專利名稱：：一種用于改善紅壤旱地的化學(xué)調(diào)理劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種改善土壤物理、化學(xué)性質(zhì)的化學(xué)調(diào)理劑，尤其涉及能夠調(diào)節(jié)紅壤旱地土壤酸性、促進養(yǎng)分平衡，提高土壤的保水供水的化學(xué)調(diào)理劑。
背景技術(shù)：
：我國南方紅壤地區(qū)，受高溫、多雨的環(huán)境條件及成土母質(zhì)等多種因素的影響，土壤中的鉀、鈣、鎂等陽離子很容易通過遷移、淋溶等多種途徑而損失，磷酸根離子則易與鐵、鋁結(jié)合形成有效性很低的磷酸鐵、鋁化合物，導(dǎo)致土壤養(yǎng)分缺乏、酸性強、結(jié)構(gòu)差、保水能力弱，這也是該地區(qū)農(nóng)作物產(chǎn)量低、品質(zhì)差及土壤耕作困難的重要原因之一，這種現(xiàn)象在紅壤旱地中表現(xiàn)尤為突出。我國南方紅壤旱地面積約2億畝，是南方丘陵地區(qū)農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展和農(nóng)民增收的重要保障，要保證旱地作物持續(xù)增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)，必須補充磷鉀鈣鎂等養(yǎng)分，或者活化土壤中的磷鉀等元素，改良土壤的理化性質(zhì)。因此，開發(fā)具有相應(yīng)功能的專用調(diào)理劑，對紅壤旱地作物優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)、土壤培肥等，均具有十分重要的意義。目前，國內(nèi)還未見有利用納米材料和保水劑混合使用，且生產(chǎn)和銷售成本較低、具有調(diào)節(jié)養(yǎng)分供應(yīng)、增加旱地作物產(chǎn)量、改善作物品質(zhì)以及改良土壤性質(zhì)功能的化學(xué)調(diào)理劑的技術(shù)記載。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于改善紅壤旱地的化學(xué)調(diào)理劑，能夠提高土壤的保水供水性能，調(diào)節(jié)土壤酸性和養(yǎng)分供應(yīng)，以及提高紅壤旱地中農(nóng)作物的產(chǎn)量。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于改善紅壤旱地的化學(xué)調(diào)理劑，按重量計含有30%至45°/。的MgO，15%至20°/。的納米CaC03,15%至25%的磷酸二氫鉀以及30%至45%聚丙烯酰胺/凹凸棒勦土復(fù)合高吸水性樹脂。本發(fā)明提供的具有上述成分的化學(xué)調(diào)理劑，其制備方法是將30%~45%的輕燒粉(MgO)、15°/。20%納米CaC03以及15%~25%的磷酸二氫鉀(需研磨過100目篩)均勻混合后裝入容器中，再加入30%~45%聚丙烯酰胺/凹凸棒黏土復(fù)合高吸水性樹脂，在容器內(nèi)均勻混合而成。本發(fā)明的化學(xué)調(diào)理劑中聚丙烯酰胺/凹凸棒黏土復(fù)合高吸水性樹脂的制備參照相關(guān)方法進行，即將丙烯酰胺用適量蒸餾水溶解，經(jīng)通氮除氧后，加入一定量的用十六烷基三曱基溴化銨處理后的有機化凹凸棒黏土和N,W-亞曱基雙丙烯酰胺(交聯(lián)劑)，升溫至40。C后加入過硫酸銨反應(yīng)3小時，然后加入NaOH溶液并升溫至95。C皂化1小時，反應(yīng)結(jié)束后，將產(chǎn)物用曱醇/水溶液洗滌，在70"C下烘干至恒重，粉碎，過40-80目篩，即得聚丙烯酰胺/凹凸棒黏土復(fù)合高吸水性樹脂。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的具有上述成分的化學(xué)調(diào)理劑在改善紅壤旱地酸性、保持土壤水分以及提高養(yǎng)分供應(yīng)方面的用途。