CN114375230A

CN114375230A - 土壤改性方法

Info

Publication number: CN114375230A
Application number: CN202080064344.2A
Authority: CN
Inventors: 高桥纯平; 西野广平
Original assignee: Denka Co Ltd
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 2019-11-05
Filing date: 2020-10-29
Publication date: 2022-04-19
Also published as: JPWO2021090751A1; TW202128960A; WO2021090751A1

Abstract

本发明提供可实现耕地的高土壤流失防止性和透水性的土壤改性方法。根据本发明,提供一种土壤改性方法,其具备对土壤散布土壤改性剂的散布工序,所述土壤改性剂含有树脂乳液,所述散布工序以所述土壤的土壤强度成为0.1N/mm²以上的方式进行。

Description

土壤改性方法

技术领域

本发明涉及土壤改性方法。

背景技术

耕地因降雨等导致表面土壤被侵蚀,表层土壤与雨水同时流走,存在所谓的土壤侵蚀和土壤流失的课题。

专利文献1记载了含有树脂乳液的防土壤流失剂的散布。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2019-052289号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是,在防止土壤流失的同时还考虑到种植农作物所需的水向土壤中的透水性的防土壤流失剂的散布方法未能确立。

本发明是鉴于上述问题而进行的,提供一种可实现耕地的高土壤流失防止性和透水性的土壤改性方法。

用于解决问题的方案

根据本发明,提供一种具备对土壤散布土壤改性剂的散布工序的土壤改性方法,所述土壤改性剂含有树脂乳液,所述散布工序以所述土壤的土壤强度成为0.1N/mm²以上的方式进行。

本发明人等发现,当散布有土壤改性剂的土壤的强度达到规定值以上时,可得到高土壤流失防止性和高透水性,从而完成了本发明。

以下例示本发明的各种实施方式。以下所示实施方式可相互组合。

优选所述散布工序以所述土壤的土壤强度成为5.0N/mm²以下的方式进行。

优选所述散布工序以通过所述散布形成的固着层的厚度成为4mm以上的方式进行。

优选所述散布工序以通过所述散布形成的固着层的厚度成为9mm以上的方式进行。

优选所述散布工序以通过所述散布形成的固着层的厚度成为20mm以下的方式进行。

优选所述散布工序以所述树脂乳液的固体成分量成为10～600g/m²的方式进行。

优选所述散布工序以散布液量成为1000～8000g/m²的方式进行。

优选所述树脂乳液为EVA乳液。

具体实施方式

1、土壤改性方法

本发明的土壤改性方法具备对土壤散布树脂乳液的散布工序。

[土壤改性剂]

土壤改性剂含有树脂乳液。树脂乳液优选含有水性树脂乳液。另外,树脂乳液还可以含有水溶性高分子。

<水性树脂乳液>

对于水性树脂乳液的种类,只要以水作为分散介质、以树脂作为分散质就没有特别限定。作为主要单体,可使用如下制成的水性树脂乳液:单独使用乙酸乙烯酯、丙烯酸酯、苯乙烯、乙烯、丁二烯等各种烯烃系化合物或者使用这些化合物中的多种进行聚合来制备。具体而言,可例示乙酸乙烯酯树脂乳液、乙酸乙烯酯共聚物乳液、丙烯酸酯树脂乳液、苯乙烯丙烯酸酯共聚物乳液、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物乳液(EVA乳液)、苯乙烯-丁二烯共聚物乳液、亚乙烯基树脂乳液、聚丁烯树脂乳液、丙烯酸腈-丁二烯树脂乳液、甲基丙烯酸酯-丁二烯树脂乳液、沥青乳液、环氧树脂乳液、聚氨酯树脂乳液、硅树脂乳液等,其中,优选含有乙酸乙烯酯来源的结构单元的树脂乳液(乙酸乙烯酯树脂乳液、乙酸乙烯酯共聚物乳液、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物乳液等),进一步优选乙烯-乙酸乙烯酯共聚物乳液。

