一種水溶性的土壤鹽堿化改良劑及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水溶性的土壤鹽堿化改良劑及其制備方法與應(yīng)用。水溶性的土壤鹽堿化改良劑由瓜爾豆膠、非離子型聚丙烯酰胺、聚丙烯酸鉀、聚硅酸鉀、檸檬酸和磷酸一銨組成；其質(zhì)量比為：5～8：10～16：10～16：8～18：30～50：10～20。其制備方法，包括如下步驟：將瓜爾豆膠、非離子型聚丙烯酰胺、聚丙烯酸鉀、聚硅酸鉀、檸檬酸和磷酸一銨按比例混合，造粒即得。應(yīng)用時(shí)，將土壤鹽堿化改良劑噴施或灌施于鹽堿化的土壤中。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：向鹽堿化土壤中施用改良劑后，使土壤形成微團(tuán)聚體，能夠減小土壤容重，增大總孔隙度，改善通氣透水性；減緩深層土壤鹽分向地表聚集的速率；提高水洗鹽的速度，使鹽基代換量提高，調(diào)節(jié)酸堿度，提高土壤利用價(jià)值。
【專利說明】一種水溶性的土壤鹽堿化改良劑及其制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種水溶性的土壤鹽堿化改良劑及其制備方法與應(yīng)用，屬于土壤改良
【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002] 土壤鹽堿化是土壤退化類型之一，是一個(gè)全球性的問題，不僅造成土壤資源破壞、 土壤退化，而且直接影響作物產(chǎn)量，在人口不斷增加，耕地面積日益減少的今天，嚴(yán)重制約 著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和進(jìn)步。
[0003] 大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，應(yīng)用土壤改良劑是修復(fù)土壤鹽堿化的重要措施之一，但是天 然土壤改良劑易被土壤微生物分解，施用周期短，且用量大，施用后釋放的大量陽(yáng)離子對(duì)土 壤有毒害作用，人工土壤改良劑不易被土壤微生物分解，對(duì)土壤微生物和土壤動(dòng)物無害，改 良后的土壤更有益于作物的生長(zhǎng)。
[0004] 但是目前市場(chǎng)上的人工合成改良劑產(chǎn)品研發(fā)材料單一，產(chǎn)品質(zhì)量、效果、性能不穩(wěn) 定，應(yīng)用的持續(xù)時(shí)間過短，而且目前的土壤改良劑很難進(jìn)入土壤溶液，未進(jìn)入土壤溶液的土 壤改良劑幾乎無效，因此需要研發(fā)水溶性土壤改良劑。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種水溶性的土壤鹽堿化改良劑及其制備方法與應(yīng)用，本發(fā) 明解決了土壤物理性狀差，鹽堿危害的問題，使土壤中物理性狀得到了改善，土壤的孔隙增 多，容重下降，有利于土壤中的水、氣、熱等的交換從而提高土壤肥力；同時(shí)減輕鹽離子對(duì)土 壤和作物的危害。
[0006] 本發(fā)明提供的水溶性的土壤鹽堿化改良劑，它由瓜爾豆膠、非離子型聚丙烯酰胺、 聚丙烯酸鉀、聚硅酸鉀、檸檬酸和磷酸一銨組成；
[0007] 所述瓜爾豆膠、所述非離子型聚丙烯酰胺、所述聚丙烯酸鉀、所述聚硅酸鉀、所述 檸檬酸與所述磷酸一銨的質(zhì)量比為：5?8 :10?16 :10?16 :8?18 :30?50 :10?20。
[0008] 上述的土壤鹽堿化改良劑，所述瓜爾豆膠、所述非離子型聚丙烯酰胺、所述聚丙烯 酸鉀、所述聚硅酸鉀、所述檸檬酸與所述磷酸一銨的質(zhì)量比為1 :3 :3 :2 :8 :3。
[0009] 本發(fā)明還提供了一種水溶性的土壤鹽堿化改良劑的制備方法，包括如下步驟：將 所述瓜爾豆膠、所述非離子型聚丙烯酰胺、所述聚丙烯酸鉀、所述聚硅酸鉀、所述檸檬酸和 所述磷酸一銨按比例混合，造粒即得所述的土壤鹽堿化改良劑。
