CN102517027B - 一种苏打碱化水田土壤改良剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种苏打碱化水田土壤改良剂。该改良剂是由聚合硫酸铁和聚合硫酸铝按照重量比为1:0.6~1.4的比例混合而成的。适用于将重度苏打碱化土壤改良为水田，改良方法为，在整地前施于田间水田土壤，每公顷土壤施用量为5.6~18吨；然后正常整地，使改良剂与土壤充分混合后，浸泡淋洗土壤。本发明的苏打碱化水田土壤改良剂，与聚合硫酸铁相比，在保持同样效果的情况下本配方单位成本降低9.4~15%。与硫酸铝土壤改良剂相比，本配方的高分子聚合物具有更好的絮凝效果和更高的改良效率，同时将土壤活性铝浓度控制在对作物无害的低浓度水平。

Description

一种苏打碱化水田土壤改良剂
技术领域
本发明涉及土壤改良技术领域，具体涉及一种苏打碱化水田土壤改良剂。
背景技术
我国是世界上苏打碱化土壤面积分布最多的国家之一。苏打碱化土壤盐分组成以NaHCO3为主，碱化特征明显。苏打碱化土壤作为劣质土壤，是重要的后备土地资源。在水资源比较丰富的地区，开垦改良重度苏打碱化土壤为水田对于增加耕地面积具有重要意义。
专利申请号为01140293.8公开了一种盐碱土壤改良剂，主要成分为聚马来酸酐；专利号为ZL00100436.0公开了一种盐碱土壤改良剂及其制备方法，它主要含有柠檬酸、黄腐酸、腐殖酸、苹果酸、胡敏酸、丙酸、水杨酸；专利号为ZL00105747.2公开了一种盐碱土壤改良剂，主要为聚顺丁烯二酸和烷基苯磺酸钠；专利号为ZL01110198.9公开了利用废石膏板生产盐碱土壤改良剂的方法及其产品和应用，成分为废弃石膏；专利号为ZL 200810017565.5公开了高活性生物保水盐碱土壤改良剂及其制备方法，成分包括植物秸秆粉、腐植酸、保水剂、尿素、石膏、高活性生物制剂（EM菌）、钠离子吸附剂和酸；专利申请号为200710010315.4公开了一种混配型土壤改良剂及其制备方法，畜禽粪便和磷石膏为主要原料；专利号为ZL200510012366.1公开了一种碱性土壤改良剂，其组成包括如下重量份的：石膏1、秸秆0.5-1.5、尿素0.01-0.08。专利号为ZL200610010593.5公开了一种盐碱土壤改良剂的制备方法，聚丙烯酸用水溶解后，在搅拌下依次加入无机酸、木醋液和植物激素；专利号为ZL200610146026.2公开了盐碱地专用营养性土壤改良剂及其加工方法，采用30％-50％脱硫废弃物、10％ -15％促进剂、10％-30％秸秆粉、10％-20％糠醛渣和10％-12％的有机肥，促进剂为硅藻土、高岭土、腐殖酸；专利号为ZL200910067064.2公开了碱性农田土壤改良剂，采用草炭、干松针、蛭石、天然沸石、腐殖土、腐熟农家肥、硫酸铝、硫酸锌和硫酸锰为原料制成；专利号为ZL200910072634.7公开了一种盐碱土壤改良剂，该发明按重量比由硫酸铝、硫酸亚铁铵和硫酸镁混合配制而成，其硫酸铝、硫酸亚铁铵和硫酸镁的重量比为1～1.8∶1～ 2∶0.2～0.5；专利申请号为200910176749.0公开了盐碱土壤改良剂及其制备方法，该盐碱土壤改良剂由冰乙酸、柠檬酸、草酸和自来水组成；专利申请号为200910000596.4公开了一种钠质碱化土壤改良剂的配方及其制备方法，以磷石膏、碳酸氢铵、硫酸钾、蛭石、腐殖酸为原料；专利申请号为201010159001.2公开了一种苏打型盐碱土壤改良剂及其制备方法，组成包括无机酸10-50％、糠醛渣20-40％、稻壳粉10-40％、肥料5％-10％、保水剂0.1％-5.0％、有机络合剂0.1-2.5％；专利申请号为201110050644.8公开了一种盐碱地土壤改良剂及其制备方法，该盐碱地土壤改良剂由柠檬酸、聚马来酸丙烯酸共聚物、聚丙烯酸钠盐、脂肪醇聚氧乙烯醚加水而成。
上述专利中液体酸类改良剂，存在运输、储存和施用不便的问题；秸秆等各类有机物以及石膏、磷石膏、烟气脱硫石膏等石膏类改良剂效果较慢，不能满足一些重大土地整理修复工程对改良速度的要求；蛭石、天然沸石等吸附剂类改良剂，受吸附容量的限制不适合盐分及交换性钠含量很高的重度苏打碱化土壤。
专利申请号为201010601152.9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，其无机高分子土壤改良剂为固体聚合硫酸铁。许多文献也报道了硫酸铝盐碱土改良剂。这两种改良剂均可以快速改良重度苏打碱化土壤为水田，运输、储存和施用方便。但是，固体聚合硫酸铁改良剂价格较贵，改良成本较高。硫酸铝改良剂大量使用，导致土壤溶解性铝含量快速升高，容易对水稻产生铝离子毒害。
中国专利申请号200910147943.6公开了一种碱式污泥处理方法，是将城市污水处理厂脱水污泥和生石灰按1∶0.2～1的重量比混合、脱水，将硫酸铝和硫酸铁按重量比1：0.3~3混合配制成溶液，按脱水原料总重量的1～3%加入该溶液，充分反应，使最终出料的含水率低于20%即可。该方法主要用于城市污水处理厂污泥的进一步浓缩脱水及稳定化处理，不适用于交换性钠离子含量很高的重度碱化土壤改良。
