CN101962555B

CN101962555B - 多功能盐碱土壤改良材料

Info

Publication number: CN101962555B
Application number: CN 200910117380
Authority: CN
Inventors: 杨立明; 康玉茹; 王爱勤
Original assignee: Lanzhou Institute of Chemical Physics LICP of CAS
Current assignee: Lanzhou Institute of Chemical Physics LICP of CAS
Priority date: 2009-07-23
Filing date: 2009-07-23
Publication date: 2013-04-10
Anticipated expiration: 2029-07-23
Also published as: CN101962555A

Abstract

本发明公开了一种多功能盐碱土壤改良材料及其制备方法。该材料由天然有机材料、水溶性功能高分子材料、无机肥、钙基膨润土、有机酸、磷酸、硫磺以及微肥组成。本发明通过各种材料的优化组合及协同作用，使其在降低土壤盐碱化或抑制有害离子的迁移的同时能够培肥土壤、改善土壤团粒结构、增强土壤通透性、提高土壤水肥涵养能力。该材料成本低廉，效果持久，对环境无污染。

Description

多功能盐碱土壤改良材料

技术领域

本发明涉及一种多功能盐碱土壤改良材料及其制备方法。

背景技术

土壤的盐碱化是一个世界性的资源和生态问题。根据联合国教科文组织和粮农组织不完全统计，全世界盐碱地的面积为9.5438亿公顷，其中我国为9913万公顷，且盐碱地呈逐年递增趋势。盐碱危害造成大量中、低产田和农民贫困，使大面积土壤资源难以利用，农业综合生产能力下降，严重影响农业生产和农民生活水平的提高，制约着我国农业可持续发展和生态环境建设。

目前，国内盐碱地改良利用方法和技术归纳起来大致有：(1)物理改良。如平整土地、深耕晒垡等。(2)水利改良。如灌排配套、灌水洗盐等。(3)化学改良，如石膏、腐殖酸等。(4)生物改良。种植耐盐植物，使用微生物菌肥等。其中，水利改良一直以来被认为是最有效的改良措施。如今，在水资源日益短缺的情形下，特别是在西北地区，由于干旱缺水，不具备“灌排结合”进行盐碱地治理的条件，因此，研制盐碱土壤修复、改良材料成为必然的选择。

随着现代材料技术的发展，出现了一些专用于土壤盐碱改良的功能材料及产品，并在实际应用中取得了一定的效果。如我国市售的康地宝、禾康、施地佳等产品。但市售商品价格较高，品种相对较少。因此，研制新型的盐碱土壤改良材料尤为重要。本发明采用天然有机材料、水溶性功能高分子材料、无机肥、钙基膨润土、有机酸、磷酸、硫磺及微肥等复合而成一种新型多功能低成本盐碱土壤改良材料。通过上述原料科学配比制成的土壤盐碱改良材料不但能够降低土壤盐碱、抑制有害离子的迁移，同时可以培肥土壤、改善土壤团粒结构、增强土壤通透性、提高土壤水肥涵养能力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多功能盐碱土壤改良材料及其制备方法。

影响及制约盐碱土壤改良的因素很多，单一功能改良材料对土壤性能的改善非常有限，因此盐碱改良材料的研发必须注重改良材料的多功能化，以期达到对盐碱土壤的全面改善。

本发明将有机材料与无机材料相结合，天然材料与合成材料相结合，通过各种功能材料的合理配比及优化组合，制备价廉，丰富，方便(生产方便，使用方便)的多功能盐碱土壤改良材料。使其在降低土壤盐碱化或抑制有害离子的迁移的同时能够培肥土壤、改善土壤团粒结构、增强土壤通透性、提高土壤水肥涵养能力，从而促进盐碱化贫瘠土壤生产能力的提升。

一种多功能盐碱土壤改良材料，其特征在于该材料由天然有机材料、水溶性功能高分子材料、无机肥、钙基膨润土、有机酸、磷酸、硫磺以及微肥组成，它们的质量分数分别为20-50％、1-5％、5-30％、2-20％、1-5％、5-15％、5-20％、0.5-1.0％；所述天然有机材料选自泥炭、腐殖酸中的一种或两种；水溶性功能高分子材料选自聚丙烯酸、聚马来酸、聚丙烯酸-马来酸接枝共聚物、聚丙烯酰胺其中的一种或两种；无机肥选自过磷酸钙、硫酸钾和硫酸铵的一种或几种；有机酸为2-磷酸丁烷-1，2，4-三羧酸(PBTC)或羟基乙叉二磷酸(HEDP)；微量元素由FeSO₄、(NH₄)₂MoO₄、ZnSO₄以及CuSO₄组成。

该多功能盐碱土壤改良材料制备方法如下：将天然有机材料、无机肥、钙基膨润土、硫磺、微肥按比例充分混合得固体混合物；将水溶性功能高分子材料、有机酸、磷酸按比例配制成水溶液；在拌和状态下将配制好的水溶性材料喷洒于固体材料上，待拌和均匀后造粒，低温或自然干燥后包装。

