CN116675580B - 一种颗粒状土壤调理剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种颗粒状土壤调理剂及其制备方法和应用，属于土壤调理剂技术领域。本发明的颗粒状土壤调理剂包括以下重量份的原料：粉末状土壤调理剂80～99份，混合粘结剂1～20份和水；所述混合粘结剂包括凹凸棒土、纤维素和腐殖酸。本发明提供的颗粒状土壤调理剂粘结剂用量少，成球率高，在土壤中遇水崩解，大大提高了土壤调理剂的分散性，加快了调理剂中养分的释放，提高了作物的产量，且据实施例记载，本发明提供的颗粒状土壤调理剂在土壤中的分散时间均小于1min，分散率达到了100％。
Description
技术领域
本发明属于土壤调理剂技术领域，具体涉及一种颗粒状土壤调理剂及其制备方法和应用。
背景技术
土壤调理剂又称为土壤改良剂，是指可以改善土壤物理性质，促进作物养分吸收的一种物料，其具有保墒和增温作用，可以有效提高土壤墒情，增加耕层地温，还可以改良土壤结构，防止水土流失等，适用于干旱、半干旱和作物生育期积温不足的地区，以及土壤结构差的土壤，特别是缺水严重的旱地和坡沙地、盐碱地、酸性土壤等。
土壤调理剂多为粉状，为方便运输和机械化施用，一般将粉状的土壤调理剂制备成颗粒状保存。而由于土壤调理剂不溶于水，没有粘性，需要添加粘结剂才能制备成颗粒状。
目前，制备颗粒状土壤调理剂采用的粘结剂主要包括高岭土、膨润土、煤泥、白垩土等，此类物质为无用成分，粘性低，若加入量过多则会造成土壤调理剂有效成分含量降低，肥效下降；而且，使用上述粘结剂直接造粒形成的颗粒不溶于水，施入土壤中不会崩解，土壤调理剂的分散性大大降低，无法充分发挥肥效。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种颗粒状土壤调理剂，粘结剂用量少，成球率高，在土壤中遇水崩解，分散性高，还可释放养分供作物吸收。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明提供了一种颗粒状土壤调理剂，包括以下重量份的原料：粉末状土壤调理剂80～99份，混合粘结剂1～20份和水；所述合粘结剂包括凹凸棒土、纤维素和腐殖酸。
优选的，所述水的用量为所述粉末状土壤调理剂和混合粘结剂重量的3％～30％。
优选的，所述凹凸棒土、纤维素和腐殖酸的重量比为(20～60)：(15～55)：(25～65)。
优选的，所述纤维素包括甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素和羧甲基纤维素中的一种或几种；所述腐殖酸包括腐殖酸原粉和/或腐殖酸盐；所述腐殖酸盐包括腐殖酸钙、腐殖酸镁、腐殖酸钾和腐殖酸钠中的一种或几种。
优选的，所述粉末状土壤调理剂的粒度为200目以上。
优选的，所述颗粒状土壤调理剂的粒径为1～4.75mm。
优选的，所述颗粒状土壤调理剂的水分重量百分含量低于3％。
本发明还提供了上述技术方案所述土壤调理剂的制备方法，包括以下步骤：
将粉末状土壤调理剂、混合粘结剂和水混合后造粒；将得到的颗粒物进行干燥和筛分，得到所述颗粒状土壤调理剂。
优选的，所述干燥的温度为100～200℃。
本发明还提供了上述技术方案所述颗粒状土壤调理剂在调理土壤和/或提高作物产量中的应用。
有益效果：
本发明提供了一种颗粒状土壤调理剂，包括粉末状土壤调理剂和混合粘结剂，其中，混合粘结剂包括凹凸棒土、纤维素和腐殖酸；所述凹凸棒土能提高颗粒强度，降低颗粒粉碎率，纤维素具有吸水膨胀作用，使颗粒遇水崩解，腐殖酸具有一定的粘性，能提高成球率，在三者共同的作用下，使得本发明的颗粒状土壤调理剂粘结剂用量少，成球率高，在土壤中遇水崩解，大大提高了土壤调理剂的分散性，加快了调理剂中养分的释放。根据实施例记载，本发明提供的颗粒状土壤调理剂在土壤中的分散时间均小于1min，分散率达到了100％；此外，本发明以凹凸棒土、纤维素和腐殖酸为粘结剂，为土壤调理剂补充了大量有机质，使得土壤调理剂的营养成分更加全面，可更好地促进作物的生长。
