CN104845635B - 一种酸性土壤微环境改良剂的制备方法 - Google Patents

一种酸性土壤微环境改良剂的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种酸性土壤微环境改良剂的制备方法，包括如下步骤：将凹凸棒土矿粉加入自来水中，搅拌得第一悬浊液；往第一悬浊液中添加NaOH、KOH、Ca(OH)2得第二悬浊液；往第二悬浊液中加入腐殖酸钠,利用高能电子束进行辐照，得到腐殖酸‑碱化凹凸棒土；将腐殖酸‑碱化凹凸棒土与稻壳灰混匀，即可。本发明优点：可有在耕作层和深层土壤间形成微纳网络，通过螯合、配位、吸附、氢键、静电引力等作用减少耕作层盐基阳离子的淋溶损失，抑制土壤盐基饱和度的降低，缓解土壤酸化，改善根部微区土壤微环境，促进根系发育，提高作物耐酸能力，从而起到增加出苗率、提高产量的作用；同时该方法用量少、成本低、原料环境友好、效率高。

Description

一种酸性土壤微环境改良剂的制备方法
技术领域
本发明涉及一种土壤改良剂的制备方法，尤其涉及的是一种酸性土壤微环境改良剂的制备方法。
背景技术
我国酸化土壤约有2亿亩，主要分布在我国南部和东南部，其主要形成原因为：(1)自然酸化；(2)空气干湿沉降；(3)不合理施肥。土壤酸化已经成为制约我国农业发展的主要障碍因素之一，直接影响我国农业生产能力和粮食安全。因此，酸性土壤改良和开发对于促进农业可持续发展，保障粮食安全具有重要作用。目前，酸性土壤改良方法主要有大气污染控制、农业措施(轮作、套种等)、生物法(生物排酸)、化学法(改良剂：石灰、工业废弃物；有机-无机肥料联用等)、等，这些措施虽然在一定条件下有效，但各自具有局限性：大气污染控制周期长且成本高，农业措施和生物法耗时较长且受气候条件限制，化学法耗费大量人力物力且改良剂用量大。这些方法难以大范围实施，不能满足当前我国对于酸性土壤的改良需要。因此，需要发展一种低成本、小用量、高效、便捷的酸性土壤改良技术。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种酸性土壤微环境改良剂的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种酸性土壤微环境改良剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将凹凸棒土矿粉(胶体级，200-500目)加入装有0.5-1L自来水的烧杯中，配成10-20g/L的悬浊液，然后在80-100摄氏度下搅拌30-50分钟，静置5-10分钟后，弃去烧杯底部含杂质较多的悬浊液0.1-0.2L，使得剩余的悬浊液中凹凸棒土的纯度在80％以上，剩余的悬浊液为第一悬浊液；
(2)往第一悬浊液中，添加浓度为1-3g/L的NaOH、浓度为0.5-1g/L的KOH、浓度为2-4g/L的Ca(OH)2，然后在50-80摄氏度下搅拌40-80分钟，得到第二悬浊液，完成凹凸棒土的碱化改性处理；
(3)往第二悬浊液中加入浓度为1-2g/L的腐殖酸钠,在40-60摄氏度下搅拌20-30分钟后，利用高能电子束(能量为5-10MeV,剂量为10-50kGy)对所得的悬浊液进行辐照，使腐殖酸接枝在碱化后的凹凸棒土表面上，然后在50-90摄氏度下干燥至恒重，并粉碎至100-200目，得到腐殖酸-碱化凹凸棒土；
(4)将步骤(3)中所得的腐殖酸-碱化凹凸棒土与稻壳灰(100-200目，硅含量30-50％，炭含量10-30％)按照(4-7):(1-3)的质量比混匀，即可得到酸性土壤微环境改良剂。
作为上述制备方法的优选实施方式，所述步骤(1)中搅拌转速为5000-10000rpm。
作为上述制备方法的优选实施方式，所述步骤(2)中搅拌转速为50-100rpm。
作为上述制备方法的优选实施方式，所述步骤(3)中搅拌转速为50-100rpm。
本发明相比现有技术具有以下优点：
