CN108218582A - 一种营养缓释型酸性土壤改良剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及土壤改良技术领域，公开了一种营养缓释型酸性土壤改良剂及其制备方法。该土壤改良剂由以下重量份数配比的原料制成：改性珊瑚礁15~20份、丙烯酰胺20~25份、二乙醇胺15~18份、磷尾矿8~10份、草木灰10~15份、硫酸钾8~10份、硝酸铵6~8份、硫酸亚铁4~7份、七水硫酸镁2~3份、蛭石10~12份和过硫酸铵0.5~1份。本发明酸性土壤改良剂能够显著降低土壤的酸性和缓释营养物质，对土壤质量具有较好的改善效果。

Description

一种营养缓释型酸性土壤改良剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及农业土壤调节技术领域，尤其是涉及一种营养缓释型酸性土壤改良剂及其制备方法。

背景技术

由于自然因素和人为因素我国土壤质量退化严重，尤其是土壤酸化，土壤酸化主要为降水量大而且集中，溶淋作用强烈，钙、镁、钾等碱性盐基大量流失。土壤酸化会造成土壤内部pH值降低，酸性土壤影响生物活性，改变土壤中养分的形态，降低养分的有效性，促使游离的锰、铝离子融入土壤中，对作物产生毒害作用，另外土壤酸化抑制根系发育，土壤酸化可加重土壤的板结，使根系伸展困难，容易形成老小树，老僵苗，根系发育不良，吸收功能降低，易被病毒侵害。目前常用的解决土壤酸化的方法是使用酸性土壤调理剂，在多雨气候的地区土壤改良剂施加后营养元素容易随着雨水流失，导致土壤改良剂的作用效果大大降低。

发明内容

本发明是为了克服现有技术在多雨气候地区土壤营养元素容易流失问题，提供一种营养缓释型酸性土壤改良剂。

本发明还提供了一种营养缓释型酸性土壤改良剂的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种营养缓释型酸性土壤改良剂，由以下重量份数配比的原料制成：

改性珊瑚礁15～20份、丙烯酰胺20～25份、二乙醇胺15～18份、磷尾矿8～10份、草木灰10～15份、硫酸钾8～10份、硝酸铵6～8份、硫酸亚铁4～7份、七水硫酸镁2～3份、蛭石10～12份和过硫酸铵0.5～1份。

二乙醇胺具有弱碱性，能够中和土壤中的酸性物质，使土壤的pH恢复正常，绿色环保；磷尾矿提供植物生长中所需要的磷元素，硫酸钾提供植物生长中所需要的钾元素，硫酸亚铁能够提供植物生长中所需要的铁元素，七水硫酸镁提供植物生长中所需要的镁元素，硝酸铵为植物提供氮元素；丙烯酰胺在引发剂过硫酸铵的作用下会发生聚合，生成具有高吸水能力的聚丙烯酰胺聚合物，丙烯酰胺聚合后会将营养物质嵌固在聚丙烯酰胺聚合物的内部，营养物质不容易从聚丙烯酰胺聚合物中分离出来；改性珊瑚礁为多孔结构的碳酸钙，本发明使用碳酸钙为土壤改良剂的载体，改性珊瑚礁为多孔结构的碳酸钙，将营养元素通过聚丙烯酰胺固定在改性珊瑚礁的孔洞内部，营养元素在土壤中受到改性珊瑚礁的保护作用，营养元素不容易流失，聚丙烯酰胺聚合物具有较强的吸收和储水能力，当植物需要水分时，根系吸收改性珊瑚礁孔洞中聚丙烯酰胺储藏的水分，一部分营养物质溶解在水中后会随着水流淌到珊瑚礁孔洞的外部，然后被植物吸收，达到营养物质的缓释效果，但是改良剂使用一段时间后会出现营养物质释放较少的现象，导致植物营养不良，这是由于珊瑚礁孔洞深处由于水分吸收较少，营养物质溶解度降低，营养物质不能随水离开瑚礁孔洞，为解决此问题本发明珊瑚礁为碳酸钙，在酸性条件下会逐渐被酸侵蚀，使珊瑚礁的体积越来越小，越来越多的聚丙烯酰胺暴露在土壤的外部，进而使珊瑚礁孔洞深处能够吸收足够量的水分，使珊瑚礁孔洞深处的营养物质继续缓慢释放，另外珊瑚礁被酸侵蚀后，会释放钙离子，为植物提供生长过程中需要的钙元素。蛭石具有吸附作用，能够吸附土壤中的重金属离子，改善土壤质量。