本发明还提供了上述颗粒状土壤调理剂的制备方法，将粉末状土壤调理剂、混合粘结剂和水混合后造粒，并将得到的颗粒物进行干燥和筛分；本发明提供的制备方法操作简单，原料来源广泛，用量少，成本低，易于工业化生产。
具体实施方式
本发明提供了一种颗粒状土壤调理剂，包括以下重量份的原料：粉末状土壤调理剂80～99份，混合粘结剂1～20份和水；所述混合粘结剂包括凹凸棒土、纤维素和腐殖酸。
以重量份数计，本发明所述颗粒状土壤调理剂包括80～99份的粉末状土壤调理剂，优选为80～90份，更优选为80份。本发明所述粉末状土壤调理剂的粒度优选为200目以上，所述粒度的粉末状土壤调理剂更容易被植物根部分泌的根酸溶解吸收。本发明对所述粉末状土壤调理剂的来源并没有特殊限定，优选包括由矿石经高温煅烧得到的含有钾、硅、钙、镁等营养成分的矿物源类土壤调理剂。如在本发明实施例中，所述粉末状土壤调理剂优选购自于广东恒纪元农业科技有限公司，以钾长石、白云石或石灰石为主要原料，经高温煅焙烧而成，含有硅钙钾镁等多种营养元素，具体为：SiO2的质量分数≥20.0％，CaO的质量分数≥8.0％，MgO的质量分数≥2.0，K2O的质量分数≥10.0％。
以所述粉末状土壤调理剂的重量份为基准，本发明所述颗粒状土壤调理剂包括1～20份的混合粘结剂，优选为10～20份，更优选为20份。在本发明中，所述混合粘结剂优选包括凹凸棒土、纤维素和腐殖酸；所述凹凸棒土、纤维素和腐殖酸的重量比优选为(20～60)：(15～55)：(25～65)，进一步优选为(50～60)：(15～55)：(25～35)，更优选为50：15：35。本发明所述纤维素优选包括甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素和羧甲基纤维素中的一种或几种，进一步优选为甲基纤维素和/或羧甲基纤维素，更优选为羧甲基纤维素。本发明所述腐殖酸优选包括腐殖酸原粉和/或腐殖酸盐，更优选为腐殖酸原粉；所述腐殖酸盐优选包括腐殖酸钙、腐殖酸镁、腐殖酸钾和腐殖酸钠中的一种或几种，进一步优选为腐殖酸钙和/或腐殖酸钾，更优选为腐殖酸钾。本发明对所述凹凸棒土、纤维素和腐殖酸的来源没有特殊限定，采用常规市售产品即可。
在本发明中，所述颗粒状土壤调理剂中水的用量优选为所述粉末状土壤调理剂和混合粘结剂总重量的3％～30％，进一步优选为10％～20％，更优选为10％。
在本发明中，所述颗粒状土壤调理剂粒径优选为1～4.75mm，进一步优选为2～4mm，更优选为3～4mm；所述颗粒状土壤调理剂的水分重量百分含量优选低于3％，更优选低于1.2％，符合土壤调理剂国家标准NY/T3036-2016。
本发明提供的颗粒状土壤调理剂包括粉末状土壤调理剂和混合粘结剂，其中混合粘结剂包括凹凸棒土、纤维素和腐殖酸；所述凹凸棒土能提高颗粒强度，降低颗粒粉碎率，纤维素具有吸水膨胀作用，使颗粒遇水崩解，腐殖酸具有一定的粘性，能提高成球率，在三者共同的作用下使得本发明的颗粒状土壤调理剂粘结剂用量少，成球率高，在土壤中遇水崩解，大大提高了土壤调理剂的分散性，加快了调理剂中养分的释放。
本发明还提供了上述颗粒状土壤调理剂的制备方法，包括将所述粉末状土壤调理剂、混合粘结剂和水混合后造粒；将得到的颗粒物进行干燥和筛分，得到所述颗粒状土壤调理剂。
本发明将所述粉末状土壤调理剂、混合粘结剂和水混合后造粒。在本发明中，所述混合优选包括：先将粉末状土壤调理剂和混合粘结剂混合后，再将得到的混合物料与水混合；所述混合方式可防止混合粘结剂吸水过多分布不均。本发明对所述造粒的方法和设备没有特殊限定，采用本领域常规的造粒方法和设备即可，如在本发明具体的实施例中，所述造粒优选采用挤压设备或圆盘造粒设备。
所述造粒后，本发明将得到的颗粒物进行干燥。在本发明中，所述干燥的温度优选为100～200℃，进一步优选为100～150℃，更优选为100℃。本发明所述干燥的目的为将所述颗粒状土壤调理剂中的水分含量降低至3％以下。本发明对所述干燥的方法和设备没有特殊限定，采用本领域常规的干燥方法和设备即可。
所述干燥后，本发明将干燥后的颗粒物进行筛分，得到颗粒状土壤调理剂。本发明对所述筛分的方法和设备并没有特殊限定，采用本领域常规的筛分方法和设备即可。
