CN105801285A - 一种螯合型促进肥料利用率的土壤改良剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种螯合型促进肥料利用率的土壤改良剂及其制备方法，由以下重量份的原料制成：废弃干木材、6~10%稀硫酸溶液、3~5mmol/g亚硫酸钠溶液、油质页岩、锅底灰、贝壳粉、褐煤黄腐酸、风化煤粉末、硫酸钾、活性炭、海藻土、甲壳素、硫酸钾、磷酸二氢铵和适量的水；有利于改善碱性的土壤，风化煤随时间的推移会形成腐殖酸成分，与黄腐酸共同作用，对无机离子具有吸附螯合的功能，同时改性的木质颗粒也可以聚合阳离子，减缓肥料的释放，科学化利用废料，避免水土冲刷造成的流失，养分也很丰富，及时长时间不施肥，也可以维持作物的基本生长需求。

Description

一种螯合型促进肥料利用率的土壤改良剂及其制备方法

技术领域

本发明属于种植的工艺技术领域，具体涉及到一种螯合型促进肥料利用率的土壤改良剂及其制备方法。

背景技术

木质素是通过多种类型的键链接而成的高分子化合物，不同性质的键、不同的功能基连接在结构单元上造成木质素结构单元的化学性质的不同，因此，木质素大分子中各部位的化学反应性能是不均一的。

木质素具有的特有性质是结构中的苯环上的C5没有取代基，即苯环上有可能反应交联的游离空位（酚羟基的邻、对位），可以进一步的交联固化，从而时木质素具有胶合特性，其结构中含有一定量的酚羟基和羧基等使得木质素具有较强的螯合性和胶体性能，不仅如此，大量的酚羟基、羧基和羰基，相对较低的溶解性，以及不同含氧基的存在使得木质素具有吸附性，非常适合做吸附剂使用。

木质素磺酸盐是在亚硫酸法或改性亚硫酸盐制浆过程中产生的，木质素本身作为絮凝剂效果不够理想，目前木质素絮凝剂主要包括阳离子型、阴离子型和两性型絮凝剂等三类，而木质酸上改性的磺酸基可以吸附阳离子和重金属离子。

土壤板结的原因之一就是长期的化肥施用，农家肥不足导致土壤的有机质下降，腐殖质不能得到及时的补充，引起土壤的板结和龟裂，化肥的施入使得土壤的碱性增强，微生物被杀灭，导致微生物的活性降低，土壤中的钙、镁等离子容易与负根离子形成难溶性的无机盐，破坏了土壤团粒机构，钾肥中的钾离子置换性能强，置换了土壤中的多价阳离子，而本身不具有键桥作用，破坏了土壤的团粒结构，减少使用化学肥料也是减少土壤板结，改善环境的一大方法。

发明内容

根据背景技术中的相关知识，本发明在于将工业上废弃木材加以利用，经过处理之后，用于土壤的保护，具有防止土壤板结、吸附阳离子及重金属离子的作用、同时自身形成的胶团特性有利于作物的生根发育：

一种螯合型促进肥料利用率的土壤改良剂，其特征在于，由以下重量份的原料制成：废弃干木材30~40、6~10%稀硫酸溶液25~30、3~5mmol/g亚硫酸钠溶液100~120、油质页岩10~15、锅底灰5~8、贝壳粉8~12、褐煤黄腐酸3~5、风化煤粉末15~20、硫酸钾5~10、活性炭6~10、海藻土20~25、甲壳素1~3、硫酸钾4~7、磷酸二氢铵6~10和适量的水；

一种螯合型促进肥料利用率的土壤改良剂的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

（1）将废弃干木材经过粉碎，风选出米粒大小的颗粒，将6~10%稀硫酸溶液润湿木质颗粒的表面，自然吸干后二次润湿，连续润湿3~5次，常温下自然晾干；

（2）将（1）所得木质颗粒用去离子水浸泡过滤2~3遍并真空干燥，加入到3~5mmol/g亚硫酸钠溶液中，于微波600~800W条件下处理1.5~2.0h，过程保温，最后水洗并再次干燥得改性木质颗粒；

（3）混合油质页岩、锅底灰、贝壳粉和海藻土，进入热解炉，控制温度400~500℃进行热处理1.0~1.5h，完成后粉碎过60~80目筛的粉剂；

（4）将风化煤粉末与甲壳素、硫酸钾、磷酸二氢铵及其它剩余成分混合，加水搅拌20~30min成匀浆，烘干后与（2）所述的木质颗粒及（3）所述的粉剂混合即可。

木材大多由纤维素和木质素两部分组成，发明思路是利用酸析法获得碱木质素成分，先是将工业上的废弃木材进行粉碎及切割，得到颗粒状的木材，然后进行干燥，然后浸渍在一定浓度的稀硫酸溶液（硫酸溶液可以水解木材中的纤维素，使之成为多糖类物质，糖类随水流溶解，从木材上脱落，而木质素部分较为稳定的存在，形成鲜明的骨架结构，纤维素溶解的部分留下孔隙，增大比表面积并暴露木质素部分，适量的控制加酸的量可以适当保留一定量的纤维素，有利于颗粒空间结构的稳定性），采用干燥水解法，待稀硫酸润湿干木质颗粒约70~80%时候，捞出进行干燥，既能保证酸溶液均匀的渗透，同时控制量的变化，一方面纤维素消耗过多，导致木质颗粒结构松散，当木质颗粒干燥的时候也在浓缩酸溶液，当浓度达到一定程度后，纤维素边开始润涨，细胞壁破裂，纤维素溶解，水解率高达90%以上。

