CN108546216A - 一种苏打盐碱土改良剂及其制备方法 - Google Patents

一种苏打盐碱土改良剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种苏打盐碱土改良剂及其制备方法，属于农业技术领域。该改良剂按照重量份数计，包括：铝矾土粉30‑40份，沸石粉30‑40份，硅藻土3‑6份，98％硫酸5‑7份。本发明还提供一种苏打盐碱土改良剂的制备方法。本发明的改良剂能降低土壤碱度，促进土壤微团聚体的形成，改善土壤的结构性和通透性，快速提高土壤有机质含量，并为作物提供了植物必需养分及有益元素，对苏打盐碱土改良及次生盐渍化土壤的改良效果十分显著。

Description

一种苏打盐碱土改良剂及其制备方法
技术领域
本发明属于农业技术领域，具体涉及一种苏打盐碱土改良剂及其制备方法。
背景技术
我国盐渍土的面积约为9913万公顷，是宝贵的后备土地资源。但盐碱土区高产稳产农田的形成需要较长时间的培育过程，特别是在障碍性很强的苏打盐碱地上种稻，更需有一系列配套土壤熟化技术做支撑，否则短时间内不可能形成高产稳产水田，甚至会入不敷出，极大地伤害农民自信心和积极性。西部土地整理项目目标为开发405万亩水田，增产稻谷40亿斤，目前已有技术难于支撑土地整理带来的大规模的盐碱地水稻生产技术需求。因此，国内外学者均致力于高效、低成本的改良剂和改良技术的研发与应用研究。
国内外对盐碱地的改良措施和积累的研究经验有水利改良措施，农业及生物改良措施，工程改良措施，化学改良措施。水利措施改良的先例有用含钙、镁的高矿化度水冲洗盐碱土中的钠离子，井灌井排等方法；农业及生物措施改良，主要有两种途径，一是通过种稻，二是通过生物修复技术；工程改良措施主要是“客土法”。但这些改良途径的效果均受改良时间、土壤含盐量及盐碱化程度等条件的制约。一般含盐量和碱化度较高的土壤，短期内(三年内)均难以获得理想效果。
大量研究证明，对于中度或重度以上的盐碱土，只有采用化学改良为主，辅以其它农业或生物等措施，才是最有效的改良方法。目前，国内外常用的化学改良剂主要有石膏、磷石膏、氯化钙、过磷酸钙等含钙物质；另一类是硫酸、硫磺、磷酸、盐酸、硫酸亚铁、硫酸铵、硫酸铝等酸性物质；第三类是风化煤及泥炭等天然有机物；第四类是人工合成的土壤改良剂。此外，也有人利用工业“三废”改良盐碱土。尽管国内外在盐碱土的改良方面做了大量的研究工作，但对苏打盐碱土，特别是重度苏打盐碱土而言，目前尚无大面积推广的、比较成功的技术和产品。
目前关于盐碱土改良剂产品及制作方法有很多，有的改良效果虽然较好，但是价格昂贵，一般均在15000-28000元/公顷，农业企业和农民很难承担这样的改良成本。多数产品改良效果较差，则短时间入不敷出，极大地伤害使用者自信心和积极性。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的盐碱土改良剂改良效果差且成本高的问题，而提供一种苏打盐碱土改良剂及其制备方法。
本发明首先提供一种苏打盐碱土改良剂，按照重量份数计，包括：
优选的是，所述的苏打盐碱土改良剂，按照重量份数计，包括：
本发明还提供一种苏打盐碱土改良剂的制备方法，该方法包括：
步骤一：将铝矾土经过破碎机破碎后，过筛同时除尘，形成铝矾土粉；
