造纸黑液中木质素在农业领域的应用_王晓红
造纸黑液中木质素在农业领域的应用_王晓红
专题讲座造纸黑液中木质素在农业领域的应用王晓红,赵 谦(江苏大学化学化工学院,江苏 镇江 212013)摘 要:介绍了造纸黑液中木质素在农业领域的最新研究及应用,主要对木质素在肥料、农药、饲料、土壤改良剂、植物生长调节剂、液体地膜等方面的研究进展进行了阐述。
关键词:造纸黑液;木质素;农业;应用中图分类号:X793 文献标识码:A 文章编号:1005-3433(2004)02-0036-05木质素是一种高分子有机物,大量存在于木材、竹、草等造纸原料中。
其含量仅次于纤维素。
约占植物总量的20%。
木质素是造纸黑液中的主要污染成分之一,也是构成黑液COD(化学需氧量)的重要成分[1]。
如果直接排放既浪费了木质素资源又污染了环境。
随着人们环保意识的不断增强和国家环保法规的进一步完善,我国众多中小型造纸厂日益感到造纸黑液污染治理的迫切性,许多厂家投入巨额资金对造纸黑液进行治理。
从环境保护和可持续发展战略出发,对木质素进行资源化研究,兼具有效利用资源和治理纸浆黑液的双重意义。
开发造纸黑液木质素在农业领域的用途是黑液治理的一条有效途径。
本文综述了造纸黑液木质素在农业领域的应用研究情况。
1 肥料木质素是能从自然界再生资源中获得的高聚合度的芳香族有机原料,具有无毒、价廉、易被微生物分解的特性。
当在木质素上接上植物生长所需要的N、P、K等元素时,这些元素会伴随着木质素被微生物降解而缓慢释放出来,为作物吸收利用。
正是木质素这种缓慢释放的特性使得木质素可以成为一种肥劲较稳、肥效较长、含有多种营养元素并且能较好地控制不被淋失的完全肥料[2]。
1.1 木质素氮肥木质素类氮肥含氮量与普通化学肥料相近且具有长效、缓释的特点,可促进作物生长,是一种比较有前途的木质素利用方法。
木质素氮肥不仅含无机氮,而且还含有机氮,有机氮与木质素之间以共价键相连接,而作物几乎不吸收这种有机键合的氮素,只有当木质素经微生物降解,缓慢释放出无机氮素之后才能为作物吸收利用,所以说含氮木质素是一种潜在的有机长效氮肥[2]。
造纸废液中木质素在肥料行业中的应用
木质 素是化 学制浆废 液 中主要 的污染源 之一 。国 内外学者 利用木 素 良好 的物理 化学性 质， 开发 出 了许 多工 业产 品 。制 浆造 纸过程 将木 质 素分离 并溶 于废液 中排放， 造成 严重污 染 研究 开发 合理利 用木质 素 的技 术， 是减 少制浆 废 液污染 排 放造成 的环 境 污染 危害， 促进 经 济可 持续 发展 的必 由之 路 。 木 质素 结构 比较复杂 ， 们对木 质素 的研 究 始于１世 纪后 期Ｉ， 人 ９ ｔ 随着矿 储 ３ 资源 日渐 减少 和发展 循环 经济对 资源 的 需求， 对木质 素更 深入 、更广泛 的应 用研 究显得 尤 为重要 。从环 保角 度和 社会 经济 可持续 发展 的 战略角 度 出发， 对木 质素 进行 资源 化研 究， 具有 效利 用资源 和 治理纸 浆黑 液 的双重 意义 。木 质素 来源丰 富， 具有优 良的理化 特性和 广 阔的应用 前景， 加强研 究与 应用开 发 对促 进资 源充 分利 用 、环境 保护 与 制浆 造纸 协 调 、持续 发展 有着 重 大 的社 会及经 济意义 。开发造 纸废渡 中木质 素在肥 料领 域的用 途不仅 是造 纸行业 治 理污染 有效 途径， 更是 农业 可持续 发展 和节 能环保 政策 的 需要 。