CN108840770A - 一种干旱地区辣椒种植土壤改良剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种干旱地区辣椒种植土壤改良剂及其制备方法，原料组份如下：膨润土、高岭土、珍珠岩、大豆饼、草炭、厩肥、秸秆、纳米二氧化钛改性树脂添加剂，制备方法如下：1）将膨润土和高岭土混合破碎后加入珍珠岩，混合搅拌制成混合基质A；2）将大豆饼、草炭、厩肥、秸秆混合后进行密封发酵，待发酵结束后，将发酵料烘干，破碎成颗粒备用；3）将1）中的混合基质A和2）中的发酵料颗粒混合搅拌，在搅拌过程中，缓慢加入纳米二氧化钛改性树脂添加剂，待搅拌均匀后即可制得辣椒种植土壤改良剂。本发明制备的土壤改良剂，可以有效的改善土壤干旱和贫瘠现状，减少水分流失，增加土壤肥力，有利于辣椒的生长。

Description

一种干旱地区辣椒种植土壤改良剂及其制备方法
技术领域
本发明属于农业种植技术领域，具体涉及一种干旱地区辣椒种植土壤改良剂及其制备方法。
背景技术
辣椒，茄科、辣椒属，为一年或有限多年生草本植物。果实通常呈圆锥形或长圆形，未成熟时呈绿色，成熟后变成鲜红色、绿色或紫色，以红色最为常见。辣椒的果实因果皮含有辣椒素而有辣味，能增进食欲，辣椒中维生素C的含量在蔬菜中居第一位。
我国是个水资源缺乏的国家，且时空分布不均匀，尤其在西北地区，大部分土地都属于旱地，辣椒的种植常常因为缺水造成枯萎，甚至死亡。目前对于干旱的土地，主要通过滴灌和使用保水剂的方法，其中滴灌的成本过高，而且有些地区不适合滴灌，使用用滴灌来解决土壤干旱问题不太现实；使用保水剂抗旱，应用方便，成本低，但是保水剂往往受到气候条件、土壤质地、土壤盐分等多种因素的影响，保水性能不稳定，而且大量使用对土壤也会造成一定的破坏。因此如何解决干旱地区辣椒种植中遇到的水分流失过快，是一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种干旱地区辣椒种植土壤改良剂及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种干旱地区辣椒种植土壤改良剂，按重量份，组分如下：膨润土15-20份、高岭土20-30份、珍珠岩15-25份、大豆饼5-15份、草炭15-20份、厩肥20-30份、秸秆20-30份、纳米二氧化钛改性树脂添加剂25-30份。
优选地，一种干旱地区辣椒种植土壤改良剂，其中所述厩肥是由牛粪、猪粪、羊粪和鸡粪按照1:1:1.5:2的重量配比混合制备而成的。
优选地，一种干旱地区辣椒种植土壤改良剂，其中所述秸秆是由玉米秸秆、小麦秸秆和大豆秸秆按照1:1:1.5的重量配比混合制备而成的。
优选地，一种干旱地区辣椒种植土壤改良剂，其中所述纳米二氧化钛改性树脂添加剂的制备方法如下：
1）取蔗糖17-26份，加入去离子水32-45份，搅拌溶液后形成澄清透明溶液，加入聚四氟乙烯4-8份，混合搅拌后置于马弗炉中进行加热，加热温度为180-210℃，加热时间4-5h；
2）反应结束后，待反应釜自然冷却，取出产物进行离心分离，功率为240-320W，分离时间25-30min，待分离结束后将沉淀析出物用70-80%的乙醇溶液和去离子水交替洗涤2-3次，至滤液呈无色后，加热至60-80℃进行真空干燥，即可制得碳微球；
3）取氯化锌溶液10-20份，加入木质素5-10份，加热至40-60℃，在转速为150-200r/min在搅拌1-2h，然后静置20-30h后经过滤、洗涤、干燥后制得活化木质素；
