专利名称：一种用草浆黑液制备杨树营养注射液的方法
技术领域：
本发明涉及一种用草浆黑液制备杨树营养注射液的方法，属于肥料技术领域。
背景技术：
传统施肥方法采用土壤施肥，该施肥方法存在着许多缺陷，如土壤施肥用肥量大，营养元素常被土壤固定、雨水淋溶流失，易发生挥发和元素变价失活，肥料利用率低，防治缺铁等缺素症效果不明显；因此，产生了树干注射技术。
树干注射技术起源于1926年日本《植物的内部治疗》中提出的农药注入理论，其主要针对当时化学农药的昂贵而提出的低用量农药的木本植物的病虫害防治技术。二十世纪七十年代后逐渐用于果树等木本植物的缺铁黄化症的矫治及其它缺素症和富痕量元素果实的生产，如富硒果、高碘果，这些研究都针对一种元素，为树体补充单一元素。
中国专利ZL01130752.8公开了“一种果树树干注射用复混液体肥料及其制法”，该专利申请将尿素、硫酸亚铁、硝酸钾、硫酸镁、硫酸锌、硫酸锰、硼酸、磷酸二氢钾、硝酸钙、硫酸铜、柠檬酸和水进行混配，得到了一种果树树干注射用复混液体肥料，其目的是在减少以往果树施肥对土壤及地下水污染的前提下，同时调节树体内营养元素间的平衡，增强果树树势，使果树生产节本增效，其与土壤施肥相比较，可将缺铁黄化症比较严重的梨园的黄化级由2.96-2.92降至0.20-0.22，黄化株率由89.19-91.89降至13.51-16.22，黄化指数由59.46-60.00降至3.24-4.32；相对正常梨园，在单叶面积、比叶重、总叶绿素、净光合速率方面增加明显。
中国专利ZL99115891.1公开了“苹果树营养注射液及其制法”，该苹果树营养注射液由明胶1-5％，蔗糖6-10％，尿素10-14％，硫酸亚铁5-9％，硫酸锌7-11％，硼砂1-3％和水57-61％构成，制法是将水加明胶水解后加入硫酸亚铁进行螯合反应，再给溶液中加入蔗糖、尿素、硫酸锌、硼砂、使其充分溶解，并调整pH值到2.2左右，它集地下施肥、叶面施肥等多种方法的优点于一体，特别是采用树杆注射法，能够有效预防和根治果树因缺素引起的黄化、小叶等非侵染性病害，强壮树体，增产增收，数据显示，对乔化秦冠树休眠期主干注射营养液后，座果率较未注射的座果率提高36.5％；可有效防止秦冠的采前落果现象，较未注射营养液的采前落果率减少了32.2％。
造纸黑液含有多种活性基团，具有离子交换和鳌合性能，适用于作为制备缓释肥料的原料。
现有的肥料注射技术多关注于果树的生长，对于杨树之类的经济树种则缺少关注，而将黑液废料做为肥料来使用，则更是没有先例，因此，有待于进一步的研究。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用草浆黑液制备杨树营养注射液的方法。
所述方法包括草浆黑液的厌氧酸化、部分酸化厌氧黑液分别经加氨反应、硝化反应后过滤得滤液，合并两部分滤液并浓缩得母液，经双氧水反应后添加营养组分混合制得。
本发明所述黑液可以是任意碱法草浆黑液本发明方法为将黑液温度降至30-45℃，接入酵母菌，接入量为黑液体积的1/30-1/20，混合均匀，在常温下保存5-8天，使黑液酸化至PH值为8.0-9.0，此时厌氧黑液的颜色为棕黄色、并带有甜臭味；上述的酵母菌可以是酿酒酵母AS 2.23、AS 2.24、AS 2.240；优选使用酿酒酵母AS 2.23。
分离厌氧黑液的下层底泥，向上层清液中缓慢均匀的加入硫酸，加酸的同时搅拌，直至黑液的PH值为6-7，得到酸化厌氧黑液；所述的硫酸为浓度为92-98％的浓硫酸。
将酸化厌氧黑液等分为两份，其中一份加入氨水并通空气进行反应，反应后加入硫酸调节PH值，然后过滤得到加氨反应滤液，具体为加入10-30％浓度的氨水，氨水用量是厌氧黑液固含量的4-5倍，反应温度控制在170-200℃，压力控制在2.5-3.2Mpa，压入空气量为5-10L/min，反应时间为2-3小时，然后加入浓H2SO4调节反应产物pH值为2.5-3.5，进行筛网过滤，得加氨反应滤液。