本文综 述 了 木 质 素在 肥 料领 域 的应 用研 究 进展 。 １木 质素 的结 构 木质素 是 由聚合 的芳 香醇构成 的～类 物质， 存在 于木质 组织 中， 主要作 用 是 通过形 成交 织网来 硬化 细胞壁 。木 质素 主要位 于 纤维 素纤维 之 间， 起抗 压 作用 。其基 本 构成 单元 是 愈刨 木基 、对 羟基 木基 、紫丁香 木 基， 图 ｌ ｊ 见 。 在木 本植物 中， 木质索 占２％ 是世界上 第二位 最丰 富的有机 物 （ ５， 纤维 素是第一
造纸黑液处理及资源化利用现状分析
造纸黑液处理及资源化利用现状分析提纲：1. 现状分析：造纸黑液的成分及对环境的危害和影响。
2. 处理技术：介绍现有造纸黑液处理技术，包括生物法、化学法和物理法。
3. 资源化利用：探讨造纸黑液的资源化利用现状，包括生物质能、化学品、肥料和其他产品。
4. 建筑应用：分析造纸黑液在建筑行业中的应用领域及前景，包括混凝土添加剂、有机灰浆、防水材料等。
5. 可持续发展：提出如何实现可持续发展的建议，包括强化政策法规和技术研发，推广资源循环利用等。
一、现状分析造纸黑液是由纤维素、木质素、树脂酸、有机物、无机物等构成的复杂混合液体，含有大量的有机物、重金属等物质，对环境造成很大的危害和影响。
造纸黑液的排放不仅会污染环境，而且在黑液中的有机物和无机物也会对环境产生长期的影响。
造纸黑液排放的状况已引起国家及环保组织的高度关注，必须采取有效措施加以处理。
二、处理技术生物法、化学法和物理法被广泛应用于造纸黑液的处理。
生物法是指利用微生物对造纸黑液进行处理，并将有机物转化为更为稳定的物质，使造纸黑液经过处理后可以循环利用。
化学法是指将造纸黑液中的有害物质通过化学反应转化为无害物质，如氧化、还原、沉淀等方法，处理后的造纸黑液可以用于生产肥料和其他化学品。
物理法是指对造纸黑液进行物理处理，如超声波、吸附、膜分离等，来去除造纸黑液中的杂质和有机物，使其达到资源化利用的要求。
三、资源化利用造纸黑液可以通过资源化利用变废为宝，使废弃物转化为有用物质，节省原材料和能源，同时达到环境保护的目的。
利用造纸黑液生产生物质能，如生物气、生物油等，可以为城市供热、发电等提供绿色能源。
化学品可以通过将造纸黑液中有机物转化为化学品来实现，如生产肥料、清洗剂、活性炭、水处理剂等；还可以制备具有生物活性的杀虫剂、杀菌剂等。
肥料是造纸黑液处理后的一个主要产品，很多造纸企业已经将造纸黑液转化为有机肥料，并出口到欧美日等国家。
其他产品包括纸浆添加剂、化妆品、防水剂等。
膜技术在提取造纸黑液中木质素的应用
膜技术在提取造纸黑液中木质素的应用发布时间：2021-08-16T10:26:25.786Z 来源：《科技新时代》2021年5期作者：梁山景[导读] 所以造纸黑液如果直接排放不仅会造成极大的环境危害，还会造成其中的木质素等有用资源的浪费。
安徽普朗膜技术有限公司[摘要]：造纸黑液产生量大，污染重，而其中含的木质素是一种极具工农业价值的有机原料。
造纸黑液直接排放会造成很大的环境污染和资源浪费；酸析法、有机溶剂法、混凝法等常规的回收木质素的方法有着明显的缺陷。
膜分离法因其处理过程是物理过滤，不产生新的污染，且对造纸黑液中木质素的回收效率高，能耗低，因此具有很好应用前景。
本文通过对膜技术在提取造纸黑液中木质素的应用进行探究，对实际的应用中的优缺点进行分析，促进膜技术在提取造纸黑液中木质素方面的更广泛应用。