4）将活化木质素研磨成粉末状，过50目筛，加入聚乙烯醇5-10份，加热至60-80℃，滴加聚羟基丁酸酯3-4份，在转速为100-150r/min下搅拌1-1.5h，然后将温度升至80-90℃，滴加亲水性丙烯酸酯3-5份，在转速为150-200r/min下搅拌2-2.5h，再加入纳米二氧化钛3-7份，混合后放入聚合釜中，加入聚乙二醇3-5份，聚合反应温度为150-180℃，压力为0.2-0.4MPa，反应时间为2-3h；
5）待反应结束后，取淀粉15-20份，压片后均匀喷洒在4）中熔融状的树脂中，放置在等离子体装置中引发反应，放电功率为150-300W，放电时气体压强为40-70Pa，反应时间15-25min，待反应结束后加入尿素3-7份和2）中碳微球，在超声波200-300W下振荡20-30min，加热至70-90℃，热回流20-26h，然后再滴加0.1mol/L的氢氧化钠至pH为9-10，在转速为50-100r/min下搅拌2-3h，陈化3-4h后离心分离，用蒸馏水和无水乙醇交替洗涤至滤液呈中性，干燥后加热至500-600℃，煅烧2-3h，冷却至室温，通过挤出机，挤条切粒后即可制得纳米二氧化钛改性树脂添加剂。
优选地，一种干旱地区辣椒种植土壤改良剂的制备方法，具体步骤如下：
1）取膨润土15-20份、高岭土20-30份，混合后破碎至100-200目，加入珍珠岩15-25份，混合搅拌后制成混合基质A；
2）取大豆饼5-15份、草炭15-20份、厩肥20-30份、秸秆20-30份，混合后在5000-8000Gs的磁场环境下进行密封发酵，发酵温度为30-40℃，发酵时间3-4d，然后将发酵物搅拌后将发酵罐内温度升至40-55℃，继续发酵5-7d，待发酵结束后，将发酵料烘干，破碎至50-100目颗粒备用；
3）将1）中的混合基质A和2）中的发酵料颗粒在转速为100-150r/min下进行混合搅拌25-60min，在搅拌过程中，缓慢加入纳米二氧化钛改性树脂添加剂25-30份，滴加速度为1-2份/min，待搅拌均匀后即可制得辣椒种植土壤改良剂。
本发明相比现有技术具有以下优点：
1.本发明制备的土壤改良基质，其中添加的纳米二氧化钛改性树脂添加剂是一种亲水性长链高分子改性树脂聚合物，具有很好的水溶性，遇水溶解后，其高分子长链会相互缠绕，增大水溶液体系的粘度，提高水溶液与土壤之间的粘附力，并且改性树脂聚合物还含有大量的羧基和羟基极性基团，与土壤接触后可以提高接触面的临界表面张力，增大水溶液与土壤之间的接触角，使得晶粒间的毛细管吸附力大大提高，从而提高水溶液与土壤间的附着性能，同时，将蔗糖经过水热碳化后形成一种多孔碳微球，具有表面积大、稳定性好的特点，其内部的多孔空心结构可以与纳米二氧化钛改性树脂复合，形成一种“包裹”效应，提高水溶液与土壤接触面的极性基团数量，进一步提高水溶液对土壤附着力，减少水分的蒸发和流失。
2.本发明制备的土壤改良基质，其中添加的纳米二氧化钛改性树脂添加剂是一种可降解的树脂聚合物，在微生物的作用下具有很好的降解性，对土壤不会产生污染，而且含有的纳米二氧化钛可以促进辣椒对光能的吸收，促进光能转换为电能及活跃的化学能，还能促进二氧化碳的同化及氮代谢，提高光合作用的效率，促进辣椒的生长。
3.本发明制备的土壤改良剂可以有效的提高土壤的疏松度，提高土壤的透气性，有利于植物根系的呼吸作用。
具体实施方式
