CN108641727A - 一种土壤改良剂的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种土壤改良剂的制备方法，属于农业领域。本发明利用海泡石为原料，利用反相悬浮聚合将丙烯酸单体和丙烯酰胺单体插入海泡石原矿的层间，并最终导致层距扩大，丙烯酸经中和后聚合反应较为平稳，可以防止暴聚。而部分中和后的丙烯酸的‑COOH可以部分转变为亲水性更高的‑COONa，使产物的吸湿倍率提高，在磷酸酯双淀粉保水的情况下，对土壤中的水分进行调节，控制土壤含水率，具有长效保水功效，从而延长土壤肥力保持，对土壤无污染、易分解。本发明解决了目前有机肥和泥炭土单独做为土壤改良剂直接施用虽然能提高沙土地的肥力，但没有保水功能，只能一时改善土壤的肥力，不易分解，容易降低土壤孔隙率的问题。

Description

一种土壤改良剂的制备方法

技术领域

本发明属于农业领域，具体涉及一种土壤改良剂的制备方法。

背景技术

土壤改良剂又称土壤调理剂，是指可以改善土壤物理性，促进作物养分吸收，而本身不提供植物养分的的一种物料。土壤改良剂具有保墒和增温作用，可以有效地提高土壤墒情，增加耕层地温，使作物生育期提早2~7d，土壤湿度增加5%左右。同时还能改良土壤结构，协调土壤水、肥、气、热及生物之间的关系，防止水土流失，增强渠道防渗能力，抑制土壤次生盐渍化，提高沙荒地的开发利用。土壤改良剂效用原理是黏结很多小的土壤颗粒形成大的，并且水稳定的聚集体。目前使用的土壤结构改良剂主要为聚丙烯酰胺、有机肥直接施用或泥炭土直接施用，有机肥和泥炭土单独做为土壤改良剂直接施用虽然能提高沙土地的肥力，但只能一时改善土壤的肥力，不能改良土壤的性质。而大多的土壤改良剂保水率低，而且不易分解，容易降低土壤孔隙率。因此，生产出一种具有保水功能且能有效改善土壤的改良剂成为当务之急。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前有机肥和泥炭土单独做为土壤改良剂直接施用虽然能提高沙土地的肥力，但没有保水功能，只能一时改善土壤的肥力，不易分解，容易降低土壤孔隙率的问题，提供一种土壤改良剂的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：

一种土壤改良剂的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：

（1）取芦苇按质量比1：2：10加入六水合氯化镁、蒸馏水混合，于30~35℃、150rpm保持1~2h，置于管式炉，通入氮气，升温至500~600℃保持1~2h，冷却至室温，取冷却物用去离子水洗涤，干燥，研磨粉碎过60目筛，收集过筛颗粒A；

（2）取赤泥按质量比1：5 加入硝酸溶液中，混合2~3h，过滤，取滤渣煅烧，取出煅烧物粉碎，取粉碎物按质量比5：3：4加入沸石、过筛颗粒物A混合，得混合基体物；

（3）取磷酸酯双淀粉按质量比1：9加入蒸馏水混合，糊化，冷却，加入磷酸酯双淀粉质量20~30%的丙烯酸搅拌混合20~30min，得混合液，按质量份数计，取20~25份混合液、4~6份N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、3~5份过硫酸铵、2~4份安息香双甲醚，于50~60℃搅拌混合，再于125W紫外灯引发10~15min，真空干燥，粉碎过100目筛，收集过筛颗粒B，取混合基体物按质量比2：3加入过筛颗粒B混合，得土壤调节剂基体物，备用；

（4）取海泡石按质量比1：10加入浓度为1.2mol/L的盐酸中，于90~95℃搅拌混合，抽滤，取滤渣A用蒸馏水冲洗，干燥，得干燥物，取干燥物按质量比5：2加入质量分数为10%的十六烷基三甲基溴化铵溶液混合，于65~70℃搅拌，抽滤，取滤渣B干燥，研磨粉碎，过200目筛，得干燥粉末；

（5）取丙烯酸5：1加入质量分数为20%的氢氧化钠溶液混合，于-4~-2℃搅拌混合，再加入丙烯酸质量40~60%的丙烯酰胺，于25~30℃保持20~30min，得搅拌混合物，按质量份数计，取30~50份步骤（3）备用的土壤调节剂基体物、20~30份干燥粉末、10~15份span-60、20~30份环己烷、0.2~0.5份N-N’亚甲基双丙烯酰胺、0.2~0.3份过硫酸钾，升温至45~55℃搅拌混合，干燥，粉碎过200目筛，收集过筛颗粒，得土壤调节剂。