所述筛分后，本发明优选还包括对所述颗粒状土壤调理剂进行密封包装，得到颗粒状土壤调理剂成品。本发明对所述密封包装的方法没有特殊限定，采用常规的密封包装方法即可。
本发明提供的制备方法操作简单，原料来源广泛，用量少，成本低，易于工业化生产。
本发明还提供了上述技术方案所述颗粒状土壤调理剂在调理土壤和/或提高作物产量中的应用。在本发明中，所述颗粒状土壤调理剂可用于酸性土壤，具有疏松土壤、改善土壤酸性、提高土壤抗逆性等作用，主要用于高值经济作物，如烟叶、茶叶、瓜果、蔬菜、育种、糖类作物、园林园艺植物、油类作物等。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的颗粒状土壤调理剂进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
一种颗粒状土壤调理剂，由以下原料组成：
200目粉末状土壤调理剂80kg，由凹凸棒土、羧甲基纤维素和腐殖酸原粉按照50：15：35的重量比混合而成的混合粘结剂20kg和水。
上述颗粒状土壤调理剂的制备方法，步骤如下：
将80kg的粉末状土壤调理剂和20kg混合粘结剂混合均匀，制成混合物料，在混合物料中添加10kg的水(即水为粉末状土壤调理剂和混合粘结剂总重量的10％)，然后在挤压设备中制成颗粒，将制成的颗粒在100℃下干燥至水分含量在3％以下，筛分出3～4mm的颗粒，得到颗粒状土壤调理剂，密封包装，即得到颗粒状土壤调理剂成品。
实施例2
一种颗粒状土壤调理剂，由以下原料组成：
200目粉末状土壤调理剂90kg，由凹凸棒土、羧甲基纤维素和腐殖酸原粉按照50：15：35的重量比混合而成的混合粘结剂10kg和水。
上述颗粒状土壤调理剂的制备方法，步骤如下：
将90kg的粉末状土壤调理剂和10kg混合粘结剂混合均匀，制成混合物料，在混合物料中添加10kg的水(即水为粉末状土壤调理剂和混合粘结剂总重量的10％)，然后在挤压设备中制成颗粒，将制成的颗粒在120℃下干燥至水分含量在3％以下，筛分出3～4mm的颗粒，密封包装，即得到颗粒状土壤调理剂。
实施例3
一种颗粒状土壤调理剂，由以下原料组成：
200目粉末状土壤调理剂98kg，由凹凸棒土、羧甲基纤维素和腐殖酸原粉按照50：15：35的重量比混合而成的混合粘结剂2kg和水。
上述颗粒状土壤调理剂的制备方法，步骤如下：
将98kg的粉末状土壤调理剂和2kg混合粘结剂混合均匀，制成混合物料，在混合物料中添加10kg的水(即水为粉末状土壤调理剂和混合粘结剂总重量的10％)，然后在挤压设备中制成颗粒，将制成的颗粒在150℃下干燥至水分含量在3％以下，筛分出3～4mm的颗粒，密封包装，即得到颗粒状土壤调理剂。
实施例4
一种颗粒状土壤调理剂，由以下原料组成：
200目粉末状土壤调理剂90kg，由凹凸棒土、羟丙基甲基纤维素和腐殖酸钙按照20：15：65的重量比混合而成的混合粘结剂10kg和水。
上述颗粒状土壤调理剂的制备方法，步骤如下：
将90kg的粉末状土壤调理剂和10kg混合粘结剂混合均匀，制成混合物料，在混合物料中添加20kg的水(即水为粉末状土壤调理剂和混合粘结剂总重量的20％)，然后在圆盘造粒设备中制成颗粒，将制成的颗粒在150℃下干燥至水分含量在3％以下，筛分出3～4mm的颗粒，密封包装，即得到颗粒状土壤调理剂。
实施例5
一种颗粒状土壤调理剂，由以下原料组成：
200目粉末状土壤调理剂90kg，由凹凸棒土、甲基纤维素和腐殖酸钾按照60：15：25的重量比混合而成的混合粘结剂10kg和水。
上述颗粒状土壤调理剂的制备方法，步骤如下：
将90kg的粉末状土壤调理剂和10kg混合粘结剂混合均匀，制成混合物料，在混合物料中添加20kg的水(即水为粉末状土壤调理剂和混合粘结剂总重量的20％)，然后在圆盘造粒设备中制成颗粒，将制成的颗粒在120℃下干燥至水分含量在3％以下，筛分出3～4mm的颗粒，密封包装，即得到颗粒状土壤调理剂。
实施例6
一种颗粒状土壤调理剂，由以下原料组成：
200目粉末状土壤调理剂90kg，由凹凸棒土、羟乙基纤维素和腐殖酸镁按照20：55：25的重量比混合而成的混合粘结剂10kg和水。
