CN1438293A - 一种保持水、土、肥和控制污染的土壤调理剂及其制备工艺 - Google Patents

一种保持水、土、肥和控制污染的土壤调理剂及其制备工艺 Download PDF

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Abstract

一种保持水、土、肥和控制污染的土壤调理剂及其制备工艺，以20～45％氢氧化钠2～1份或20～29％氨水4～2份中和1份95～98％的丙烯酸，加丙烯酸体积2～15倍的水以去除聚合热，聚合水溶液酸碱度达pH7～14，按每升丙烯酸0.1～0.6g加入自由基引发剂过硫酸钾或过硫酸铵，得到聚丙烯酸钠盐或铵盐的水溶胶，它能有效起到水土保持、增加土壤养分和肥力、改良土壤结构、改善农产品质量的作用，并可固定吸附土壤重金属和农药残留物，控制和降低土壤重金属和农药残留物对农产品的污染。

Description

一种保持水、土、肥和控制污染的土壤调理剂及其制备工艺
所属技术领域：
本发明涉及农业生产技术，尤其是一种保持水、土、肥和控制污染的土壤调理剂及其制备工艺。
背景技术：
经检索专利文献得知，以聚丙烯酸树脂吸附铵、钾、钙、镁等养分的组合物已有报导，用于农业和造林，但主要作用是保持水土和抗淋溶，通过吸水保水增肥，与小分子化合物交联作为植物生长调节剂，未报道能改良土壤结构、吸附重金属和农药残留物，改善农产品质量尤其是安全质量，无法满足安全农产品生产的需要。
发明内容：
本发明提出一种保持水、土、肥和控制污染的土壤调理剂及其制备工艺，它能有效起到水土保持、增加土壤养分和肥力、改良土壤结构、改善农产品质量的作用，并可固定吸附土壤重金属和农药残留物，控制和降低土壤重金属和农药残留物对农产品的污染。
本发明提出的制备工艺流程短、稳定、可靠。
本发明具有如下积极效果或优点：
本发明提出的土壤调理剂简称PAA盐，包括聚丙烯酸铵盐、聚丙烯酸碱金属和碱土金属盐以及聚丙烯酸铁盐、锌盐、铜盐、银盐和铝盐。它是以氢氧化钠或氨水中和丙烯酸，经静置水溶液聚合而得到聚丙烯酸盐水溶胶，干燥和粉碎后得到聚丙烯酸铵盐凝胶。再加入碱金属、碱土金属、铜、银、锌、铝盐，生成不溶性聚丙烯酸盐凝胶。其特征在于：以20～45％氢氧化钠2～1份或20～29％氨水4～2份中和1份95～98％的丙烯酸，加丙烯酸体积2～15倍的水以去处聚合热，聚合水溶液酸碱度达PH7～14，按每升丙烯酸0.1～0.6g加入自由基引发剂过硫酸钾或过硫酸铵，静置水溶液聚合，冷却至室温，得到聚丙烯酸钠盐或铵盐的水溶胶，含有聚丙烯酸钠或铵4～10％，水90～85％。
上述的土壤调理剂以40％氢氧化钠1份或29％氨水2份中和1份98％丙烯酸，加丙烯酸体积2倍的水，聚合水溶液酸碱度达PH7以上，按每升丙烯酸加入0.2g自由基引发剂过硫酸钾或过硫酸铵，静置水溶液聚合得到的聚丙烯酸钠盐或铵盐的水溶胶，经105～150℃干燥48～24小时或干燥至易于粉碎，冷却至30℃，粉碎过20目筛，得到其凝胶，聚丙烯酸钠或铵含量：90～98％。
上述的土壤调理剂以聚丙烯酸钠或铵盐水溶胶1份，生石灰2～4份，得到聚丙烯酸钙盐；以聚丙烯酸钠或铵盐水溶胶1份，硫酸亚铁4～6份，得到聚丙烯酸铁盐。
上述生石灰也可以是其他碱金属和碱土金属氧化物、氢氧化物和盐类，也可以加石英沙、秸秆粉、硅胶粉、硫磺粉、硼酸做填充物；硫酸亚铁也可以是锌、铜、银和铝金属盐类，也可以加石英沙、秸秆粉、硅胶粉、硫磺粉、硼酸做填充物。
本发明提供的产品无毒，无公害，具有很高的水溶性和冷、热、机械、生物稳定性。聚丙烯酸铵盐在水溶液中会逐渐水解，有为数众多的强亲水基团，吸湿性和保水性非常强，相对湿度55％，30℃每克聚丙烯酸钠的吸湿量达5500克，40％丙烯酸钠水溶液进行静止聚合，则生成含水60％的明胶状聚合物。属高分子电解质，具有大量的离子交换基团，阳离子交换量是腐殖酸的20倍以上，可交换吸附铵、钾、钙、镁等养分。可在土壤中与土粒络合，形成稳定的团粒结构，其效果是腐殖土的数百倍。可固定吸附重金属和农药残留物，降低土壤重金属和农药残留物对农产品安全性的危害。因此，它们是优良的保持水、肥、土和控制农产品污染的无公害有机土壤调理剂。
具体实施例
例1 取丙烯酸10kg，20～45％氢氧化钠20kg，加水40kg中和聚合热，调整水溶液酸碱度达PH7～14，按每升丙烯酸0.1～0.6g加入自由基引发剂过硫酸钾或过硫酸铵，静置水溶液聚合冷却至室温得到聚丙烯酸钠盐或铵盐的水溶胶，含有聚丙烯酸钠或铵4～10％，水90～85％。
例2 取丙烯酸10kg，20～29％氨水20kg，加水20kg中和聚合热，调整水溶液酸碱度达PH7～14，按每升丙烯酸0.1～0.6g加入自由基引发剂过硫酸钾或过硫酸铵，静置水溶液聚合冷却至室温得到聚丙烯酸钠盐或铵盐的水溶胶，含有聚丙烯酸钠或铵4～10％，水90～85％。
例3 将上述两例得到                 土壤含水量％土壤  施肥处理         5 月  6 月  7 月  7 月               比对照
                   下旬  中旬  上旬  下旬  平均   S.D    增减％TT1   单施化肥对照     32.4  32.5  31.8  31.1  51.95  0.64     0
  增施土壤改良剂   36.2  39.6  31.8  32.8  35.10  3.54    9.9TD1   单施化肥对照     21.1  22.8  22.4  28.1  23.6   3.09     0
  增施土壤改良剂   24.3  24.2  28.5  24.8  25.45  2.05    7.8TD2   单施化肥对照     20.7  29.6  26.8  26.8  25.98  3.76     0
  增施土壤改良剂   30.5  22.3  20.1  28.9  25.45  5.03   -2.0MD    单施化肥对照     16.2  20.7  29.3  24.0  22.55  5.52     0
