CN103289705B - 一种纳米盐碱土壤改良剂及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纳米盐碱土壤改良剂，各配方组分如下，磷石膏48‑92wt%、硼酸0.001‑5 wt%、硫酸锌0.01‑10 wt%、磷酸脲2‑30 wt%、黄腐酸钾1‑35 wt%、纳米光催化剂0.001‑5 wt%。本发明纳米盐碱土壤改良剂，其中含有纳米光催化剂，利用其光化学特性可降低磷石膏中重金属含量；利用纳米材料的杀菌特性杀死土壤病源微生物；另外，利用纳米材料的表面活化性能，提高改良剂中的离子交换性能，提高改良剂的肥效。同时，解决现有盐渍化土壤改良剂中的钙制剂因颗粒较大与土壤颗粒接触面较小以及改良剂中的Ca2+置换土壤胶体中Na+能力较差等问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种盐碱土壤改良剂。
背景技术
据***不完全统计，全世界有各类盐渍土约10亿公顷，每年约有1.2×105ha灌溉土地因盐碱化而损失生产力。因此，研究盐碱土改良剂是确保我国18亿亩耕地红线不受影响的重要保障。
目前，国内外在土壤调理剂的研究与生产方面已有大量的研究成果和产品。在盐渍化土壤改良剂研究较多的有沸石、粉煤灰、污泥、绿肥、聚丙烯酰胺等单一改良剂，但其存在改良效果不全面或有不同程度的负面影响等问题。为了进一步提高土壤改良剂的改良效果，降低其负面影响，越来越多的研究者将不同改良剂配合施用，但是配合施用的方法仍是值得探讨的问题，此外以天然材料(特别是农业废弃物)为原料研制新型多功能土壤改良剂进行低产土壤的改良是目前土壤改良剂研究的热点，但如何控制废弃物的有害物质(如重金属、病原微生物)有待进一步探索。为此，本发明专利利用纳米材料的表面效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应降低磷石膏中重金属含量和杀死土壤病源微生物，提高改良剂的肥效。同时，解决现有盐渍化土壤改良剂中的钙制剂因颗粒较大与土壤颗粒接触面较小以及改良剂中的Ca2+置换土壤胶体中Na+能力较差等问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供了高肥效、成本低的纳米盐碱土壤改良剂；
本发明的另一目的是提供上述纳米盐碱土壤改良剂的制备工艺。
本发明的目的通过以下技术方案来具体实现：
一种纳米盐碱土壤改良剂，各配方组分如下，
一种纳米盐碱土壤改良剂，各配方组分如下，
磷石膏48-92wt%、硼酸0.001-5 wt %、硫酸锌0.01-10 wt %、磷酸脲 2-30 wt %、黄腐酸钾1-35 wt %、纳米光催化剂0.001-5 wt %，
其中，所述纳米光催化剂为ZnO、TiO2、Fe3O4、SiO2的一种或几种。
作为优选方案，上述的纳米盐碱土壤改良剂，各配方组分如下，
磷石膏52-88 wt %、硼酸0.001-2 wt %、硫酸锌0.01-3 wt %、磷酸脲 2-25 wt %、黄腐酸钾1-25 wt %、纳米催化剂0.001-5 wt %。
更优的，上述的纳米盐碱土壤改良剂，各配方组分如下，
磷石膏90 wt %、硼酸1 wt %、硫酸锌1 wt %、磷酸脲2 wt %、黄腐酸钾4 wt %、纳米催化剂2 wt %。
所述纳米光催化剂为TiO2。
上述配方中各组分功效如下：
磷石膏：含有大量的硫酸钙和游离酸，其中游离酸具有调节盐渍化土壤pH值的作用，硫酸钙其主要作用是平衡盐渍化土壤盐分离子比例以及为置换土壤中的Na+提供Ca2+。
硼酸：具有补充石灰性土壤缺硼以及促进盐渍化土壤植物体内碳水化合物合成与转运的功效。
