CN108517211A - 一种具有高度悬浮稳定性的土壤调理剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种具有高度悬浮稳定性的土壤调理剂。具体地，本发明提供了一种液剂型土壤调理剂包括：50～75重量份的第一调理剂；5～20重量份的水；0.05～0.7重量份的黄原胶；0.005～0.14重量份的瓜尔胶；0.001～0.07重量份的葡萄糖；13～35重量份的腐植酸；和2.5～10重量份的黄腐酸钾；其中，所述第一调理剂包括：90～96重量份的聚丙烯酰胺(PAM)；1～3重量份的水溶性有机碳(SOC)；2～4重量份的聚天冬氨酸；和1～3重量份的聚谷氨酸。

Description

一种具有高度悬浮稳定性的土壤调理剂及其制备方法
技术领域
本发明属于农用领域；具体涉及一种具有高度悬浮稳定性的土壤调理剂及其制备方法。
背景技术
因长期过度施加速效的无机肥，而忽视施加长效的有机物肥，导致目前大面积耕地严重缺少有机质，使得板结现象愈发严重。因而需要针对性强而有效的土壤调理剂，具有现实性和迫切性。但目前现有的土壤调理剂，虽然既能在短期内有效改善土壤团粒结构，又能通过对土壤施加有机质，从而从根本上消除或有效降低土壤板结现象。但这一土壤调理剂(CN106398698A)的配方中含有PAM(见CN106398698A)、水溶性有机碳、聚天冬氨酸和聚谷氨酸；这些物质虽具有很好的土壤调理作用，但是水溶性有机碳、聚天冬氨酸和聚谷氨酸价格不菲；因此，这一类产品成本居高不下，不利于大量推广使用。为此，需要开发一种在具有良好土壤调理作用的前提下最终产品价格较低的土壤调理剂。
然而价格低廉的有效的土壤改良物质，例如，腐植酸和黄腐酸钾，常用于颗粒剂型的土壤调理剂中。但这些土壤改良物质用于液剂型土壤调理剂中时，在重力的作用下，会使产品会逐渐发生沉淀、絮凝、分层、甚至呈凝胶状，因而添加这些物质的土壤调理剂悬浮稳定性十分差。
因此，迫切需要研发一款价格低廉且具有高悬浮稳定性的土壤调理剂。
发明内容
本发明的目的就是提供一种成本低廉且具有高悬浮稳定性的土壤调理剂。
在本发明的第一方面，提供了一种土壤调理剂，包括：
50～75重量份的第一调理剂；
5～20重量份的水；
0.05～0.7重量份的黄原胶；
0.005～0.14重量份的瓜尔胶；
0.001～0.07重量份的葡萄糖；
13～35重量份的腐植酸；和
2.5～10重量份的黄腐酸钾；
其中，所述第一调理剂包括：
90～96重量份的聚丙烯酰胺(PAM)；
1～3重量份的水溶性有机碳(SOC)；
2～4重量份的聚天冬氨酸；和
1～3重量份的聚谷氨酸。
在另一优选例中，所述第一调理剂的重量份为55～75；优选地，为58～72；更优选为60～70。
在另一优选例中，所述水的重量份为9～20；优选地，为9～15；更优选地，为9～12.6。
在另一优选例中，所述黄腐酸钾的重量份为2.8～10；优选地，所述黄腐酸钾的重量份为2.8～7；更优选地，为2.8～6。
在另一优选例中，所述腐植酸的重量份为14～30；优选地，为14～27。
在另一优选例中，黄原胶的重量份为0.05～0.5；优选地，所述黄原胶的重量份为0.08～0.40；更优选地，为0.18～0.28。
在另一优选例中，所述的黄原胶为分散型黄原胶。
在另一优选例中，瓜尔胶的重量份0.005～0.1；优选地，所述瓜尔胶的重量份为0.015～0.075；更优选地，为0.036～0.057。
在另一优选例中，所述的瓜尔胶为分散型瓜尔胶。
在另一优选例中，所述葡萄糖的重量份为0.001～0.05；优选地，所述葡萄糖的重量份为0.005～0.025；更优选地，为0.012～0.019。
在另一优选例中，所述的葡萄糖为食用级葡萄糖。
本发明的第二方面提供了一种制备如第一方面所述的土壤调理剂的方法，所述方法包括步骤：将第一方面的土壤调理剂中的各组分混合均匀，得到第一方面所述的土壤调理剂。