  增施土壤改良剂   18.2  23.8  28.6  25.0  23.90  4.31    6.0平均  单施化肥对照     22.6  26.4  27.6  27.5  26.02  2.37     0
  增施土壤改良剂   27.3  27.5  27.3  27.9  27.50  0.28    5.7
  比对照增减％     20.8   4.2  -1.1   1.5
测定烤烟生长各阶段土壤含水量，四种土壤增施PAA盐水溶胶与适量单施化肥(N5.8～9kg/亩)相比，土壤含水量平均增高5.7％。尤其在烤烟苗期(移栽后14～25天)干旱情况下，四种土壤平均，单施化肥土壤含水量22.6％，增施PAA盐土壤含水量27.3％，比单施化肥高20.8％。充分说明PAA盐的保水性能，并可持续2个月以上。
2、增施PAA盐土壤调理剂明显提高烟叶磷钾吸收(见表2)
四种土壤增施PAA盐水溶胶，烟叶吸收磷量比单施化肥平均提高29.5％。尤其在弥勒酸性红壤旱地(pH5.4)上，单施化肥烟叶吸收磷量为5.61kg/hm2，增施PAA盐烟叶吸收磷量达8.24kg/hm2，比单施化肥高46.9％。
四种土壤增施PAA盐水溶胶，烟叶吸收钾量比单施化肥平均提高19.5％。尤其在弥勒县西三乡酸性红壤旱地(pH5.4)上，单施化肥烟叶吸收钾量为56.8kg/hm2，增施PAA盐烟叶吸收钾量达76.0kg/hm2，比单施化肥高33.8％。
烟叶吸氮量仅微增0.3％。说明PAA盐的保肥性能和提高土壤供肥能力主要表现在磷钾等作物容易缺乏的养分上。
表2  四种土壤增施PAA盐水溶胶烟叶氮磷钾吸收利用
                        N               P                K
                         占N化            占P化           占K化土壤  施肥处理      叶N量             叶P量          叶K量
                         肥施用           肥施用          肥施用
                kg/hm2  量％    kg/hm2 量％   kg/hm2  量％TT1  单施化肥对照   40.90    30.3    3.74     6.3   35.06     12.5
 增施土壤改良剂 46.19    34.2    5.19     8.8   42.38     15.1TD1  单施化肥对照   52.11    49.6    4.56     10.0  47.29     21.7
 增施土壤改良剂 46.00    43.8    5.73     12.5  56.48     25.9TD2  单施化肥对照   49.59    47.2    4.26     9.3   56.17     25.8
 增施土壤改良剂 49.80    47.4    4.36     9.5   58.38     26.8MD   单施化肥对照   35.15    33.5    5.61     12.2  56.76     26.0
 增施土壤改良剂 36.34    34.6    8.24     18.0  75.96     34.9平均 单施化肥对照   44.44    40.2    4.54     9.45  48.82     21.5
 增施土壤改良剂 44.58    40.0    5.88     12.2  58.30     25.7
 比对照增减％    0.3     -0.5    29.5     29.1  19.5      19.33、增施PAA盐土壤调理剂明显改善土壤物理性状(1)＜0.001mm粘粒和质地五种土壤(含一个昆明古红土红壤盆栽土)增施PAA盐，与适量单施化肥(N5.8～9kg/亩)相比，第三年(2001年)，＜0.001mm粘粒平均减少7.7％。尤其是昆明红壤盆栽三年＜0.001mm粘粒含25.4％，比单施化肥减少32.8％，比三年前减少19.0％，质地由粉粘土改良成砂壤土，同盆栽土掺沙10％有关；在长期主施化肥的红壤水稻土上增施PAA土壤调理剂，＜0.001mm粘粒含28.7％，比单施化肥减少8.3％，比三年前减少10.2％，质地由粉黏土改良成粉壤土；在通海红壤旱地黏土上＜0.001mm粘粒含55.2％，施PAA效果不明显，跟土壤过于粘重，PAA施用量相对不足，改良时间短有关，但比德国产Agrosol土壤改良剂效果好。(见表3.1)
表3.1五种土壤增施PAA盐土壤＜0.001mm粘粒含量和质地
                      土壤＜0.001mm粘粒含量％土壤  施肥处理
                                                   质地
                1998年  2001年  比98增  比对照增TT1  单施化肥对照    32.0    31.3    -2.2      0      粉黏土
 增施土壤改良剂          28.7   -10.2    -8.3     粉壤土TD1  单施化肥对照    55.2    56.4     2.2      0       黏土
 增施土壤改良剂          56.5     2.3     0.2      黏土TD2  单施化肥对照    45.5    46.1     1.3      0       黏土
 增施土壤改良剂          45.2    -0.8    -2.0      黏土MD   单施化肥对照    36.2    37.4     3.1      0      壤黏土
 增施土壤改良剂          37.2     2.7    -0.5     壤黏土
 增施德产改良剂          37.9     4.7     1.3     壤黏土PK   单施化肥对照    31.4    37.8    20.6      0      粉黏土