本发明所述的多功能盐碱土壤改良材料不仅能够通过材料本身的酸性中和盐碱土壤，而且所含的功能高分子材料、天然有机材料特殊官能团对土壤中有害离子通过吸附、螯合而减轻对土壤和植物的危害，通过各组分间的协同作用达到对盐碱土壤改良的目的。特别是添加了西部地区资源丰富的膨润土，膨润土有较强的阳离子交换功能以及很强的吸附性，可对土壤中成盐离子有一定的固定作用。同时具有较强的保水能力以及良好的粘结性，对协调土壤的水肥气热，提高土壤肥力具有良好的效果。较传统盐碱土壤改良材料相比，本发明的材料具有多功能化、价格低廉、生产、使用方便的特点。

该材料可作为基肥或追肥使用。施用量可根据土壤的含盐量多少而定。一般用于农作物如棉花、玉米种植，50-70kg/亩，用于植树造林，按坑穴的大小计量。如80*80*80cm的植坑，可用0.8-1.0kg/穴。重度盐碱地连续使用2-3年，就可以达到改良的目的。

采用本发明的多功能盐碱土壤改良材料在甘肃省酒泉、甘肃省刘家峡等地开展了约三年的功能材料的应用示范工作，完成试验示范面积近500亩，试验物种包括常绿乔木、落叶乔木、经济林等十余种物种，树木的当年成活率绝大部分达到95％以上，次年成活率达到90％以上(表1)，并对酒泉基地使用盐碱改良材料的代表性土壤进行了基本物性分析(表2)。结果表明，使用材料后，土壤的pH及全盐量降低，土壤大团粒结构及有机质增加，土壤容重降低，肥效增强，有利于植物生长。

表1酒泉树种成活率调查(％)

	新疆杨	馒头柳	沙枣树	毛柳	樟子松	国槐
							第一年	96	＞98	96	＞98	-	-
第二年	94	＞98	94	＞98	93	98
							第三年	92	96	94	97	90	93

表2、盐碱土壤改良材料对甘肃省酒泉卫星发射基地土壤基本物性的影响

	pH	全盐量(％)	有机质(％)	团粒结构＞0.25mm	容重(g/cm³)	饱和持水量(g/150g)	水解N(mg/g)	速效P(mg/g)	速效K(mg/g)
										对照	8.62	0.514	0.24	22.8	1.47	31.9	39.3	14.0	385.43
使用材料	7.42	0.421	0.96	44.6	1.16	39.1	59.3	30.2	377.52

同时在甘肃省民勤县开展了经济作物棉花、玉米、辣椒、西瓜的种植。试验表明，该材料不仅能够提高作物的出苗时间及出苗率，且产率均提高20％以上(表3)。

表3使用盐碱土壤改良材料对农作物生长及产量的影响

本发明通过各种材料的优化组合及协同作用，使其在降低土壤盐碱化或抑制有害离子的迁移的同时能够培肥土壤、改善土壤团粒结构、增强土壤通透性、提高土壤水肥涵养能力。该材料成本低廉，效果持久，对环境无污染。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明：

实施例1：盐碱土壤改良材料组成为(按质量分数)：泥炭30％，腐殖酸20％，过磷酸钙20％，硫磺10％，钙基膨润土10％，微肥1％，高分子材料5％，HEDP1％，磷酸3％；其中高分子材料为聚丙烯酸，微肥为：FeSO₄∶(NH₄)₂MoO₄∶CuSO₄∶ZnSO₄＝1∶0.5∶1∶1。制备方法如下：

(1)将泥炭、腐殖酸、过磷酸钙、钙基膨润土、硫磺，微肥各种固体材料按比例充分混合；

(2)将水溶性功能高分子材料、有机酸、无机酸按比例配制为一定浓度的溶液；

(3)在拌和状态下将配制好的水溶性材料喷洒于固体材料上，待拌和均匀后造粒，低温或自然干燥后包装。

实施例2：将HEDP改为PBTC，其余相同。

实施例3：将PAA改为PAM或KW-330，其余相同。

实施例4：盐碱土壤改良材料组成为(按质量分数)：泥炭40％、腐殖酸10％、过磷酸钙20％、硫磺10％，钙基膨润土10％、微肥1％，高分子材料2.5％，磷酸4％，HEDP2.5％；其中高分子材料为PAA∶PAM＝1∶1。微肥为FeSO₄∶(NH₄)₂MoO₄∶CuSO₄∶ZnSO₄＝1∶0.5∶1∶1。制备方法同实施例1。

