CN100558855C - 一种土壤有机团粒扩蓄增容剂及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种土壤有机团粒扩蓄增容剂，其特征在于：它包括如下比例的原料进行接枝共聚而得：玉米粉、海藻粉、鱼粉其中一种或几种100-200g、浓度为25%氢氧化钠或氢氧化钾溶液160-240ml、丙烯酸100-200ml、丙烯酰胺160-230g、硼酸3-5g、引发剂2-5g、交联剂5-15g。本发明利用农副产品作为接枝载体(高分子骨架)，同时还配合有作物生长所必需的微量营养元素，具有促进作物生长的功效。不仅具有相当的吸水性和保水性，改善土壤的团粒结构，提高降水资源的转化利用率，同时还可以提高土壤中微量元素的含量，增强农作物的抗病能力，提高农产品的品质。

Description

一种土壤有机团粒扩蓄增容剂及制备方法

技术领域

本发明涉及一种土壤有机团粒扩蓄增容剂及制备方法，具体地说是一种能改善土壤团粒结构，增加土壤水库有效库容的功能有机高分子土壤结构改良剂领域，

背景技术

长期以来，为了增加粮食产量，农业生产中大量施用化肥、农药等化学品，从而导致大面积的土地板结、土壤吸水、保水能力严重下降、透气性减弱、分解还原能力下降，大大降低了土壤水库对天然降水的调控能力，从而造成大量地表径流无法合理利用，同时还要依赖超采地下水进行农业灌溉，维持粮食产量，严重影响了农业的可持续发展。

土壤扩蓄增容是指改善土壤的团粒结构，增加土壤水库的有效库容，扩大土壤的蓄水能力。土壤扩蓄增容能力是决定植物生长好坏的重要因素，其措施主要包括两个方面，一是改变土壤大气蒸发条件，抑制农田无效蒸发；二是改良土壤结构，增强土壤自身的有效持水能力。改善土壤结构措施主要有整地松土、增施肥料与土壤结构改良剂等，其中以施用有机肥为主，配合施用能胶结土壤颗粒形成一定结构的各种土壤改良剂。土壤结构改良剂是指能有效改善土壤结构的水稳性有机物总称，属于高分子化合物，20世纪80年代中叶，高吸水、高保水材料的研究已成为全球的热点，如美国、日本、法国等对此类高分子功能材料都进行了较为深入的研究，并取得了令人注目的成果。现有的保水材料其合成方法有二种，一种是利用一些天然的多羟基物质如淀粉、纤维素等与乙烯基单体进行接技共聚；另一种是直接用含有乙烯基单体交联合成树脂。用这些方法所合成的产品通过自身的吸水供水，虽然能够增加土壤的团粒结构，降低土壤容重，增加土壤的孔隙度；但是，产品的生产成本较高，作用范围较小，功能单一。开发低成本保水保肥多功能材料是未来发展的重点。

发明内容

本发明的目的在于一种环境友好、低成本、保水保肥多功能的土壤有机团粒扩蓄增容剂及其制备方法，从而解决干早半干旱地区因土壤水分亏缺及土壤贫瘠，影响作物产量和品质的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：这种土壤有机团粒扩蓄增容剂，其特征在于：它包括如下比例的原料进行接枝共聚而得：玉米粉、海藻粉、鱼粉其中一种或几种100-200g、浓度为25％氢氧化钠或氢氧化钾溶液160-240ml、丙烯酸100-200ml、丙烯酰胺160-230g、硼酸3-5g、引发剂2-5g、交联剂5-15g。

所述的土壤有机团粒扩蓄增容剂的原料中还包括氨水作为促聚剂。

所述的土壤有机团粒扩蓄增容剂，所述的引发剂是过硫酸盐：过硫酸钠、过硫酸钾、或过硫酸铵。

所述的土壤有机团粒扩蓄增容剂的制备方法，交联剂包括甘油、乙二醇、或戊二醛。

所述的土壤有机团粒扩蓄增容剂的制备方法，是按照如下步骤制备的：

A、将玉米粉、海藻粉、鱼粉其中一种或几种的混合粉末加碱液进行活化处理40分钟，活化温度为65-70℃；

B、向活化处理混合溶液中依次投入丙烯酸、丙烯酰胺、引发剂、交联剂、硼酸进行接枝共聚反应，反应的条件为：温度为40℃-60℃，时间为50-80分钟；

C、所得共聚物冷却后在60℃-70℃的条件下烘干3-4小时，粉碎成粉末或制成颗粒。

本发明首次利用农副产品作为接枝载体(高分子骨架)，同时还配合有作物生长所必需的微量营养元素，具有促进作物生长的功效。这种土壤有机扩蓄增容剂不仅具有相当的吸水性和保水性，改善土壤的团粒结构，提高降水资源的转化利用率，同时还可以提高土壤中微量元素的含量，增强农作物的抗病能力，提高农产品的品质。

具体实施方式

实施例1：

1、将细度为40目的玉米粉50g、细度为200目的海藻粉30g和细度为300目的鱼粉10g放入反应器中，量取25％的氢氧化钠溶液160ml，加入反应器中对混合粉末进行活化处理，活化温度在70℃，活化时间40分钟。