本发明与其他方法相比，有益技术效果是：

（1）本发明以芦苇为原料，以氯化镁为改性物，一方面可作为生物质炭，提高土壤肥力，另一方面可吸附土壤中的各种污染物改善土质，净化土壤；

（2）本发明利用磷酸酯双淀粉沉降稳定性增强、冻融稳定性和抗霉菌能力高的特性，将磷酸酯双淀粉作为原料，添加丙烯酸单体、交联剂、热引发剂、光引发剂后在紫外辐照条件下引发，制备出一种含有植物生长元素磷和钾的复合性具有保水效果的物质，可以改善土壤的团粒结构，改变土壤缝隙，提高土壤的通透性，有利于水分和空气在土壤中的流动，同时缩小土壤的昼夜温差，调节土壤的温度，近而提高农作物的产量，其既保持了吸水和保水性能，又可利用其对肥料的吸附、缓慢释放；

（3）本发明添加赤泥为辅料，对其进行改性，赤泥本身含有丰富的铁、铝氧化物，其表面的活性吸附位点能够对水溶态和可交换态的重金属有一定的吸附能力，使可交换态、碳酸盐结合态的重金属向有效性更低的形态转化，赤泥的强碱 性且比表面积大、荷质比高，改性后的赤泥对重金属离子有更加优越的吸附能力，提高其比表面积，而且它能提高土壤pH值，增加土壤胶体对重金属的吸附能力，对受污染土壤进行修复；

（4）本发明利用海泡石为原料，利用反相悬浮聚合将丙烯酸单体和丙烯酰胺单体插入海泡石原矿的层间，并最终导致层距扩大，丙烯酸经中和后聚合反应较为平稳，可以防止暴聚。而部分中和后的丙烯酸的-COOH 可以部分转变为亲水性更高的-COONa，使产物的吸湿倍率提高，在磷酸酯双淀粉保水的情况下，对土壤中的水分进行调节，控制土壤含水率，具有长效保水功效，从而延长土壤肥力保持，对土壤无污染、易分解。

具体实施方式

一种土壤改良剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）取芦苇按质量比1：2：10加入六水合氯化镁、蒸馏水混合，于30~35℃、150rpm保持1~2h，置于管式炉，通入氮气，升温至500~600℃保持1~2h，冷却至室温，取冷却物用去离子水洗涤2~3次，干燥，研磨粉碎过60目筛，收集过筛颗粒A；

（2）取赤泥按质量比1：5 加入浓度为1mol/L的硝酸溶液中混合，保持2~3h，过滤，取滤渣升温至200~250℃煅烧30~40min，取出煅烧物粉碎，取粉碎物按质量比5：3：4加入沸石、过筛颗粒物A混合，得混合基体物，备用；

（3）取磷酸酯双淀粉按质量比1：9加入蒸馏水混合，于55~60℃糊化1~2h，冷却，加入磷酸酯双淀粉质量20~30%的丙烯酸搅拌混合20~30min，得混合液，按质量份数计，取20~25份混合液、4~6份N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、3~5份过硫酸铵、2~4份安息香双甲醚，于50~60℃搅拌混合1~2h，再于125W紫外灯引发10~15min，真空干燥，粉碎过100目筛，收集过筛颗粒B，取混合基体物按质量比2：3加入过筛颗粒B混合，得土壤调节剂基体物，备用；

（4）取海泡石按质量比1：10加入浓度为1.2mol/L的盐酸中，于90~95℃搅拌混合5~6h，抽滤，取滤渣A用蒸馏水冲洗，干燥，得干燥物，取干燥物按质量比5：2加入质量分数为10%的十六烷基三甲基溴化铵溶液混合，于65~70℃搅拌3~4h，抽滤，取滤渣B干燥，研磨粉碎，过200目筛，得干燥粉末；

（5）取丙烯酸5：1加入质量分数为20%的氢氧化钠溶液混合，于-4~-2℃搅拌混合1~2h，再加入丙烯酸质量40~60%的丙烯酰胺，于25~30℃保持20~30min，得搅拌混合物，按质量份数计，取30~50份步骤（3）备用的土壤调节剂基体物、20~30份干燥粉末、10~15份span-60、20~30份环己烷、0.2~0.5份N-N’亚甲基双丙烯酰胺、0.2~0.3份过硫酸钾，升温至45~55℃搅拌混合1~2h，干燥，粉碎过200目筛，收集过筛颗粒，得土壤调节剂。

