CN106433648A - 纳米碳溶胶在碱性土壤改良方面的应用 - Google Patents

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梁太波
赵振杰
尹启生
陈钊
王广山
张艳玲
戴华鑫
刘阳
陈丽燕
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    • C09K17/02—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing inorganic compounds only
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Abstract

本发明涉及纳米碳溶胶在碱性土壤改良方面的应用，是将纳米碳溶胶原液用水稀释后对碱性土壤进行浇灌或是淋洗，可迅速降低土壤pH值，达到中性土范畴，并可提高土壤速效养分含量。应用过程为：将纳米碳溶胶原液先用水稀释，调节土壤含水量达到相对含量水60%以上，利用配制好的纳米碳溶胶对土壤进行淋洗，7天后进行第二次淋洗，在淋洗过程中进行土壤pH测定，pH降低至7.5以下即达到中性土范畴。本发明优点在于：纳米碳溶胶是一种具有小尺度、高表面能、电负性的酸性溶液，能够迅速降低土壤pH，且效果持久稳定，同时可不同程度提高土壤速效养分含量，有效改良土壤。本技术成本较低，操作方法简单，便于推广，可广泛用于碱性土壤改良。

Description

纳米碳溶胶在碱性土壤改良方面的应用
技术领域
本发明属于土壤改良领域中的pH值调节技术，具体涉及纳米碳溶胶在碱性土壤改良方面的应用。
背景技术
众所周知，土壤盐碱危害是目前影响全球农作物产量的重要因素之一。碱性土壤由于pH高、土壤缓冲性能差等各种因素，导致植物对部分营养元素的吸收减少，影响了植物的营养状况，致使植物发生各种病症。研究表明，土壤处于碱性状态时，不仅会影响磷、钾、钙的有效性，还会造成一些微量元素的流失。目前我国盐碱土地面积较大，约为2000万hm2。因此，如何改良碱性土壤，调节土壤中养分含量，是一个亟待解决的问题。目前，碱性土壤改良可采用添加硫酸亚铁或硫磺粉、施用腐殖酸类肥料和其它土壤调理剂等方法（CN105542785A、CN102503626A）。利用硫酸亚铁或硫酸铝的稀释水，可增加土壤酸性，见效快，但作用时间不长，需经常施用。施硫磺粉效果较持久，但存在见效慢等缺点。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种碱性土壤的改良方法即利用纳米碳熔胶对碱性土壤进行改良，为降低碱性土壤pH值，调节土壤养分含量提供技术支持。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：纳米碳溶胶在碱性土壤改良方面的应用，是将纳米碳溶胶原液用水稀释后对碱性土壤进行直接浇灌或是淋洗，可迅速降低土壤pH值，达到中性土范畴，并可提高土壤速效养分含量。应用过程具体如下：将纳米碳溶胶原液先用水稀释至10-50mg/L，调节土壤含水量达到相对含量水60%以上，利用配制好的纳米碳溶胶对土壤进行淋洗，7天后进行第二次淋洗，在淋洗过程中进行土壤pH测定，土壤pH降低至7.5以下，即达到中性土范畴，便可进行农作物的栽培。
所述纳米碳溶胶原液是利用脉冲式电极法电解石墨制备的。
所述纳米碳溶胶原液的溶胶颗粒含量在0.3%左右，pH在3-4之间。
本发明与现有技术相比具有以下优点：纳米碳溶胶是一种具有小尺度、高表面能、电负性的酸性溶液。利用本技术能够迅速降低土壤pH，且效果持久稳定，同时不同程度提高了土壤速效养分含量，有效改良了土壤。本技术成本较低，操作方法简单，便于推广，可广泛用于碱性土壤改良。
具体实施方式
通过下面给出的具体实施实例，可以更清楚地了解本发明，但它们不是对本发明的限定。
实施例1
采集河南地区的碱性土壤。土壤类型为褐土，pH 8.2，硝态氮含量20mg/kg，铵态氮12mg/kg含量，有效磷含量25.55mg/kg，速效钾含量118mg/kg。根据我国土壤酸碱度情况分级，pH值小于5.0为强酸性土，pH值5.0至6.5为酸性土，pH值6.5至7.5为中性土，pH值7.5至8.5为碱性土，pH值大于8.5为强碱性土。本试验所用土壤属于碱性土范畴。