[关键词]：膜技术；造纸黑液；回收木质素；实际使用效果1.造纸黑液的来源及特点造纸黑液主要是造纸过程中蒸煮制浆产生的废水，我国是造纸行业生产大国，造纸行业作为六大工业污染源之一，其每年产生的废水量占全国工业总废水量的10%，每生产1t 纸浆排出黑液约10 m3，总的特点是强碱或强酸性、颜色深、有臭味、含有相当数量的固形物、产生量大、污染负荷高。
造纸黑液的BOD 浓度高达34500 ～ 42500 mg /L，COD 浓度高达106000 ～ 157000 mg /L［1］，其成分主要是木质素、纤维素、半纤维素等难降解有机物。
此外造纸黑液还含有大量悬浮固体和残碱，SS 浓度为23500～27800 mg /L，pH 值为11～13。
制浆黑液具有非常严重的污染性，如果不加治理直接排放，会对水体和生态环境造成严重破坏。
分析表明，制浆黑液所含的污染杂质中，约1 /3为无机物，主要是NaOH和SiO2等，约2 /3 为有机物，主要是木质素和半纤维素等[2]。
其中木质素是一种极具工农业价值的有机原料，广泛使用在橡胶、塑料、粘合剂、皮革鞣剂的制备、分散剂和表面活性剂以及肥料、农药缓释剂、植物生长调节剂、沙土稳定剂、土壤改良剂等方面[3]。
一种从造纸黑液中提取木质素的方法[发明专利]
![一种从造纸黑液中提取木质素的方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/c7509c102e60ddccda38376baf1ffc4ffe47e264.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710878616.2(22)申请日 2017.09.26(71)申请人 安徽农业大学地址 230036 安徽省合肥市长江西路130号(72)发明人 王传贵 李媛媛 方徐勤 武恒 董宏敢 (74)专利代理机构 南京苏科专利代理有限责任公司 32102代理人 何朝旭(51)Int.Cl.C08H 7/00(2012.01)(54)发明名称一种从造纸黑液中提取木质素的方法(57)摘要本发明涉及一种从造纸黑液中提取木质素的方法，包括七个步骤，从而得到木质素，本发明中获得的木质素得率可达95%，得到的木质素纯度也可达98%，对所得到的木质素进行结构表征，其理论分子式分别为C 10H 10.68O 3.54N 0.02，可见木质素中含有愈创木基和紫丁香基结构单元，连接键类型为β-O-4、β-1、β-5、β-β，含有较多的游离羰基、甲氧基和羟基等活性基团，都表现为典型的阔叶树材木质素特征，可见本发明所得到的木质素为造纸黑液中析出，此种方法大大提高了造纸黑液的利用率，在提倡变废为宝的今天，具有积极的作用。
权利要求书1页 说明书3页 附图1页CN 107522869 A 2017.12.29C N 107522869A1.一种从造纸黑液中提取木质素的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、按体积比为1：1取造纸黑液和无水乙醇放置于反应釜中，震荡混合均匀后得到混合液，混合液在60℃条件下水浴处理2h；转至步骤2；步骤2、将水浴处理后的混合液倒入分液漏斗中，震摇10min后静止分层，收集上层清液；转至步骤3；步骤3、取上层清液倒入旋转蒸发仪中，在78℃条件下旋转蒸发出上层清液中的乙醇，得到无醇混合溶液；转至步骤4：步骤4、向无醇混合溶液中添加浓度为98%的浓硫酸，并且边添加边搅拌直至pH值为3，停止添加浓硫酸；转至步骤5；步骤5、pH值为3的无醇混合溶液在60℃条件下水浴加热4-5h ,转至步骤6；步骤6、步骤5得到的无醇混合溶液在25℃、10000r/min的条件下，离心8min，得到固体物；转至步骤7；步骤7、将固体物进行冷冻干燥处理，得到木质素。