硫酸锌：具有为植物生长提供必需的Zn2+，剩余的酸性SO4 2-，有利于分解碱性土壤的钙盐，释放出Ca2+，同时降低土壤pH值，降低碱度等功效。
磷酸脲：具有补充盐渍化土壤氮素和磷素不足以及调节土壤pH等功效。
黄腐酸钾：含有大量元素K、多种维生素、微量元素、菌体蛋白、核酸、表面活性物及促生长因子（生物活性物质）等。具有抗酸碱、抗氧化、对二价阳离子有很强的螯合能力，因此可与Fe、Cu、Zn、Mn、Ca等金属离子形成有机螯合微量元素，可促进植物对矿物质的吸收和利用。
纳米光催化剂：具有表面效应，可促进盐渍化土壤中的Na+与磷石膏中的Ca2+的快速交换以及降低磷石膏中重金属含量的功效，可掺杂改性。另外，纳米光催化剂具有类似植物生长调节剂之功效，促进植物生长的作用。
上述的纳米盐碱土壤改良剂的制备工艺，包括如下步骤，
1）将配方量的磷石膏用粉碎机或球磨机粉碎成粉末，备用；
2）将步骤1）所得的磷石膏粉末与配方量的纳米催化剂充分混匀，在波长范围为190-400nm紫外光下照射堆积10-30天，每堆积3-5天翻搅1次，共翻搅2-5次；
3）将步骤2）所得的混合物与配方量的硼酸、硫酸锌、磷酸脲、黄腐酸钾在室温条件下搅拌混匀，即可。
所述步骤2）中，在200-260nm紫外光照射下堆积7-15天，效果最佳。
本发明的有益效果：
本发明纳米盐碱土壤改良剂，其中含有纳米光催化剂，利用其光化学特性可降低磷石膏中重金属含量；利用纳米材料的杀菌特性杀死土壤病源微生物；另外，利用纳米材料的表面活化性能，提高改良剂中的离子交换性能，提高改良剂的肥效。同时，解决现有盐渍化土壤改良剂中的钙制剂因颗粒较大与土壤颗粒接触面较小以及改良剂中的Ca2+置换土壤胶体中Na+能力较差等问题。
本发明制得的纳米盐碱土壤改良剂用于改良盐渍化土壤，利用其中含有的硼酸、磷酸脲以及磷石膏本身含有的游离酸可降低盐渍化土壤pH；利用磷石膏中含有的钙离子以及黄腐酸钾中的钾离子平衡土壤盐分离子，减少盐离子对种子和幼苗的危害；利用硼酸和硫酸锌补充盐渍化土壤硼、锌不足的问题，促进各种瓜果蔬菜和大田农作物的生理代谢；利用黄腐酸钾中的腐殖酸刺激植物根系生长，激发植物生物活性，提高植物固氮、解磷、活化钾，改善化肥利用率。盆栽试验结果表明：在盐渍化土壤施用该改良剂200kg/亩，土壤pH较对照(CK)降低0.22-0.41个单位，土壤盐分含量较对照(CK)降低12.5%，小麦的平均株高较对照增加15cm，穗长平均较对照增加2.72cm，产量较对照增加10.6%。室内土柱淋溶模拟试验表明：在盐渍化土壤施用该改良剂200kg/亩，淋溶液中盐分含量较对照增加61%，淋溶液中水溶性钠含量较对照增加24%，这说明在盐渍化土壤施用该改良剂，土壤脱盐效果明显。
本发明还具有原料***格低、市场容易购买，生产制备工艺简单，制备成本低的有益效果。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
一种纳米盐碱土壤改良剂，配方为：磷石膏90 wt %、硼酸1 wt %、硫酸锌1 wt %、磷酸脲2 wt %、黄腐酸钾4 wt %、TiO2与ZnO按质量比1：1的混合物2 wt %。
其制备工艺包括如下步骤：
1）将配方量的磷石膏用粉碎机或球磨机粉碎成粉末，备用；
2）将步骤1）所得的磷石膏粉末与配方量的纳米催化剂充分混匀，在波长范围为190nm紫外光下照射堆积30天，每堆积3-5天翻搅1次，共翻搅2-5次；
3）将步骤2）所得的混合物与配方量的硼酸、硫酸锌、磷酸脲、黄腐酸钾在室温条件下搅拌混匀，即可。
实施例2：ZnO、TiO2、Fe3O4、SiO2
一种纳米盐碱土壤改良剂，配方为： 磷石膏70 wt %、硼酸5 wt %、硫酸锌10 wt%、磷酸脲2 wt %、黄腐酸钾8 wt %、ZnO 5 wt %。
其制备工艺包括如下步骤：