 增施土壤改良剂          25.4   -19.0    -32.8    砂壤土
 增施德产改良剂          37.2    18.5    -1.6     粉黏土平均 单施化肥对照    40.1    41.8     4.2      0
 增施土壤改良剂          38.6    -3.7    -7.7
(2)土壤容重和空隙度
五种土壤增施PAA盐三年后，与适量单施化肥(N5.8～9kg/亩)相比，土壤容重明显降低，总空隙度明显提高。尤其是在容重大，空隙度低的土壤上效果显著，如昆明红壤盆栽三年后，容重降低18.6％，总空隙度增加9.2％；通海红壤长期主施化肥旱地容重降低17.0％，总空隙度增加15.5％。(见表3.2)
表3.2 五种土壤增施PAA盐土壤容重和空隙度
                       土壤容重g/cm3             土壤总空隙度％土壤 施肥处理
                 1998年   2001年   增减％   1998年   2001年   增减％TT1  单施化肥对照    1.19     1.22      2.5      55.8    54.8     -1.8
 增施土壤改良剂           1.08     -9.2              59.5      6.5TD1  单施化肥对照    1.32     1.15     -13.0     52.5    58.8      12.0
 增施土壤改良剂           1.09     -17.0             60.6      15.5TD2  单施化肥对照    1.09     1.08     -0.9      60.2    60.9      1.1
 增施土壤改良剂           1.03     -5.5              62.3      3.4MD   单施化肥对照             1.09                       60.2
 增施土壤改良剂           1.04     -4.6              62.2      3.3
 增施德产改良剂           0.98     10.1              63.6      5.6PK   单施化肥对照             1.18                       57.7
 增施土壤改良剂           0.96     -18.6             63.0      9.2
 增施德产改良剂           1.19      0.8              53.4     -7.5
(3)土壤团聚体和团聚体粘粒比
五种土壤增施PAA盐三年后，与适量单施化肥(N5.8～9kg/亩)相比，0.001～1mm团聚体平均减少4.0％，＜0.001mm粘粒平均减少35.0％，团聚体粘粒比提高45.2％。尤以通海古红土红壤旱地突出，团聚体占41.2～54.4％，比单施化肥增加3.8～7.9％，＜0.001mm粘粒占2.0～3.9％，比单施化肥减少38.7～45.3％，团聚体粘粒比高达10.5～26.7，比单施化肥提高69.5～218.0％，平均提高154.9％。＜0.001mm粘粒易随水流失，(表3.3)
上述三方面充分说明，增施PAA盐能与粘粒结合形成稳定的团聚体，起到改良土壤结构，改善土壤通透性和质地，保持土壤作用。
表3.3增施PAA盐土壤团聚体和粘粒含量变化
                 0.001～1mm团聚体  ＜0.001mm粘粒      团聚体粘粒比土壤  施肥处理
                 1998  2001   增减 1998  2001   增减 1998  2001  增减
                 年    年     ％   年    年     ％   年    年    ％TT1  单施化肥对照    33.2  28.2        5.24  3.04        6.33  9.29
 增施土壤改良剂        26.4  -6.4        2.27  -25.3       11.6  25.3TD1  单施化肥对照    46.4  39.7        10.5  6.41        4.41  6.19
 增施土壤改良剂        41.2   3.8        3.93  -38.7       10.5  69.5TD2  单施化肥对照    41.2  50.4        8.28  3.73        4.97  8.39
 增施土壤改良剂        54.4   7.9        2.04  -45.3       26.7  218MD   单施化肥对照    16.7  34.1        20.9  3.28        0.80  10.4
 增施土壤改良剂          34.7    2.0       2.46  -25.0      14.1   35.9
 增施德产改良剂          35.2    3.3       2.71  -17.4      13.0   25.0PK   单施化肥对照            36.8              1.09             33.7
 增施土壤改良剂          24.7   -32.8      0.69  -36.7      35.8   6.2
 增施德产改良剂          31.3   -14.7      2.92  168        10.7  -68.2平均 单施化肥对照    31.9    37.8         11.2 3.51        4.13 13.6