实施例1

一种土壤改良剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）取芦苇按质量比1：2：10加入六水合氯化镁、蒸馏水混合，于30℃、150rpm保持1h，置于管式炉，通入氮气，升温至500℃保持1h，冷却至室温，取冷却物用去离子水洗涤2次，干燥，研磨粉碎过60目筛，收集过筛颗粒A；

（2）取赤泥按质量比1：5 加入浓度为1mol/L的硝酸溶液中混合，保持2h，过滤，取滤渣升温至200℃煅烧30min，取出煅烧物粉碎，取粉碎物按质量比5：3：4加入沸石、过筛颗粒物A混合，得混合基体物，备用；

（3）取磷酸酯双淀粉按质量比1：9加入蒸馏水混合，于55℃糊化1h，冷却，加入磷酸酯双淀粉质量20%的丙烯酸搅拌混合20min，得混合液，按质量份数计，取20份混合液、4份N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、3份过硫酸铵、2份安息香双甲醚，于50℃搅拌混合1h，再于125W紫外灯引发10min，真空干燥，粉碎过100目筛，收集过筛颗粒B，取混合基体物按质量比2：3加入过筛颗粒B混合，得土壤调节剂基体物，备用；

（4）取海泡石按质量比1：10加入浓度为1.2mol/L的盐酸中，于90℃搅拌混合5h，抽滤，取滤渣A用蒸馏水冲洗，干燥，得干燥物，取干燥物按质量比5：2加入质量分数为10%的十六烷基三甲基溴化铵溶液混合，于65℃搅拌3h，抽滤，取滤渣B干燥，研磨粉碎，过200目筛，得干燥粉末；

（5）取丙烯酸5：1加入质量分数为20%的氢氧化钠溶液混合，于-4℃搅拌混合1h，再加入丙烯酸质量40%的丙烯酰胺，于25℃保持20min，得搅拌混合物，按质量份数计，取30份步骤（3）备用的土壤调节剂基体物、20份干燥粉末、10份span-60、20份环己烷、0.2份N-N’亚甲基双丙烯酰胺、0.2份过硫酸钾，升温至45℃搅拌混合1h，干燥，粉碎过200目筛，收集过筛颗粒，得土壤调节剂。

实施例2

一种土壤改良剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）取芦苇按质量比1：2：10加入六水合氯化镁、蒸馏水混合，于35℃、150rpm保持2h，置于管式炉，通入氮气，升温至600℃保持2h，冷却至室温，取冷却物用去离子水洗涤3次，干燥，研磨粉碎过60目筛，收集过筛颗粒A；

（2）取赤泥按质量比1：5 加入浓度为1mol/L的硝酸溶液中混合，保持3h，过滤，取滤渣升温至250℃煅烧40min，取出煅烧物粉碎，取粉碎物按质量比5：3：4加入沸石、过筛颗粒物A混合，得混合基体物，备用；

（3）取磷酸酯双淀粉按质量比1：9加入蒸馏水混合，于60℃糊化2h，冷却，加入磷酸酯双淀粉质量30%的丙烯酸搅拌混合30min，得混合液，按质量份数计，取25份混合液、6份N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、5份过硫酸铵、4份安息香双甲醚，于60℃搅拌混合2h，再于125W紫外灯引发15min，真空干燥，粉碎过100目筛，收集过筛颗粒B，取混合基体物按质量比2：3加入过筛颗粒B混合，得土壤调节剂基体物，备用；

（4）取海泡石按质量比1：10加入浓度为1.2mol/L的盐酸中，于95℃搅拌混合6h，抽滤，取滤渣A用蒸馏水冲洗，干燥，得干燥物，取干燥物按质量比5：2加入质量分数为10%的十六烷基三甲基溴化铵溶液混合，于70℃搅拌4h，抽滤，取滤渣B干燥，研磨粉碎，过200目筛，得干燥粉末；

（5）取丙烯酸5：1加入质量分数为20%的氢氧化钠溶液混合，于-2℃搅拌混合2h，再加入丙烯酸质量60%的丙烯酰胺，于30℃保持30min，得搅拌混合物，按质量份数计，取50份步骤（3）备用的土壤调节剂基体物、30份干燥粉末、15份span-60、30份环己烷、0.5份N-N’亚甲基双丙烯酰胺、0.3份过硫酸钾，升温至55℃搅拌混合2h，干燥，粉碎过200目筛，收集过筛颗粒，得土壤调节剂。

实施例3

一种土壤改良剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）取芦苇按质量比1：2：10加入六水合氯化镁、蒸馏水混合，于33℃、150rpm保持1.5h，置于管式炉，通入氮气，升温至550℃保持1.5h，冷却至室温，取冷却物用去离子水洗涤2次，干燥，研磨粉碎过60目筛，收集过筛颗粒A；