采用本發(fā)明的化學(xué)調(diào)理劑能夠補充土壤中流失的鈣和鎂等元素，促進土壤養(yǎng)分平衡，提高土壤的生產(chǎn)力。由于納米碳酸鉤粒子的超細化，其晶體結(jié)構(gòu)和表面電子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，產(chǎn)生了普通碳酸鉤所不具備的量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)和宏觀量子效應(yīng)，在磁性、催化劑、光熱阻和熔點等方面與常規(guī)材料相比較顯示出優(yōu)越的性能。納米碳酸釣在酸性較強的紅壤旱地中應(yīng)用，具有改善土壤理化性質(zhì)等多種功能。聚丙烯酰胺/凹凸棒黐土復(fù)合高吸水性樹脂由于在其分子結(jié)構(gòu)上帶有大量的親7K基團，可以吸收其自身質(zhì)量數(shù)百倍甚至上千倍的水分，同時，交聯(lián)形成的三維網(wǎng)絡(luò)使其不溶于水或緩慢釋放其所吸收的水分，從而起到保7jc作用，對緩解南方地區(qū)季節(jié)性干旱期間旱地作物缺水等具有良好效果。具體實施例方式下面通過具體實施例和對比試驗進一步詳細說明本發(fā)明。實施例1本發(fā)明提供的用于改善紅壤旱地的化學(xué)調(diào)理劑，含有氧化4美(MgO)、納米碳酸鈣(CaC03)、磷酸二氫鉀以及聚丙烯酰胺/凹凸棒黏土復(fù)合高吸水性樹脂。其中，MgO含量為30%~45%,納米CaC03含量為15°/。~20%，磷酸二氫鉀含量為15%~25%，聚丙烯酰胺/凹凸棒黏土復(fù)合高吸水性樹脂含量為30%~45%。按總重量為100千克計算，將含MgO35千克的輕燒粉、20千克納米CaC03和15千克磷酸二氫鉀(需研磨過100目篩)均勻混合后裝入容器中，再加入30千克聚丙烯酰胺/凹凸棒勦土復(fù)合高吸水性樹脂，在容器內(nèi)充分混合后，即制備出本發(fā)明的用于改善紅壤旱地的化學(xué)調(diào)理劑。實施例2選擇紅壤旱地進行對比試驗，對供試驗的大田劃分成相等面積(8x5=40平方米)的20個小區(qū)(5個小區(qū)為一組，共4組)，以玉米作為試驗作物，且每個處理重復(fù)4次，隨機區(qū)組排列。試驗設(shè)計的5個處理依次為l)不施肥(CK)，2)施純化肥(NPK),3)施純有機肥(M)，4)有機-無機肥配施(NPK-M)，5)在施純化肥處理基礎(chǔ)上增施實施例1中本發(fā)明產(chǎn)品5公斤/667m2(NPK-R)。該試驗在頭在作物(玉米)收獲時所取的土i裏樣品，按相關(guān)方法進行土壤團聚體數(shù)量以及有機質(zhì)、N、P、K含量等的測定。本試驗中，氮肥種植玉米時施用量為12kgN/667m2(折尿素26.1kg/667m2,尿素按舍N46。/。計算)；磷肥種植玉米時施用量為6kgP205/667m2施用(折過磷酸4丐50kg/667m2,過磷酸釣按含P2Os12%計算)；鉀肥種植玉米時施用量為10kgK2O/667n^施用(折硫酸鉀19.2kg/667m2，疏酸鉀按含K2052%計算)；有機肥用牛糞3750.0公斤/667m2，按含N0.32%，P2050.25%，K200.15%計算，有機肥處理中氮、磷、鉀養(yǎng)分不足的部分用化肥補充；有機-無機肥配施處理按有機氮與無機氮重量之比為4:6施用，磷、鉀肥在扣除有機肥中的P、K養(yǎng)分量后，用化肥補足。(NPK-M處理牛糞施用量為1500.0公斤/667m2,折氮4.8kg、P2053.75kg、K202.25kg,應(yīng)補充N7.2kg/667m2、即尿素15.7kg/667m2;補充P2Os2.25kg，即過磷酸鉤18.75kg/667m2;補充K207.75kg/667m2，即硫酸鉀14.9kg/667m2)。試驗中，磷肥、有機肥全部于栽種前作基肥施用，氮肥、鉀肥分作基肥和追肥施用，基肥與追肥施用按重量比例為6:4。該試驗的玉米產(chǎn)量結(jié)果如表1所示。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>由表1可以明顯看出，施用本發(fā)明的化學(xué)調(diào)理劑處理(NPK-R)與有機-無機肥配施處理(NPK-M)的效果較為接近，玉米產(chǎn)量均達到300公斤/667m2以上，比不施肥處理(CK)增產(chǎn)20%以上。