CN108467314A - 一种碱性土壤调节剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种碱性土壤调节剂,属于环境工程技术领域。本发明按重量份数计,将聚8~10份丙烯酸锌树脂,30~40份改性炭化甘蔗渣,10~20份酒糟,8~10份磷脂,8~10份炭化海藻灰,8~10份溶剂,5~8份表面活性剂,2~3份沼液和40~60份海藻酸钠液置于发酵釜中,于温度为30~35℃,转速为100~200r/min条件下,混合发酵3~5天,即得碱性土壤调节剂。本发明技术方案制备的碱性土壤调节剂具有优异的改良盐碱效果和土壤的保水效果的特点,在环境工程技术行业的发展中具有广阔的前景。
Description
技术领域
本发明公开了一种碱性土壤调节剂,属于环境工程技术领域。
背景技术
大面积土壤盐碱化进一步加剧了我国耕地资源的紧张局面,如何改良治理以及合理开发盐碱地资源,是农业持续发展的重要方式。目前改良及治理盐碱地的措施主要包括:生物措施、化学措施、物理措施以及上述措施相结合的综合措施,因地制宜的综合治理是盐碱地治理的关键。其中,通过添加土壤调理剂来改良盐碱地是一种简单高效的重要措施。土壤调理剂是指加入土壤中用于改善土壤的物理、化学、生物性状的物料,用于改良土壤结构、降低土壤盐碱危害、调节土壤酸碱度、改善土壤水分状况或修复污染土壤等,来降低盐碱土壤对作物的危害程度,达到改良盐碱地、促进作物生长和提高产量的目的。盐碱地通常pH显碱性,当Na+过多时,土壤胶体上代换性Na+与溶液中H+进行代替产生NaOH,使土壤碱性增强。强碱能使植物根系组织细胞腐烂,同时Na+过多,破坏养分平衡,特别是降低了Ca2+、Fe2+、PO4 3-的有效性,致使植物发生各种病症。此外,蛋白质变成钠-蛋白质后也不能正常活动。盐碱土含盐量高、砂粒含量高,表层和底层容重大,含水量高,有机质含量低,导致结构紧实,孔隙度低,阻碍水分和盐分的运移;盐碱土饱和导水率很低,尤其表层和底层更低,影响盐分淋洗的效果;盐碱土表层和底层的吸水能力强、持水能力强,排水能力很弱,阻碍了盐分的淋洗。由于盐碱地以上特性,对作物根系生长、细胞膜结构、气孔开闭、养分吸收以及遗传物质等都造成一定危害,降低作物抗逆性,影响作物正常生长。在盐碱化土壤上可以施用土壤调理剂来降低盐碱含量并促进作物生长,其主要是通过改变土壤胶体吸附性离子组成,改善土壤结构,使土壤通透性增加,既有利于土壤脱盐与抑制返盐,又能补充作物在盐碱环境下的养分需求,从而达到改良盐碱的目的。但添加土壤调理剂是改良盐碱地的措施之一,若不与水利等措施结合使用,很难达到预期的效果和目的。针对盐碱土偏碱性的特性,许多土壤调理剂通过调节土壤酸碱性来减低盐碱土危害,提高养分离子的有效性。
而传统的碱性土壤调节剂存在改良盐碱效果不佳、土壤的保水效果不足,从而导致产品对土壤调节效果无法进一步提高,因此,如何使碱性土壤调节剂发挥更好的调节性能成为了本技术领域亟待解决的技术问题之一。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是:针对传统的碱性土壤调节剂改良盐碱效果不佳、土壤的保水效果不足,从而导致产品对土壤调节效果无法进一步提高的缺点,提供了一种碱性土壤调节剂。
为了解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:
一种碱性土壤调节剂,是由以下重量份数的原料组成:
聚丙烯酸锌树脂 8~10份
改性炭化甘蔗渣 30~40份
酒糟 10~20份
磷脂 8~10份
炭化海藻灰 8~10份
溶剂 8~10份
表面活性剂 5~8份
沼液 2~3份
海藻酸钠液 40~60份
所述碱性土壤调节剂的制备步骤为:
(1)按原料组成称量各原料;
