制浆黑液脱盐氧化耦合制备液体肥料及其土壤改良与植物促生机制研究

针对制浆黑液高碱度限制农业直接应用的难题，昆明理工大学团队创新性开发脱盐/氧化耦合工艺，成功将黑液转化为高生物利用度液体肥料。通过树脂脱盐降低pH值(11.8→8.2)与电导率(28.6→4.3 mS/cm)，结合H2O2原位氧化提升木质素溶解性(氧含量增加12.7%)，使处理后的黑液(OBL)显著提升土壤腐殖酸(↑38.2%)和持水性(↑25.4%)，植物存活率提高至92.3%，叶绿素含量达0.912 mg/g，为工业废液高值化农业利用提供新范式。

　　

造纸工业每年产生数百万吨黑液(BL)，这种富含木质素和有机质的碱性废液传统上通过碱回收锅炉处理，既浪费资源又污染环境。与此同时，全球耕地正面临有机质下降、盐碱化加剧等严峻挑战。如何将黑液转化为农业可利用资源，成为环境科学与农业交叉领域的研究热点。昆明理工大学的研究团队在《Environmental Research》发表的研究，通过创新性脱盐/氧化耦合技术，成功将制浆黑液转化为高效液体肥料，为解决这两个难题提供了突破性方案。

研究采用树脂脱盐(D751型)和过氧化氢(H₂O₂)氧化两步法处理蔗渣制浆黑液。来自云南梁王山的土壤样本(pH 7.6，有机质16.23 g/kg)用于评估改良效果，植物实验选用当地常见作物。通过FTIR、XPS等技术分析官能团变化，土壤指标检测包含腐殖酸(HA)含量、持水率等参数。

<材料与试剂>
研究选用碱法制浆黑液(BL)，初始pH达11.8，含木质素32.4 g/L，还原糖19.71 g/L。脱盐处理使灰分从18.6%降至5.3%，氧化后羧基含量提升2.1倍。

<黑液理化成分分析>
脱盐黑液(DBL)电导率降低84.9%，氧化黑液(OBL)氧/碳比提升至0.38。二维相关光谱显示氧化优先发生在木质素苯环侧链，形成更多亲水性基团。

<土壤改良效果>
OBL处理使土壤HA含量从11.74增至16.23 g/kg，持水率提高25.4%。微CT显示土壤孔隙度增加19.8%，渗透系数改善3.2倍。

<植物生长促进>
OBL灌溉组植物根长较对照组增加47.2%，叶绿素a/b比值优化至3.15，表明光合效率提升。存活率(92.3%)显著高于BL组(68.5%)。

该研究开创性地通过耦合工艺解决黑液应用的两大瓶颈：脱盐降低碱伤害，氧化维持有机质活性。OBL中形成的酚羟基(-OH)和羧基(-COOH)既增强木质素溶解性，又作为金属螯合剂促进养分吸收。研究证实工业废液经适当处理可转化为性能优于商业肥料的土壤改良剂，为循环经济提供重要案例。团队正在探索该技术在矿区土壤修复中的应用，进一步拓展其环境效益。