（2）取赤泥按质量比1：5 加入浓度为1mol/L的硝酸溶液中混合，保持2.5h，过滤，取滤渣升温至225℃煅烧35min，取出煅烧物粉碎，取粉碎物按质量比5：3：4加入沸石、过筛颗粒物A混合，得混合基体物，备用；

（3）取磷酸酯双淀粉按质量比1：9加入蒸馏水混合，于57℃糊化1.5h，冷却，加入磷酸酯双淀粉质量25%的丙烯酸搅拌混合25min，得混合液，按质量份数计，取22.5份混合液、5份N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、4份过硫酸铵、3份安息香双甲醚，于55℃搅拌混合1.5h，再于125W紫外灯引发12.5min，真空干燥，粉碎过100目筛，收集过筛颗粒B，取混合基体物按质量比2：3加入过筛颗粒B混合，得土壤调节剂基体物，备用；

（4）取海泡石按质量比1：10加入浓度为1.2mol/L的盐酸中，于97℃搅拌混合5.5h，抽滤，取滤渣A用蒸馏水冲洗，干燥，得干燥物，取干燥物按质量比5：2加入质量分数为10%的十六烷基三甲基溴化铵溶液混合，于67℃搅拌3.5h，抽滤，取滤渣B干燥，研磨粉碎，过200目筛，得干燥粉末；

（5）取丙烯酸5：1加入质量分数为20%的氢氧化钠溶液混合，于-3℃搅拌混合1.5h，再加入丙烯酸质量50%的丙烯酰胺，于27℃保持25min，得搅拌混合物，按质量份数计，取40份步骤（3）备用的土壤调节剂基体物、25份干燥粉末、12.5份span-60、25份环己烷、0.35份N-N’亚甲基双丙烯酰胺、0.25份过硫酸钾，升温至50℃搅拌混合1.5h，干燥，粉碎过200目筛，收集过筛颗粒，得土壤调节剂。

对比例：寿光县某公司生产的土壤改良剂。

将上述实施例与对比例的土壤改良剂进行检测，处理前土壤容重1.7~1.74g/cm³，有机质含量52~54g/kg，土壤含水率5.2~5.4%，参考GB/T19277测试其降解率，分别检测记录下处理后结果，具体检测结果见表1。

表1：

综合上述，本发明的土壤改良剂效果明显优于对比例产品，值得大力推广。

Claims (1)

1.一种土壤改良剂的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：

（1）取芦苇按质量比1：2：10加入六水合氯化镁、蒸馏水混合，于30~35℃、150rpm保持1~2h，置于管式炉，通入氮气，升温至500~600℃保持1~2h，冷却至室温，取冷却物用去离子水洗涤，干燥，研磨粉碎过60目筛，收集过筛颗粒A；

（2）取赤泥按质量比1：5 加入硝酸溶液中，混合2~3h，过滤，取滤渣煅烧，取出煅烧物粉碎，取粉碎物按质量比5：3：4加入沸石、过筛颗粒物A混合，得混合基体物；

（3）取磷酸酯双淀粉按质量比1：9加入蒸馏水混合，糊化，冷却，加入磷酸酯双淀粉质量20~30%的丙烯酸搅拌混合20~30min，得混合液，按质量份数计，取20~25份混合液、4~6份N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、3~5份过硫酸铵、2~4份安息香双甲醚，于50~60℃搅拌混合，再于125W紫外灯引发10~15min，真空干燥，粉碎过100目筛，收集过筛颗粒B，取混合基体物按质量比2：3加入过筛颗粒B混合，得土壤调节剂基体物，备用；

（4）取海泡石按质量比1：10加入浓度为1.2mol/L的盐酸中，于90~95℃搅拌混合，抽滤，取滤渣A用蒸馏水冲洗，干燥，得干燥物，取干燥物按质量比5：2加入质量分数为10%的十六烷基三甲基溴化铵溶液混合，于65~70℃搅拌，抽滤，取滤渣B干燥，研磨粉碎，过200目筛，得干燥粉末；

（5）取丙烯酸5：1加入质量分数为20%的氢氧化钠溶液混合，于-4~-2℃搅拌混合，再加入丙烯酸质量40~60%的丙烯酰胺，于25~30℃保持20~30min，得搅拌混合物，按质量份数计，取30~50份步骤（3）备用的土壤调节剂基体物、20~30份干燥粉末、10~15份span-60、20~30份环己烷、0.2~0.5份N-N’亚甲基双丙烯酰胺、0.2~0.3份过硫酸钾，升温至45~55℃搅拌混合，干燥，粉碎过200目筛，收集过筛颗粒，得土壤调节剂。