实施例5，该盐碱土壤改良材料组成为(按质量分数)：泥炭20％、腐殖酸20％、过磷酸钙25％，钙基膨润土10％、硫磺7％，微肥0.5％，高分子材料5％，磷酸10％，HEDP2.5％；其中高分子材料为聚丙烯酸-马来酸接枝共聚物，微肥为FeSO₄∶(NH₄)₂MoO₄∶CuSO₄∶ZnSO₄＝1∶0.1∶1∶1.5。制备方法同实施例1。

实施例6：盐碱土壤改良材料组成为(按质量分数)：泥炭20％、腐殖酸10％、过磷酸钙30％，钙基膨润土10％、硫磺10％，微肥1％，高分子材料2％，磷酸15％，PBDC1％；其中高分子材料为聚丙烯酸-马来酸接枝共聚物，微肥为FeSO₄∶(NH₄)₂MoO₄∶CuSO₄∶ZnSO₄＝1∶1∶0.1∶1.5。制备方法同实施例1。

实施例7：盐碱土壤改良材料组成为(按质量分数)：泥炭50％、无机肥30％，钙基膨润土5％、硫磺5％，微肥0.5％，高分子材料2.5％，磷酸5％，HEDP 2％；其中高分子材料为PAA∶PAM＝2∶1，无机肥为过磷酸钙∶硫酸钾∶过硫酸铵＝4∶1∶1，微肥为FeSO₄∶(NH₄)₂MoO₄∶CuSO₄∶ZnSO₄＝1∶0.5∶1∶1。。制备方法同实施例1。

实施例8：盐碱土壤改良材料组成为(按质量分数)：腐殖酸20％、无机肥30％，钙基膨润土15％、硫磺20％，微肥0.5％，高分子材料1.5％，磷酸10％，HEDP 3％；其中高分子材料为PAA∶KW-330＝2∶1，无机肥为过磷酸钙∶硫酸钾∶过硫酸铵＝4∶1∶1，微肥为FeSO₄∶(NH₄)₂MoO₄∶CuSO₄∶ZnSO₄＝1∶0.5∶1∶1。制备方法同实施例1。

实施例9：盐碱土壤改良材料组成为(按质量分数)：泥炭20％、腐殖酸15％、无机肥20％，钙基膨润土20％、硫磺5％，微肥1％，高分子材料2％，磷酸15％，PBDC2％；其中高分子材料为PAA∶PAM＝2∶1，无机肥为过磷酸钙∶硫酸钾∶过硫酸铵＝4∶1∶1，微肥为FeSO₄∶(NH₄)₂MoO₄∶CuSO₄∶ZnSO₄＝1∶0.5∶1∶1。制备方法同实施例1。

实施例10：盐碱土壤改良材料组成为(按质量分数)：泥炭30％、无机肥20％，钙基膨润土15％、硫磺15％，微肥1％，高分子材料2％，磷酸15％，HEDP 2％；其中高分子材料为PAA∶PAM＝2∶1，无机肥为过磷酸钙∶硫酸钾∶过硫酸铵＝4∶1∶1，微肥为FeSO₄∶(NH₄)₂MoO₄∶CuSO₄∶ZnSO₄＝1∶0.5∶1∶1。制备方法同实施例1。

实施例11：盐碱土壤改良材料组成为(按质量分数)：泥炭30％、腐殖酸10％、无机肥5％，钙基膨润土20％、硫磺15％，微肥1％，高分子材料2％，磷酸15％，PBDC2％；其中高分子材料为PAA∶PAM＝2∶1，无机肥为过磷酸钙∶硫酸钾∶过硫酸铵＝4∶1∶1，微肥为FeSO₄∶(NH₄)₂MoO₄∶CuSO₄∶ZnSO₄＝1∶0.5∶1∶1，制备方法同实施例1。

Claims

1.一种多功能盐碱土壤改良材料，其特征在于该材料由天然有机材料、水溶性功能高分子材料、无机肥、钙基膨润土、有机酸、磷酸、硫磺以及微肥组成，它们的质量分数分别为20-50％、1-5％、5-30％、2-20％、1-5％、5-15％、5-20％、0.5-1.0％；所述天然有机材料选自泥炭、腐殖酸中的一种或两种；水溶性功能高分子材料选自聚丙烯酸、聚马来酸、聚丙烯酸-马来酸接枝共聚物、聚丙烯酰胺其中的一种或两种；无机肥选自过磷酸钙、硫酸钾和硫酸铵的一种或几种；有机酸为2-磷酸丁烷-1，2，4-三羧酸或羟基乙叉二磷酸；微肥由FeSO₄、(NH₄)₂MoO₄、ZnSO₄以及CuSO₄组成。

2.如权利要求1所述的材料的制备方法，其特征在于：将天然有机材料、无机肥、钙基膨润土、硫磺、微肥按比例充分混合得固体混合物；将水溶性功能高分子材料、有机酸、磷酸按比例配制成水溶液；在拌和状态下将配制好的水溶性材料喷洒于固体材料上，待拌和均匀后造粒，低温或自然干燥后包装。