木质素在农业中的应用
木质素在农业中的应用巨敏;翁彩珠;刘军海【摘要】综述了木质素在农业方面的研究进展,着重讨论了木质素在农业领域的应用,并展望了其今后的发展方向.【期刊名称】《现代农业》【年(卷),期】2011(000)001【总页数】2页(P27-28)【关键词】木质素;农业;应用【作者】巨敏;翁彩珠;刘军海【作者单位】陕西理工学院化学与环境科学学院;陕西理工学院化学与环境科学学院;陕西理工学院化学与环境科学学院【正文语种】中文前言木质素是植物细胞的胞间层和次生壁之间的主要填充物，在木材中的含量为25%～30%。
制浆造纸的黑液中含有大量的木质素，目前并未得到较好的利用。
由于自然降解时间较长，因而随造纸黑液排放将会严重污染环境。
因此木质素的开发利用具有一定的环保意义，符合我国低碳经济和科学发展的要求。
木质素能显著降低土壤对磷、钾等的吸附固持能力，提高利用率。
木质素还可以固定营养元素，形成长效缓释肥料。
此外，木质素对尿素有一定的增效作用，还能与一些微量元素络合，形成有机微量元素肥料[1-3]。
因此，木质素在农业中有着广泛的应用，本文综述了木质素在农业中的应用状况，旨在为木质素的开发利用提供理论参考。
一、木质素在农业中的应用1.用于木质素铁肥在植物体内，铁参与呼吸与能量的传递，在核酸代谢和生物固氮过程中发挥着重要作用。
木质素由于具有螯合性和黏合性，加之自身结构上的活性基团，增强了土壤中的微量元素之间的黏合性。
采用木质素与铁肥结合制成木质素铁肥，可大大提高植物对肥料中铁元素的吸收。
木质素和铁黏合产品在偏碱性的土壤中施用后，可将不溶性的铁变成可溶性的铁供给植物，促进了植物对铁的充分的吸收利用[4]。
研究发现，木质素铁肥对花生开花、结瘤数有很明显的促进作用[5]。
2.用于木质素氮肥普通的氮肥施入田中后，释放出来渗入地下水系统，会产生一定的二次污染，而氮改性木质素具有长效性和缓效性，在增加了植物对肥料中氮的吸收的同时，减少了环境污染。
高效菌降解造纸黑液木质素的特性与机理研究
高效菌降解造纸黑液木质素的特性与机理研究高效菌降解造纸黑液木质素的特性与机理研究随着全球环境问题的日益严重，研究人员开始关注造纸工业对环境的污染问题。
其中，造纸黑液是造纸工业中产生的一种有机废水，其中主要成分是木质素。
木质素是一种具有复杂结构的天然高分子化合物，难以被传统方法降解。
因此，寻找一种高效的菌株来降解造纸黑液中的木质素成为了研究人员的关注点。
本文旨在研究高效菌降解造纸黑液木质素的特性与机理。
首先，我们从现有的环境样品中筛选出能够高效降解木质素的菌株，并将其鉴定为拉氏杆菌。
接着，我们对拉氏杆菌的生长特性进行了研究，发现在pH为7和温度为30°C的条件下该菌株能够达到最佳生长状态，并且在底物浓度为2g/L时能够产生最大降解效果。
接下来，我们对拉氏杆菌的降解机理进行了深入研究。
通过红外光谱分析和质谱分析，我们发现在菌株作用下，木质素的结构发生了明显的改变。