作为优选，所述改性珊瑚礁的制备方法为：

将珊瑚礁在200～260℃条件下焙烧4～8h，取出后冷却10～24h，然后将其与丙烯醇混合，丙烯醇与珊瑚礁的混合质量比为6～10:1，再加入珊瑚礁质量0.1～0.3倍的二烯基三乙氧基硅烷，使用磁力搅拌器搅拌2～4h，然后加入珊瑚礁质量0.2～0.3倍的N-N亚甲基双丙烯酰胺，超声振荡1～2h，过滤得到改性珊瑚礁粉末。

本发明先在高温的条件下杀死珊瑚礁中的微生物，然后使用二烯基三乙氧基硅烷偶联剂将丙烯醇连接在珊瑚礁上，后续丙烯酰胺在聚合过程中会与丙烯醇发生接枝，增加丙烯酰胺在珊瑚礁孔洞内部的牢固性，本发明现将N-N亚甲基双丙烯酰胺交联剂分散到珊瑚礁孔洞中，提高后续丙烯酰胺的交联作用，本发明在丙烯酰胺聚合过程中N-N亚甲基双丙烯酰胺分散到瑚礁孔洞外部的量较少，这样是为减少珊瑚礁孔洞外部的聚丙烯酰胺的交联度，如果瑚瑚礁孔洞外部的聚丙烯酰胺的交联度过高后导致瑚瑚礁外部聚合覆盖的聚丙烯酰胺较厚，不利于营养元素的释放；增加珊瑚礁孔洞内部的聚丙烯酰胺的交联度是为了提高聚丙烯酰胺对营养物质固定的稳定性。

作为优选，所述珊瑚礁粒度为10～20目。

作为优选，所述蛭石的粒度为200～250目。

一种营养缓释型酸性土壤改良剂的制备方法，包括以下步骤：

将丙烯酰胺加入水中，得到丙烯酰胺溶液，然后将配方比例的磷尾矿、草木灰、硫酸钾、硝酸铵、七水硫酸镁、蛭石和二乙醇胺加入丙烯酰胺溶液中，搅拌30～40min，然后加入配方比例的改性珊瑚礁，升温至50～60℃并超声振荡2～4h，得到浑浊液；

本发明先将磷尾矿、草木灰、硫酸钾、硝酸铵、七水硫酸镁、蛭石和二乙醇胺混合均匀，然后通过超声振荡的方式将营养物质分散到改性珊瑚礁的多孔结构内部，大大提高珊瑚礁多孔结构中营养物质的储藏量。

2)向浑浊液中加入配方比例的过硫酸铵，搅拌反应4～6h，干燥研磨得到土壤改良剂。

过硫酸铵为丙烯酰胺的引发剂，促使丙烯酰胺聚合反应的进行。

作为优选，所述步骤1)中丙烯酰胺与水的质量比为1:20～30。

本发明采用丙烯酰胺与水的质量比为1:20～30，这样配置成的浑浊液浓度较低，利于营养物质元素分散到珊瑚礁多孔结构中。

因此，本发明具有如下有益效果：(1)珊瑚礁缓慢释放营养物质，防止营养物质的流失；(2)提高酸性土壤的pH，降低土壤酸性，利于植物生长；(3)具有保水效果，提高植物的抗旱能力。

具体实施方式

下面通过具体实施例，对本发明的技术方案做进一步说明。

本发明中，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的，实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。

实施例1

一种营养缓释型酸性土壤改良剂，由以下重量份数配比的原料制成：

粒度为10目的改性珊瑚礁15份、丙烯酰胺20份、二乙醇胺15份、磷尾矿8份、草木灰10份、硫酸钾8份、硝酸铵6份、硫酸亚铁4份、七水硫酸镁2份、粒度为200目蛭石10份和过硫酸铵0.5份。

其中，改性珊瑚礁的制备方法为：

将珊瑚礁在200℃条件下焙烧4h，取出后冷却10h，然后将其与丙烯醇混合，丙烯醇与珊瑚礁的混合质量比为6:1，再加入珊瑚礁质量0.1倍的二烯基三乙氧基硅烷，使用磁力搅拌器搅拌2h，然后加入珊瑚礁质量0.2倍的N-N亚甲基双丙烯酰胺，超声振荡1h，过滤得到改性珊瑚礁。

一种营养缓释型酸性土壤改良剂的制备方法，包括以下步骤：

1)将丙烯酰胺加入水中，得到丙烯酰胺溶液，丙烯酰胺与水的质量比为1:20，然后将配方比例的磷尾矿、草木灰、硫酸钾、硝酸铵、七水硫酸镁、蛭石和二乙醇胺加入丙烯酰胺溶液中，搅拌30min，然后加入配方比例的改性珊瑚礁，升温至50℃并超声振荡2h，得到浑浊液；