 增施土壤改良剂          36.3   -4.0       2.28  -35.0      19.7   45.2
 比对照增减％            -4.0             -35.0             45.2
4、增施PAA盐土壤调理剂明显改善土壤化学性状
(1)土壤pH
六种土壤增施PAA盐，土壤pH的变化因土壤和PAA盐酸碱性而异。在碱性土(TT1，pH＞8)2000年增施酸性PAA亚铁盐加硫磺粉，土壤pH比单施化肥对照降低0.47pH单位，2001年增施碱性PAA钠盐水溶胶，土壤pH比对照升高0.31pH单位；在微碱性土(TD1，pH＞7)上，三年增施中性PAA钠盐，土壤pH比单施化肥对照平均升高0.21pH单位；在微酸性土(TD2，pH＞6)上，三年增施碱性PAA钠铵盐，土壤pH与单施化肥对照无差异；在酸性土(MD、PT、PK，pH6左右)上，三年增施碱性PAA钠铵盐或钙盐，土壤pH比单施化肥对照平均升高0.03～0.47pH单位。因此，增施碱性PAA钠盐水溶胶，有明显改良酸性土的作用。(表4.1)
表4.1红壤增施PAA盐0～20cm.土层pH值的变化
                                pH值土壤  施肥处理                               1999-2001年
                1998  1999  2000  2001
                                         平均  S.DTT1  适量单施化肥   8.01  8.43  8.46  7.99   8.29  0.26
 增施土壤改良剂             7.99  8.30   8.14  0.17TD1  适量单施化肥   7.18  7.30  7.13  7.35   7.26  0.12
 增施土壤改良剂       7.37  7.43  7.61   7.47  0.12TD2  适量单施化肥   6.32  6.25  6.49  6.65   6.46  0.20
 增施土壤改良剂       6.65  6.46  6.28   6.46  0.18MD   适量单施化肥   5.41  5.15  5.50  5.42   5.36  0.18
 增施土壤改良剂       5.38  5.59  5.21   5.39  0.19PT   适量单施化肥   6.06  6.32  5.45  5.42   5.73  0.51
 增施土壤改良剂       6.19  5.94  6.01   6.05  0.13PK  适量单施化肥    6.30  6.20  5.50  5.64  5.78  0.37
增施土壤改良剂        6.23  6.25  6.27  6.25  0.02
(2)土壤有机质
六种土壤增施PAA盐三年土壤有机质含量与单施化肥对照无显著差异。与PAA盐施用量小，有机成分含量低有关。在有机质含量低的土壤上，如PK，有机质含量0.87％，增施PAA盐三年，土壤有机质仍比单施化肥对照提高20.7％。(表4.2)
表4.2红壤增施PAA盐0～20cm.土层有机质的变化
                               有机质％土壤  施肥处理                               1999-2001年
                 1998  1999  2000  2001
                                         平均  S.DTT1  适量单施化肥    3.99  3.87  3.47  3.74  3.69  0.20
 增施土壤改良剂              3.66  3.83  3.74  0.12TD1  适量单施化肥    2.09  2.86  2.35  1.84  2.35  0.51
 增施土壤改良剂        2.45  2.31  1.79  2.18  0.35TD2  适量单施化肥    2.94  3.02  2.75  2.67  2.81  0.18
 增施土壤改良剂        2.91  2.94  2.97  2.94  0.03MD   适量单施化肥    3.22  2.48  2.71  2.72  2.64  0.14
 增施土壤改良剂        2.18  2.52  2.72  2.47  0.27PT   适量单施化肥    2.94  3.27  2.86  2.87  3.00  0.23
 增施土壤改良剂        3.13  2.92  2.49  2.85  0.33PK   适量单施化肥    0.72  0.86  0.83  0.91  0.87  0.04
 增施土壤改良剂        0.93  1.02  1.21  1.05  0.14
(3)土壤阳离子交换量(CEC)
由于PAA盐阳离子交换量高，因此，六种土壤增施PAA盐三年后，除土壤阳离子交换量高的水稻土TT1和长期配施有机肥的旱地土TD2外，其它土壤的阳离子交换量比单施化肥都明显增高；2001年与1998年相比，除土壤阳离子交换量高的水稻土TT1有所降低外，其它土壤的阳离子交换量都显著增高。(表4.3)
表4.3红壤增施PAA盐0～20cm.土层CEC的变化土壤  施肥处理                   CEC  cmol/kg
                 1998   2001   比98年增减％   比对照增减％TT1  单施化肥对照    44.13  35.86   -18.7              0
 增施土壤改良剂         35.73   -19.0            -0.4TD1  单施化肥对照    15.71  17.38   10.6               0
 增施土壤改良剂         19.64   25.0             13.0TD2  单施化肥对照    11.90  14.20   19.3               0