而且，在施用本發(fā)明的化學(xué)調(diào)理劑處理下，玉米產(chǎn)量較單施化肥處理(NPK)增產(chǎn)3.7%、較單施有機肥處理(M)增產(chǎn)8.6%，由此可見本發(fā)明的化學(xué)調(diào)理劑對玉米的增產(chǎn)效果是十分顯著的。實施例3選擇一塊面積在15001112左右、肥力瘠薄的紅壤旱地進行田間小區(qū)試驗，小區(qū)面積為8mx5m=40m2，重復(fù)3次，隨機區(qū)組排列。按照實施例1方法制備的本發(fā)明產(chǎn)品與氮磷鉀化肥配合使用，在花生上進行對比試驗。試驗設(shè)5種處理，分別為1)不施肥(CK);2)單施化肥(NPK);3)單施有機肥(M);4)有機-無機肥配合施用(NPK-M);5)在單施化肥處理基礎(chǔ)上增施本發(fā)明的化學(xué)調(diào)理劑5公斤/667m2(NPK-R)。作物播種后觀察其出苗期、開花期、苔期以及成熟期等生長期。成熟后按每小區(qū)單打單曬，測定作物的經(jīng)濟產(chǎn)量和生物產(chǎn)量；作物收獲后，采集每小區(qū)土壤耕作層樣品，測定土壤團聚體數(shù)量、氮磷鉀和有機質(zhì)含量等指標(biāo)。各處理肥料施用量為氮肥按每季4.8kgN/667n^施用(折尿素10.43kg/667m2,尿素按含N46%計算)；磷肥按3.75kg205/6671112施用(折過磷酸4丐31.3kg/667m2，過磷酸釣按含？20512%計算)；鉀肥按4.5kgK20/667m2施用(折硫酸鉀8.7kg/667m2，硫酸鉀按含K2052%計算)；有機肥用牛糞，1500.0公斤/667m2，按含N0.320/。，P2O50.25%，K200.15%計算,折4.8kgN/667m2，3.75kgP205/667m2,2.25kgK20,有才幾肥處理中養(yǎng)分施用量不足部分用化肥補充，即在施用牛糞1500.0公斤/6671112的基礎(chǔ)上，按照養(yǎng)分施用量相等的原則，增施K202.25kg/667m2，折合石危酸鉀4.3kg/667m2);有機無機肥配施處理(NPK-M)按有機氮與無機氮之比為4:6施用，PK肥在在扣除有機肥中的PK養(yǎng)分量后，用化肥補足。[即施用牛糞600.0公斤/667m2，氮素2.9kg/667m2(合尿素6.3kg/667m2);P2Os2.25kg(合過磷酸4丐22.5kg/667m2);K203.6kg/667m2(合疏酸鉀6.9kg/667m2)]。試驗中所施用的磷肥、有機肥全部于栽種前作基肥施用，氮肥、鉀肥分作基肥和追肥施用，基追比按重量計為6:4。各處理花生收割后籽粒產(chǎn)量如表2所示。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>由表2可以清楚地看出，在紅壤旱地中種植花生后，在施用化肥處理的基礎(chǔ)上增施本發(fā)明的化學(xué)調(diào)理劑，對花生產(chǎn)量的增產(chǎn)作用是十分明顯的。與其它處理比較，增施本發(fā)明的化學(xué)調(diào)理劑處理較對照(CK)處理增產(chǎn)103.3kg/667m2、產(chǎn)量提高86.01%;較單施化肥(NPK)處理增產(chǎn)30.0kg/667m2、產(chǎn)量提高15.51%;較有機無機肥配合施用(NPK-M)處理增產(chǎn)16.6kg/667m2、產(chǎn)量提高8.03%，其增產(chǎn)效果顯著。實施例4選擇一塊肥力瘠薄、面積約15001112的紅壤旱地進行田間小區(qū)試驗，小區(qū)面積為8mx5m-40m2，重復(fù)3次，小區(qū)按隨機區(qū)組排列。按照實施例1方法制備的本發(fā)明產(chǎn)品與氮磷鉀化肥配合使用，在黃花菜上進行對比試驗。試驗設(shè)4種處理，分別為(1)不施肥(CK);(2)單施化肥(NPK);(3)單施有機肥(M);(4)在單施化肥處理基礎(chǔ)上增施本發(fā)明的化學(xué)調(diào)理劑5公斤/667m2(NPK-R)。