1）将配方量的磷石膏用粉碎机或球磨机粉碎成粉末，备用；
2）将步骤1）所得的磷石膏粉末与配方量的纳米催化剂充分混匀，在波长范围为400nm紫外光下照射堆积10天，每堆积3-5天翻搅1次，共翻搅2-5次；
3）将步骤2）所得的混合物与配方量的硼酸、硫酸锌、磷酸脲、黄腐酸钾在室温条件下搅拌混匀，即可。
实施例3：
一种纳米盐碱土壤改良剂，配方为：磷石膏48 wt %、硼酸5 wt %、硫酸锌10 wt %、磷酸脲30 wt %、黄腐酸钾3 wt %、Fe3O4 4 wt %。
其制备工艺包括如下步骤：
1）将配方量的磷石膏用粉碎机或球磨机粉碎成粉末，备用；
2）将步骤1）所得的磷石膏粉末与配方量的纳米催化剂充分混匀，在波长范围为200nm紫外光下照射堆积15天，每堆积3-5天翻搅1次，共翻搅2-5次；
3）将步骤2）所得的混合物与配方量的硼酸、硫酸锌、磷酸脲、黄腐酸钾在室温条件下搅拌混匀，即可。
实施例4：
一种纳米盐碱土壤改良剂，配方为：磷石膏88 wt %、硼酸2 wt %、硫酸锌0.01 wt%、磷酸脲 4wt %、黄腐酸钾5 wt %、纳米催化剂0.99 wt %。
1）将配方量的磷石膏用粉碎机或球磨机粉碎成粉末，备用；
2）将步骤1）所得的磷石膏粉末与配方量的纳米催化剂充分混匀，在波长范围为260nm紫外光下照射堆积7天，每堆积3-5天翻搅1次，共翻搅2-5次；
3）将步骤2）所得的混合物与配方量的硼酸、硫酸锌、磷酸脲、黄腐酸钾在室温条件下搅拌混匀，即可。
实施例5：
纳米盐碱土壤改良剂，各配方组分如下，
磷石膏52 wt %、硼酸0.15 wt %、硫酸锌0.85 wt %、磷酸脲 22 wt %、黄腐酸钾22wt %、TiO2 3 wt %。
1）将配方量的磷石膏用粉碎机或球磨机粉碎成粉末，备用；
2）将步骤1）所得的磷石膏粉末与配方量的纳米催化剂充分混匀，在波长范围为240nm紫外光下照射堆积9天，每堆积3-5天翻搅1次，共翻搅2-5次；
3）将步骤2）所得的混合物与配方量的硼酸、硫酸锌、磷酸脲、黄腐酸钾在室温条件下搅拌混匀，即可。
实施例6：
纳米盐碱土壤改良剂，各配方组分如下，
磷石膏62 wt %、硼酸1 wt %、硫酸锌2.5wt %、磷酸脲 17 wt %、黄腐酸钾14 wt%、ZnO 与SiO2按质量比2：1的混合物3.5 wt %。
1）将配方量的磷石膏用粉碎机或球磨机粉碎成粉末，备用；
2）将步骤1）所得的磷石膏粉末与配方量的纳米催化剂充分混匀，在波长范围为320nm紫外光下照射堆积20天，每堆积3-5天翻搅1次，共翻搅2-5次；
3）将步骤2）所得的混合物与配方量的硼酸、硫酸锌、磷酸脲、黄腐酸钾在室温条件下搅拌混匀，即可。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种纳米盐碱土壤改良剂，其特征在于，所述纳米盐碱土壤改良剂包括：磷石膏90wt％、硼酸1wt％、硫酸锌1wt％、磷酸脲2wt％、黄腐酸钾4wt％、纳米光催 化剂2wt％；
所述纳米光催化剂为ZnO、TiO2、Fe3O4、SiO2的一种或几种；
所述纳米盐碱土壤改良剂的制备工艺，包括如下步骤，
1)将配方量的磷石膏用粉碎机或球磨机粉碎成粉末，备用；
2)将步骤1)所得的磷石膏粉末与配方量的纳米光催化剂充分混匀，在波长范围为190-400nm紫外光下照射堆积10-30天，每堆积3-5天翻搅1次，共翻搅2-5次；
3)将步骤2)所得的混合物与配方量的硼酸、硫酸锌、磷酸脲、黄腐酸钾在室温条件下搅拌混匀，即可。
2.如权利要求1所述的纳米盐碱土壤改良剂，其特征在于，所述步骤2)中，在200-260nm紫外光照射下堆积7-15天。
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