在另一优选例中，所述混合均匀在带有剪切及搅拌功能的混合装置中进行。
在另一优选例中，所述混合装置为一种组合式搅拌釜装置，包括釜体，所述釜体内腔设置有第一搅拌器和第二搅拌器，所述第一搅拌器具有第一转动轴，所述第二搅拌器具有第二转动轴，所述第一转动轴和第二转动轴的一端分别与驱动器装置相连。
在另一优选例中，所述第一搅拌器提供搅拌功能，且所述第二搅拌器提供剪切功能。
在另一优选例中，所述的混合装置为CN206103931U中公开的组合式搅拌器反应釜。
在另一优选例中，所述方法包括步骤：
(1)按比例提供第一方面所述土壤调理剂中的各组分；
(2)向所述的混合装置中加入水及所述第一调理剂；开启搅拌和剪切，并加热至25～50℃；
(3)在15转/分～90转/分的搅拌速度及2500转/分～5000转/分的剪切速度下，向所述的混合装置中加入黄原胶、瓜尔胶和葡萄糖；
(4)向所述的混合装置中加入腐植酸和黄腐酸钾；
(5)降温至30℃以下，得到第一方面所述的土壤调理剂。
在另一优选例中，步骤(3)及步骤(4)在25～50℃下进行；优选地，在30～35℃下进行。
在另一优选例中，步骤(3)及步骤(4)在15转/分～90转/分的搅拌速度及2500转/分～5000转/分的剪切速度下进行。
在另一优选例中，步骤(3)中，加入黄原胶、瓜尔胶和葡萄糖后，继续搅拌并剪切15～30分钟，然后进行步骤(4)。
在另一优选例中，步骤(4)中，加入腐植酸和黄腐酸钾后，继续搅拌并剪切45～90分钟后，然后进行步骤(5)。
应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。
具体实施方式
发明人经过深入而广泛的研究开发了一种成本低廉且具有高悬浮稳定性的土壤调理剂，本发明的土壤调理剂采用了常用于固体类(例如颗粒型的)土壤调理剂且廉价的土壤改良物质腐植酸和黄腐酸钾，并配以具有特殊组成的黄原胶、瓜尔胶和葡萄糖，解决了添加廉价的土壤改良物质使液剂型土壤调理剂悬浮稳定性差的问题。基于此完成了本发明。
成本低廉的液剂型土壤调理剂
腐植酸和黄腐酸钾由于其对土壤改良的有效性并且价格相对低廉，目前被广泛用于颗粒剂型的土壤调理剂中。将固体状的腐植酸和黄腐酸钾加入到液剂型的上海永通化工有限公司所生产的液剂型土壤调理剂中，在重力的作用下，会使产品逐渐发生沉淀、絮凝、分层、甚至呈凝胶状。而解决这一问题的关键就是选择一种合适的悬浮剂。
本发明提供了一种质量百分比为80％黄原胶、15％瓜尔胶、5％葡萄糖的复配悬浮剂。
黄原胶通常是经由玉米淀粉所制造，经好氧发酵生物工程技术，合成直链组成的一种酸性胞外杂多糖。黄原胶是白色或浅黄色的粉末，具有优良的增稠性、悬浮性、乳化性和水溶性，并具有良好的热、酸碱稳定性，所以被广泛应用于各种食品中。
瓜尔胶是从广泛种植的一种瓜尔豆中提取的一种天然多糖类高分子化合物，是一款天然、无毒、易得的分散剂。
同时，黄原胶、瓜尔胶在大自然中都易被微生物分解成多糖类的小分子有机物，改善作物生长的土壤环境，与葡萄糖一样，都可以被植物吸收。
本发明的主要优点包括：
(a)本发明的液剂型土壤调理剂具有很强的乳化稳定性和高悬浮性，放置6个月(180天)，分散体系无固体下沉、无结块，还是呈现稳定状态，悬浮体系的稳定性高。
(b)使用了腐植酸、黄腐酸钾等在保持调理效果的同时有效降低了原料的成本。
(c)本发明的土壤调理剂为液剂型组合物，使用方便具有速溶、施用均匀、高效便捷等优点。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明，否则百分比和份数是重量百分比和重量份数。
原料或试剂
第一调理剂：上海永通化工有限公司，具体见CN106398698A的实施例1的土壤调理剂。