黃花菜供試化肥為氮肥按每季10.0kgN/667n^施用(折尿素21.7kg/667m2，尿素按含N46。/。計算)；磷肥按每季6kg205/6671112施用(折過磷酸鈣50kg/667m2，過磷酸釣按含P20512%計算)；鉀肥按每季9.0kgK20/667m2施用(折硫酸鉀17.3kg/667m2,硫酸鉀按含&2052%計算)。有機肥用牛糞，按含N0.320/。，P2O50.25%，&00.15%計算，施用量為3125.0kg/667m2，有機肥處理中養(yǎng)分施用量不足部分用化肥補充，按照相關(guān)數(shù)據(jù)計算，需要補充K204.3kg/667m2、合硫酸鉀8.3kg/667m2。所用肥料中，有機肥和磷肥、鉀肥全部作為基肥，一次用人工溝施的方法施入土壤中；氮肥按照一次基肥、兩次追肥的方式施用，其比例按重量計為5:3:2，即基肥50%、苗期追月巴30%、蕾期追肥20%。上述各處理收獲后，按處理分別計算黃花菜產(chǎn)量(鮮重)，并將NPK-R與其它三種處理的產(chǎn)量分別進行比對其結(jié)果如表3所示。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>從表3結(jié)果看，在紅壤旱地中種植黃花菜，在施用化肥處理的基礎(chǔ)上增施本發(fā)明的化學(xué)調(diào)理劑，較不施肥處理增產(chǎn)近1.5倍(148.5%),較單施化肥處理增產(chǎn)61.1kg/667m2、增力。32.8%,較單施有機肥處理增產(chǎn)116.7kg/667m2、增加89.4°/0，其增產(chǎn)效果是十分顯著的。實施例5選擇肥力瘠薄、面積8001112左右的紅壤旱地進行田間小區(qū)試驗。試驗各小區(qū)面積為4.5mx8m=36m2,重復(fù)3次，隨^L區(qū)組排列。按照實施例1方法制備的本發(fā)明產(chǎn)品與氮磷鉀化肥配合使用，在甘薯上進行對比試驗。試驗設(shè)立4個處理，分別為(l)不施肥(CK);(2)單施化肥(NPK);(3)單施有機肥(M);(4)在單施化肥處理基礎(chǔ)上增施本發(fā)明的化學(xué)調(diào)理劑5公斤/667m2(NPK-R)。甘薯供試化肥為氮肥按每季6.0kgN/667n^施用(折尿素13.0kg/667m2，尿素按含N46。/。計算)；磷肥按每季3.75kgP2(V667n^施用(折過磷酸鈣31.25kg/667m2，過磷酸釣按含？20512%計算)；鉀肥按每季6.0kg&0/6671112施用(折硫酸鉀11.5kg/667m2,硫酸鉀按含K2052°/。計算)。有機肥用牛糞，其養(yǎng)分含量按N0.32。/。，P2O50.25%，&00.15%計算，折合施用量為1875.0kg/667m2，有機肥處理中養(yǎng)分施用量不足的部分用化肥補充，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)計算，需補充施用K203.2kg/667m2、合疏酸鉀6.2kg/667m2。所用肥料全部作為基肥一次用穴施方法施入土壤中。各處理收獲后分別計算甘薯地下部分鮮重，其試驗結(jié)果如表4所示。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>從表4結(jié)果可以清楚看出，施用化肥處理的基礎(chǔ)上增施本發(fā)明的化學(xué)調(diào)理劑，對甘薯的增產(chǎn)效果是十分顯著的。本試驗中的4處理比較，以施用本發(fā)明調(diào)理劑處理的產(chǎn)量最高，達2274.7kg/667m2，較不施肥處理產(chǎn)量增加1459.2kg/667m2、增產(chǎn)178.9%,較單施有機肥處理產(chǎn)量增加407.9kg/667m2、增產(chǎn)21.9%，較單施化肥處理產(chǎn)量增加182.1kg/667m2、增產(chǎn)8.7%。由此可見本發(fā)明的化學(xué)調(diào)理劑的效力。