应产物的聚合而避免再次自组装形成大分子物质。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一方面，提供一种利用造纸黑液制备水稻耐盐专用小分子有机物的方法，包括如下步骤：

(1)将造纸黑液中的有机物进行提取并纯化，将纯化后的有机物分离得到大分子量有机物和小分子量有机物；

(2)将小分子量有机物进行改性并嫁接活性官能团得到第一耐盐小分子有机物；

(3)将大分子量有机物进行改性降低其分子量并增加酚羟基含量得到第二耐盐小分子有机物。

优选的，所述小分子量有机物为分子量10kDa的有机物，所述大分子量有机物为分子量10kDa的有机物。