步骤二：将沸石矿物过破碎机破碎，过筛，形成沸石粉；
步骤三：将铝矾土粉和沸石粉充分混合后，放入反应釜中或防渗水的水泥池中，再加入98％硫酸水剂，边加硫酸边搅拌，沉浸，得到反应生成物；
步骤四：将步骤三得到的反应生成物经沉降中和后取出放在防渗漏的地面上，通风阴干，待含水量降至8％-10％后，再与硅藻土混匀，放在对辊造粒机上造粒，得到苏打盐碱土改良剂。
优选的是，所述的步骤一过筛至20-60目。
优选的是，所述的步骤二过筛至20-30目。
优选的是，所述的沉浸时间为2-4h。
本发明的有益效果
本发明首先提供一种苏打盐碱土改良剂，该改良剂的原料为天然矿物铝矾土和沸石，含有铁、铝等氧化物，这些高价阳离子水解，能够持续产生氢离子，与苏打盐碱土中的氢氧根中和，降低碱度；同时在水解过程中产生羟基复合体，体积较小的聚合体进入土壤矿物中的蒙脱石或蛭石的中间层，使粘粒矿物的净电荷降低而凝聚，体积较大的聚合体边缘电荷粘结粘粒而凝聚，成为联结粘粒和有机质的桥梁，因此可以促进土壤微团聚体的形成，改善土壤的结构性和通透性；此外，高价阳离子具有显著的阳离子交换功能，可将土壤胶体上吸附的钠离子交换到土壤溶液中去，另一方面，高价阳离子促进了土壤中碳酸盐的溶解，使溶液中盐基离子含量增加，增加了土壤中的植物必需养分；该改良剂中还含有的钙、镁等物质，除具有交换苏打盐碱土中钠的功能外，还是植物生长所必需的营养元素，对水田来说，产品中的硅为水稻生长提供了有益元素。对于旱田土壤，产品中沸石的分子筛具有吸附功能，起到一定的保水保肥功能。
本发明还提供一种苏打盐碱土改良剂的制备方法，该方法利用天然矿物铝矾土和沸石具有离子交换和吸附、凝聚土壤胶体、通透土壤孔隙等功能，并添加硫酸和硅藻土制成，所述的硅藻土提供胶结和养分的作用。该制备方法简单、环保，成本低，具有起效快、作用长久等特点，显著提高苏打盐碱土改良效果。
附图说明
图1为本发明实施例2制备得到的改良剂造粒的照片；
图2为本发明不同改良剂施用量对水稻生育期的氮素影响；
图3为本发明不同改良剂施用量对水稻生育期的磷素影响；
图4为本发明不同改良剂施用量对水稻生育期的钾素影响。
具体实施方式
本发明首先提供一种苏打盐碱土改良剂，按照重量份数计，包括：
铝矾土粉30-40份，沸石粉30-40份，硅藻土3-6份，98％硫酸5-7份。优选包括：铝矾土粉35份，沸石粉35份，硅藻土4份，98％硫酸6份。
本发明还提供一种苏打盐碱土改良剂的制备方法，该方法包括：
步骤一：将铝矾土经过破碎机破碎后，优选过筛至20-60目同时除尘，形成铝矾土粉；
步骤二：将沸石矿物过破碎机破碎，优选过筛至20-30目，形成沸石粉；
步骤三：将铝矾土粉和沸石粉充分混合后，放入反应釜中或防渗水的水泥池中，再加入98％硫酸水剂，边加硫酸边搅拌，沉浸，得到反应生成物；所述的沉浸时间优选为2-4h；
步骤四：将步骤三得到的反应生成物经沉降中和后取出放在防渗漏的地面上，通风阴干，待含水量降至8％-10％后，再与硅藻土混匀，放在对辊造粒机上造粒，得到苏打盐碱土改良剂。
本发明提供的苏打盐碱土改良剂，是由原生矿物所组成，该改良剂可以降低土壤碱度，促进土壤微团聚体的形成，改善土壤的结构性和通透性，快速提高土壤有机质含量，并为作物提供了植物必需养分及有益元素。对苏打盐碱土改良及次生盐渍化土壤的改良效果十分显著。