另一份黑液加入硝酸进行硝化反应，反应后过滤得到硝化反应滤液，具体为在常压下，向黑液加入50-70％的硝酸，用量是厌氧黑液固含量的2-5％，在70℃下反应0.5-1小时，然后再次缓缓加入硝酸，硝酸加入量为厌氧黑液固含量的5-10％，硝酸浓度为50-70％，煮沸2-3小时，进行筛网过滤，得硝化反应滤液。
加入硝酸反应时，硝化反应产生的NO2气体应用碱液及时吸收，避免环境的污染以及对设备的腐蚀。
将加氨反应滤液与硝化反应滤液按照3.0-3.5∶1.5-2.0的比例混合均匀，浓缩至固含量为80-85％，然后缓缓加入双氧水至反应液呈淡黄色，得到母液。
上述混合比例优选为3.2∶1.7。
上述双氧水浓度优选为7-15％。
将上述母液为溶剂，加入α-萘乙酸钠、MgSO4、ZnSO4、MnSO4、KH2PO4和尿素，混合均匀并溶解，将酸碱度调节至pH为3-4，得到成品，上述各组分重量百分比应控制在以下范围α-萘乙酸钠 0.2％MgSO412-15％ZnSO45-9％MnSO42-6％KH2PO410-12％尿素 5-7％。
所得到的成品中，上述各组分重量百分比优选控制在以下比例α-萘乙酸钠 0.2％MgSO414％ZnSO47％MnSO44％KH2PO411％尿素 6％。
利用本发明方法处理草浆黑液，将得到的滤液转化为肥料使用，消除了草浆黑液污染的同时，变废为宝；同时制得的营养注射液应用于杨树的生长，解决了传统施肥见效慢、营养单一的缺点，使用效果不同于化学合成的植物激素，尤其是针对三倍体毛白杨，使用后的同密度下树干增粗明显加快，具有很好的经济效益和环境效益。
图1为本发明方法流程图。
具体实施例方式
实施例1将黑液温度降至30℃，接入酿酒酵母AS 2.23，接入量为黑液体积的1/30，混合均匀，在常温下保存5天，使黑液酸化至PH值为9.0，此时厌氧黑液的颜色为棕黄色、并带有甜臭味；分离厌氧黑液的下层底泥，向上层清液中缓慢均匀的加入92％硫酸，加酸的同时搅拌，直至黑液的PH值为6，得到酸化厌氧黑液；
将酸化厌氧黑液等分为两份，分别进入搪瓷反应釜，其中一份加入25％浓度的氨水，氨水用量是厌氧黑液固含量的5倍，反应温度控制在170℃，压力控制在2.5Mpa，压入空气量为10L/min，反应时间为3小时，然后加入浓H2SO4调节反应产物pH值为3，进行筛网过滤，得加氨反应滤液。
另一份黑液在常压下，向黑液加入63％的硝酸，用量是厌氧黑液固含量的2％，在70℃下反应0.5小时，然后再次缓缓加入硝酸，硝酸加入量为厌氧黑液固含量的8％，硝酸浓度为63％，煮沸3小时，进行筛网过滤，得硝化反应滤液。
加入硝酸反应时，硝化反应产生的NO2气体应用碱液及时吸收，避免环境的污染以及对设备的腐蚀。
将加氨反应滤液与硝化反应滤液按照3.2∶1.7的比例混合均匀，浓缩至固含量为85％，然后缓缓加入7％浓度的双氧水至反应液呈淡黄色，得到母液。
将上述母液为溶剂，加入α-萘乙酸钠、MgSO4、ZnSO4、MnSO4、KH2PO4和尿素，混合均匀并溶解，将酸碱度调节至pH为3，得到成品，上述各组分重量百分比为α-萘乙酸钠0.2％MgSO414％ZnSO47％MnSO44％KH2PO411％尿素 6％。
实施例2将黑液温度降至35℃，接入酿酒酵母AS 2.24，接入量为黑液体积的1/25，混合均匀，在常温下保存8天，使黑液酸化至PH值为8.5，此时厌氧黑液的颜色为棕黄色、并带有甜臭味；分离厌氧黑液的下层底泥，向上层清液中缓慢均匀的加入95％硫酸，加酸的同时搅拌，直至黑液的PH值为7，得到酸化厌氧黑液；将酸化厌氧黑液等分为两份，分别进入搪瓷反应釜，其中一份加入10％浓度的氨水，氨水用量是厌氧黑液固含量的5倍，反应温度控制在200℃，压力控制在3.0Mpa，压入空气量为8L/min，反应时间为2.5小时，然后加入浓H2SO4调节反应产物pH值为3.5，进行筛网过滤，得加氨反应滤液。
另一份黑液在常压下，向黑液加入50％的硝酸，用量是厌氧黑液固含量的5％，在70℃下反应1小时，然后再次缓缓加入硝酸，硝酸加入量为厌氧黑液固含量的5％，硝酸浓度为50％，煮沸2小时，进行筛网过滤，得硝化反应滤液。