[0010] 本發(fā)明還提供了一種改善土壤鹽堿化的方法，是將所述土壤鹽堿化改良劑噴施或 灌施于鹽堿化的土壤中。
[0011] 上述的方法，所述土壤鹽堿化改良劑的施加量為：每畝鹽堿化的土壤施加4? 16kg所述土壤鹽堿化改良劑；
[0012] 每kg所述鹽堿化的土壤的含鹽量為1. 0?4. 0g。
[0013] 本發(fā)明水溶性的土壤鹽堿化改良劑能夠提高土壤中鈉離子、氯離子和/或硫酸根 離子的淋洗效率，并可對(duì)土壤中的鈣離子、鎂離子和/或碳酸氫根具有顯著的活化（即使其 以游離狀態(tài)存在）作用。
[0014] 本發(fā)明中，所述非離子型聚丙烯酰胺的分子量為200?1200萬；
[0015] 所述聚丙烯酸鉀的分子量為彡300萬；
[0016] 所述聚硅酸鉀（速溶硅酸鉀）分子量為> 3000。
[0017] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0018] (1)本發(fā)明中瓜爾豆膠可以使土壤中分散的土壤顆粒形成人工團(tuán)粒體，并提高原 有土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，因此向鹽堿化土壤中施用本發(fā)明的改良劑后，能夠減小土壤容 重，增大土壤總孔隙度，改善通氣透水性，提高土壤利用價(jià)值。
[0019] (2)檸檬酸和磷酸一銨均具有酸性，利用酸堿中和的原理，使一部分不可移動(dòng)鹽分 變?yōu)榭梢苿?dòng)鹽分，提高水洗鹽的速度；改變可溶性鹽基的成分，使鹽基代換容量提高，調(diào)節(jié) 酸堿度。
[0020] (3)本發(fā)明中含有的非離子型聚丙烯酰胺等成分，具有調(diào)節(jié)范圍很寬的分子量，聚 丙烯酰胺中酰胺基與水中氫原子容易形成氫鍵的特征使其快速溶解與土壤溶液中，而后吸 附其周圍的受鈉離子影響分散的微小土壤顆粒，進(jìn)而形成微團(tuán)聚體，改善土壤物理性質(zhì)。酰 胺基與水中氫原子形成的氫鍵的作用，可以減少鹽堿化土壤地表蒸發(fā)速率，進(jìn)而減緩深層 土壤鹽分向地表聚集的速率。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 下述實(shí)施例中所使用的實(shí)驗(yàn)方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法。
[0022] 下述實(shí)施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑得到。
[0023] 下述實(shí)施例中，非離子型聚丙烯酰胺分子量為200?1200萬，聚丙烯酸鉀分 子量為> 300萬，聚硅酸鉀分子量為> 3000(聚硅酸鉀又名速溶硅酸鉀，其分子式為： K20 ? nSi02 ? H20,分子量隨著n不同而不同）。
[0024] 實(shí)施例1、水溶性的土壤鹽堿化改良劑的制備以及性能測(cè)試
[0025] -、水溶性的土壤鹽堿化改良劑的制備
[0026] 按下述質(zhì)量比稱取各組分：1 :3 :3 :2 :8 :3的瓜爾豆膠、非離子型聚丙烯酰胺、聚 丙烯酸鉀、聚硅酸鉀、檸檬酸和磷酸一銨，經(jīng)粉碎、干粉攪拌混合，造粒即得到本發(fā)明水溶性 的土壤鹽堿化改良劑。
[0027] 二、本發(fā)明水溶性的土壤鹽堿化改良劑對(duì)鹽堿化土壤中水溶性鈉離子、氯離子和 硫酸根離子的淋洗作用試驗(yàn)
[0028] 通過滲濾桶模擬試驗(yàn)，在提高土壤鹽分的情況下，考察本發(fā)明對(duì)鹽堿化土壤的淋 洗效果：
[0029] (1)參比試驗(yàn)：模擬田間最大持水量。
[0030] 鹽堿化土壤的制備：選取NaCl、Na2S04模擬園區(qū)鹽土類型，土壤中通過外源添加 NaCl、Na 2S04，按摩爾比2:1比例溶于水中，添加到滲濾桶中，使?jié)B濾桶內(nèi)0?40cm深的土 壤中鹽分含量達(dá)到約4g/kg，此時(shí)NaCl的添加量為433. 43g，Na2S04的添加量為531. 08g， 即鈉尚子的投入總量為343. 92g，氯尚子的投入總量為261. 55g，硫酸根尚子的投入總量為 359. 04g〇