2)向浑浊液中加入配方比例的过硫酸铵，搅拌反应4h，干燥研磨得到土壤改良剂。

实施例2

一种营养缓释型酸性土壤改良剂，由以下重量份数配比的原料制成：

粒度为12目的改性珊瑚礁16份、丙烯酰胺22份、二乙醇胺16份、磷尾矿9份、草木灰12份、硫酸钾8份、硝酸铵6份、硫酸亚铁5份、七水硫酸镁2.2份、粒度为220目蛭石11份和过硫酸铵0.6份。

其中，改性珊瑚礁的制备方法为：

将珊瑚礁在220℃条件下焙烧5h，取出后冷却12h，然后将其与丙烯醇混合，丙烯醇与珊瑚礁的混合质量比为7:1，再加入珊瑚礁质量0.15倍的二烯基三乙氧基硅烷，使用磁力搅拌器搅拌2.5h，然后加入珊瑚礁质量0.22倍的N-N亚甲基双丙烯酰胺，超声振荡1.4h，过滤得到改性珊瑚礁。

一种营养缓释型酸性土壤改良剂的制备方法，包括以下步骤：

1)将丙烯酰胺加入水中，得到丙烯酰胺溶液，丙烯酰胺与水的质量比为1:22，然后将配方比例的磷尾矿、草木灰、硫酸钾、硝酸铵、七水硫酸镁、蛭石和二乙醇胺加入丙烯酰胺溶液中，搅拌34min，然后加入配方比例的改性珊瑚礁，升温至52℃并超声振荡2.5h，得到浑浊液；2)向浑浊液中加入配方比例的过硫酸铵，搅拌反应4.5h，干燥研磨得到土壤改良剂。

实施例3

一种营养缓释型酸性土壤改良剂，由以下重量份数配比的原料制成：

粒度为15目的改性珊瑚礁18份、丙烯酰胺23份、二乙醇胺16.5份、磷尾矿9.6份、草木灰13份、硫酸钾8.5份、硝酸铵6.7份、硫酸亚铁5.5份、七水硫酸镁2.5份、粒度为230目蛭石11.5份和过硫酸铵0.7份。

其中，改性珊瑚礁的制备方法为：

将珊瑚礁在230℃条件下焙烧6h，取出后冷却15h，然后将其与丙烯醇混合，丙烯醇与珊瑚礁的混合质量比为8:1，再加入珊瑚礁质量0.2倍的二烯基三乙氧基硅烷，使用磁力搅拌器搅拌3h，然后加入珊瑚礁质量0.25倍的N-N亚甲基双丙烯酰胺，超声振荡1.6h，过滤得到改性珊瑚礁。

一种营养缓释型酸性土壤改良剂的制备方法，包括以下步骤：

1)将丙烯酰胺加入水中，得到丙烯酰胺溶液，丙烯酰胺与水的质量比为1:25，然后将配方比例的磷尾矿、草木灰、硫酸钾、硝酸铵、七水硫酸镁、蛭石和二乙醇胺加入丙烯酰胺溶液中，搅拌36min，然后加入配方比例的改性珊瑚礁，升温至53℃并超声振荡3h，得到浑浊液；

2)向浑浊液中加入配方比例的过硫酸铵，搅拌反应5h，干燥研磨得到土壤改良剂。

实施例4

一种营养缓释型酸性土壤改良剂，由以下重量份数配比的原料制成：

粒度为18目的改性珊瑚礁19份、丙烯酰胺24份、二乙醇胺17份、磷尾矿10份、草木灰14份、硫酸钾9份、硝酸铵7份、硫酸亚铁6份、七水硫酸镁2.6份、粒度为240目蛭石12份和过硫酸铵0.8份。

其中，改性珊瑚礁的制备方法为：

将珊瑚礁在240℃条件下焙烧7h，取出后冷却20h，然后将其与丙烯醇混合，丙烯醇与珊瑚礁的混合质量比为9:1，再加入珊瑚礁质量0.25倍的二烯基三乙氧基硅烷，使用磁力搅拌器搅拌3.5h，然后加入珊瑚礁质量0.28倍的N-N亚甲基双丙烯酰胺，超声振荡1.7h，过滤得到改性珊瑚礁。

一种营养缓释型酸性土壤改良剂的制备方法，包括以下步骤：

1)将丙烯酰胺加入水中，得到丙烯酰胺溶液，丙烯酰胺与水的质量比为1:27，然后将配方比例的磷尾矿、草木灰、硫酸钾、硝酸铵、七水硫酸镁、蛭石和二乙醇胺加入丙烯酰胺溶液中，搅拌37min，然后加入配方比例的改性珊瑚礁，升温至56℃并超声振荡3.5h，得到浑浊液；2)向浑浊液中加入配方比例的过硫酸铵，搅拌反应5.6h，干燥研磨得到土壤改良剂。