本发明提供的一种酸性土壤微环境改良剂的制备方法，由该方法所制得的改良剂为有机—无机纳米复合材料，可有在耕作层和深层土壤间形成微纳网络，通过螯合、配位、吸附、氢键、静电引力等作用减少耕作层盐基阳离子的淋溶损失，抑制土壤盐基饱和度的降低，缓解土壤酸化，改善根部微区土壤微环境，促进根系发育，提高作物耐酸能力，从而起到增加出苗率、提高产量的作用。同时该方法与现有方法相比具有用量少、成本低、原料环境友好、效率高等优点，具有较大的市场潜力。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1：
本实施例公开的一种酸性土壤微环境改良剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将凹凸棒土矿粉(胶体级，200目)加入装有0.5L自来水的烧杯中，配成10g/L的悬浊液，然后在80摄氏度下高速(5000rpm)搅拌30分钟，静置5分钟后，弃去烧杯底部含杂质较多的悬浊液(0.1L)，剩余的悬浊液凹凸棒土的纯度在80％以上，剩余的悬浊液为第一悬浊液。
(2)往第一悬浊液中，添加NaOH(1g/L)、KOH(0.5g/L)、Ca(OH)2(2g/L)，然后在50摄氏度下搅拌(50rpm)40分钟，得到第二悬浊液，完成凹凸棒土的碱化(钠化、钾化和钙化)改性处理。
(3)往第二悬浊液中加入腐殖酸钠(1g/L),在40摄氏度下搅拌(50rpm)20分钟后，利用高能电子束(能量为5MeV,剂量为10kGy)对所得的悬浊液进行辐照，使腐殖酸接枝在碱化凹凸棒土表面上，然后在50摄氏度下干燥至恒重，并粉碎至100目，得到腐殖酸-碱化凹凸棒土。
(4)将(3)中所得的腐殖酸-碱化凹凸棒土与稻壳灰(100目；硅含量30％；炭含量10％)按照4:1的质量比混匀，得到酸性土壤微环境改良剂。
所得酸性土壤微环境改良剂的采用两种使用方法验证情况如下：
第一种使用方法为：
将酸性土壤微环境改良剂按照5kg/亩的用量均匀撒在土壤表面，然后旋耕1遍，即可；
2014年5月13日，广西贵港市实验结果表明：使用该方法可以将水稻田酸性土壤中盐基饱和度提高10％，pH增加0.9(由5.5增至6.4)。
第二种使用方法为：
将酸性土壤微环境改良剂按照10kg/亩的用量均匀撒在土壤表面，然后翻耕(20cm深)即可；2014年6月12日，广西贵港市实验结果表明：使用该方法可以将玉米田酸性土壤中盐基饱和度提高9％，pH增加0.8(由4.9增至5.7)。
实施例2：
本实施例公开的一种酸性土壤微环境改良剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将凹凸棒土矿粉(胶体级，500目)加入装有1L自来水的烧杯中，配成20g/L的悬浊液，然后在100摄氏度下高速(10000rpm)搅拌50分钟，静置10分钟后，弃去烧杯底部含杂质较多的悬浊液(0.2L)，剩余的悬浊液凹凸棒土的纯度在80％以上，剩余的悬浊液为第一悬浊液。
(2)往第一悬浊液中，添加NaOH(3g/L)、KOH(1g/L)、Ca(OH)2(4g/L)，然后在80摄氏度下搅拌(100rpm)80分钟，得到第二悬浊液，完成凹凸棒土的碱化(钠化、钾化和钙化)改性处理。
(3)往第二悬浊液中加入腐殖酸钠(2g/L),在60摄氏度下搅拌(100rpm)30分钟后，利用高能电子束(能量为10MeV,剂量为50kGy)对所得的悬浊液进行辐照，使腐殖酸接枝在碱化凹凸棒土表面上，然后在90摄氏度下干燥至恒重，并粉碎至200目，得到腐殖酸-碱化凹凸棒土。
(4)将(3)中所得的腐殖酸-碱化凹凸棒土与稻壳灰(200目；硅含量50％；炭含量30％)按照7:3的质量比混匀，得到酸性土壤微环境改良剂。
所得酸性土壤微环境改良剂的采用两种使用方法验证情况如下：
第一种使用方法为：
将酸性土壤微环境改良剂按照10kg/亩的用量均匀撒在土壤表面，然后旋耕3遍，即可；2014年5月13日，广西贵港市实验结果表明：使用该方法可以将水稻田酸性土壤中盐基饱和度提高15％，pH增加1.3(由5.5增至6.8)。
第二种使用方法为：
将酸性土壤微环境改良剂按照20kg/亩的用量均匀撒在土壤表面，然后翻耕(40cm深)即可；2013年5月18日，福建福州市实验结果表明：使用该方法可以将水稻田酸性土壤中盐基饱和度提高14％，pH增加1.2(由5.1增至6.3)。