下面结合具体实施方法对本发明做进一步的说明。
实施例1
一种干旱地区辣椒种植土壤改良剂，按重量份，组分如下：膨润土15份、高岭土20份、珍珠岩15份、大豆饼5份、草炭15份、厩肥20份、秸秆20份、纳米二氧化钛改性树脂添加剂25份。
作为优选，其中所述厩肥是由牛粪、猪粪、羊粪和鸡粪按照1:1:1.5:2的重量配比混合制备而成的。
作为优选，其中所述秸秆是由玉米秸秆、小麦秸秆和大豆秸秆按照1:1:1.5的重量配比混合制备而成的。
作为优选，其中所述纳米二氧化钛改性树脂添加剂的制备方法如下：
1）取蔗糖17份，加入去离子水32份，搅拌溶液后形成澄清透明溶液，加入聚四氟乙烯4份，混合搅拌后置于马弗炉中进行加热，加热温度为180℃，加热时间4h；
2）反应结束后，待反应釜自然冷却，取出产物进行离心分离，功率为240W，分离时间25min，待分离结束后将沉淀析出物用70%的乙醇溶液和去离子水交替洗涤2次，至滤液呈无色后，加热至60℃进行真空干燥，即可制得碳微球；
3）取氯化锌溶液10份，加入木质素5份，加热至40℃，在转速为150r/min在搅拌1h，然后静置20h后经过滤、洗涤、干燥后制得活化木质素；
4）将活化木质素研磨成粉末状，过50目筛，加入聚乙烯醇5份，加热至60℃，滴加聚羟基丁酸酯3份，在转速为100r/min下搅拌1h，然后将温度升至80℃，滴加亲水性丙烯酸酯3份，在转速为150r/min下搅拌2h，再加入纳米二氧化钛3份，混合后放入聚合釜中，加入聚乙二醇3份，聚合反应温度为150℃，压力为0.2MPa，反应时间为2h；
5）待反应结束后，取淀粉15份，压片后均匀喷洒在4）中熔融状的树脂中，放置在等离子体装置中引发反应，放电功率为150W，放电时气体压强为40Pa，反应时间15min，待反应结束后加入尿素3份和2）中碳微球，在超声波200W下振荡20min，加热至70℃，热回流20h，然后再滴加0.1mol/L的氢氧化钠至pH为9，在转速为50r/min下搅拌2h，陈化3h后离心分离，用蒸馏水和无水乙醇交替洗涤至滤液呈中性，干燥后加热至500℃，煅烧2h，冷却至室温，通过挤出机，挤条切粒后即可制得纳米二氧化钛改性树脂添加剂。
一种干旱地区辣椒种植土壤改良剂的制备方法，具体步骤如下：
1）取膨润土15份、高岭土20份，混合后破碎至100目，加入珍珠岩15份，混合搅拌后制成混合基质A；
2）取大豆饼5份、草炭15份、厩肥20份、秸秆20份，混合后在5000Gs的磁场环境下进行密封发酵，发酵温度为30℃，发酵时间3d，然后将发酵物搅拌后将发酵罐内温度升至40℃，继续发酵5d，待发酵结束后，将发酵料烘干，破碎至50目颗粒备用；
3）将1）中的混合基质A和2）中的发酵料颗粒在转速为100r/min下进行混合搅拌25min，在搅拌过程中，缓慢加入纳米二氧化钛改性树脂添加剂25份，滴加速度为1份/min，待搅拌均匀后即可制得辣椒种植土壤改良剂。
实施例2
一种干旱地区辣椒种植土壤改良剂，按重量份，组分如下：膨润土17份、高岭土25份、珍珠岩20份、大豆饼10份、草炭17份、厩肥25份、秸秆25份、纳米二氧化钛改性树脂添加剂27份。
作为优选，其中所述厩肥是由牛粪、猪粪、羊粪和鸡粪按照1:1:1.5:2的重量配比混合制备而成的。
作为优选，其中所述秸秆是由玉米秸秆、小麦秸秆和大豆秸秆按照1:1:1.5的重量配比混合制备而成的。
作为优选，其中所述纳米二氧化钛改性树脂添加剂的制备方法如下：