水性树脂乳液的制造方法没有特别限定,例如可通过向以水为主成分的分散介质中添加乳化剂和单体,边搅拌边使单体乳化聚合来制造。作为乳化剂,可举出离子性(阳离子性/阴离子性/两性)表面活性剂、非离子性(Nonionic)表面活性剂。作为非离子性表面活性剂,可举出烷基糖苷这样的低分子系表面活性剂、或者聚乙二醇、聚乙烯醇这样的高分子系表面活性剂,优选高分子系表面活性剂。高分子系表面活性剂特别优选由聚乙烯醇构成,其平均聚合度例如为200～2500,优选为400～2200,进一步优选为500～2000。聚乙烯醇的平均聚合度越大,乳化分散力越高,因此为了获得所希望分散度的乳液,使用具有合适的平均聚合度的聚乙烯醇即可。另外,聚乙烯醇也可以将平均聚合度各不相同的多种聚乙烯醇组合使用。聚乙烯醇的皂化度没有特别限定,例如为70％以上,优选为80～95％。若皂化度过低,则在水中的溶解性急剧降低,若不使用特殊的溶解方法就无法溶解,难以进行工业使用。聚乙烯醇的皂化度越低,乳化分散力越高,因此为了获得所希望分散度的乳液,使用具有合适的皂化度的聚乙烯醇即可。乳化剂也可以将多种不同的乳化剂组合使用。乳化剂的添加量没有特别限定,例如相对于分散介质100质量份为0.5～20质量份,优选为1-10质量份。乳化剂的添加量越多,乳化分散力越高,因此乳化剂的添加量可适当调整,以获得所希望分散度的乳液。

<水溶性高分子>

水溶性高分子的种类没有特别限定,可例示甲基纤维素、乙基纤维素、羟甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟丁基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、氨甲基羟丙基纤维素、氨乙基羟丙基纤维素等纤维素衍生物类；淀粉、卡拉胶、甘露聚糖、琼脂糖、右旋糖酐、黄芪胶、果胶、胶、海藻酸或其盐；明胶；聚乙烯吡咯烷酮；聚丙烯酸或其盐、聚甲基丙烯酸或其盐；聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酰胺等丙烯酰胺类；透明质酸及其盐、硫酸软骨素及其盐、聚乙烯醇、聚乙烯亚胺、聚环氧乙烷、聚乙二醇、聚丙二醇、甘油,也可以组合使用多种。另外,也可以使用与水混和的非离子性表面活性剂,可例示聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯苯乙烯化苯醚、聚氧乙烯油醚、聚氧乙烯月桂基醚等聚氧乙烯烷基芳基醚类或聚氧乙烯烷基醚类、聚乙二醇单月桂酸酯、聚乙二醇单硬脂酸酯、聚乙二醇单油酸酯等聚氧乙烯脂肪酸酯类、氧乙烯/氧丙烯嵌段共聚物等。

水溶性高分子可以在制造水性树脂乳液时作为乳化剂添加,也可以在制造水性树脂乳液后添加。

水性树脂乳液中水溶性高分子的含量按固体成分换算优选为1～25质量％,更优选为1～20质量％,进一步优选为1～12质量％,进一步优选为1～10质量％,进一步优选为1～7质量％,进一步优选为2～6质量％。通过含有适量的水溶性高分子,透水性提高。

[散布方法]

将土壤改性剂散布于土壤的方法没有特别限制,例如小面积散布时,可使用喷壶或动力散布机等,大面积散布时,可使用水力播种机或动臂式喷雾器等。

<土壤强度>

散布工序以土壤的土壤强度成为0.1N/mm²以上,优选成为0.5N/mm²以上的方式进行。通过为这样的范围,可得到足够的土壤流失防止性和透水性。另外,散布工序优选以土壤的土壤强度成为5.0N/mm²以下,更优选成为4.0N/mm²以下的方式进行。通过为这样的范围,可得到足够的土壤流失防止性和透水性,且对植物的生根、发芽的不良影响小。上述土壤强度具体而言例如为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、3.8、4.0、4.5、5.0N/mm²，也可以是这里例示数值中的任意2个数值之间的范围内。

<固着层的厚度>

散布工序以通过散布形成的固着层的厚度优选成为4mm以上,更优选成为9mm以上的方式进行。通过为这样的范围,可得到足够的土壤流失防止性和透水性。另外,散布工序以通过散布形成的固着层的厚度优选成为20mm以下,更优选成为18mm以下的方式进行。固着层的厚度具体而言例如为4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20mm,也可以是这里例示数值中的任意2个数值之间的范围内。

散布工序中,优选以散布于单位面积土壤的来自土壤改性剂的固体成分量优选为10～600g/m²,更优选为100～500g/m²的方式进行散布。通过为这样的范围,可得到高土壤强度。

散布工序中,优选以单位面积土壤的散布液量优选为1000～8000g/m²,更优选为2000～4000g/m²的方式进行散布。通过为这样的范围,可得到高土壤强度和足够的固着层厚度。

本发明的土壤改性方法在将土壤改性剂散布于土壤后还可以具备使土壤干燥的干燥工序。干燥工序可以是自然干燥,也可以是通过加热或送风等进行的强制干燥。通过使土壤干燥,土壤改性剂中的树脂与土壤牢固结合而容易发挥出提高透水性的效果。