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，实施例中涉及到的原料均为商购获得。
实施例1
步骤一：将铝矾土经过破碎机破碎后，过筛至20目同时除尘，形成铝矾土粉；
步骤二：将沸石矿物过破碎机破碎，过筛至20-30目，形成沸石粉；
步骤三：将30g铝矾土粉和30g沸石粉充分混合后，放入反应釜中或防渗水的水泥池中，再加入5g98％硫酸水剂，边加硫酸边搅拌，沉浸2h，得到反应生成物；
步骤四：将步骤三得到的反应生成物经沉降中和后取出放在防渗漏的地面上，通风阴干，待含水量降至8％后，再与3g硅藻土混匀，放在对辊造粒机上造粒，得到苏打盐碱土改良剂。
实施例2
步骤一：将铝矾土经过破碎机破碎后，过筛至30目同时除尘，形成铝矾土粉；
步骤二：将沸石矿物过破碎机破碎，过筛至25目，形成沸石粉；
步骤三：将35g铝矾土粉和35g沸石粉充分混合后，放入反应釜中或防渗水的水泥池中，再加入6g98％硫酸水剂，边加硫酸边搅拌，沉浸3h，得到反应生成物；
步骤四：将步骤三得到的反应生成物经沉降中和后取出放在防渗漏的地面上，通风阴干，待含水量降至9％后，再与4g硅藻土混匀，放在对辊造粒机上造粒，得到苏打盐碱土改良剂。实物照片如图1所示。
实施例3
步骤一：将铝矾土经过破碎机破碎后，过筛至60目同时除尘，形成铝矾土粉；
步骤二：将沸石矿物过破碎机破碎，过筛至30目，形成沸石粉；
步骤三：将40g铝矾土粉和40g沸石粉充分混合后，放入反应釜中或防渗水的水泥池中，再加入7g98％硫酸水剂，边加硫酸边搅拌，沉浸4h，得到反应生成物；
步骤四：将步骤三得到的反应生成物经沉降中和后取出放在防渗漏的地面上，通风阴干，待含水量降至10％后，再与6g硅藻土混匀，放在对辊造粒机上造粒，得到苏打盐碱土改良剂。
实施例4
实验室中，按照土壤和实施例2制备得到的改良剂重量比例(0至0.45％)进行混合(见表1)，0比例为不添加改良剂，为对照(CK)。然后将蒸馏水按照水土比2.5:1的比例倒入沉降筒中，再摇匀，此时水土的总高度为24.6cm，经过18小时静止后，观测各项指标。
表1的结果表明：改良剂从低浓度的添加量到高浓度的添加量，pH有9.79下降至8.06，下降了1.73个单位；土柱高度由对照的24.2cm，下降至11.7cm；而0.45％添加量时的水柱高度为13.3cm，而对照的缺为0.4cm，18个小时几乎未有沉降；上清液的吸光度T值(660nm时)，对照仅为0.2，而0.45％添加量时吸光度为85.4，有利于土壤的吸收光能。
表1
实施例5田间试验
将实施例2制备得到的改良剂进行田间实验，结果如表2所示，从表2可以看出，施用改良剂处理水稻的株高、分蘖数、千粒重及产量均高于不施用改良剂处理。说明改良剂的施用，对苏打盐碱地土壤具有改良作用，使水稻在吸氮量，吸磷量，吸钾量增加的情况下，进而提高产量。不同改良剂施用量处理下水稻的株高、分蘖数和千粒重均具有一定的差异。其中，当改良剂施用量为300kg/hm2的条件下，水稻的株高、分蘖数和千粒重均为5个处理中最高，株高78cm，分蘖数为23个，千粒重16.06g，而改良剂施用量为600kg/hm2、900kg/hm2、1200kg/hm2的条件下对水稻产量性状及产量影响无规律性。
表2