實施例6按照前述實施例2-5的試驗結(jié)果，在各試驗收割后，取各處理耕層土壤，測定土壤水穩(wěn)性團聚體、有機質(zhì)及氮磷鉀含量，并將相關(guān)結(jié)果與試驗前的相應(yīng)結(jié)果進行比較。其中，對實施例2的土壤分析結(jié)果如表5所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>從表中結(jié)果可以看出，在紅壤旱地種植玉米條件下，不僅具有較好的增產(chǎn)效果，而且還在很大程度上改善了土壤的理化性質(zhì)。在本試驗所測定的相關(guān)指標(biāo)中，在單施化肥處理基礎(chǔ)上增施本發(fā)明的化學(xué)調(diào)理劑后，土壤中〉2mm水穩(wěn)性團聚體含量較試驗前提高3.9個百分點，較不施肥(CK)處理提高8.2個百分點，較單施化肥(NPK)提高4.3個百分點，僅稍低于有機-無機肥配合施用的效果；同時，從土壤有機質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀含量的分析結(jié)果看，施用本發(fā)明的化學(xué)調(diào)理劑后的含量明顯較單施化肥處理高，而與施有機肥各處理(M、NPK-M)大致相當(dāng)。這些結(jié)果進一步說明，施用本發(fā)明的化學(xué)調(diào)理劑，其對紅壤旱地理化性質(zhì)的改良效果也是十分顯著的。雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習(xí)此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當(dāng)以前述權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。權(quán)利要求1、一種用于改善紅壤旱地的化學(xué)調(diào)理劑，其特征在于，所述化學(xué)調(diào)理劑按重量計含有30％至45％的MgO，15％至20％的納米CaCO3，15％至25％的磷酸二氫鉀以及30％至45％聚丙烯酰胺/凹凸棒黏土復(fù)合高吸水性樹脂。2、一種如權(quán)利要求1所述的化學(xué)調(diào)理劑的制備方法，其特征在于，所述制備方法步驟為將含所述30%至45%的MgO的輕燒粉、所述15%至20%的納米CaC03以及所述15%至25%的磷酸二氬鉀均勻混合后裝入容器內(nèi)，再加入所述30%至45%的聚丙烯酰胺/凹凸棒黏土復(fù)合高吸水性樹脂，在容器內(nèi)充分混合后即可。3、按照權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述磷酸二氫鉀需研磨過100目篩。4、一種如權(quán)利要求1所述的化學(xué)調(diào)理劑在調(diào)節(jié)紅壤旱地養(yǎng)分平衡、提高土壤保水供水性能、促進旱地作物優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)方面的用途。全文摘要一種用于改善紅壤旱地的化學(xué)調(diào)理劑，其制備方法是將30％～45％的輕燒粉(MgO)、15％～20％納米CaCO<sub>3</sub>以及15％～25％的磷酸二氫鉀(需研磨過100目篩)均勻混合后裝入容器中，再加入30％～45％聚丙烯酰胺/凹凸棒黏土復(fù)合高吸水性樹脂，在容器內(nèi)均勻混合而成。本發(fā)明的化學(xué)調(diào)理劑能夠補充土壤中流失的鈣和鎂等元素，促進土壤養(yǎng)分平衡，提高土壤的生產(chǎn)力，有效地解決了我國紅壤旱地土壤鈣鎂等中量元素供應(yīng)嚴(yán)重不足、區(qū)域季節(jié)性干旱頻繁而導(dǎo)致作物生長差、產(chǎn)量低的問題，在紅壤地區(qū)旱地作物中具有廣泛的應(yīng)用前景。文檔編號C09K17/40GK101550343SQ200810089489公開日2009年10月7日申請日期2008年4月3日優(yōu)先權(quán)日2008年4月3日發(fā)明者楠孫,曾希柏,李蓮芳,白玲玉,羅尊長,高菊生申請人:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所