具体来说，木质素中的苯环和芳香醚键被拉氏杆菌断裂，产生了碱性的杂原子和氧化物。
此外，我们还发现拉氏杆菌能够产生一类特殊的酶，其具有高效降解木质素的能力。
通过对酶的纯化和性质分析，我们发现这种酶对木质素的降解具有高效、特异性和可控性。
最后，我们对拉氏杆菌降解造纸黑液中木质素的应用进行了评估。
实验结果显示，在拉氏杆菌作用下，造纸黑液中木质素的降解率可以达到90%以上。
此外，拉氏杆菌还能够产生一系列有机酸和酶，这些产物对于造纸工业的废水处理和有机肥料的生产具有潜在的应用价值。
综上所述，本研究通过对高效菌降解造纸黑液木质素的特性与机理的研究，增加了我们对这一过程的理解。
这为开发高效、环保的造纸黑液处理技术提供了新的思路和方法综合研究结果表明，我们成功地鉴定了一株具有降解木质素能力的拉氏杆菌菌株，并对其生长特性进行了探究。
在适宜的条件下，该菌株能够达到最佳生长状态，对底物浓度为2g/L的木质素表现出最大的降解效果。
通过红外光谱分析和质谱分析，我们发现拉氏杆菌能够将木质素中的苯环和芳香醚键断裂，产生碱性的杂原子和氧化物。
试论造纸废液中木质素在肥料行业中的应用
试论造纸废液中木质素在肥料行业中的应用摘要木质素是近些年来高分子领域、低碳环保以及农业领域中的研究热点。
本文叙述了近年来造纸废液中木质素在控释肥料、有机肥料、有机无机复混肥料、木质素微肥以及生物肥料中的研究与应用，为木质素在肥料行业中的应用提供参考。
关键词木质素肥料应用木质素是化学制浆废液中主要的污染源之一。
国内外学者利用木质素良好的物理化学性质，开发出了许多工业产品。
制浆造纸过程把木质素分离并溶于废液中排放，造成严重污染。
我们研究开发合理利用木质素的技术，是减少制浆废液污染排放造成环境污染危害，促进经济可持续发展的必由之路。
木质素结构比较复杂。
人们对木质素的研究始于19世纪后期，随着矿储资源日渐减少和发展循环经济对资源的需求，对木质素更深入、更广泛的应用研究显得尤为重要。
从环保角度和社会经济可持续发展的战略角度出发，对木质素进行资源化研究，有着有效利用资源和治理纸浆黑液的双重意义。
木质素来源丰富，具有优良的理化特性和广阔的应用前景，加强研究与应用开发对促进资源充分利用，环境保护与制浆造纸协调、持续发展有着重大的社会效益和经济效益。
开发造纸废液中木质素在肥料领域的用途不仅是造纸行业治理污染的有效途径，更是农业可持续发展和实施节能环保政策的需要。
本文叙述了木质素在肥料领域的应用研究进展。
一、木质素的结构木质素是由聚合的芳香醇构成的一类物质，存在于木质组织中，主要作用是通过形成交织网来硬化细胞壁。
木质素主要位于纤维素纤维之间，起抗压作用。
其基本构成单元是愈创木基、对羟基木基、紫丁香木基，见图1。
在木本植物中，木质素占25%，是世界上第二位最丰富的有机物（纤维素是第一位）。
二、木质素在肥料行业中的应用木质素由自然界可再生资源获得，是高聚合度芳香有机物，具有无毒、价廉、可被微生物降解的特性。
木质素在肥料方面的开发利用不仅可以综合利用造纸废液，减少对环境的污染，同时还解决了普通肥料在使用过程中的流失和污染问题，并能为降低农业生产成本提供新的技术。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
专题讲座造纸黑液中木质素在农业领域的应用王晓红,赵 谦(江苏大学化学化工学院,江苏 镇江 212013)摘 要:介绍了造纸黑液中木质素在农业领域的最新研究及应用,主要对木质素在肥料、农药、饲料、土壤改良剂、植物生长调节剂、液体地膜等方面的研究进展进行了阐述。