加入硝酸反应时，硝化反应产生的NO2气体应用碱液及时吸收，避免环境的污染以及对设备的腐蚀。
将加氨反应滤液与硝化反应滤液按照3∶2的比例混合均匀，浓缩至固含量为82％，然后缓缓加入15％浓度的双氧水至反应液呈淡黄色，得到母液。
将上述母液为溶剂，加入α-萘乙酸钠、MgSO4、ZnSO4、MnSO4、KH2PO4和尿素，混合均匀并溶解，将酸碱度调节至pH为3，得到成品，上述各组分重量百分比为α-萘乙酸钠0.2％MgSO412％ZnSO49％MnSO42％KH2PO412％尿素 5％。
实施例3将黑液温度降至45℃，接入酿酒酵母AS 2.240，接入量为黑液体积的1/20，混合均匀，在常温下保存6天，使黑液酸化至PH值为8，此时厌氧黑液的颜色为棕黄色、并带有甜臭味；分离厌氧黑液的下层底泥，向上层清液中缓慢均匀的加入98％硫酸，加酸的同时搅拌，直至黑液的PH值为6.5，得到酸化厌氧黑液；将酸化厌氧黑液等分为两份，分别进入搪瓷反应釜，其中一份加入30％浓度的氨水，氨水用量是厌氧黑液固含量的4倍，反应温度控制在190℃，压力控制在3.2Mpa，压入空气量为5L/min，反应时间为2小时，然后加入浓H2SO4调节反应产物pH值为2.5，进行筛网过滤，得加氨反应滤液。
另一份黑液在常压下，向黑液加入70％的硝酸，用量是厌氧黑液固含量的3％，在70℃下反应1小时，然后再次缓缓加入硝酸，硝酸加入量为厌氧黑液固含量的10％，硝酸浓度为70％，煮沸2.5小时，进行筛网过滤，得硝化反应滤液。
加入硝酸反应时，硝化反应产生的NO2气体应用碱液及时吸收，避免环境的污染以及对设备的腐蚀。
将加氨反应滤液与硝化反应滤液按照3.5∶1.5的比例混合均匀，浓缩至固含量为80％，然后缓缓加入10％浓度的双氧水至反应液呈淡黄色，得到母液。
将上述母液为溶剂，加入α-萘乙酸钠、MgSO4、ZnSO4、MnSO4、KH2PO4和尿素，混合均匀并溶解，将酸碱度调节至pH为3.5，得到成品，上述各组分重量百分比为α-萘乙酸钠 0.2％MgSO415％ZnSO45％MnSO46％KH2PO410％尿素 7％。
实验例将实施例1-3制备的杨树营养注射液应用于三倍体毛白杨，进行生长对比实验，在树高生长量和胸径生长量方面进行观察测试，比较在其他条件相同的情况下，本发明营养注射液与传统施肥对三倍体毛白杨材积增益的影响，以说明本发明营养注射液的优异效果。材料三倍体毛白杨以一条鞭半成品苗和炮捻嫁接在林场苗圃育苗，2000年春季用1年生苗进行对比试验，供试而积7.1hm2、密度5m*5m，即400株/hm2，生长8年进行测定。
方法注射孔选在树杆下部离地面约10cm处，沿树杆的直径方向用5mm的钻头水平钻孔，孔深约为树杆直径的1/2-2/3。可用两支或三支针头同时注射，但注射孔与注射孔之间的距离在15cm左右，且钻孔方向呈90°或120°的夹角。
结果分析见下表
采取完全随机区组设计，10株/组，随机取5组，每组取平均值，以传统施肥组三倍体毛白杨为对照，统计分析各组材积增益。
由此可见，本发明组较之传统施肥组在树高指标上，提高26.8％，在胸径指标上，提高14.4％，总体材积平均增益超过传统施肥组，生长差异明显，效果显著。
权利要求
1.一种用草浆黑液制备杨树营养注射液的方法，其特征在于，所述方法包括草浆黑液的厌氧酸化、两部分酸化厌氧黑液分别经加氨反应、硝化反应后过滤得滤液，合并两部分滤液并浓缩得母液，经双氧水反应后添加营养组分混合制得。