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从制浆废液中提取精炼出的木质素对植物生长具有调节作用,可作为植物生长调节剂使用,其对植物生长的调节作用与木质素结构特性有关。为制浆废液提供高值化利用途径,本课题选用非木材纤维碱法制浆废液探究其对植物生长的影响,并通过研究经氧化改性的碱法制浆黑液对植物生长的影响与木质素结构之间的联系探究黑液木质素调节植物生长的机制。本课题研究结果如下:1、制浆废液对小白菜种子萌发、幼苗生长的影响:以小白菜种子为研究对象,选用麦草碱预处理黑液(ABL)、麦草碱性亚硫酸钠蒸煮废液(SSWL)、稻草氧碱蒸煮黑液(OABL)、Fenton氧化稻草氧碱黑液(FOABL)稀释到以木质素浓度为基准的一定浓度的溶液,作用于小白菜种子萌发、幼苗生长实验。结果表明,ABL、SSWL、OABL、FOABL对小白菜种子萌发的促进作用不明显,但其中OABL、FOABL对小白种子萌发速率有一定的促进作用,发芽势较对照提高4%。四种蒸煮废液在一定浓度范围内都能促进小白菜幼苗茎长的增长,分别在木质素浓度50ppm、200ppm、200ppm、50ppm时对茎长促进作用最明显,分别比对照提高74%、82%、18%、26%。对幼根根长没有促进作用。ABL、SSWL、OABL、FOABL对小白菜鲜重干重积累都有明显促进作用,其中对小白菜地上部分鲜重干重的促进作用更明显。ABL、SSWL、OABL、FOABL对冠鲜重、干重的促进均明显,冠鲜重最高分别较对照提高65%、46%、48%、47%;冠干重分别较对照提高59%、10%、55%、56%。对根部生长的促进作用体现使根更粗壮,根毛增多,因其根长无增长,但在ABL、SSWL、OABL、FOABL影响下根干重分别较对照提高35%、18%、64%、54%。对小白菜幼苗生长的促进作用OABL、FOABL更明显,ABL次之,SSWL效果较差。蒸煮废液表现出与腐植酸相似的生物活性,调节植物生长。2、制浆黑液的氧化改性及其对小白菜植株生长影响:对麦草碱性亚硫酸钠蒸煮废液(SSWL)、麦草烧碱蒽醌黑液(ABL)、稻草氧碱黑液(OABL)进行Fenton氧化改性分别获得Fenton氧化麦草碱性亚硫酸钠蒸煮废液(FSSWL)、Fenton氧化麦草烧碱蒽醌黑液(FABL)、Fenton氧化稻草氧碱黑液(FOABL)。麦草碱性亚硫酸钠蒸煮废液及其Fenton氧化后蒸煮废液对小白菜植株生长表现出抑制作用。木质素浓度50ppm及以下的麦草烧碱蒽醌蒸煮黑液影响下,小白菜植株茎叶生长和根部物质积累得到促进,茎叶鲜重、根鲜重最高分别较对照提高27%、42%。氧碱黑液、Fenton氧化改性后的麦草碱黑液与氧碱黑液仅在木质素浓度低于50ppm时对小白菜植株茎叶有机物质积累有一定促进作用,茎叶鲜重最高分别较对照提高8%、9%、24%。木质素浓度25ppm时氧碱黑液对小白菜植株根部生长表现促进作用,根鲜重较对照提高12%。Fenton氧化改性后麦草碱黑液、氧碱黑液对根部生长未表现促进作用。木质素浓度较高时表现抑制作用。不同生长期的小白菜对制浆废液处理的反应不同,制浆废液对小白菜的生长促进作用幼苗期较生长期更显著。3、黑液木质素结构表征:将木质素从麦草烧碱-蒽醌黑液、稻草氧碱黑液中提取纯化后利用红外光谱分析、31P核磁共振波谱分析、1H-13C二维核磁共振波谱波谱分析进行结构表征。研究结果表明,ABL木质素、OABL木质素都是GSH型木质素,OABL木质素中芳香环结构发生变化,二维核磁共振谱图中苯环信号较ABL木质素弱。OABL木质素中连接键信号较ABL木质素少,与磷谱定量测得的羟基含量、羧基含量结果一致。OABL木质素中羟基含量较ABL木质素多0.55 mmol/g木质素,脂肪族羟基,酚羟基含量分别比ABL木质素高0.28、0.27 mmol/g木质素,羧基含量比ABL木质素羧基含量高0.77 mmol/g木质素,ABL木质素中缩合酚羟基含量较OABL木质素稍多,氧碱蒸煮过程中木质素单元联接键断裂与烧碱-蒽醌法蒸煮过程相比更激烈。ABL、OABL木质素中还含有对香豆酸、阿魏酸,OABL木质素中小分子有机酸含量更多。木质素中活性基团如脂肪族羟基、酚羟基、羧基含量较多时,对小白菜幼苗生长、早期植株生长有更好的促进作用。废液中对小白菜生长有抑制作用的物质如对香豆酸、阿魏酸等含量增多时,制浆废液表现出抑制作用。