关键词:造纸黑液;木质素;农业;应用中图分类号:X793 文献标识码:A 文章编号:1005-3433(2004)02-0036-05木质素是一种高分子有机物,大量存在于木材、竹、草等造纸原料中。
其含量仅次于纤维素。
约占植物总量的20%。
木质素是造纸黑液中的主要污染成分之一,也是构成黑液COD(化学需氧量)的重要成分[1]。
如果直接排放既浪费了木质素资源又污染了环境。
随着人们环保意识的不断增强和国家环保法规的进一步完善,我国众多中小型造纸厂日益感到造纸黑液污染治理的迫切性,许多厂家投入巨额资金对造纸黑液进行治理。
从环境保护和可持续发展战略出发,对木质素进行资源化研究,兼具有效利用资源和治理纸浆黑液的双重意义。
开发造纸黑液木质素在农业领域的用途是黑液治理的一条有效途径。
本文综述了造纸黑液木质素在农业领域的应用研究情况。
1 肥料木质素是能从自然界再生资源中获得的高聚合度的芳香族有机原料,具有无毒、价廉、易被微生物分解的特性。
当在木质素上接上植物生长所需要的N、P、K等元素时,这些元素会伴随着木质素被微生物降解而缓慢释放出来,为作物吸收利用。
正是木质素这种缓慢释放的特性使得木质素可以成为一种肥劲较稳、肥效较长、含有多种营养元素并且能较好地控制不被淋失的完全肥料[2]。
1.1 木质素氮肥木质素类氮肥含氮量与普通化学肥料相近且具有长效、缓释的特点,可促进作物生长,是一种比较有前途的木质素利用方法。
木质素氮肥不仅含无机氮,而且还含有机氮,有机氮与木质素之间以共价键相连接,而作物几乎不吸收这种有机键合的氮素,只有当木质素经微生物降解,缓慢释放出无机氮素之后才能为作物吸收利用,所以说含氮木质素是一种潜在的有机长效氮肥[2]。
1.1.1 氨氧化木质素氮肥 硫酸盐木质素经氨化氧化反应,可提高含氮量,且对N有控释作用。
以造纸黑液木质素为原料,按一定的液比,将木质素溶解在稀氨水中,添加复基金项目:江苏省镇江市科技攻关项目(GY2003020)作者简介:王晓红(1971-)女,安徽怀宁人,硕士,讲师,研究方向:天然高分子化合物的改性及应用。
合催化剂,在一定温度和氧压下经氨化、氧化反应,制得含氮量为15.47%的氨氧化木质素[3]。
黄宏等[4]的研究结果表明,氨氧化木质素对五色苋生长效果显著,作为一种缓释氮肥,能逐渐释放出含氮养分,其肥效仅次于尿素。
施用氨氧化木质素肥料,可以大大降低硝酸盐的淋溶作用,减少硝酸盐对地表及地下水的污染,并有利于土壤腐殖质的形成,改良土壤结构。
1.1.2 木质素尿素 造纸黑液木质素与尿素及其他助剂按比例掺混,并经改性合成。
木质素尿素具有缓释、长效、抑制脲酶活性、提高氮肥利用率等作用。
盆栽实验表明,木质素尿素供氮水平较普通尿素高0.4~ 1.1倍。
2年大田实验结果表明,冬小麦、夏玉米分别增产21.4%和12.1%[3]。
1.2 木质素磷肥[5]以碱木质素、磷酸二铵、粘合剂和助剂为原料,按一定的比例掺混,在一定的温度条件下制取木质素磷肥。
木质素分子的羟基、羰基、羧基、网状结构及其被土壤微生物降解产生的有机酸,与土壤中固有活性磷的铁、铝、钙等有络合、吸附作用。
经改性的木质素磷肥,能减少磷酸根的化学沉淀和固定作用,提高磷肥的利用率,达到节肥增产的效果。
经14周的实验室模拟观测,土壤有效磷含量提高约10%~20%。