(2)将聚丙烯酸锌树脂,改性炭化甘蔗渣,酒糟,磷脂,炭化海藻灰,溶剂,表面活性剂,沼液和海藻酸钠液混合发酵,即得碱性土壤调节剂。
所述改性炭化甘蔗渣的制备过程为:将甘蔗渣汽爆,得汽爆甘蔗渣,将汽爆甘蔗渣与二甲基硅油按质量比1:10~1:20搅拌混合,过滤,炭化,得改性炭化甘蔗渣。
所述磷脂为牛奶磷脂,蛋黄磷脂或大豆磷脂中的任意一种。
所述炭化海藻灰的制备过程为:按重量份数计,将8~10份海带,8~10份马尾藻,8~10份石花菜混合粉碎,过80目的筛,干燥,炭化,得炭化海藻灰。
所述溶剂为乙醇,正丁醇,丙酮或乙二醇乙醚中的任意一种。
所述表面活性剂为为吐温-20,辛基酚聚氧乙烯醚,烷基糖苷或壬基酚聚氧乙烯醚中任意一种。
所述海藻酸钠液的制备过程为:将海藻酸钠与水按质量比1:30~1:50混合,静置溶胀,加热搅拌混合,得海藻酸钠液。
本发明的有益效果是:
本发明通过添加聚丙烯酸锌树脂和海藻酸钠液,在使用过程中,首先,聚丙烯酸锌树脂能够与土壤中钠离子发生离子交换,使得聚丙烯酸树脂带有锌离子的一端变得可溶,部分聚丙烯酸锌树脂溶于水,降低了体系中钠离子的含量,从而有效减少土壤中的盐分,其次,通过离子交换出的部分锌离子可促使海藻酸钠液交联,形成交联网络,增强土壤的保水性能,有效降低了水分的蒸发,增加了土壤中有效水的含量,同时,部分锌离子与土壤中的碳酸根离子结合,形成了团粒结构,使得土壤空隙增大,通透性增强,在雨水的作用下,盐分从表层土淋溶到深层土中,由于团粒结构增强,土壤的保水、储水能力得到增强,减少了水分的蒸发,从而抑制深层的盐分向上运动,使得表土层的碱化程度降低。
具体实施方式
将甘蔗渣置于汽爆罐中,于汽爆压力为2.5~3.5MPa,温度为160~180℃条件下,保压时间为60~90s,打开出料阀瞬间泄压,得汽爆甘蔗渣,将汽爆甘蔗渣与二甲基硅油按质量比1:10~1:20置于1号烧杯中,于转速为1000~1200r/min条件下,搅拌混合40~60min,得混合液,再将混合液过滤,得滤渣,接着将滤渣置于炭化炉中,并以60~90mL/min速率向炉内充入氮气,于温度为550~650℃条件下,炭化1~2h,得改性炭化甘蔗渣;按重量份数计,将8~10份海带,8~10份马尾藻,8~10份石花菜置于粉碎机中混合粉碎,过80目的筛,得混合粉末,接着将混合粉末置于烘箱中,于温度为105~110℃条件下,干燥至恒重,得干燥混合粉末,接着将干燥混合粉末置于炭化炉中,并以60~90mL/min速率向炉内充入氮气,于温度为550~650℃条件下,炭化1~2h,得炭化海藻灰;将海藻酸钠与水按质量比1:50~1:100加入2号烧杯中,用玻璃棒搅拌混合20~30min后,静置溶胀3~4h,再将2号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器,于温度为95~100℃,转速为400~500r/min条件下,加热搅拌溶解40~50min,即得海藻酸钠液;按重量份数计,将8~10份聚丙烯酸锌树脂,30~40份改性炭化甘蔗渣,10~20份酒糟,8~10份磷脂,8~10份炭化海藻灰,8~10份溶剂,5~8份表面活性剂,2~3份沼液和40~60份海藻酸钠液置于发酵釜中,于温度为30~35℃,转速为100~200r/min条件下,混合发酵3~5天,即得碱性土壤调节剂。所述磷脂为牛奶磷脂,蛋黄磷脂或大豆磷脂中的任意一种。所述溶剂为乙醇,正丁醇,丙酮或乙二醇乙醚中的任意一种。所述表面活性剂为为吐温-20,辛基酚聚氧乙烯醚,烷基糖苷或壬基酚聚氧乙烯醚中任意一种。
