CN102150490B

CN102150490B - 一种无机高分子土壤改良剂改良苏打碱化土壤为水田的方法

Info

Publication number: CN102150490B
Application number: CN 201010601152
Authority: CN
Inventors: 李取生; 秦利鹏; 张乾坤
Original assignee: Jinan University
Current assignee: Jinan University; University of Jinan
Priority date: 2010-12-23
Filing date: 2010-12-23
Publication date: 2013-04-10
Anticipated expiration: 2030-12-23
Also published as: CN102150490A

Abstract

本发明公开了一种无机高分子土壤改良剂改良苏打碱化土壤为水田的方法。本发明无机高分子改良剂组分为固体聚合硫酸铁。用本发明无机高分子改良剂改良苏打碱化土壤为水田时，改良剂在苏打碱化土壤中遇水浸泡后快速水解，产生大量的高价阳离子，可以代换土壤中的交换性钠离子，从而降低土壤的碱化度，再通过淋洗，将代换出来的钠离子随排水排走，水解后生成的多羟基络合物可以对高度分散的土壤胶体起到吸附、架桥、网捕等絮凝作用，促进土壤胶体微粒聚集而形成大颗粒，增强土壤通透性，改良剂的水解致酸作用还可以降低土壤pH值，为作物生长提供良好的土壤环境。使用本发明可以快速改良苏打碱化土壤为水田，适于在农业生产中推广应用。

Description

一种无机高分子土壤改良剂改良苏打碱化土壤为水田的方法

技术领域

本发明涉及土壤改良技术领域，具体涉及一种无机高分子土壤改良剂快速改良苏打碱化土壤为水田的方法。

背景技术

对于重度苏打碱化土壤而言，化学改良是主要途径之一。目前报道的化学改良剂主要有氯化钙、石膏、磷石膏、烟气脱硫石膏、硫酸、盐酸、硫磺、硫铁矿、硫酸铝等，其中实际应用较多的主要是石膏、磷石膏、烟气脱硫石膏等石膏类改良剂。此类改良剂主要化学成分为硫酸钙，改良原理是利用溶解出来的钙离子代换土壤交换性钠离子。由于其溶解速率较慢，所以改良效果较慢，不能满足一些重大土地整理修复工程对改良速度的要求。硫酸和盐酸因其腐蚀性强，施用不便。硫磺和硫铁矿需要在土壤中氧化后才能起作用，因此速率也较慢。硫酸铝改良剂可以快速水解、快速改良，但是在pH值大于9时，水解的铝离子主要以羟基铝阴离子（Al(OH)₄ ^-）形式存在于土壤溶液中，不仅不能置换交换性钠离子，而且还容易对水稻产生铝离子毒害。

申请号为CN01136114.X的中国发明专利申请公开了一种利用多种复合材料配制而成的能快速有效降低盐碱化土壤的pH值和有害盐分，并能改善土壤质地和肥力的新型改良剂。该专利主要成分为硫磺和石膏，虽然添加了部分固体酸、有机泥炭、水溶性有机高分子聚合物和硼砂，改良速度比单纯采用硫磺和石膏要快，但是，将重度苏打碱化土壤开垦成水田，需要在插秧之前将土壤碱化度大幅度降低，否则水稻很难生长。该专利技术的改良速度很难在温带地区如东北松嫩平原水稻插秧前将重度苏打碱化土壤完成改良，因为整地与插秧之间通常只有10-15天时间。此外，该专利技术涉及的土壤特征和施用量不适合重度苏打碱化土壤，添加的固体酸--硫酸氢钠还会增加土壤中本来已经过量的钠离子。

申请号为CN200910000596.4的中国发明专利公开了一种钠质碱化土壤改良剂的配方。该配方中主要成分磷石膏在高pH值土壤条件下溶解度很低，依靠其溶解产生的钙离子来交换土壤中吸附性钠离子的速度较慢；辅助成分蛭石和腐植酸的酸碱度接近中性，其主要作用为吸附部分交换性钠离子，而不能促进磷石膏溶解，另外两种成分主要提供养分，因此，该技术改良速度较慢，只适合能生长苹果等植物的轻度钠质碱化土壤，不能快速改良高pH值和高碱化度的重度苏打碱化土壤。

发明内容

本发明的目的在于根据现有的碱化土壤改良技术中存在的改良效果慢等问题，提供一种可以快速有效改良重度苏打碱化土壤为水田的方法。

本发明上述目的通过以下技术方案予以实现：

一种无机高分子土壤改良剂包括如下组分：固体聚合硫酸铁，示性式：　[Fe₂(OH)_n(SO₄)_3-n/2]_m。

使用上述无机高分子土壤改良剂改良土壤的方法，包括如下步骤：

（1）将无机高分子土壤改良剂混施到土壤中，每公顷土壤施用量为5.6~18吨；

（2）使无机高分子土壤改良剂与土壤充分混合后，浸泡淋洗土壤。

作为一种优选方案，上述土壤为重度苏打碱化土壤，目标是改良成为水田。

作为一种优选方案，上述改良方法中，步骤（2）中所述浸泡淋洗土壤的用水量为300~500m³/公顷土壤。

本发明的技术原理如下：

本发明主要适用于将重度苏打碱化土壤改良成水田。该土壤具有的主要特征是，碱化度（ESP）45%以上（交换性钠离子与土壤阳离子交换总量之比），pH值9.5以上，土壤胶体高度分散、土壤结构恶化，透水透气性很差，严重影响土壤空气和水分运移，进而制约农作物生长发育，引起作物减产或绝产。

