CN104140821A - 一种土壤结构改良剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种有机和无机相结合的土壤结构改良剂，该改良剂包括A、B、C三种组分，其中A为粉煤灰的提炼物，B为泥炭和/或褐煤的提炼物，C为过期食品的提炼物，所述A、B、C三种组分的质量比为6～8∶2～3∶1～2。与现有技术相比，本发明的土壤结构改良剂具有更好的抗微生物分解性能，保证了土壤改良效果的持久，稳定；其来源广泛、价格低廉，并充分利用工业及食品废料，提高了资源利用率，减少了二次污染绿色环保；可有效提高被改良土壤的渗水性能，增强土壤的抗雨水冲刷能力，减少径流和水土流失；离子吸附和缓释作用明显，可起到了保肥的作用，有利于植被生长，可防止土壤板结。另本发明还提供一种上述土壤改良剂的制备方法。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种土壤改良剂，尤其涉及一种有机和无机相结合的土壤结构改良剂；另本发明还涉及这种土壤结构改良剂的制备方法。
【背景技术】
土壤结构改良剂是指能够将土壤颗粒粘结在一起形成团聚体的物质，包括天然物质和人工合成的高分子物质。施用结构改良剂能显著的增加土壤中水稳定性团粒的数量，形成良好的团粒结构。尽管传统的产品具有一定成效，但仍存在以下不足：
一、经其处理的土壤渗水能力差，抗雨水冲刷能力弱；
二、经其处理的土壤保肥作用差，生长的植物宜退化，且容易使土壤板结。
【发明内容】
为解决现有技术的土壤结构改良剂存在的缺陷，本发明提供一种土壤结构改良剂及该土壤结构改良剂的制备方法。
与现有技术相比，本发明的土壤结构改良剂，其特征在于：其包括A、B、C三种组分，其中A为粉煤灰的提炼物，B为泥炭和/或褐煤的提炼物，C为过期食品的提炼物，所述A、B、C三种组分的质量比为6～8∶2～3∶1～2。
其中，所述A的主要成分为沸石。
其中，所述B包括纤维素、木质素、多糖羧酸的一种或其组合。
其中，所述C包括黄原胶、瓜尔多胶、卡拉胶的一种或其组合。
其中，所述过期食品为冰淇淋粉、冰淇淋成品或酸奶的一种或其组合。本发明中的过期食品不限于前面提到的几种，只要是含有黄原胶、瓜尔多胶、卡拉胶的过期食品均可成为制备C的原材料，考虑到产率的问题，优选含黄原胶、瓜尔多胶、卡拉胶较多的过期食品。
另外，本发明还提供一种土壤结构改良剂的制备方法，其包括以下步骤：
按设定比例称取A、B、C三组分；
将A、B、C三组分进行机械搅拌，形成均匀的混合物，该混合物即为土壤结构改良剂。
其中，所述A通过以下方法制得：将粉煤灰与事先配制好的碱溶液混合，在温度为45-55℃的条件下老化10-14小时，后在145-155℃温度下晶化，将晶化后的溶液过滤，用去离子水洗涤固体，将得到的固体在100-105℃温度下进行烘干、研磨处理，制得A。
其中，所述B通过以下方法制得：将褐煤与事先配制好的稀硫酸溶液混合，浸泡12-14小时，滤去溶液，得到第一次滤渣；将第一次滤渣用浓度为1.1mol/l氢氧化钠冲洗，然后用氢氧化钠溶液浸泡，再次滤去溶液，得到第二次滤渣；将第二次滤渣用蒸馏水冲洗，最后烘干磨细，制得B。
其中，所述C通过以下方法制得：将过期食品溶于50-60℃的水中，将此溶液装入半透膜袋中，再将半透膜袋放入蒸馏水中，并不断地更换蒸馏水，直至达到蒸馏水用AgNO3滴定时没出现白色沉淀为止；对半透膜袋中的溶液以8000～12000转/分钟的转速进行离心分离，倾去上部清液，制得C。
与现有技术相比，本发明的的土壤结构改良剂具有以下优点：
(1)本发明的土壤结构改良剂中既包括有机组分又包括无机组分，较单纯含有有机组分的改良剂具有更好的抗微生物分解性能，保证了土壤改良效果的持久，稳定；
(2)本发明的土壤结构改良剂选用粉煤灰、泥炭和/或褐煤以及过期食品作为原料，其来源广泛、价格低廉，并充分利用工业及食品废料，提高了资源利用率，减少了二次污染绿色环保；
(3)本发明的土壤结构改良剂包括采用粉煤灰制备的沸石组分，由于沸石多孔，可有效提高被改良土壤的渗水性能，增强土壤的抗雨水冲刷能力，减少径流和水土流失；