将甘蔗渣置于汽爆罐中,于汽爆压力为3.5MPa,温度为180℃条件下,保压时间为90s,打开出料阀瞬间泄压,得汽爆甘蔗渣,将汽爆甘蔗渣与二甲基硅油按质量比1:20置于1号烧杯中,于转速为1200r/min条件下,搅拌混合60min,得混合液,再将混合液过滤,得滤渣,接着将滤渣置于炭化炉中,并以90mL/min速率向炉内充入氮气,于温度为650℃条件下,炭化2h,得改性炭化甘蔗渣;按重量份数计,将10份海带,10份马尾藻,10份石花菜置于粉碎机中混合粉碎,过80目的筛,得混合粉末,接着将混合粉末置于烘箱中,于温度为110℃条件下,干燥至恒重,得干燥混合粉末,接着将干燥混合粉末置于炭化炉中,并以90mL/min速率向炉内充入氮气,于温度为650℃条件下,炭化2h,得炭化海藻灰;将海藻酸钠与水按质量比1:100加入2号烧杯中,用玻璃棒搅拌混合30min后,静置溶胀4h,再将2号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器,于温度为100℃,转速500r/min条件下,加热搅拌溶解50min,即得海藻酸钠液;按重量份数计,将10份聚丙烯酸锌树脂,40份改性炭化甘蔗渣,20份酒糟,10份磷脂,10份炭化海藻灰,10份溶剂,8份表面活性剂,3份沼液和60份海藻酸钠液置于发酵釜中,于温度为35℃,转速为200r/min条件下,混合发酵5天,即得碱性土壤调节剂。所述磷脂为牛奶磷脂。所述溶剂为乙醇。所述表面活性剂为为吐温-20。
将甘蔗渣置于汽爆罐中,于汽爆压力为3.5MPa,温度为180℃条件下,保压时间为90s,打开出料阀瞬间泄压,得汽爆甘蔗渣,将汽爆甘蔗渣与二甲基硅油按质量比1:20置于1号烧杯中,于转速为1200r/min条件下,搅拌混合60min,得混合液,再将混合液过滤,得滤渣,接着将滤渣置于炭化炉中,并以90mL/min速率向炉内充入氮气,于温度为650℃条件下,炭化2h,得改性炭化甘蔗渣;按重量份数计,将10份海带,10份马尾藻,10份石花菜置于粉碎机中混合粉碎,过80目的筛,得混合粉末,接着将混合粉末置于烘箱中,于温度为110℃条件下,干燥至恒重,得干燥混合粉末,接着将干燥混合粉末置于炭化炉中,并以90mL/min速率向炉内充入氮气,于温度为650℃条件下,炭化2h,得炭化海藻灰;将海藻酸钠与水按质量比1:100加入2号烧杯中,用玻璃棒搅拌混合30min后,静置溶胀4h,再将2号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器,于温度为100℃,转速500r/min条件下,加热搅拌溶解50min,即得海藻酸钠液;按重量份数计,将40份改性炭化甘蔗渣,20份酒糟,10份磷脂,10份炭化海藻灰,10份溶剂,8份表面活性剂,3份沼液和60份海藻酸钠液置于发酵釜中,于温度为35℃,转速为200r/min条件下,混合发酵5天,即得碱性土壤调节剂。所述磷脂为牛奶磷脂。所述溶剂为乙醇。所述表面活性剂为为吐温-20。
按重量份数计,将10份海带,10份马尾藻,10份石花菜置于粉碎机中混合粉碎,过80目的筛,得混合粉末,接着将混合粉末置于烘箱中,于温度为110℃条件下,干燥至恒重,得干燥混合粉末,接着将干燥混合粉末置于炭化炉中,并以90mL/min速率向炉内充入氮气,于温度为650℃条件下,炭化2h,得炭化海藻灰;将海藻酸钠与水按质量比1:100加入2号烧杯中,用玻璃棒搅拌混合30min后,静置溶胀4h,再将2号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器,于温度为100℃,转速500r/min条件下,加热搅拌溶解50min,即得海藻酸钠液;按重量份数计,将10份聚丙烯酸锌树脂,20份酒糟,10份磷脂,10份炭化海藻灰,10份溶剂,8份表面活性剂,3份沼液和60份海藻酸钠液置于发酵釜中,于温度为35℃,转速为200r/min条件下,混合发酵5天,即得碱性土壤调节剂。所述磷脂为牛奶磷脂。所述溶剂为乙醇。所述表面活性剂为为吐温-20。