[0031] 按上述方法制備的滲濾桶每次加水1L，每次加水后靜置半小時(shí)，加水至21L后有 滲濾液流出，以此確定滲濾桶中添加約20L水即可達(dá)到田間最大持水量。
[0032] (2)對(duì)照組：按上述（1)中的方法，將433. 43g NaCl、531. 08g Na2S04溶于20L水 中倒入滲濾桶中，制備4個(gè)對(duì)照試驗(yàn)用鹽堿化土壤；
[0033] 將滲濾桶靜置4天后，每個(gè)滲濾桶灌水4次，每次25L，滲濾桶每次灌水后接滲濾 液，待滲濾液完全流出后，進(jìn)行下一次灌水。
[0034] (3)試驗(yàn)組：按上述（1)中的方法，將433.43g NaCl、531.08g Na2S04溶于20L水 中倒入滲濾桶中，制備4個(gè)試驗(yàn)組用鹽堿化土壤；
[0035] 將滲濾桶靜置4天后，將上述制備的水溶性的土壤鹽堿化改良劑15. 9kg/畝，溶解 于25L水中加入滲濾桶內(nèi)，待滲濾液完全流出后，進(jìn)行下一次灌水，每個(gè)滲濾桶總共灌水4 次，每次25L。
[0036] 本發(fā)明中水溶性鉀離子、鈉離子、鈣離子、鎂離子和硫酸根離子的濃度均是采用電 感耦合等離子光譜儀（715-ES)測(cè)定。土壤全鹽量指的是用一定的水土比例和在一定時(shí)間 內(nèi)浸提出來的土壤中所含有的水溶性鹽分，以重量法（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)HJ/T51-1999)測(cè)定。
[0037] 外源添加離子淋洗量（g)=處理滲濾液中某離子總量（g)_對(duì)照滲濾液中某離子 總量（g)
[0038] 土壤改良劑對(duì)離子淋洗貢獻(xiàn)率（％) =[處理滲濾液某離子總量（g)_處理滲濾液 中某離子總量（g)]/初始土壤中某離子總量（g)
[0039] 土壤全鹽量與上述測(cè)定值和計(jì)算值有關(guān)，鈉、氯、硫酸根離子均為鹽分離子可以反 映改良劑對(duì)土壤鹽分離子的改良作用。
[0040] 表1水溶性鈉、氯、硫酸根離子淋洗對(duì)比
[0041]
【權(quán)利要求】
1. 一種水溶性的土壤鹽堿化改良劑，其特征在于：它由瓜爾豆膠、非離子型聚丙烯酰 胺、聚丙烯酸鉀、聚硅酸鉀、檸檬酸和磷酸一銨組成； 所述瓜爾豆膠、所述非離子型聚丙烯酰胺、所述聚丙烯酸鉀、所述聚硅酸鉀、所述檸檬 酸與所述磷酸一銨的質(zhì)量比為：5?8 :10?16 :10?16 :8?18 :30?50 :10?20。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壤鹽堿化改良劑，其特征在于：所述瓜爾豆膠、所述非離子 型聚丙烯酰胺、所述聚丙烯酸鉀、所述聚硅酸鉀、所述檸檬酸與所述磷酸一銨的質(zhì)量比為1 : 3 :3 :2 :8 :3。
3. 權(quán)利要求1或2所述水溶性的土壤鹽堿化改良劑的制備方法，包括如下步驟：將所 述瓜爾豆膠、所述非離子型聚丙烯酰胺、所述聚丙烯酸鉀、所述聚硅酸鉀、所述檸檬酸和所 述磷酸一銨按比例混合，造粒即得所述的土壤鹽堿化改良劑。
4. 一種改善土壤鹽堿化的方法，其特征在于：將權(quán)利要求1或2所述的土壤鹽堿化改 良劑噴施或灌施于鹽堿化的土壤中。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于：所述土壤鹽堿化改良劑的施加量為：每畝 鹽堿化的土壤施加4?16kg所述土壤鹽堿化改良劑； 每kg所述鹽堿化的土壤的含鹽量為1. 0?4. 0g。
【文檔編號(hào)】C09K101/00GK104449756SQ201410657643
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月18日
【發(fā)明者】劉善江, 吳 榮, 陳益山, 李潔 申請(qǐng)人:北京市農(nóng)林科學(xué)院