实施例

以下说明本发明的实施例。在以下的说明中,除非另有说明,否则“份”、“％”和“比例”分别表示“质量份”、“质量％”和“质量比”。

1、土壤改性剂的制造例

预先将作为乳化剂的聚乙烯醇(DENKA POVAL B-05(皂化度88mol％、平均聚合度600、DENKA株式会社制)4.1份和DENKA POVAL B-17(皂化度88mol％、平均聚合度1700、DENKA株式会社制)1.5份、作为助剂的甲脒亚磺酸0.1份、醋酸钠0.2份、七水硫酸亚铁0.005份、乙二胺四乙酸四钠0.01份溶解于100份纯水中,将溶解物投入带搅拌机的高压聚合罐后,在搅拌下填充乙酸乙烯酯单体83份和乙烯20份,使内液温度为55℃后,连续添加过硫酸铵水溶液进行聚合。从高压聚合罐内的压力降低到4.3MPa的时刻开始,历时2小时分批添加乙酸乙烯酯单体26份。在聚合末期添加叔丁基过氧化氢水溶液,继续聚合直到未反应的乙酸乙烯酯单体量小于2％。

吹扫聚合后残留的乙烯,减压除去生成的乳液中未反应的乙酸乙烯酯单体,得到未反应的乙酸乙烯酯单体为0.5％以下的树脂乳液1。

按照JIS K 6828测定所得树脂乳液1的固体成分率。干燥条件为在105℃干燥3小时。固体成分率为55％。

2.实施例、比较例、参考例

<试验土壤1的准备>

按下述向填充容器中装入土壤,用刷子非碾压地将土壤表面弄平。将使用树脂乳液1和纯水制备的散布溶液作为土壤改性剂进行散布。按表1的散布条件散布并养护。

土壤种类:岩濑砂(茨城县产)

土壤填充容器:SUS方平底盘(内部尺寸:W253×L338×H60mm)

土壤填充量:7.0±0.5kg/容器(无碾压)

树脂乳液散布前的土壤含水率:1.6％

散布方法:喷雾

养护条件:23℃室内(用空调管理温度)/1周

<土壤强度的测定>

对试验土壤1的表面逐渐施以负荷,使用IMADA公司的数字测力计DS2-500N(使用

圆形扁平配件)测定固着层被破坏时的负荷的最大值,用所得负荷的最大値除以圆形扁平配件与土壤表面的接触面积,算出土壤强度。

以N＝5进行测定,去掉最大值和最小值,以N＝3算出平均值。

<固着层厚度的测定>

使用镊子剥离试验土壤1表面的固着层,使用游标卡尺测定固着层的厚度。

以N＝5进行测定,去掉最大值和最小值,以N＝3算出平均值。

<试验土壤2的准备>

土壤种类:岩濑砂(茨城县产)

土壤填充容器:Win planter方形32型(内部尺寸:28cm四边×高度21cm)

土壤填充量:16.5±0.5kg/容器(无碾压)

树脂乳液散布前的土壤含水率:1.6％

散布方法:喷雾

养护条件:23℃室内(用空调仅管理温度)/1周

<透水率>

以试验土壤2的表面成为10度倾斜角度的方式固定种植器,从1.5m的高度位置对土壤表面整体以200mm/h散布水30分钟(装置:大起理化公司降雨装置DIK-6000)。将散布水期间从种植器边缘流出的包括土壤在内的水全部回收,将土壤和水分离,测定表层流出水的质量。试验是每天降雨,重复进行3次。由散布水量和表层流出水的质量的3次累积量按下式算出透水率。

透水率(％)＝100×(散布水量(kg)-表层流出水的质量(kg))/散布水量(kg)

<土壤流失量>

对测定表层流出水的质量时分离的红土的质量进行测定,由3次累积量按下式算出表层流失土壤量。

土壤流失量(g/m²)＝土壤质量(g)/种植器的开口面积(m²)

【表1】

Claims

1.一种土壤改性方法,其具备对土壤散布土壤改性剂的散布工序,

所述土壤改性剂含有树脂乳液,

所述散布工序以所述土壤的土壤强度成为0.1N/mm²以上的方式进行。

2.根据权利要求1所述的方法,其中,

所述散布工序以所述土壤的土壤强度成为5.0N/mm²以下的方式进行。

3.根据权利要求1或2所述的方法,其中,

所述散布工序以通过所述散布形成的固着层的厚度成为4mm以上的方式进行。

4.根据权利要求3所述的方法,其中,

所述散布工序以通过所述散布形成的固着层的厚度成为9mm以上的方式进行。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中,

所述散布工序以通过所述散布形成的固着层的厚度成为20mm以下的方式进行。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法,其中,

所述散布工序以所述树脂乳液的固体成分量成为10～600g/m²的方式进行。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法,其中,

所述散布工序以散布液量成为1000～8000g/m²的方式进行。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法,其中,

所述树脂乳液为EVA乳液。