将甘蔗渣置于汽爆罐中,于汽爆压力为3.5MPa,温度为180℃条件下,保压时间为90s,打开出料阀瞬间泄压,得汽爆甘蔗渣,将汽爆甘蔗渣与二甲基硅油按质量比1:20置于1号烧杯中,于转速为1200r/min条件下,搅拌混合60min,得混合液,再将混合液过滤,得滤渣,接着将滤渣置于炭化炉中,并以90mL/min速率向炉内充入氮气,于温度为650℃条件下,炭化2h,得改性炭化甘蔗渣;按重量份数计,将10份海带,10份马尾藻,10份石花菜置于粉碎机中混合粉碎,过80目的筛,得混合粉末,接着将混合粉末置于烘箱中,于温度为110℃条件下,干燥至恒重,得干燥混合粉末,接着将干燥混合粉末置于炭化炉中,并以90mL/min速率向炉内充入氮气,于温度为650℃条件下,炭化2h,得炭化海藻灰;将海藻酸钠与水按质量比1:100加入2号烧杯中,用玻璃棒搅拌混合30min后,静置溶胀4h,再将2号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器,于温度为100℃,转速500r/min条件下,加热搅拌溶解50min,即得海藻酸钠液;按重量份数计,将10份聚丙烯酸锌树脂,40份改性炭化甘蔗渣,10份磷脂,10份炭化海藻灰,10份溶剂,8份表面活性剂,3份沼液和60份海藻酸钠液置于发酵釜中,于温度为35℃,转速为200r/min条件下,混合发酵5天,即得碱性土壤调节剂。所述磷脂为牛奶磷脂。所述溶剂为乙醇。所述表面活性剂为为吐温-20。
将甘蔗渣置于汽爆罐中,于汽爆压力为3.5MPa,温度为180℃条件下,保压时间为90s,打开出料阀瞬间泄压,得汽爆甘蔗渣,将汽爆甘蔗渣与二甲基硅油按质量比1:20置于1号烧杯中,于转速为1200r/min条件下,搅拌混合60min,得混合液,再将混合液过滤,得滤渣,接着将滤渣置于炭化炉中,并以90mL/min速率向炉内充入氮气,于温度为650℃条件下,炭化2h,得改性炭化甘蔗渣;按重量份数计,将10份海带,10份马尾藻,10份石花菜置于粉碎机中混合粉碎,过80目的筛,得混合粉末,接着将混合粉末置于烘箱中,于温度为110℃条件下,干燥至恒重,得干燥混合粉末,接着将干燥混合粉末置于炭化炉中,并以90mL/min速率向炉内充入氮气,于温度为650℃条件下,炭化2h,得炭化海藻灰;将海藻酸钠与水按质量比1:100加入2号烧杯中,用玻璃棒搅拌混合30min后,静置溶胀4h,再将2号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器,于温度为100℃,转速500r/min条件下,加热搅拌溶解50min,即得海藻酸钠液;按重量份数计,将10份聚丙烯酸锌树脂,40份改性炭化甘蔗渣,20份酒糟,10份炭化海藻灰,10份溶剂,8份表面活性剂,3份沼液和60份海藻酸钠液置于发酵釜中,于温度为35℃,转速为200r/min条件下,混合发酵5天,即得碱性土壤调节剂。所述溶剂为乙醇。所述表面活性剂为为吐温-20。
将甘蔗渣置于汽爆罐中,于汽爆压力为3.5MPa,温度为180℃条件下,保压时间为90s,打开出料阀瞬间泄压,得汽爆甘蔗渣,将汽爆甘蔗渣与二甲基硅油按质量比1:20置于1号烧杯中,于转速为1200r/min条件下,搅拌混合60min,得混合液,再将混合液过滤,得滤渣,接着将滤渣置于炭化炉中,并以90mL/min速率向炉内充入氮气,于温度为650℃条件下,炭化2h,得改性炭化甘蔗渣;将海藻酸钠与水按质量比1:100加入2号烧杯中,用玻璃棒搅拌混合30min后,静置溶胀4h,再将2号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器,于温度为100℃,转速500r/min条件下,加热搅拌溶解50min,即得海藻酸钠液;按重量份数计,将10份聚丙烯酸锌树脂,40份改性炭化甘蔗渣,20份酒糟,10份磷脂,10份溶剂,8份表面活性剂,3份沼液和60份海藻酸钠液置于发酵釜中,于温度为35℃,转速为200r/min条件下,混合发酵5天,即得碱性土壤调节剂。所述磷脂为牛奶磷脂。所述溶剂为乙醇。所述表面活性剂为为吐温-20。