(4)本发明的土壤结构改良剂中既包括有机组分又包括无机组分，两者具有明显的正交互作用，离子吸附和缓释作用明显，可起到了保肥的作用，有利于植被生长，可防止土壤板结。
【具体实施方式】
下面结合具体实施例，对本发明做进一步的说明。
其中，所述土壤结构改良剂对土壤渗水性能的影响通过以下步骤测试：量取1m3待处理土壤并添加1kg土壤结构改良剂，将两者搅拌混合均匀；将混合物平铺在地面上，该混合物的平铺厚度为10cm；采用可旋转式喷头对混合物平铺面水冲洗12小时，观察混合物平铺面表面状态，若铺面表面越平整，说明该土壤的渗水能力越好。所述土壤结构改良剂对土壤保肥性能的影响通过以下步骤测试：量取1m3待处理土壤并添加1kg土壤结构改良剂，将两者搅拌混合均匀；将混合物平铺在地面上，该混合物的平铺厚度为10cm；采用可旋转式喷头对混合物平铺面水冲洗12小时，检测水冲洗后的混合物中有机质、氮、磷、钾的含量(单位为mg/kg)，有机质、氮、磷、钾含量越高，说明该土壤的保肥效果越好。
实施例1：
制备A：配制1.1mol/l浓度氢氧化钠水溶液，将2升氢氧化钠溶液和1千克的的粉煤灰均匀混合，在温度为45℃的条件下老化14小时，后在145℃温度下晶化，将晶化后的溶液过滤，用去离子水洗涤固体，将得到的固体在100℃温度下进行烘干、研磨处理，制得A。经检测，其中沸石占A的重量百分比为62％。
制备B：称取褐煤1千克，将褐煤在浓度为2.6mol/l，体积为2升的硫酸溶液中浸泡12小时，滤去溶液，得到第一次滤渣；将第一次滤渣用浓度为1.1mol/l氢氧化钠冲洗，然后用氢氧化钠溶液浸泡，再次滤去溶液，得到第二次滤渣；将第二次滤渣用蒸馏水冲洗，最后烘干磨细，制得B。经检测，B中各物质的重量百分比分别为：纤维素40％、木质素33％、多糖羧酸12％，其它15％。
制备C：将过期的冰淇淋粉1千克溶于2升温度为50℃的水中，将此溶液装入半透膜袋中，再将半透膜袋放入蒸馏水中，并不断地更换蒸馏水，直至达到蒸馏水用AgNO3滴定时没出现白色沉淀为止；对半透膜袋中的溶液以8000转/分钟的转速进行离心分离，倾去上部清液，制得C。经检测C中各物质的重量百分比为黄原胶43％、瓜尔多胶11％、卡拉胶26％、其它20％。
按A∶B∶C＝6∶2∶1的质量比称取A、B、C三组分，然后将A、B、C三组分进行机械搅拌，形成均匀的混合物，该混合物即为土壤结构改良剂。测量该土壤结构改良剂对土壤渗水性能和保肥性能的影响，具体结果见表1。.
实施例2：
制备A：配制1.1mol/l浓度氢氧化钠水溶液，将2升氢氧化钠溶液和1千克的的粉煤灰均匀混合，在温度为55℃的条件下老化10小时，后在150℃温度下晶化，将晶化后的溶液过滤，用去离子水洗涤固体，将得到的固体在105℃温度下进行烘干、研磨处理，制得A。其中沸石占A的重量百分比为55％。
制备B：称取褐煤1千克，将褐煤在浓度为2.6mol/l，体积为2升的硫酸溶液中浸泡13小时，滤去溶液，得到第一次滤渣；将第一次滤渣用浓度为1.1mol/l氢氧化钠冲洗，然后用氢氧化钠溶液浸泡，再次滤去溶液，得到第二次滤渣；将第二次滤渣用蒸馏水冲洗，最后烘干磨细，制得B。经检测，B中各物质的重量百分比分别为：纤维素38％、木质素37％、多糖羧酸15％，其它10％。
制备C：将过期的酸奶2千克溶于2升温度为50℃的水中，将此溶液装入半透膜袋中，再将半透膜袋放入蒸馏水中，并不断地更换蒸馏水，直至达到蒸馏水用AgNO3滴定时没出现白色沉淀为止；对半透膜袋中的溶液以12000转/分钟的转速进行离心分离，倾去上部清液，制得C。经检测C中各物质的重量百分比为黄原胶47％、瓜尔多胶9％、卡拉胶14％、其它30％。
按A∶B∶C＝8∶3∶1的质量比称取A、B、C三组分，然后将A、B、C三组分进行机械搅拌，形成均匀的混合物，该混合物即为土壤结构改良剂。测量该土壤结构改良剂对土壤渗水性能和保肥性能的影响，具体结果见表1。实施例3：
制备A：配制1.1mol/l浓度氢氧化钠水溶液，将2升氢氧化钠溶液和1千克的的粉煤灰均匀混合，在温度为50℃的条件下老化12小时，后在150℃温度下晶化，将晶化后的溶液过滤，用去离子水洗涤固体，将得到的固体在100℃温度下进行烘干、研磨处理，制得A。经检测，其中沸石占A的重量百分比为58％。