首先，利用脉冲式电极法电解石墨制备纳米碳溶胶，获得纳米碳溶胶原液（溶胶颗粒含量在0.3%左右，pH在3-4之间）。然后，将溶胶原液稀释至10mg/L。将待用的土壤装盆，盆高40cm，口径30cm，装土10kg，并调节土壤含水量达到相对含量水的60%。最后，利用配制好的纳米碳溶胶对土壤进行淋洗，用量500ml，7天后进行第二次淋洗，总共淋洗2次。在淋洗过程中，每天测定土壤pH，淋洗结束后，采集土壤进行养分含量测定。同时设置对照，只淋洗清水，其他条件一致。结果见表1和表2。
表1可以看出，利用10mg/L的纳米碳溶胶对土壤淋洗后，随时间延长，土壤pH呈下降趋势。淋洗10天后，土壤pH降至7.5以下，之后基本趋于稳定，至15天时比原始土壤下降0.75个单位，比清水对照下降0.55个单位。表2可以看出，利用10mg/L的纳米碳溶胶对土壤淋洗后，土壤硝态氮和速效钾含量明显增加，铵态氮和有效磷含量略有增加。
表1 10mg/L纳米碳溶胶对土壤pH的影响
淋洗后天数（d） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
清水对照 8.08 7.98 7.93 7.88 7.88 7.90 7.94 8.00 7.97 7.91 7.89 7.89 7.94 7.96 8.00
10mg/L 7.97 7.79 7.71 7.66 7.67 7.70 7.71 7.64 7.58 7.55 7.48 7.46 7.45 7.43 7.45
表2 10mg/L纳米碳溶胶对土壤养分含量的影响
实施例2
重复实施例1，有以下不同点：纳米碳溶胶的浓度为20mg/L，结果见表3和表4。
表3可以看出，利用20mg/L的纳米碳溶胶对土壤淋洗后，土壤pH明显下降。至15天时，比原始土壤下降0.85个单位，比对照下降0.65个单位。表4可以看出，利用20mg/L的纳米碳溶胶对土壤淋洗后，土壤硝态氮、铵态氮、有效磷和速效钾含量均有明显增加，明显改善了土壤养分状况。
表3 20mg/L纳米碳溶胶对土壤pH的影响
淋洗后天数（d） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
清水对照 8.08 7.98 7.93 7.88 7.88 7.90 7.94 8.00 7.97 7.91 7.89 7.89 7.94 7.96 8.00
20mg/L 7.92 7.73 7.67 7.64 7.63 7.69 7.70 7.62 7.55 7.50 7.45 7.44 7.42 7.40 7.35
表4 20mg/L纳米碳溶胶对土壤养分含量的影响
实施例3
重复实施例1，有以下不同点：纳米碳溶胶浓度为40mg/L，结果见表5和表6。
表5可以看出，利用40mg/L的纳米碳溶胶对土壤淋洗后，土壤pH明显下降。至15天时，比原始土壤下降0.9个单位，比对照下降0.7个单位。表6可以看出，利用40mg/L的纳米碳溶胶对土壤淋洗后，土壤硝态氮、铵态氮、有效磷和速效钾含量均有明显增加，明显改善了土壤养分状况。
表5 40mg/L纳米碳溶胶对土壤pH的影响
淋洗后天数（d） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
清水对照 8.08 7.98 7.93 7.88 7.88 7.90 7.94 8.00 7.97 7.91 7.89 7.89 7.94 7.96 8.00
40mg/L 7.90 7.72 7.61 7.61 7.60 7.65 7.70 7.60 7.50 7.45 7.40 7.38 7.36 7.35 7.30
表6 40mg/L纳米碳溶胶对土壤养分含量的影响

Claims (4)

1.纳米碳溶胶在碱性土壤改良方面的应用，其特征在于：将纳米碳溶胶原液用水稀释后对碱性土壤进行直接浇灌或是淋洗，可迅速降低土壤pH值，达到中性土范畴，并可提高土壤速效养分含量。
2.根据权利要求1所述的纳米碳溶胶在碱性土壤改良方面的应用，其特征在于：应用过程具体如下：将纳米碳溶胶原液先用水稀释至10-50mg/L，调节土壤含水量达到相对含量水60%以上，利用配制好的纳米碳溶胶对土壤进行淋洗，7天后进行第二次淋洗，在淋洗过程中进行土壤pH测定，土壤pH降低至7.5以下，即达到中性土范畴。
3.根据权利要求1所述的纳米碳溶胶在碱性土壤改良方面的应用，其特征在于：所述纳米碳溶胶原液是利用脉冲式电极法电解石墨制备的。
4.根据权利要求1或2或3所述的纳米碳溶胶在碱性土壤改良方面的应用，其特征在于：所述纳米碳溶胶原液的溶胶颗粒含量在0.3%左右，pH在3-4之间。
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