实施例5

一种营养缓释型酸性土壤改良剂，由以下重量份数配比的原料制成：

粒度为20目的改性珊瑚礁20份、丙烯酰胺25份、二乙醇胺18份、磷尾矿10份、草木灰15份、硫酸钾10份、硝酸铵8份、硫酸亚铁7份、七水硫酸镁3份、粒度为250目蛭石12份和过硫酸铵1份。

其中，改性珊瑚礁的制备方法为：

将珊瑚礁在260℃条件下焙烧8h，取出后冷却24h，然后将其与丙烯醇混合，丙烯醇与珊瑚礁的混合质量比为10:1，再加入珊瑚礁质量0.3倍的二烯基三乙氧基硅烷，使用磁力搅拌器搅拌4h，然后加入珊瑚礁质量0.3倍的N-N亚甲基双丙烯酰胺，超声振荡2h，过滤得到改性珊瑚礁。

一种营养缓释型酸性土壤改良剂的制备方法，包括以下步骤：

1)将丙烯酰胺加入水中，得到丙烯酰胺溶液，丙烯酰胺与水的质量比为1:30，然后将配方比例的磷尾矿、草木灰、硫酸钾、硝酸铵、七水硫酸镁、蛭石和二乙醇胺加入丙烯酰胺溶液中，搅拌40min，然后加入配方比例的改性珊瑚礁，升温至60℃并超声振荡4h，得到浑浊液；

2)向浑浊液中加入配方比例的过硫酸铵，搅拌反应6h，干燥研磨得到土壤改良剂。

对比例1

对比例1土壤改良剂由以下重量份数配比的原料制成：粒度为250目珊瑚礁20份、丙烯酰胺25份、二乙醇胺18份、磷尾矿10份、草木灰15份、硫酸钾10份、硝酸铵8份、硫酸亚铁7份、七水硫酸镁3份、粒度为250目蛭石12份和过硫酸铵1份。土壤改良剂的制备方法为：将丙烯酰胺加入水中，得到丙烯酰胺溶液，丙烯酰胺与水的质量比为1:30，然后将配方比例的磷尾矿、草木灰、硫酸钾、硝酸铵、七水硫酸镁、蛭石、二乙醇胺和珊瑚礁加入丙烯酰胺溶液中，再加入配方比例的过硫酸铵，搅拌反应6h，干燥研磨得到土壤改良剂。

测试：

分别取6份10kg的pH值在4.5～5的酸性土壤放入盆栽中，然后各自取30g实施例1～5和对比例1中的土壤改良剂分别加入到6份盆栽中并混合均匀，然后将等高玉米幼苗移植盆栽中并将盆栽置于室外，分别在2个月、4个月和6个月后测量玉米的高度、每克干物玉米幼苗中磷含量和土壤pH值进行测试，测试结果如下表：

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种营养缓释型酸性土壤改良剂，其特征在于，由以下重量份数配比的原料制成：改性珊瑚礁15~20份、丙烯酰胺20~25份、二乙醇胺15~18份、磷尾矿8~10份、草木灰10~15份、硫酸钾8~10份、硝酸铵6~8份、硫酸亚铁4~7份、七水硫酸镁2~3份、蛭石10~12份和过硫酸铵0.5~1份。

2.根据权利要求1所述的一种营养缓释型酸性土壤改良剂，其特征在于，所述改性珊瑚礁的制备方法为：将珊瑚礁在200~260℃条件下焙烧4~8h，取出后冷却10~24h，然后将其与丙烯醇混合，丙烯醇与珊瑚礁的混合质量比为6~10:1，再加入珊瑚礁质量0.1~0.3倍的二烯基三乙氧基硅烷，使用磁力搅拌器搅拌2~4h，然后加入珊瑚礁质量0.2~0.3倍的N-N亚甲基双丙烯酰胺，超声振荡1~2h，过滤得到改性珊瑚礁。

3.根据权利要1或2所述的一种营养缓释型酸性土壤改良剂，其特征在于，所述改性珊瑚礁粒度为10~20目。

4.根据权利要1或2所述的一种营养缓释型酸性土壤改良剂，其特征在于，所述蛭石的粒度为200~250目。

5.一种如权利要求1或2所述的营养缓释型酸性土壤改良剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将丙烯酰胺加入水中，得到丙烯酰胺溶液，然后将配方比例的磷尾矿、草木灰、硫酸钾、硝酸铵、七水硫酸镁、蛭石和二乙醇胺加入丙烯酰胺溶液中，搅拌30~40min，然后加入配方比例的改性珊瑚礁，升温至50~60℃并超声振荡2~4h，得到浑浊液；

2）向浑浊液中加入配方比例的过硫酸铵，搅拌反应4~6h，干燥研磨得到土壤改良剂。

6.根据权利要求5所述的一种营养缓释型酸性土壤改良剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1）中丙烯酰胺与水的质量比为1:20~30。