制备B：称取褐煤1千克，将褐煤在浓度为2.6mol/l，体积为2升的硫酸溶液中浸泡14小时，滤去溶液，得到第一次滤渣；将第一次滤渣用浓度为1.1mol/l氢氧化钠冲洗，然后用氢氧化钠溶液浸泡，再次滤去溶液，得到第二次滤渣；将第二次滤渣用蒸馏水冲洗，最后烘干磨细，制得B。经检测，B中各物质的重量百分比分别为：纤维素44％、木质素28％、多糖羧酸20％，其它8％。
制备C：将过期的冰淇淋粉1千克溶于2升温度为50℃的水中，将此溶液装入半透膜袋中，再将半透膜袋放入蒸馏水中，并不断地更换蒸馏水，直至达到蒸馏水用AgNO3滴定时没出现白色沉淀为止；对半透膜袋中的溶液以10000转/分钟的转速进行离心分离，倾去上部清液，制得C。经检测C中各物质的重量百分比为黄原胶46％、瓜尔多胶13％、卡拉胶18％、其它23％。
按A∶B∶C＝7∶2∶2的质量比称取A、B、C三组分，然后将A、B、C三组分进行机械搅拌，形成均匀的混合物，该混合物即为土壤结构改良剂。测量该土壤结构改良剂对土壤渗水性能和保肥性能的影响，具体结果见表1。
对比例：
未经土壤结构改良剂处理的土壤的渗水性能测试：量取1m3未处理土壤；将其平铺在地面上，其平铺厚度为10cm；采用可旋转式喷头对该平铺面水冲洗12小时，观察平铺面表面状态。未经土壤结构改良剂处理的土壤保肥性能测试：量取1m3未处理土壤；将其平铺在地面上，其平铺厚度为10cm；采用可旋转式喷头对混合物平铺面水冲洗12小时，检测水冲洗后的混合物中有机质、氮、磷、钾的含量(单位为mg/kg)。具体结果见表1。
表1
由表1的检测结果可以看出，经本发明的土壤结构改良剂改良后的土壤相对于未改良的土壤，在渗水性能和保肥性能方面都有很大的提高。
本发明的具体实施只限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种土壤结构改良剂，其特征在于：其包括A、B、C三种组分，其中A为粉煤灰的提炼物，B为泥炭和/或褐煤的提炼物，C为过期食品的提炼物，所述A、B、C三种组分的质量比为6～8∶2～3∶1～2。
2.如权利要求1所述的土壤结构改良剂，其特征在于：所述A的主要成分为沸石。
3.如权利要求1所述的土壤结构改良剂，其特征在于：所述B包括纤维素、木质素、多糖羧酸的一种或其组合。
4.如权利要求1所述的土壤结构改良剂，其特征在于：所述C包括黄原胶、瓜尔多胶、卡拉胶的一种或其组合。
5.如权利要求1所述的土壤结构改良剂，其特征在于：所述过期食品为冰淇淋粉、冰淇淋成品或酸奶中的一种或其组合。
6.一种如权利要求1所述土壤结构改良剂的制备方法，其特征在于：其包括以下步骤：
按设定比例称取A、B、C三组分；
将A、B、C三组分进行机械搅拌，形成均匀的混合物，该混合物即为土壤结构改良剂。
7.如权利要求4所述土壤结构改良剂的制备方法，其特征在于：所述A通过以下方法制得：将粉煤灰与事先配制好的碱溶液混合，在温度为45-55℃的条件下老化10-14小时，后在145-155℃温度下晶化，将晶化后的溶液过滤，用去离子水洗涤固体，将得到的固体在100-105℃温度下进行烘干、研磨处理，制得A。
8.如权利要求4所述土壤结构改良剂的制备方法，其特征在于：所述B通过以下方法制得：将褐煤与事先配制好的稀硫酸溶液混合，浸泡12-14小时，滤去溶液，得到第一次滤渣；将第一次滤渣用浓度为1.1mol/l氢氧化钠冲洗，然后用氢氧化钠溶液浸泡，再次滤去溶液，得到第二次滤渣；将第二次滤渣用蒸馏水冲洗，最后烘干磨细，制得B。
9.如权利要求4所述土壤结构改良剂的制备方法，其特征在于：所述C通过以下方法制得：将过期食品溶于50-60℃的水中，将此溶液装入半透膜袋中，再将半透膜袋放入蒸馏水中，并不断地更换蒸馏水，直至达到蒸馏水用AgNO3滴定时没出现白色沉淀为止；对半透膜袋中的溶液以8000～12000转/分钟的转速进行离心分离，倾去上部清液，制得C。
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