图2为本发明不同改良剂施用量对水稻生育期的氮素影响；从图2可以看出，施用改良剂后，水稻对氮素需求有所增加，不同改良剂施用量条件下，水稻从秧苗返青到分蘖后期，对氮肥需求基本没有变化。分蘖后期到灌浆期，对氮肥需求有变化，但变化不明显，灌浆期到成熟期，对氮肥需求变化较大。水稻从秧苗返青直到成熟，对氮肥的需求量呈上升－下降－上升，不同改良剂用量处理具有相同的趋势，这一点与老水田对氮肥的需求量呈直线上升的趋势明显不同。可能是由于基肥施用量较大，水稻在分蘖前期大量吸收氮肥，致使土壤中氮肥含量下降，导致在分蘖前期到分蘖后期吸收氮肥较少。随着分蘖后期追肥，土壤含氮量的增加，导致水稻吸氮量也随之增加。
图3为本发明不同改良剂施用量对水稻生育期的磷素影响；图3可以看出，施用改良剂后，水稻对磷素需求增加较为明显。说明改良剂的施用对水稻从土壤中获取养分起到了一定的作用，从而提高了磷肥的利用率。不同改良剂施用量条件下，水稻吸磷规律表现为随着水稻生长吸磷量不断增加。水稻从苗期—分蘖期，改良剂施用量为600kg/hm2时，水稻吸磷量最大。水稻灌浆后期到成熟期，对磷肥需求随着改良剂施用量的增大而增大。水稻对磷肥的最大吸收值均出现在成熟期。当改良剂施用量为1200kg/hm2时，水稻在成熟期出现最大值。
图4为本发明不同改良剂施用量对水稻生育期的钾素影响，图4可以看出，施用改良剂后，水稻对钾素需求有所增加。不同改良剂施用量条件下，水稻对钾素的吸收规律呈上升－下降－上升－下降的规律，生育前期与氮的吸收规律基本相似，水稻从苗期到分蘖前期，对钾肥的吸收量随着施用改良剂的含量增多而减少，此时水稻对钾肥的吸收量较大，改良剂施用量为300kg/hm2时，水稻吸钾量出现最大值。分蘖前期到分蘖后期，对钾肥的需求逐渐减少，分蘖后期到灌浆期，对钾肥的需求逐渐增多，灌浆后期到成熟期水稻对钾的吸收逐渐减少。
以上可以说明：施用改良剂后，增加水稻对养分元素的吸收，有利于提高作物产量。
大面积的应用表明：在井灌条件下，盐渍化较重的土壤施用本发明的改良剂，前三年，平均产量一般约在6000kg/hm2，在地表水灌溉条件下，产量较井灌提高10％以上，土壤熟化速度加快。

Claims (6)

1.一种苏打盐碱土改良剂，其特征在于，按照重量份数计，包括：
2.根据权利要求1所述的一种苏打盐碱土改良剂，其特征在于，所述的苏打盐碱土改良剂，按照重量份数计，包括：
3.根据权利要求1-2任何一项所述的一种苏打盐碱土改良剂的制备方法，其特征在于，该方法包括：
步骤一：将铝矾土经过破碎机破碎后，过筛同时除尘，形成铝矾土粉；
步骤二：将沸石矿物过破碎机破碎，过筛，形成沸石粉；
步骤三：将铝矾土粉和沸石粉充分混合后，放入反应釜中或防渗水的水泥池中，再加入98％硫酸水剂，边加硫酸边搅拌，沉浸，得到反应生成物；
步骤四：将步骤三得到的反应生成物经沉降中和后取出放在防渗漏的地面上，通风阴干，待含水量降至8％-10％后，再与硅藻土混匀，放在对辊造粒机上造粒，得到苏打盐碱土改良剂。
4.根据权利要求3所述的一种苏打盐碱土改良剂的制备方法，其特征在于，所述的步骤一过筛至20-60目。
5.根据权利要求3所述的一种苏打盐碱土改良剂的制备方法，其特征在于，所述的步骤二过筛至20-30目。
6.根据权利要求3所述的一种苏打盐碱土改良剂的制备方法，其特征在于，所述的沉浸时间为2-4h。
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