 增施土壤改良剂         14.10   18.5             -0.7MD   单施化肥对照    6.35   10.00   57.5               0
 增施土壤改良剂         10.40   63.8              4.0PT   单施化肥对照    -      8.57                       0
 增施土壤改良剂  -      10.98                     28.1PK   单施化肥对照    -      4.60                       0
 增施土壤改良剂  -      5.27                      14.6
5、增施PAA盐土壤调理剂明显降低烟叶重金属含量(表5)
四种土壤增施PAA盐三年后，与适量单施化肥(N5.8~9kg/亩)相比，烟叶重金属平均含量Pb降低20.5％，As降低18.6％，Cr降低11.9％，Cd降低1.0％。说明增施PAA盐吸附固定土壤重金属，降低烟叶重金属含量。尤以碱性和酸性土壤上效果显著，在微酸性和微碱性土壤上效果不如麦秸。从重金属种类看，增施PAA盐降低烟叶Pb、As含量效果较好，降低Hg、Cd含量效果不如麦秸和德国产Agrosol土壤改良剂。
表5、增施PAA盐2001年烟叶重金属含量
                         烟叶重金属mg/kg土壤  施肥处理
                   Hg     Pb     As     Cd    CrTT1  单施化肥对照    0.0036   \    0.307  0.556  0.77
 增施土壤改良剂  0.0027   \    0.167  0.504  0.59TD1  单施化肥对照    0.0034  0.60  0.218  0.698  0.73
 增施土壤改良剂  0.0029  0.43  0.168  0.726  0.66TD2  单施化肥对照    0.0028  0.41  0.094  0.269  0.32
 增施土壤改良剂  0.0039  0.58  0.172  0.341  0.44MD   单施化肥对照    0.0033  1.14  0.157  0.631  0.28
 增施土壤改良剂  0.0026  0.70  0.125  0.559  0.16
 增施德产改良剂  0.0021  0.78  0.125  0.593  0.11PK   单施化肥对照    0.0013  2.25  0.060  0.178  1.21
 增施土壤改良剂  0.0029  2.95  0.195  0.213  2.53
 增施德产改良剂  0.0022  2.33  0.134  0.114  1.95平均 单施化肥对照    0.0033  0.72  0.194  0.538  0.525
 增施土壤改良剂  0.0030  0.57  0.158  0.533  0.462
 比对照增减％   -9.1    -20.5 -18.6  -1.0   -11.9
6、增施PAA盐土壤调理剂对烤烟产量无显著影响(表6.1，6.2)
              表6.1增施PAA盐对烤烟产量、产值的影响
                 1999年             2000年           2001年
              产量    产值      产量     产值      产量    产值
 处理        kg/hm2 yuan/hm2 kg/hm2 yuan/hm2 kg/hm2 yuan/hm2
                                TT1适量单施化肥   2634b    27166c    1142    11321     1604c   12919d增施土壤改良剂     -        -       1125    11537     1974ab  20028ab
                                TD1适量单施化肥   2110     22122     1809    14184     2316b   18571b增施土壤改良剂   2406     17334     1880    14457     2447    19818
                                TD2适量单施化肥   2617     23053     1854    15687     2328a   19297b增施土壤改良剂    -         -       1820    15754     2295a   24186a
                                MD适量单施化肥   2325b    21750b    1549    14746     1890b   19566e增施土壤改良剂   2292     20030     1816    17920     2030a   26008a注：-表示未设置处理(后表同)
四种土壤增施PAA盐烤烟平均产量比适量单施化肥(N5.8～9kg/亩)，99年增产6.3％，00年增产4.4％，01年增产8.7％，三年平均增产6.5％。其中，长期主施化肥田增产10.8％，长期主施化肥地增产7.9％，弥勒有机无机肥配施地增产7.7％，通海有机无机肥配施地平均减产1.6％。统计表明，增、减产差异不显著，增施PAA盐对烤烟产量无显著影响。
               表6.2施用有机物对烤烟产量的影响  kg/hm2
                                                       F
试验地点       TT      TD1    TD2      MD   平均