2、将混合溶液温度冷却至50℃，再加入丙烯酸100ml、丙烯酰胺160g，搅拌30分钟，待分散均匀后，依次加入过硫酸钾2g、甘油5ml、硼酸3g，保持反应液温度在50℃，搅拌下反应50分钟，然后加入20％的氨水90ml，并快速将反应液放入敞口反应容器内，15-30分钟即可完成。

3、待反应完毕，所得聚合物自然冷却后切片、烘干温度60-70℃，烘干时间3小时。烘干后粉碎，包装，即得。

实施例2：

1、将玉米粉120g和鱼粉20g放入反应器中，量取25％的氢氧化钠溶液240ml，加入反应器中对混合粉末进行活化处理，活化温度在70℃，活化时间40分钟。

2、将混合溶液温度冷却至50℃，再加入丙烯酸300ml、丙烯酰胺230g，搅拌30分钟，待分散均匀后，依次加入过硫酸钾5g、甘油溶液10ml，保持反应液温度在50℃，搅拌下反应50分钟，然后加入20％的氨水90ml，并快速将反应液放入敞口反应容器内，15-30分钟即可完成。

3、待反应完毕，所得聚合物自然冷却后切片、烘干温度60-70℃，烘干时间3小时。烘干后粉碎，包装，即得。

实施例3：

1、将玉米粉60g、海藻40g放入反应器中，量取25％的氢氧化钠溶液200ml，加入反应器中对混合粉末进行活化处理，活化温度在70℃，活化时间40分钟。

2、将混合溶液温度冷却至50℃，再加入丙烯酸150ml、丙烯酰胺195g，搅拌30分钟，待分散均匀后，依次加入过硫酸钾4g、甘油溶液7ml、硼酸4g，保持反应液温度在50℃，搅拌下反应50分钟，然后加入20％的氨水90ml，并快速将反应液放入敞口反应容器内，15-30分钟即可完成。

3、所得聚合物自然冷却后切片、烘干温度60-70℃，烘干时间3小时。烘干后粉碎，包装，即得。

实施例4：

1、将玉米粉60g、海藻40g和鱼粉15g放入反应器中，量取25％的氢氧化钠溶液200ml，加入反应器中对混合粉末进行活化处理，活化温度在70℃，活化时间40分钟。

2、将混合溶液温度冷却至50℃，再加入丙烯酸150ml、丙烯酰胺195g。搅拌30分钟，待分散均匀后，依次加入过硫酸钾4g、甘油溶液7ml、硼酸4g，保持反应液温度在50℃，搅拌下反应50分钟，然后加入20％的氨水90ml，并快速将反应液放入敞口反应容器内，15-30分钟即可完成。

3、所得聚合物自然冷却后切片、烘干温度60-70℃，烘干时间3小时。烘干后粉碎，包装，即得。

上述实施例本发明的扩蓄增容剂中使用的玉米粉、海藻粉和鱼粉，不仅含有纤维素和蛋白质这两大接枝载体(高分子骨架)，含有大量的亲水性基团如羟基、羧酸根、氨基等，遇水后吸水溶胀，性质类似于高吸水性树脂。同时还含有作物生长所必需的微量营养元素，具有促进作物生长的功效。

上述实施例中添加的硼酸，不仅含有有利于植物生长的微量元素，而且其较好的分散性可增加终产品的透气性，施入土壤中会有良好的松土、通气及透水等作用。

采用本发明的土壤有机团粒扩蓄增容剂，按每亩20-40公斤用量施入农田。实验结果(详见附件)表明，其松土深度达50厘米-120厘米，土壤容重较对照降低9.3％-12.8％，田间持水量较对照提高15.4％-28.7％，1-100cm土壤水库的有效库容较对照增加42mm-76mm，从而实现提高农田降水资源利用率的目的。

本发明列举的实施例旨在更进一步地阐明本发明土壤有机团粒扩蓄增容剂的制剂方法和应用方向，而不对本发明的范围构成任何限制。

Claims (4)

1、一种土壤有机团粒扩蓄增容剂的制备方法，其特征在于它是按照如下步骤制备的：

A、将玉米粉、海藻粉其中一种或几种100-200g的混合粉末加浓度为25％氢氧化钠或氢氧化钾溶液160-240ml进行活化处理40分钟，活化温度为65-70℃；

B、向活化处理混合溶液中依次投入丙烯酸100-200ml、丙烯酰胺160-230g、引发剂2-5g、交联剂5-15g、硼酸3-5g进行接枝共聚反应，反应的条件为：温度为40℃-60℃，时间为50-80分钟；

C、所得共聚物冷却后在60℃-70℃的条件下烘干3-4小时，粉碎成粉末或制成颗粒。

2、根据权利要求1所述的土壤有机团粒扩蓄增容剂的制备方法，其特征在于：它的原料中还包括氨水作为促聚剂。

3、根据权利要求1所述的土壤有机团粒扩蓄增容剂的制备方法，其特征在于：所述的引发剂是过硫酸盐：过硫酸钠、过硫酸钾、或过硫酸铵。

4、根据权利要求1所述的土壤有机团粒扩蓄增容剂的制备方法，其特征在于：所述的交联剂包括甘油、乙二醇、或戊二醛。