上述颗粒状土壤调理剂的制备方法，步骤如下：
将90kg的粉末状土壤调理剂和10kg混合粘结剂混合均匀，制成混合物料，在混合物料中添加20kg的水(即水为粉末状土壤调理剂和混合粘结剂总重量的20％)，然后在圆盘造粒设备中制成颗粒，将制成的颗粒在120℃下干燥至水分含量在3％以下，筛分出3～4mm的颗粒，密封包装，即得到颗粒状土壤调理剂。
将实施例1～6得到的颗粒状土壤调理剂进行技术性能指标的测试，测试结果如表1所示：
表1实施例1～6颗粒状土壤调理剂的性能指标测试结果
上述测试结果表明，本发明提供的颗粒状土壤调理剂颗粒强度均在10N以上，颗粒分散时间均小于1min，颗粒分散率均达到了100％，即证明本发明提供的颗粒状土壤调理剂具有高强度和高分散性的优点。
应用例1
选择实施例1～3制备得到的颗粒状土壤调理剂作为田间(广东省农业科学院农业科研试验场)试验的对象，具体试验方法和结果见表2。
表2实施例1～3农学实验以及结果
由以上应用例可知，采用实施例1得到的颗粒状土壤调理剂的试验田西红柿产量6500～7000公斤/亩，果实大小均匀，畸果率小于5％，试种后土壤酸性得到改善，土壤疏松性提高，缓释养分提高；采用实施例2得到的颗粒状土壤调理剂试验田苹果单株产量达到80～85公斤，果实糖分提高，果大色红，75以上规格占60％以上，果树病虫害减少，试种土壤酸性和板结性得到改善，缓释养分提高；采用实施例3得到的颗粒状土壤调理剂的试验田菠菜产量达到2200～2500公斤/亩，菠菜品质得到提升，病虫害减少，试种后土壤酸性得到改善，土壤疏松性提高，缓释养分提高。
由以上实施例可知，本发明提供的颗粒状土壤调理剂，粘结剂用量少，成球率高，在土壤中遇水崩解，大大提高了土壤调理剂的分散性，加快了调理剂中养分的释放，且具有疏松土壤、改善土壤酸性、提高土壤抗逆性等作用，可更好地促进作物的生长，提高作物产量。
尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的普通技术人员还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。
Claims (8)
1.一种颗粒状土壤调理剂，其特征在于，由以下重量份的原料组成：粉末状土壤调理剂80～99份，混合粘结剂1～20份和水；所述混合粘结剂由凹凸棒土、纤维素和腐殖酸组成；
所述水的用量为所述粉末状土壤调理剂和混合粘结剂重量的3％～30％；
所述凹凸棒土、纤维素和腐殖酸的重量比为(20～60)：(15～55)：(25～65)。
2.根据权利要求1所述的土壤调理剂，其特征在于，所述纤维素包括甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素和羧甲基纤维素中的一种或几种；所述腐殖酸包括腐殖酸原粉和/或腐殖酸盐；所述腐殖酸盐包括腐殖酸钙、腐殖酸镁、腐殖酸钾和腐殖酸钠中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的土壤调理剂，其特征在于，所述粉末状土壤调理剂的粒度为200目以上。
4.根据权利要求1所述的土壤调理剂，其特征在于，所述颗粒状土壤调理剂的粒径为1～4.75mm。
5.根据权利要求1～4任意一项所述的土壤调理剂，其特征在于，所述颗粒状土壤调理剂的水分重量百分含量低于3％。
6.权利要求1～5任一项所述土壤调理剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将粉末状土壤调理剂、混合粘结剂和水混合后造粒；将得到的颗粒物进行干燥和筛分，得到所述颗粒状土壤调理剂。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述干燥的温度为100～200℃。
8.权利要求1～5任一项所述土壤调理剂或权利要求6或7所述制备方法制备得到的土壤调理剂在调理土壤和/或提高作物产量中的应用。
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