                                                    行    列适量单施化肥    1793    2078    2266    1921  2014a  5.53  1.22增施土壤改良剂    1549    2244    2058    2046  1974a
7、增施PAA盐土壤调理剂显著提高烟叶产值(表7)
         表7增施PAA盐对烤烟产值的影响 yuan/hm2
                                                      F
试验地点      TT    TD1    TD2    MD     平均     行      列适量单施化肥  17135  18292  19346  18687  18365bc  4.86** 1.20增施土壤改良剂  15782  17203  19970  21319  18568bc
四种土壤增施PAA盐，三年，与适量单施化肥(N5.8～9kg/亩)相比，99年烟叶平均减值l4.8％，00年平均增值6.4％，01年比单施化肥平均增值30.0％，增值效果呈逐年递增趋势。在土肥易流失，作物生长后期供肥能力降低的土壤上增值最显著，如：通海长期主施化肥田三年平均增值28.5％，01年增值55.0％；弥勒有机无机肥配施地三年平均增值15.5％，01年增值32.9％；通海有机无机肥配施地01年在减产1.4％的情况下，烤烟增值25.3％。与增施PAA盐改良土壤环境，保持水、土、肥，提高中、上等烟叶比例有关。统计表明，增施PAA盐三年增加烟叶产值显著，尤其是在长期主施化肥的土壤上，烤烟增值极显著。
8、增施PAA盐土壤调理剂对烟叶化学成分无明显影响(表8.1，8.2)
四种土壤增施PAA盐，三年平均烟叶总糖26.2％、总氮2.1％、烟碱2.4％、钾含量2.6％及氮碱比0.92、糖碱比l2.18、施木克值2.66，统计表明，与单施化肥无显著差异，施用PAA盐对烟叶化学品质无明显影响。
表8.1施用有机物对烟叶总氮、总糖、烟碱和钾的影响 ％
                                                  F试验地点      TT      TD1    TD2     MD       平均    行    列
                           总氮     %             0.58  17.89**适量单施化肥   2.02    2.41    2.30    1.74    2.12 a大量单施化肥   2.30    2.25    2.50    1.89    2.24 a增施小麦秆    2.11    2.13    2.32    1.83    2.10 a增施玉米秆    2.21    2.30    2.14    1.73    2.10 a配施菜籽饼    2.24    2.13    2.44    1.66    2.12 a增施土壤改良剂 2.33    1.88    2.37    1.84    2.10 a
平均      2.20 a  2.18 a  2.34 a  1.78 b
                           烟碱      ％           0.30  15.22**适量单施化肥   2.53    2.78    2.34    1.82    2.37 a大量单施化肥   2.93    2.81    2.88    1.78    2.60 a增施小麦秆    2.67    2.61    2.60    1.74    2.40 a增施玉米秆    3.02    3.02    2.04    1.54    2.40 a 配施菜籽饼       2.84    2.41     2.70    1.54    2.37 a增施土壤改良剂    3.36    1.92     2.49    1.79    2.39 a
平均         2.89 a  2.59 a   2.51 a  1.70 b
                              总糖       ％            1.96  5.56**适量单施化肥     28.47    22.80   25.32    28.35  26.24 a大量单施化肥     22.04    22.48   23.81    26.42  23.69 a增施小麦秆      28.58    28.11   26.14    28.52  27.84 a增施玉米秆      24.24    26.31   26.76    29.72  26.76 a配施菜籽饼      24.26    25.77   22.27    31.14  25.86 a增施土壤改良剂   23.18    28.18    24.4    29.12  26.22 a
平均        25.13 b  25.61 b  24.78 b 28.87 a
                                钾      ％             1.18  24.28**适量单施化肥     1.61     2.58     3.11    2.80    2.52 a大量单施化肥     2.30     3.20     3.55    2.93    3.00 a增施小麦秆      1.64     2.91     3.22    3.04    2.70 a增施玉米秆      2.00     2.59     2.95    3.06    2.65 a配施菜籽饼      2.10     2.52     3.25    3.00    2.72 a增施土壤改良剂   1.77     2.07     3.06    3.65    2.64 a