黄原胶：分散型食品级，可购自阜丰集团有限公司。
瓜尔胶：分散型食品级，可购自施莱姆橡胶化学品有限公司(SHREE RAM GUMCHEMICALS PVT.LTD)。
葡萄糖：食用级，可购自内蒙古阜丰生物科技有限公司。
组合式搅拌器反应釜：上海永通化工有限公司，具体见CN206103931U中具体实施方式中公开的组合式搅拌器反应釜装置。
市售悬浮剂SF～1：可购自广州飞瑞化工有限公司。
实施例1
配料单
原料 质量百分比％
A 第一调理剂 60
B 水 9.7
C1 黄原胶 0.24
C2 瓜尔胶 0.045
C3 葡萄糖 0.015
D 腐植酸 25
E 黄腐酸钾 5
按照配料单中的比例，向组合式搅拌器反应釜中投入对应的第一调理剂、水量，同时开启搅拌和剪切，并加热，当温度升至30℃后，调节搅拌速度为15转/分～90转/分和剪切转速为2500转/分～5000转/分，再按比例依次加入黄原胶、瓜尔胶和葡萄糖。15～30分钟后，按比例依次、分勺、均匀、分散地投入腐植酸和黄腐酸钾。维持温度、搅拌速度和剪切速度，45～90分钟后降温至30℃以下，停止搅拌和剪切，便得到液剂悬浮型土壤调理剂1。
当粉末状的腐植酸和黄腐酸钾投入含有悬浮剂的液体中时，如不及时搅拌分散，就会快速结团，而结团物资如果剪切不彻底的话，将导致悬浮出现沉降。较高的搅拌速度能够最大限度地减少结团现象，较高的剪切速度能够有效的剪切和分散结团的腐植酸和黄腐酸钾，从而大大延缓悬浮液的沉降速度，确保产品的稳定性。
实施例2
配料单
原料 质量百分比％
A 第一调理剂 70
B 水 11.7
C1 黄原胶 0.24
C2 瓜尔胶 0.045
C3 葡萄糖 0.015
D 腐植酸 15
E 黄腐酸钾 3
按照配料单中的比例，向组合式搅拌器反应釜中投入对应的第一调理剂、水量，开启搅拌并加热，当温度升至30℃后，调节搅拌速度为15转/分～90转/分和剪切转速为2500转/分～5000转/分，再按比例依次加入黄原胶、瓜尔胶和葡萄糖。15～30分钟后，按比例依次、分勺、均匀、分散地投入腐植酸和黄腐酸钾。维持温度、搅拌速度和剪切速度，45～90分钟后降温至30℃以下，停止搅拌和剪切，便得到液剂悬浮型土壤调理剂2。
对比例1
配料单
原料 质量百分比％
A 第一调理剂 60
B 水 9.7
C 黄原胶 0.3
D 腐植酸 25
E 黄腐酸钾 5
按照配料单中的比例，向组合式搅拌器反应釜中投入对应的第一调理剂、水量，开启搅拌并加热，当温度升至30℃后，调节搅拌速度为15转/分～90转/分和剪切转速为2500转/分～5000转/分，再按比例加入黄原胶。15～30分钟后，按比例依次、分勺、均匀、分散地投入腐植酸和黄腐酸钾。维持温度、搅拌速度和剪切速度，45～90分钟后降温至30℃以下，停止搅拌和剪切，便得到土壤调理剂3。
对比例2
采用市售的悬浮剂的样本的配料单
原料 质量百分比％
A 第一调理剂 70
B 水 5.7
C 市售悬浮剂SF～1 0.3
D 腐植酸 20
E 黄腐酸钾 4
按照配料单中的比例，向组合式搅拌器反应釜中投入对应的第一调理剂、水量，开启搅拌并加热，当温度升至30℃后，调节搅拌速度为15转/分～90转/分和剪切转速为2500转/分～5000转/分，再按比例加入市售悬浮剂SF～1。15～30分钟后，按比例依次、分勺、均匀、分散地投入腐植酸和黄腐酸钾。维持温度、搅拌速度和剪切速度，45～90分钟后降温至30℃以下，停止搅拌和剪切，便得到土壤调理剂4。
对比例3
配料单
原料 质量百分比％
A 第一调理剂 76.14
B 水 8.96
C1 黄原胶 0.224
C2 瓜尔胶 0.042
C3 葡萄糖 0.014
D 腐植酸 12.22
E 黄腐酸钾 2.44