两年田间实验结果表明,冬小麦、夏玉米产量分别提高18.5%和14.4%。
造纸黑液木质素具有特殊的反应特性,表现出较强的离子交换性,对磷矿粉的活化效果明显,甚至优于沸石,可用于制造活化磷肥。
1.3 螯合肥料黑液木质素是一类由苯丙烷结构单元通过醚键和碳-碳键联结而成的芳香族高分子聚合物[6]。
其结构单元上含有羟基、羧基和羰基等活性基团,表现出一定螯合性质,可制备螯合肥料。
1.3.1 磺化硫酸盐木质素螯合微肥[7] 铁元素不仅能够促进叶绿素的合成,而且还能够调节植物体内的氧化还原过程。
但土壤中大多数含铁矿物都处于难溶状态,不能被植物吸收,只有活性铁、置换铁、溶液中铁以及螯合铁才能被植物吸收,但它们在土壤中含量极少,从而导致植物在生长过程中经常发生缺铁症,严重时会导致植株死亡。
木质素铁螯合物微肥则可将可溶性铁供给植物,从而防止植物缺铁现象的发生。
分别对在碱性土壤中种植的豆类、油菜等作物施加磺化硫酸盐木质素螯合铁、硫酸亚铁,并以空白试验对照。
结果发现:施入磺化硫酸盐木质素螯合铁肥的作物没有出现缺铁症,而其它两种情况作物失绿明显。
用磺化硫酸盐木质素制得的阳离子交换树脂处理含锌废水或含铜废水,得到含5%锌或铜的磺化硫酸盐木质素。
该木质素是一种含微量元素的有机肥料。
施肥以含锌量计5kg/hm2或以含铜量计10kg/hm2,能够有效提高谷物产量,同时可增加禾草中N、P、K 含量,作物根茎在土壤中通过阳离子交换剂吸收肥料中的微量元素。
1.3.2 硝化木质素螯合肥料[8] 在一定条件下,碱木质素经稀硝酸氧化制得硝化木质素,其水溶性、离子交换能力及酸性基团含量均有较大提高。
硝化木质素在特定条件下与无机盐作用制得螯合肥料(Zn2+和M g2+等)。
碱性土壤条件下,用玉米作试验对象,分别施加硝化木质素螯合锌肥和硫酸锌,进行空白试验。
结果表明:硝化木质素锌对玉米生长的促进作用比硫酸锌大得多,表明硝化木质素具有较高的肥效作用,这可能主要归功于硝化木质素对金属离子Zn2+有较强的螯合作用,抵抗了碱性土壤对Zn2+的固定作用。
1.4 木质素复合肥目前,有机肥与无机肥复合是肥料工业发展的主要趋势,有机-无机复合肥不仅可以提高肥效,而且可以改良土壤质量、提高土壤综合肥力。
碱木质素复合肥还具有防治根线虫病的作用。
木质素作为一种在土壤中能生物降解、增加土壤有机质含量、对作物无毒副作用的天然有机物质,与常规化学肥料尿素、磷酸二铵、氯化钾等复配合成木质素有机-无机高效复合肥,经实验验证不仅降低了无机盐的水解速度,达到缓释的目的,而且对脲酶活性有一定抑制作用。
在田间持水量条件下,累积8d比尿素氨挥发损失减少27%,比无机复合肥减少氨挥发损失7.8%;在淹水条件下,累积9d比尿素氨挥发损失减少14.5%。
并且木质素还可减少土壤中有害离子对磷酸根的固持,活化磷肥。
经14d渗滤实验,累积渗滤液中有效磷量比无机复合肥提高34%[9]。
将木质素磺酸盐掺入到肥料中可以制得含N、P、K、木质素磺酸盐、Cu、Mg等多组分的复合肥料。
Mozheiko将木质素磺酸盐用尿素在80~90 下处理,然后加入粉末状或分散较好的KCl,制得钾肥。
德国的Krachn-er将木质素磺酸盐用铜导体板厂废液中所含的Cu(NH3)2+4处理制得含铜的木质素磺酸盐肥料。
日本的Azeta将轻烧菱苦土与木质素磺酸钠以及CaO粉末反应制得可降解的轻烧肥[2]。
2 农药缓释剂木质素具有抑制释放剂的性质,利用木质素的网络结构,可以容易地将杀虫剂、除草剂、灭菌剂等通过物理或化学的方法引入到木质素结构中制成颗粒剂。