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法为将黑液温度降至30-45℃，接入酵母菌，接入量为黑液体积的1/30-1/20，混合均匀，在常温下保存5-8天，使黑液酸化至PH值为8.0-9.0，此时厌氧黑液的颜色为棕黄色、并带有甜臭味；分离厌氧黑液的下层底泥，向上层清液中缓慢均匀的加入硫酸，加酸的同时搅拌，直至黑液的PH值为6-7，得到酸化厌氧黑液；将酸化厌氧黑液等分为两份，其中一份加入氨水并通空气进行反应，反应后加入硫酸调节PH值，然后过滤得到加氨反应滤液，具体为加入10-30％浓度的氨水，氨水用量是厌氧黑液固含量的4-5倍，反应温度控制在170-200℃，压力控制在2.5-3.2Mpa，压入空气量为5-10L/min，反应时间为2-3小时，然后加入浓H2SO4调节反应产物pH值为2.5-3.5，进行筛网过滤，得加氨反应滤液；另一份黑液加入硝酸进行硝化反应，反应后过滤得到硝化反应滤液，具体为在常压下，向黑液加入50-70％的硝酸，用量是厌氧黑液固含量的2-5％，在70℃下反应0.5-1小时，然后再次缓缓加入硝酸，硝酸加入量为厌氧黑液固含量的5-10％，硝酸浓度为50-70％，煮沸2-3小时，进行筛网过滤，得硝化反应滤液；将加氨反应滤液与硝化反应滤液按照3.0-3.5∶1.5-2.0的比例混合均匀，浓缩至固含量为80-85％，然后缓缓加入双氧水至反应液呈淡黄色，得到母液；将上述母液为溶剂，加入α-萘乙酸钠、MgSO4、ZnSO4、MnSO4、KH2PO4和尿素，混合均匀并溶解，将酸碱度调节至pH为3-4，得到成品。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的酵母菌是酿酒酵母AS 2.23、AS 2.24、AS 2.240。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的酵母菌是酿酒酵母AS 2.23。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的硫酸为浓度为92-98％的浓硫酸。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的硝化反应中，在加入硝酸反应时，硝化反应产生的NO2气体应用碱液及时吸收。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的加氨反应滤液与硝化反应滤液按照3.2∶1.7的比例混合均匀。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的双氧水浓度为7-15％。
9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的母液中加入的α-萘乙酸钠、MgSO4、ZnSO4、MnSO4、KH2PO4和尿素的重量百分比为α-萘乙酸钠0.2％MgSO412-15％ZnSO45-9％MnSO42-6％KH2PO410-12％尿素5-7％。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述的母液中加入的α-萘乙酸钠、MgSO4、ZnSO4、MnSO4、KH2PO4和尿素的重量百分比为α-萘乙酸钠 0.2％MgSO414％ZnSO47％MnSO44％KH2PO411％尿素 6％。
全文摘要
本发明涉及一种用草浆黑液制备杨树营养注射液的方法，属于肥料技术领域。所述方法包括草浆黑液的厌氧酸化、部分酸化厌氧黑液分别经加氨反应、硝化反应后过滤得滤液，合并两部分滤液并浓缩得母液，经双氧水反应后添加营养组分混合制得。利用本发明方法处理草浆黑液，将得到的滤液转化为肥料使用，消除了草浆黑液污染的同时，变废为宝；同时制得的营养注射液应用于杨树的生长，解决了传统施肥见效慢、营养单一的缺点，使用效果不同于化学合成的植物激素，尤其是针对三倍体毛白杨，使用后的同密度下树干增粗明显加快，具有很好的经济效益和环境效益。
文档编号C02F3/28GK1844055SQ20061008070
公开日2006年10月11日 申请日期2006年5月12日 优先权日2006年5月12日
发明者曹光春, 杨吉慧, 范振林, 贾明昊 申请人:山东泉林纸业有限责任公司