无机高分子改良剂固体聚合硫酸铁是一种无机高分子聚合物，混合在重度苏打碱化土壤中用水浸泡后快速水解，产生大量的高价阳离子，可以代换土壤中交换性钠离子，从而降低土壤碱化度，然后通过浸泡淋洗，将代换出来的钠离子随排水排走；水解后生成的多羟基络合物可以对高度分散的土壤胶体起到吸附、架桥、网捕等絮凝作用，促进土壤胶体微粒聚集而形成大颗粒，增强土壤通透性。土壤结构改善后，土壤盐分淋洗速率加快，作物根系吸收养分、水分和溶解氧的能力加强。改良剂的水解致酸作用还可以降低土壤pH值。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和效果：

通常情况下，重度苏打碱化土壤开垦为水田后，如果按现在许多地方采用的单纯种稻改良技术，初期1~2年水稻产量都很低或者基本绝收，3~4年产量仍然不高，需经过多年时间和长期大定额淡水洗盐后才能获得较好收成。现有采用较多的石膏、磷石膏土壤改良也比较缓慢，用在重度苏打碱化土壤中，一般第2~3年才能获得较好收成。这不仅影响了水田的产量，而且消耗了大量的宝贵淡水资源。本技术的主要优点是快速改良，可以在2~3天内将重度苏打碱化土壤改良成中度或轻度碱化土壤。改良后，水田水浊度下降70~88%，碱化度下降27.6~52.2%，脱盐速率提高25.6%。在正常种植条件下，当年水稻产量可以达到6000千克/公顷以上中高产水平。

具体实施方式

以下结合具体实施例来进一步解释本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。

实施例1

改良修复土壤为吉林省大安市“吉林西部土地开发整理国家重大工程”大安项目区。表层土壤为碱斑地，碱化度（ESP）59.2%，pH值10.62，属于重度碱化土壤。改良修复目的为降低表层土壤盐碱含量，使该土壤能够适合水稻生长。整地时施用无机高分子改良剂每公顷18吨，然后进行泡田、耙地搅拌，使无机高分子改良剂溶解并与土壤混合。浸泡淋洗用水量为每公顷500立方米，2～3天后插秧种稻。按当地正常水稻田间管理。秋季收获后，土壤碱化度为23.6%，pH值8.56，产量6051千克/公顷。

实施例2

改良修复土壤为吉林省大安市“吉林西部土地开发整理国家重大工程”大安项目区。表层土壤为碱斑地，碱化度（ESP）49.6%，pH值10.21，属于重度碱化土壤。改良修复目的为降低表层土壤盐碱含量，使该土壤能够适合水稻生长。整地时施用无机高分子改良剂每公顷15吨，然后进行泡田、耙地搅拌，使无机高分子改良剂溶解并与土壤混合。浸泡淋洗用水量为每公顷450立方米，2～3天后插秧种稻。按当地正常水稻田间管理。秋季收获后，土壤碱化度为18.7%，pH值8.32，产量7423千克/公顷。

实施例3

改良修复土壤为吉林省大安市“吉林西部土地开发整理国家重大工程”大安项目区。表层土壤碱化度（ESP）为46.7%，pH值9.8，属于重度碱化土壤。改良修复目的为降低表层土壤盐碱含量，使该土壤能够适合水稻生长。整地时施用无机高分子改良剂每公顷15吨，然后进行泡田、耙地搅拌，使无机高分子改良剂溶解并与土壤混合。浸泡淋洗用水量为每公顷410立方米，2～3天后插秧种稻。按当地正常水稻田间管理。秋季收获后，土壤碱化度为14.2%，pH值7.92，产量8001千克/公顷。

实施例4

改良修复土壤为吉林省大安市“吉林西部土地开发整理国家重大工程”大安项目区。表层土壤碱化度（ESP）为45.3%，pH值9.58，属于偏重度碱化土壤。改良修复目的为降低表层土壤盐碱含量，使该土壤能够适合水稻生长。整地时施用无机高分子改良剂每公顷5.6吨，然后进行泡田、耙地搅拌，使无机高分子改良剂溶解并与土壤混合。浸泡淋洗用水量为每公顷300立方米，2～3天后插秧种稻。按当地正常水稻田间管理。秋季收获后，土壤碱化度为22.2%，pH值8.42，产量6118千克/公顷。

Claims

1.一种无机高分子土壤改良剂改良苏打碱化土壤为水田的方法，其特征在于包括如下步骤：

（2）使无机高分子土壤改良剂与土壤充分混合后，浸泡淋洗土壤；

其中，所述无机高分子土壤改良剂为固体聚合硫酸铁；

所述固体聚合硫酸铁中，全铁中Fe³⁺含量18.5质量%以上，还原性物质含量，以 Fe²⁺ 计≤0.15质量%，盐基度9~14%，1质量%水溶液的pH为2.0~3.0，不溶物含量≤0.5质量%；

步骤（2）中所述浸泡淋洗土壤的用水量为300~500m³/公顷土壤。

2.根据权利要求1所述无机高分子土壤改良剂改良苏打碱化土壤为水田的方法，其特征在于所述土壤为重度苏打碱化土壤，其碱化度（ESP）45%以上，pH值9.5以上。