将甘蔗渣置于汽爆罐中,于汽爆压力为3.5MPa,温度为180℃条件下,保压时间为90s,打开出料阀瞬间泄压,得汽爆甘蔗渣,将汽爆甘蔗渣与二甲基硅油按质量比1:20置于1号烧杯中,于转速为1200r/min条件下,搅拌混合60min,得混合液,再将混合液过滤,得滤渣,接着将滤渣置于炭化炉中,并以90mL/min速率向炉内充入氮气,于温度为650℃条件下,炭化2h,得改性炭化甘蔗渣;按重量份数计,将10份聚丙烯酸锌树脂,40份改性炭化甘蔗渣,20份酒糟,10份磷脂,10份炭化海藻灰,10份溶剂,8份表面活性剂,3份沼液置于发酵釜中,于温度为35℃,转速为200r/min条件下,混合发酵5天,即得碱性土壤调节剂。所述磷脂为牛奶磷脂。所述溶剂为乙醇。所述表面活性剂为为吐温-20。
对比例:上海某生物科技有限公司生产的碱性土壤调节剂。
将实例1至实例7所得的碱性土壤调节剂及对比例产品进行性能检测,具体检测方法如下:
土壤样品均取0~20cm土层土样,每样品采用3~5点混合,鲜土混合后用四分法留取1kg左右,装入聚乙烯塑料袋,标记密封带回实验室,风干研磨过筛保存,用于土壤养分、盐分等指标的测定。改良前样品于2017年5月取样,改良后在土壤恢复期2018年5月取样。
土壤酸碱度(pH值):用IS128标准型pH计,采用电位测定法(水土比为5:1)测定。
盐分参考森林土壤水溶性盐分分析,采用离子加和法测定。
土壤含水率使用便携式土壤水分测定仪RQ-SQ01进行测量。
具体检测结果如表1所示:
表1碱性土壤调节剂具体检测结果
由表1检测结果可知,本发明技术方案制备的碱性土壤调节剂具有优异的改良盐碱效果和土壤的保水效果的特点,在环境工程技术行业的发展中具有广阔的前景。
Claims (7)
1.一种碱性土壤调节剂,其特征在于:是由以下重量份数的原料组成:
聚丙烯酸锌树脂 8~10份
改性炭化甘蔗渣 30~40份
酒糟 10~20份
磷脂 8~10份
炭化海藻灰 8~10份
溶剂 8~10份
表面活性剂 5~8份
沼液 2~3份
海藻酸钠液 40~60份
所述碱性土壤调节剂的制备步骤为:
(1)按原料组成称量各原料;
(2)将聚丙烯酸锌树脂,改性炭化甘蔗渣,酒糟,磷脂,炭化海藻灰,溶剂,表面活性剂,沼液和海藻酸钠液混合发酵,即得碱性土壤调节剂。
2.根据权利要求1所述一种碱性土壤调节剂,其特征在于:所述改性炭化甘蔗渣的制备过程为:将甘蔗渣汽爆,得汽爆甘蔗渣,将汽爆甘蔗渣与二甲基硅油按质量比1:10~1:20搅拌混合,过滤,炭化,得改性炭化甘蔗渣。
3.根据权利要求1所述一种碱性土壤调节剂,其特征在于:所述磷脂为牛奶磷脂,蛋黄磷脂或大豆磷脂中的任意一种。
4.根据权利要求1所述一种碱性土壤调节剂,其特征在于:所述炭化海藻灰的制备过程为:按重量份数计,将8~10份海带,8~10份马尾藻,8~10份石花菜混合粉碎,过80目的筛,干燥,炭化,得炭化海藻灰。
5.根据权利要求1所述一种碱性土壤调节剂,其特征在于:所述溶剂为乙醇,正丁醇,丙酮或乙二醇乙醚中的任意一种。
6.根据权利要求1所述一种碱性土壤调节剂,其特征在于:所述表面活性剂为为吐温-20,辛基酚聚氧乙烯醚,烷基糖苷或壬基酚聚氧乙烯醚中任意一种。
7.根据权利要求1所述一种碱性土壤调节剂,其特征在于:所述海藻酸钠液的制备过程为:将海藻酸钠与水按质量比1:30~1:50混合,静置溶胀,加热搅拌混合,得海藻酸钠液。
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