得到的木材颗粒此时成为一种多孔的颗粒，同时孔径里大多暴露了木质素成分，这时再加入至一定浓度的亚硫酸钠溶液中，在一定的温度条件下反应，可以将孔隙内部的木质素部分进行磺化，成为木质酸磺酸盐成分，发明采用600~800W的微波作为条件，微波一方面可以提升温度满足反应条件，同时微波震动可以促进溶液渗透进入孔隙，减小液体表面张力的影响。

本发明的有益效果：本发明是一种长效的土壤改良剂，有利于改善碱性的土壤，风化煤随时间的推移会形成腐殖酸成分，与黄腐酸共同作用，对无机离子具有吸附螯合的功能，同时改性的木质颗粒也可以聚合阳离子，减缓肥料的释放，科学化利用废料，避免水土冲刷造成的流失，养分也很丰富，及时长时间不施肥，也可以维持作物的基本生长需求。

具体实施方式

实施例1：

一种螯合型促进肥料利用率的土壤改良剂，其特征在于，由以下重量份（Kg）的原料制成：废弃干木材35、6~10%稀硫酸溶液27、3~5mmol/g亚硫酸钠溶液120、油质页岩12、锅底灰6、贝壳粉10、褐煤黄腐酸4、风化煤粉末16、硫酸钾7、活性炭9、海藻土22、甲壳素2、硫酸钾5、磷酸二氢铵8和适量的水；

一种螯合型促进肥料利用率的土壤改良剂的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

（1）将废弃干木材经过粉碎，风选出米粒大小的颗粒，将6~10%稀硫酸溶液润湿木质颗粒的表面，自然吸干后二次润湿，连续润湿3~5次，常温下自然晾干；

（2）将（1）所得木质颗粒用去离子水浸泡过滤2~3遍并真空干燥，加入到3~5mmol/g亚硫酸钠溶液中，于微波600~800W条件下处理1.5~2.0h，过程保温，最后水洗并再次干燥得改性木质颗粒；

（3）混合油质页岩、锅底灰、贝壳粉和海藻土，进入热解炉，控制温度400~500℃进行热处理1.0~1.5h，完成后粉碎过60~80目筛的粉剂；

（4）将风化煤粉末与甲壳素、硫酸钾、磷酸二氢铵及其它剩余成分混合，加水搅拌20~30min成匀浆，烘干后与（2）所述的木质颗粒及（3）所述的粉剂混合即可。

选择一片大豆种植的实验区，5亩大豆田在种植前使用本发明的土壤改良剂200~300Kg，与翻起的底土混合，对照组的大豆田使用常规土壤改良剂，后期管理和病虫害的防治均相同，结果证明，本发明土壤改良剂对于肥料的吸附性更好，改善土壤性质，减少肥料的使用量，大豆的长势更好，土壤稀疏松软且保水性好。

Claims (2)

1.一种螯合型促进肥料利用率的土壤改良剂，其特征在于，由以下重量份的原料制成：废弃干木材30~40、6~10%稀硫酸溶液25~30、3~5mmol/g亚硫酸钠溶液100~120、油质页岩10~15、锅底灰5~8、贝壳粉8~12、褐煤黄腐酸3~5、风化煤粉末15~20、硫酸钾5~10、活性炭6~10、海藻土20~25、甲壳素1~3、硫酸钾4~7、磷酸二氢铵6~10和适量的水。

2.根据权利要求1所述一种螯合型促进肥料利用率的土壤改良剂的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

（1）将废弃干木材经过粉碎，风选出米粒大小的颗粒，将6~10%稀硫酸溶液润湿木质颗粒的表面，自然吸干后二次润湿，连续润湿3~5次，常温下自然晾干；

（2）将（1）所得木质颗粒用去离子水浸泡过滤2~3遍并真空干燥，加入到3~5mmol/g亚硫酸钠溶液中，于微波600~800W条件下处理1.5~2.0h，过程保温，最后水洗并再次干燥得改性木质颗粒；

（3）混合油质页岩、锅底灰、贝壳粉和海藻土，进入热解炉，控制温度400~500℃进行热处理1.0~1.5h，完成后粉碎过60~80目筛的粉剂；

（4）将风化煤粉末与甲壳素、硫酸钾、磷酸二氢铵及其它剩余成分混合，加水搅拌20~30min成匀浆，烘干后与（2）所述的木质颗粒及（3）所述的粉剂混合即可。