1）取蔗糖20份，加入去离子水35份，搅拌溶液后形成澄清透明溶液，加入聚四氟乙烯5份，混合搅拌后置于马弗炉中进行加热，加热温度为200℃，加热时间4.5h；
2）反应结束后，待反应釜自然冷却，取出产物进行离心分离，功率为300W，分离时间27min，待分离结束后将沉淀析出物用75%的乙醇溶液和去离子水交替洗涤2次，至滤液呈无色后，加热至70℃进行真空干燥，即可制得碳微球；
3）取氯化锌溶液15份，加入木质素7份，加热至50℃，在转速为170r/min在搅拌1.5h，然后静置25h后经过滤、洗涤、干燥后制得活化木质素；
4）将活化木质素研磨成粉末状，过50目筛，加入聚乙烯醇7份，加热至70℃，滴加聚羟基丁酸酯3份，在转速为120r/min下搅拌1h，然后将温度升至85℃，滴加亲水性丙烯酸酯4份，在转速为170r/min下搅拌2.5h，再加入纳米二氧化钛5份，混合后放入聚合釜中，加入聚乙二醇4份，聚合反应温度为170℃，压力为0.3MPa，反应时间为2.5h；
5）待反应结束后，取淀粉17份，压片后均匀喷洒在4）中熔融状的树脂中，放置在等离子体装置中引发反应，放电功率为200W，放电时气体压强为50Pa，反应时间20min，待反应结束后加入尿素5份和2）中碳微球，在超声波240W下振荡25min，加热至80℃，热回流24h，然后再滴加0.1mol/L的氢氧化钠至pH为9.5，在转速为80r/min下搅拌2.5h，陈化3.5h后离心分离，用蒸馏水和无水乙醇交替洗涤至滤液呈中性，干燥后加热至550℃，煅烧2.5h，冷却至室温，通过挤出机，挤条切粒后即可制得纳米二氧化钛改性树脂添加剂。
一种干旱地区辣椒种植土壤改良剂的制备方法，具体步骤如下：
1）取膨润土17份、高岭土25份，混合后破碎至150目，加入珍珠岩20份，混合搅拌后制成混合基质A；
2）取大豆饼10份、草炭17份、厩肥25份、秸秆25份，混合后在7000Gs的磁场环境下进行密封发酵，发酵温度为35℃，发酵时间3d，然后将发酵物搅拌后将发酵罐内温度升至50℃，继续发酵6d，待发酵结束后，将发酵料烘干，破碎至70目颗粒备用；
3）将1）中的混合基质A和2）中的发酵料颗粒在转速为120r/min下进行混合搅拌45min，在搅拌过程中，缓慢加入纳米二氧化钛改性树脂添加剂27份，滴加速度为1.5份/min，待搅拌均匀后即可制得辣椒种植土壤改良剂。
实施例3
一种干旱地区辣椒种植土壤改良剂，按重量份，组分如下：膨润土20份、高岭土30份、珍珠岩25份、大豆饼15份、草炭20份、厩肥30份、秸秆30份、纳米二氧化钛改性树脂添加剂30份。
作为优选，其中所述厩肥是由牛粪、猪粪、羊粪和鸡粪按照1:1:1.5:2的重量配比混合制备而成的。
作为优选，其中所述秸秆是由玉米秸秆、小麦秸秆和大豆秸秆按照1:1:1.5的重量配比混合制备而成的。
作为优选，其中所述纳米二氧化钛改性树脂添加剂的制备方法如下：
1）取蔗糖26份，加入去离子水45份，搅拌溶液后形成澄清透明溶液，加入聚四氟乙烯8份，混合搅拌后置于马弗炉中进行加热，加热温度为210℃，加热时间5h；
2）反应结束后，待反应釜自然冷却，取出产物进行离心分离，功率为320W，分离时间30min，待分离结束后将沉淀析出物用80%的乙醇溶液和去离子水交替洗涤3次，至滤液呈无色后，加热至80℃进行真空干燥，即可制得碳微球；
3）取氯化锌溶液20份，加入木质素10份，加热至60℃，在转速为200r/min在搅拌2h，然后静置30h后经过滤、洗涤、干燥后制得活化木质素；