农药成分逐渐从制剂基体扩散到制剂表面,起到缓解释放的作用。
张陶芸[10]等将干燥粉碎的碱木质素与农药及助剂混匀、造粒、再干燥,制成颗粒缓释农药,在贵州、浙江等地进行了多次田间实验,效果较为理想。
他们用强极性的杀虫双农药制成的缓释农药,与普通颗粒的杀虫双农药在室内水稻对照实验,结果表明缓释农药具有长效功能。
3 植物生长调节剂3.1 邻醌类植物生长激素在带搅拌和回流冷凝器的搪瓷反应釜中加入相当于绝干100kg的木质素和1000 kg的水,在搅拌中慢慢加入120kg硝酸,升温至70 反应1h,然后再慢慢加入120kg 硝酸,将反应温度升至100~104 ,再反应6h。
反应结束后,放料过滤,滤液先用石灰乳中和,再用氨水中和,即得邻醌类植物生长激素,可在稀释后直接使用。
这种激素对于促进植物幼苗根系生长,提高移栽成活率有显著作用;使植物的叶色较绿,叶片较大;对水稻有提早成熟的作用;对水稻、小麦、棉花、茶叶、等作物有一定的增产效果[11]。
3.2 类吲哚环类植物激素在用量为木质素量的20倍的6%氨水中,压力2.94~ 3.92M Pa,温度180~250 ,反应时间3~5h,空气量5~10L/min。
在第一阶段产生羧酸的铵盐、低级脂肪酸的酰胺及吲哚环、吡咯环等杂环化合物。
在第二阶段发生缩合,使吲哚环上的氮含量在20%以上,从而得到约30%的氨木质素(对原料木质素)。
这就具有与吲哚环植物激素相类似的作用[7]。
4 饲料添加剂酸析木质素是一种有特殊活性的有机化合物,既含有60%的碳元素,又含有比较丰富的微量元素,还含有少量的蛋白质,经毒理研究,无毒副作用,可用作饲料添加剂[12]。
如牛用饲料中含有硫酸盐木质素添加剂,可提高家畜青春生长期的增长率。
该饲料成分为:粉状硫酸盐木质素3.0%~ 4.0%,无氟化物的磷酸盐1.9%~ 2.1%,NaCl1.4%~ 1.6%,Mg SO40.3%~0.5%,玉米淀粉4.0%~4.2%,食用植物脂1.4%~1.6%,其余为磨细的粗大麦粉。
采用木质素作饲料添加剂时,添加量以1%为宜,产蛋量比不加时提高21%,喂养肉鸡时,可增加肉鸡体重,降低饲养费用。
喂猪时,木质素添加剂以3%为宜。
据介绍,美国饲料标准允许在饲料中添加4%的木质素,木质素属无毒、无害产品,喂养家禽、家畜是安全的。
5 土壤改良剂利用硫酸盐法处理造纸黑液,将得到的氨化硫酸盐木质素作为土壤改良剂,可用来改良紧密、含盐和被腐蚀的土壤,使土壤产生团粒结构,进而改变土壤的水分特性,还可以促进P、N、Fe等的肥效,尤其是使用磷肥时,由于木质素具有螯合性,因此使用木质素土壤改良剂能有效防止磷肥固着在土壤上,显著地提高肥效[13]。
例如,用2%的氨化木质素和1%的氨化硫代木质素作盐分高的土壤改良剂,可用水洗走土壤中的盐分,这对我国许多盐碱地的改良是非常有益的。
此外,用木质素 氢氧化钠 六亚甲基四胺=(100~120) (10~12) (20~30)(以干重计)配制出来的土壤改良剂可适用于各种类型的土壤,如森林冻土带、沙质土壤或坚实的土壤等[10]。
Saitod[14]等通过磺化和氧碱化对木质素改性,产物可吸附土壤中铝离子进而改良土壤。
木质素磺酸盐分子结构中含有羟基、磺酸基等可与沙土颗粒结合的基团,Zaslavsky 等报道了利用木质素磺酸盐与乙烯类单体接枝共聚制备土壤改良剂的方法,并指出该改性产物可用于抵御土壤风蚀。