由于重度苏打碱化土壤含盐量及碱化度很高，单位面积土壤需要的改良剂数量很大，重大土地整理工程要求快速改良，因此上述几种改良剂均不适用。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的上述不足，提供一种改良效果好、成本低廉且对环境友好的苏打碱化水田土壤改良剂。
本发明通过以下技术方案实现上述目的：
一种苏打碱化水田土壤改良剂，是由聚合硫酸铁和聚合硫酸铝按照重量比为1:0.6~1.4的比例混合而成。所述聚合硫酸铁和聚合硫酸铝均为固体。
上述聚合硫酸铁分子式为[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m；聚合硫酸铝分子式为[A12(OH)m(SO4)3--m/2 ]n。
一种苏打碱化水田土壤改良方法，按上述比例将（固体）聚合硫酸铁和（固体）聚合硫酸铝混合，在整地前施于田间水田土壤，每公顷土壤施用量为5.6~18吨；然后正常整地，使改良剂与土壤充分混合后，浸泡淋洗土壤。
上述苏打碱化水田土壤改良剂主要适用于将碱化度(即交换性钠占阳离子交换总量的百分比)大于45%、pH值在9.5以上的重度苏打碱化土壤改良成水田，优选碱化度为46.3%~59.4%、pH值为9.5~10.7的土壤。改良原理为固体聚合硫酸铁和固体聚合硫酸铝均为无机高分子聚合物，混合在重度苏打碱化土壤中用水浸泡后快速水解，水解产物可以通过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，从而加速土壤盐分淋洗，改善作物根系对养分、水分和溶解氧的吸收。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和效果：
与无机高分子土壤改良剂固体聚合硫酸铁相比，在保持同样效果情况下本配方单位成本降低9.4~15%。与无机低分子硫酸铝土壤改良剂相比，本配方的高分子聚合物具有更好的絮凝效果和更高的改良效率，同时将土壤活性铝浓度控制在对作物无害的低浓度水平。
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重度苏打碱化土壤，碱化度（ESP）45.3%，pH值9.5。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。整地时施用本发明改良剂固体聚合硫酸铁和固体聚合硫酸铝重量比1：0.6，每公顷施用5.6吨。按当地正常水稻田间管理。改良后土壤活性铝含量为11.1mg/kg，水稻插秧后一直正常生长。单位成本比固体聚合硫酸铁降低9.4%，秋季收获后，土壤碱化度为18.6%，pH值8.22，产量5751千克/公顷，与固体聚合硫酸铁改良相当。
实施例2
改良修复土壤为吉林省大安市重度苏打碱化土壤，碱化度（ESP）51.3%，pH值10.25。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。整地时施用本发明改良剂固体聚合硫酸铁和固体聚合硫酸铝重量比1：1，每公顷施用12吨。按当地正常水稻田间管理。改良后土壤水溶性铝含量为24.2mg/kg，水稻插秧后一直正常生长。单位成本比固体聚合硫酸铁降低12%，秋季收获后，土壤碱化度为25.7%，pH值8.50，产量5553千克/公顷，与固体聚合硫酸铁改良相当。
实施例3
改良修复土壤为吉林省大安市重度苏打碱化土壤，碱化度（ESP）59.4%，pH值10.7。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。整地时施用本发明改良剂固体聚合硫酸铁和固体聚合硫酸铝重量比1：1.4，每公顷施用18吨。按当地正常水稻田间管理。改良后土壤水溶性铝含量为45.5mg/kg，水稻插秧后一直正常生长。单位成本比固体聚合硫酸铁降低15%，秋季收获后，土壤碱化度为21.9%，pH值8.30，产量5788千克/公顷，与固体聚合硫酸铁改良相当。
实施例4
改良修复土壤为吉林省大安市重度苏打碱化土壤，碱化度（ESP）46.3%，pH值9.85。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。整地时施用本发明改良剂固体聚合硫酸铁和固体聚合硫酸铝重量比1：1，每公顷施用8吨。按当地正常水稻田间管理。改良后土壤水溶性铝含量为29.3mg/kg，水稻插秧后一直正常生长。单位成本比固体聚合硫酸铁降低12%，秋季收获后，土壤碱化度为9.88%，pH值8.04，产量6169千克/公顷，与固体聚合硫酸铁改良相当。

Claims (1)

1.一种苏打碱化水田土壤改良剂，其特征在于由聚合硫酸铁和聚合硫酸铝按照重量比为1:0.6~1.4的比例混合而成；所述聚合硫酸铁分子式为[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m；所述聚合硫酸铝分子式为[A12(OH)m(SO4)3-m/2 ]n。
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