平均        1.90 c   2.64 b   3.19 a  3.08 a
         表8.2施用有机物对烟叶氮碱比、糖碱比、施木克值的影响
                                                             F试验地点        TT       TD1      TD2      MD      平均    行     列
                               氮碱比适量单施化肥     0.79     0.88     1.00     0.99    0.92 a  0.32  15.05**大量单施化肥     0.80     0.82     0.88     1.00    0.88 a增施小麦秆      0.90     0.86     0.89     1.06    0.93 a增施玉米秆      0.73     0.78     1.06     1.13    0.92 a配施菜籽饼      0.80     0.88     0.91     1.10    0.92 a增施土壤改良剂   0.73     0.98     0.96     1.03    0.92 a
平均        0.79 c   0.87 bc  0.95 b  1.05 a
                              糖碱比适量单施化肥    11.53     8.80    11.54    16.47   12.08 a  0.80  20.68**大量单施化肥     7.88     8.23     8.45    15.78   10.08 a增施小麦秆     11.28    11.65     9.98    16.86   12.44 a增施玉米秆      8.16     9.16    13.0l    19.84   12.54 a配施菜籽饼      8.60    10.80     9.36    20.81   12.39 a增施土壤改良剂   7．32   14.95    10.10    16.34   12.18 a
平均        9.13 b  10.60 b  10.41 b  17.68 a
                             施木克植适量单施化肥     3.24     2.03     2.32     3.31    2.72 a  1.17  11.24**大量单施化肥     2.11     2.12     1.99     2.92    2.28 a增施小麦秆      2.89     2.77     2.33     3.13    2.78 a增施玉米秆      2.45     2.43     2.49     3.41    2.70 a配施菜籽饼      2.31     2.51     2.11     3.74    2.67 a增施土壤改良剂   2.22     3.04     2.22     3.18    2.66 a平均         2.54 b   2.48 b   2.24 b   3.28 a
9、增施PAA盐土壤调理剂对改善烟叶香食味有一定作用(表9.1，9.2)
增施PAA盐的四种土壤，三年平均烟叶评吸综合得分69.0，比适量单施化肥略低1.4分，比大量单施化肥高0.4分，统计差异不显著。增施PAA盐三年后，2001年烟叶评吸结果显示，增施PAA盐四种土壤平均烟叶评吸综合得分62.8，比适量单施化肥高0.7分，比大量单施化肥高0.9分。在提高香气量、香气质、浓度，降低刺激性方面好于单施化肥。
      表9.1施用有机物对烟叶评吸综合得分的影响(三年平均)
                                                          F试验地点      TT      TD1      TD2      MD     平均     行     列
                           综合得分适量单施化肥   72.8    70.4     68.4     69.9    70.4 a  2.42   4.39*大量单施化肥   68.2    67.4     69.4     69.4    68.6 a增施小麦秆    72.7    71.8     67.8     71.4    70.9 a增施玉米秆    73.6    70.6     66.8     72.2    70.8 a配施菜籽饼    69.7    67.8     68.4     68.8    68.7 a增施土壤改良剂 69.4    69.0     68.5     69.0    69.0 a
平均      71.1 a  69.5 ab  68.2 b   71.1 a
      表9.2增施PAA盐对2001年烟叶评吸得分的影响试验地点      TT     TD1       TD2      MD     平均    平均比对照增
                           综合得分适量单施化肥   62.5    61.8     63.3     60.7    62.15 a 0      0大量单施化肥   63.5    60.5     61.7     62.0    61.92 a -0.23  0增施土壤改良剂 63.8    62.9     61.7     62.8    62.80 a 0.65  0.88
                            香气质适量单施化肥    7.4     6.8      7.3      6.7     7.05大量单施化肥    7.7     6.9      6.9      6.8     7.08   0.03增施土壤改良剂  7.5     6.9      6.9      7.1     7.10   0.05  0.02