4）将活化木质素研磨成粉末状，过50目筛，加入聚乙烯醇10份，加热至80℃，滴加聚羟基丁酸酯4份，在转速为150r/min下搅拌1.5h，然后将温度升至90℃，滴加亲水性丙烯酸酯5份，在转速为200r/min下搅拌2.5h，再加入纳米二氧化钛7份，混合后放入聚合釜中，加入聚乙二醇5份，聚合反应温度为180℃，压力为0.4MPa，反应时间为3h；
5）待反应结束后，取淀粉20份，压片后均匀喷洒在4）中熔融状的树脂中，放置在等离子体装置中引发反应，放电功率为300W，放电时气体压强为70Pa，反应时间25min，待反应结束后加入尿素7份和2）中碳微球，在超声波300W下振荡30min，加热至90℃，热回流26h，然后再滴加0.1mol/L的氢氧化钠至pH为10，在转速为100r/min下搅拌3h，陈化4h后离心分离，用蒸馏水和无水乙醇交替洗涤至滤液呈中性，干燥后加热至600℃，煅烧3h，冷却至室温，通过挤出机，挤条切粒后即可制得纳米二氧化钛改性树脂添加剂。
一种干旱地区辣椒种植土壤改良剂的制备方法，具体步骤如下：
1）取膨润土20份、高岭土30份，混合后破碎至200目，加入珍珠岩25份，混合搅拌后制成混合基质A；
2）取大豆饼15份、草炭20份、厩肥30份、秸秆30份，混合后在8000Gs的磁场环境下进行密封发酵，发酵温度为40℃，发酵时间4d，然后将发酵物搅拌后将发酵罐内温度升至55℃，继续发酵7d，待发酵结束后，将发酵料烘干，破碎至100目颗粒备用；
3）将1）中的混合基质A和2）中的发酵料颗粒在转速为150r/min下进行混合搅拌60min，在搅拌过程中，缓慢加入纳米二氧化钛改性树脂添加剂30份，滴加速度为2份/min，待搅拌均匀后即可制得辣椒种植土壤改良剂。
对比例1：制备方法与实施例1基本相同，不同之处在于不含有纳米二氧化钛改性树脂添加剂。
对比例2：制备方法与实施例1基本相同，不同之处在于纳米二氧化钛改性树脂添加剂中不含有活化木质素。
对比例3：制备方法与实施例1基本相同，不同之处在于纳米二氧化钛改性树脂添加剂中不含有聚羟基丁酸酯。
实验例：基质保水性研究。
实验过程和结果
在甘肃玉门市选取干旱土地5亩，分别标记为实验组、对照组1-3和空白组，其中实施例1和对比例1-3提供的土壤改良剂按照600-900kg/亩的用量均匀洒在实验组和对照组1-3的土壤上，空白组的土壤不做处理，将土壤进行深耕后移栽辣椒，然后进行浇水，一周后检测土壤中水含量，记录结果如表一所示：
表一
实验组 对照组1 对照组2 对照组3 空白组
含水量（%） 78 18 45 53 15
从表一可以看出，实验组的土壤中水含量明显高于对照组1-3和空白组，由此可见，本发明提供的土壤改良剂可以有效的降低干旱地区土壤中水分的蒸发，减少水分的流失，具有优良的保水性能。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变换或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种干旱地区辣椒种植土壤改良剂，其特征在于，按重量份，组分如下：膨润土15-20份、高岭土20-30份、珍珠岩15-25份、大豆饼5-15份、草炭15-20份、厩肥20-30份、秸秆20-30份、纳米二氧化钛改性树脂添加剂25-30份。