实施例3：
本实施例公开的一种酸性土壤微环境改良剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将凹凸棒土矿粉(胶体级，300目)加入装有0.8L自来水的烧杯中，配成15g/L的悬浊液，然后在90摄氏度下高速(8000rpm)搅拌40分钟，静置8分钟后，弃去烧杯底部含杂质较多的悬浊液(0.15L)，剩余的悬浊液凹凸棒土的纯度在80％以上，剩余的悬浊液为第一悬浊液。
(2)往第一悬浊液中，添加NaOH(2g/L)、KOH(0.7g/L)、Ca(OH)2(3g/L)，然后在70摄氏度下搅拌(80rpm)60分钟，得到第二悬浊液，完成凹凸棒土的碱化(钠化、钾化和钙化)改性处理。
(3)往第二悬浊液中加入腐殖酸钠(1.5g/L),在50摄氏度下搅拌(70rpm)25分钟后，利用高能电子束(能量为7MeV,剂量为40kGy)对所得的悬浊液进行辐照，使腐殖酸接枝在碱化凹凸棒土表面上，然后在70摄氏度下干燥至恒重，并粉碎至150目，得到腐殖酸-碱化凹凸棒土。
(4)将(3)中所得的腐殖酸-碱化凹凸棒土与稻壳灰(150目；硅含量40％；炭含量20％)按照5:2的质量比混匀，得到酸性土壤微环境改良剂。
所得酸性土壤微环境改良剂的采用两种使用方法验证情况如下：
第一种使用方法为：
将酸性土壤微环境改良剂按照7kg/亩的用量均匀撒在土壤表面，然后旋耕2遍，即可；2014年5月23日，广西贵港市实验结果表明：使用该方法可以将甘蔗田酸性土壤中盐基饱和度提高12％，pH增加1.1(由5.3增至6.4)。
第二种使用方法为：
将酸性土壤微环境改良剂按照15kg/亩的用量均匀撒在土壤表面，然后翻耕(30cm深)即可；2014年3月18日，湖南长沙市实验结果表明：使用该方法可以将水稻田酸性土壤中盐基饱和度提高11％，pH增加0.9(由5.3增至6.2)。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种酸性土壤微环境改良剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将凹凸棒土矿粉加入装有0.5-1L自来水的烧杯中，且凹凸棒土矿粉具体为胶体级，200-500目，配成10-20g/L的悬浊液，然后在80-100摄氏度下搅拌30-50分钟，静置5-10分钟后，弃去烧杯底部含杂质较多的悬浊液0.1-0.2L，使得剩余的悬浊液中凹凸棒土的纯度在80％以上，剩余的悬浊液为第一悬浊液；
(2)往第一悬浊液中，添加浓度为1-3g/L的NaOH、浓度为0.5-1g/L的KOH、浓度为2-4g/L的Ca(OH)2，然后在50-80摄氏度下搅拌40-80分钟，得到第二悬浊液，完成凹凸棒土的碱化改性处理；
(3)往第二悬浊液中加入浓度为1-2g/L的腐殖酸钠,在40-60摄氏度下搅拌20-30分钟后，利用高能电子束对所得的悬浊液进行辐照，且高能电子束能量为5-10MeV,剂量为10-50kGy，使腐殖酸接枝在碱化后的凹凸棒土表面上，然后在50-90摄氏度下干燥至恒重，并粉碎至100-200目，得到腐殖酸-碱化凹凸棒土；
(4)将步骤(3)中所得的腐殖酸-碱化凹凸棒土与稻壳灰按照4～7:1～3的质量比混匀，且所述稻壳灰具体为100-200目，硅含量30-50％，炭含量10-30％，即可得到酸性土壤微环境改良剂。
2.如权利要求1所述的一种酸性土壤微环境改良剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中搅拌转速为5000-10000rpm。
3.如权利要求1所述的一种酸性土壤微环境改良剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中搅拌转速为50-100rpm。
4.如权利要求1所述的一种酸性土壤微环境改良剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中搅拌转速为50-100rpm。
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