按照配料单中的比例，向组合式搅拌器反应釜中投入对应的第一调理剂、水量，开启搅拌并加热，当温度升至30℃后，调节搅拌速度为15转/分～90转/分和剪切转速为2500转/分～5000转/分，再按比例加入黄原胶、瓜尔胶和葡萄糖。15～30分钟后，按比例依次、分勺、均匀、分散地投入腐植酸和黄腐酸钾。维持温度、搅拌速度和剪切速度，45～90分钟后降温至30℃以下，停止搅拌和剪切，便得到土壤调理剂5。
所得的土壤调理剂5，放置2日后，呈现块状。
对比例4
配料单
原料 质量百分比％
A 第一调理剂 78.5
B 水 6.16
C1 黄原胶 0.224
C2 瓜尔胶 0.042
C3 葡萄糖 0.014
D 腐植酸 12.6
E 黄腐酸钾 2.5
按照配料单中的比例，向组合式搅拌器反应釜中投入对应的第一调理剂、水量，开启搅拌并加热，当温度升至30℃后，调节搅拌速度为15转/分～90转/分和剪切转速为2500转/分～5000转/分，再按比例加入黄原胶、瓜尔胶和葡萄糖。15～30分钟后，按比例依次、分勺、均匀、分散地投入腐植酸和黄腐酸钾。维持温度、搅拌速度和剪切速度，45～90分钟后降温至30℃以下，停止搅拌和剪切，便得到土壤调理剂6。
所得的土壤调理剂6，经检测流动性较差且有沉淀。
实施例3悬浮稳定性对比试验
从上表中可以看出，采用市售常用SF～1悬浮剂，其产品稳定性只有一个月，而采用由单一黄原胶，产品稳定期也只有两个月。然而本发明提供的悬浮液剂型土壤调理剂，采用独特的配方，具有良好的流动性、很强的乳化稳定作用和高悬浮能力，在相同温度条件下放置6个月(180天)，分散体系无固体下沉、无结块，还是呈现稳定状态，悬浮体系的稳定性大幅提升。
在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种土壤调理剂，其特征在于，包括：
50～75重量份的第一调理剂；
5～20重量份的水；
0.05～0.7重量份的黄原胶；
0.005～0.14重量份的瓜尔胶；
0.001～0.07重量份的葡萄糖；
13～35重量份的腐植酸；和
2.5～10重量份的黄腐酸钾；
其中，所述第一调理剂包括：
90～96重量份的聚丙烯酰胺(PAM)；
1～3重量份的水溶性有机碳(SOC)；
2～4重量份的聚天冬氨酸；和
1～3重量份的聚谷氨酸。
2.如权利要求1所述的土壤调理剂，其特征在于，所述第一调理剂的重量份为55～75。
3.如权利要求1所述的土壤调理剂，其特征在于，所述黄腐酸钾的重量份为2.8～7。
4.如权利要求1所述的土壤调理剂，其特征在于，所述腐植酸的重量份为14～30。
5.如权利要求1所述的土壤调理剂，其特征在于，所述黄原胶的重量份为0.05～0.5。
6.如权利要求1所述的土壤调理剂，其特征在于，所述瓜尔胶的重量份为0.005～0.1。
7.如权利要求1所述的土壤调理剂，其特征在于，所述葡萄糖的重量份为0.001～0.05。
8.一种制备如权利要求1所述的土壤调理剂的方法，其特征在于，所述的方法包括步骤：将权利要求1所述的土壤调理剂中的各组分混合均匀，得到权利要求1所述的土壤调理剂。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述混合均匀在带有剪切及搅拌功能的混合装置中进行。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，包括步骤：
(1)按比例提供如权利要求1所述土壤调理剂中的各组分；
(2)向所述的混合装置中加入水及所述第一调理剂；开启搅拌和剪切，并加热至25～50℃；
(3)在15转/分～90转/分的搅拌速度及2500转/分～5000转/分的剪切速度下，向所述的混合装置中加入黄原胶、瓜尔胶和葡萄糖；
(4)向所述的混合装置中加入腐植酸和黄腐酸钾；
(5)降温至30℃以下，得到如权利要求1所述的土壤调理剂。
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