2.如权利要求1所述的一种干旱地区辣椒种植土壤改良剂，其特征在于，厩肥是由牛粪、猪粪、羊粪和鸡粪按照1:1:1.5:2的重量配比混合制备而成的。
3.如权利要求1所述的一种干旱地区辣椒种植土壤改良剂，其特征在于，秸秆是由玉米秸秆、小麦秸秆和大豆秸秆按照1:1:1.5的重量配比混合制备而成的。
4.如权利要求1所述的一种干旱地区辣椒种植土壤改良剂，其特征在于，纳米二氧化钛改性树脂添加剂的制备方法如下：
1）取蔗糖17-26份，加入去离子水32-45份，搅拌溶液后形成澄清透明溶液，加入聚四氟乙烯4-8份，混合搅拌后置于马弗炉中进行加热，加热温度为180-210℃，加热时间4-5h；
2）反应结束后，待反应釜自然冷却，取出产物进行离心分离，功率为240-320W，分离时间25-30min，待分离结束后将沉淀析出物用70-80%的乙醇溶液和去离子水交替洗涤2-3次，至滤液呈无色后，加热至60-80℃进行真空干燥，即可制得碳微球；
3）取氯化锌溶液10-20份，加入木质素5-10份，加热至40-60℃，在转速为150-200r/min在搅拌1-2h，然后静置20-30h后经过滤、洗涤、干燥后制得活化木质素；
4）将活化木质素研磨成粉末状，过50目筛，加入聚乙烯醇5-10份，加热至60-80℃，滴加聚羟基丁酸酯3-4份，在转速为100-150r/min下搅拌1-1.5h，然后将温度升至80-90℃，滴加亲水性丙烯酸酯3-5份，在转速为150-200r/min下搅拌2-2.5h，再加入纳米二氧化钛3-7份，混合后放入聚合釜中，加入聚乙二醇3-5份，聚合反应温度为150-180℃，压力为0.2-0.4MPa，反应时间为2-3h；
5）待反应结束后，取淀粉15-20份，压片后均匀喷洒在4）中熔融状的树脂中，放置在等离子体装置中引发反应，放电功率为150-300W，放电时气体压强为40-70Pa，反应时间15-25min，待反应结束后加入尿素3-7份和2）中碳微球，在超声波200-300W下振荡20-30min，加热至70-90℃，热回流20-26h，然后再滴加0.1mol/L的氢氧化钠至pH为9-10，在转速为50-100r/min下搅拌2-3h，陈化3-4h后离心分离，用蒸馏水和无水乙醇交替洗涤至滤液呈中性，干燥后加热至500-600℃，煅烧2-3h，冷却至室温，通过挤出机，挤条切粒后即可制得纳米二氧化钛改性树脂添加剂。
5.一种如权利要求1所述的干旱地区辣椒种植土壤改良剂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
1）取膨润土15-20份、高岭土20-30份，混合后破碎至100-200目，加入珍珠岩15-25份，混合搅拌后制成混合基质A；
2）取大豆饼5-15份、草炭15-20份、厩肥20-30份、秸秆20-30份，混合后在5000-8000Gs的磁场环境下进行密封发酵，发酵温度为30-40℃，发酵时间3-4d，然后将发酵物搅拌后将发酵罐内温度升至40-55℃，继续发酵5-7d，待发酵结束后，将发酵料烘干，破碎至50-100目颗粒备用；
3）将1）中的混合基质A和2）中的发酵料颗粒在转速为100-150r/min下进行混合搅拌25-60min，在搅拌过程中，缓慢加入纳米二氧化钛改性树脂添加剂25-30份，滴加速度为1-2份/min，待搅拌均匀后即可制得辣椒种植土壤改良剂。
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