                            香气量适量单施化肥    7.2     7.1      7.0      6.6     6.98大量单施化肥    7.2     6.8      7.2      7.2     7.10   0.12增施土壤改良剂  7.5     7.2      6.6      7.2     7.13   0.15  0.03
                             浓度适量单施化肥    7.1     6.9      7.2      6.7     6.98大量单施化肥    7.3     6.6      7.3      7.1     7.08   0.10增施土壤改良剂  7.2     7.6      6.7      7.3     7.20   0.22  0.12
                            刺激性适量单施化肥    6.8     6.6      6.5      6.5     6.60大量单施化肥    6.7     6.3      6.2      6.8     6.50   0.10增施土壤改良剂  7.1     6.3      7.0      6.7     6.78   0.18  0.28
                             杂气适量单施化肥    6.5     6.6      6.8     6.5     6.60大量单施化肥    6.8     6.3      6.6     6.2     6.48    -0.12增施土壤改良剂  6.9     6.2      6.2     6.9     6.55    -0.05  0.07
                             劲头适量单施化肥    7.0     6.7      7.1     7.0     6.95大量单施化肥    7.0     6.4      6.6     7.0     6.75    -0.20增施土壤改良剂  7.0     6.8      6.9     6.7     6.85    -0.10  0.10
                             余味适量单施化肥    6.6     6.7      6.8     6.8     6.73大量单施化肥    6.8     6.4      6.4     6.6     6.55    -0.18增施土壤改良剂  6.8     6.9      6.8     6.6     6.78     0.05  0.23
10、增施PAA盐土壤调理剂改良土壤及改善烟叶品质的机理
(1)弥勒地烟增施PAA盐土壤调理剂与德国产土壤改良剂相比，烤烟产量略减0.07％，烟叶增值19.4％。德国产土壤改良剂Agrosil LR与单施化肥的参照相比，产量极显著提高，增值11.3％，增值效果不如PAA盐。Agrosil LR的改土机制是通过与土壤水分、组分特别是次生矿物发生不同程度的反应，利用硅酸溶胶与硅酸凝胶的动态平衡，达到改良土壤的目的。在硅铝铁率低的土壤上，具有复硅作用，与土壤氧化铁等矿物发生作用，促进形性能的有机聚合物。施入土壤后，与土壤矿物形成稳定的络合物，与土壤中的离子、分子结合，形成适当大小的团聚体。主要作用是改善土壤透水透气性和保水、保肥、保土。国内外类似产品主要用做保持水土和抗淋溶。PAA盐土壤调理剂施入土壤使粘粒含量减少，大于2微米的复合体增加，使复合体解离度比大量单施化肥平均降低26.9％，比适量单施化肥平均降低24.1％，比德国改良剂平均降低2.2％。在质地粘重的红壤上施用，能使土壤质地朝壤土方向发展，有明显的改良土壤结构作用。
(2)PAA高聚物盐具有很高的离子交换性能，与土壤粘粒结合形成的新鲜有机矿质复合体具有较强的吸收、吸附、固定土壤氮素和重金属的能力，具有平衡土壤氮素供应，防止或控制环境和农产品污染的重要作用。
(3)土壤直接施用高聚物土壤改良剂，改善土壤环境质量，在调节土壤反应，降低土壤中重金属有效性，提高烟叶品质和控制烟叶硝酸盐等有害物质方面效果明显。

Claims (6)

1、一种保持水、土、肥和控制污染的土壤调理剂及其制备工艺，其特征在于：以20～45％氢氧化钠2～1份或20～29％氨水4～2份中和1份95～98％的丙烯酸，加丙烯酸体积2～15倍的水以去处聚合热，聚合水溶液酸碱度达PH7～14，按每升丙烯酸0.1～0.6g加入自由基引发剂过硫酸钾或过硫酸铵，静置水溶液聚合，冷却至室温，得到聚丙烯酸钠盐或铵盐的水溶胶，含有聚丙烯酸钠或铵4～10％，水90～85％。
2、根据权利要求1所述的土壤调理剂及其制备工艺，其特征在于：以40％氢氧化钠1份或29％氨水2份中和1份98％丙烯酸，加丙烯酸体积2倍的水，聚合水溶液酸碱度达PH7以上，按每升丙烯酸加入0.2g自由基引发剂过硫酸钾或过硫酸铵，静置水溶液聚合得到的聚丙烯酸钠盐或铵盐的水溶胶，经105～150℃干燥48～24小时或干燥至易于粉碎，冷却至30℃，粉碎过20目筛，得到其凝胶，聚丙烯酸钠或铵含量：90～98％。
3、根据权利要求1所述的土壤调理剂及其制备工艺，其特征在于：以聚丙烯酸钠或铵盐水溶胶1份，生石灰2～4份，得到聚丙烯酸钙盐。
4、根据权利要求1所述的土壤调理剂及其制备工艺，其特征在于：聚丙烯酸钠或铵盐水溶胶1份，硫酸亚铁4～6份，得到聚丙烯酸铁盐。
5、根据权利要求3所述的土壤调理剂及其制备工艺，其特征在于：生石灰也可以是其他碱金属和碱土金属氧化物、氢氧化物和盐类，也可以加石英沙、秸秆粉、硅胶粉、硫磺粉、硼酸做填充物。
6、根据权利要求4所述的土壤调理剂及其制备工艺，其特征在于：硫酸亚铁也可以是锌、铜、银和铝金属盐类，也可以加石英沙、秸秆粉、硅胶粉、硫磺粉、硼酸做填充物。
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