CN108504362A - 一种盐碱地改良剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提高一种盐碱地改良剂及盐碱地改良方法,其原料包含:硫酸铝发泡剂,螯合剂,菌糠,凝胶剂,腐植酸,活化剂,水;所述的凝胶剂为羧甲基纤维素醚和聚乙烯醇质量比为1:1‑2的混合物,所述发泡剂为动植物性蛋白类发泡剂,所述菌糠为醋槽。本发明提供了一种盐碱地改良剂及改良方法,通过多种组分配合使用并制成特殊的泡沫形态,能够高效且节约水资源的实现去盐碱化,同时对作物也有一定的增产作用。
Description
技术领域
本发明属于土壤治理领域,特别是涉及一种盐碱地改良剂及其制备方法。
背景技术
盐碱地是盐类集积的一个种类,是指土壤里面所含的盐分影响到作物的正常生长,根据***教科文组织和粮农组织不完全统计,全世界盐碱地的面积为9.5438亿公顷,其中我国为9913万公顷。我国碱土和碱化土壤的形成,大部分与土壤中碳酸盐的累计有关,因而碱化度普遍较高,严重的盐碱土壤地区植物几乎不能生存。我国碱土和碱化土壤的形成,大部分与土壤中碳酸盐的累计有关,因而碱化度普遍较高,严重的盐碱土壤地区植物几乎不能生存。
盐碱地在利用过程当中,简单说,可以分为轻盐碱地、中度盐碱地和重盐碱地。轻盐碱地是指它的出苗率在70%-80%,它含盐量在千分之三以下;重盐碱地是指它的含盐量超过千分之六,出苗率低于50%;中间这块就是中度盐碱地(用PH值表示为:中度盐碱地PH值为:7.1-8.5,中度盐碱地PH值为:8.5-9.5,重度盐碱地PH值为:9.5以上)。目前随着科学技术的发展,不应该只看到不利的一面,更应该把它看成是很珍贵的土地资源,改善盐碱地用于农作物的种植是有效利用盐碱地的良好方法,其具有巨大的经济价值和环保价值。
对于盐碱地的改良,常用的方法有:1、洗盐,洗盐就是把水灌到盐碱地里,使土壤盐分溶解,通过下渗把表土层中的可溶性盐碱排到深层土中或淋洗出去,侧渗入排水沟加以排除;2、平整土地,平整土地可使水分均匀下渗,提高降雨淋盐和灌溉洗盐的效果,防止土壤斑状盐渍化;3、适时耙地,耙地可疏松表土,截断土壤毛细管水向地表输送盐分,起到防止返盐的作用;4、增施有机肥,合理施用化肥,有机肥经微生物分解、转化形成腐殖质,能提高土壤的缓冲能力,并可和碳酸钠作用形成腐殖酸钠,降低土壤碱性。5、可以用盐碱地专用土壤调理剂“治碱”对土壤进行有效改良。
目前,最有效的方法仍然是以洗盐为主,但是过多的淋水导致土壤肥力降低,并且会破坏原有的土壤内部结构和生态。淋洗震荡过程也破坏了土壤中原有的团聚体和微团聚体,多次淋洗使土壤的物理性质没有改善,甚至在土壤溶液pH值方面产生负面效果。且多次淋洗会大量浪费水资源,而在盐碱地区,淡水资源本来就弥足珍贵。硫酸铝的加入,有效改善了土壤性质,特别是对降低土壤碱化度,效果明显。土壤pH值、土壤容重、土壤颗粒粒径等方面对土壤都有改善作用,并且效果明显。钙镁等离子也随着硫酸铝的添加而被释放出来,从一定程度上也起到了降低土壤盐化度的作用。但单独使用硫酸铝改良,并不能全面的解决土壤问题。由于土壤还有较高的盐化度,硫酸铝并没有有效改善土壤的盐化度问题,甚至添加硫酸铝时土壤中盐类物质的含量增加。因此,硫酸铝只是将土壤类型从苏打型转化为硫酸型,问题被缓解,但是并未完全解决。
发明内容
针对上述问题,本发明提供了一种盐碱地改良剂及盐碱地改良方法,通过多种组分配合使用并制成特殊的泡沫形态,能够高效且节约水资源的实现去盐碱化,同时对作物也有一定的增产作用。
本发明目的是通过如下技术方案实现的:
一种盐碱地改良剂,其原料包含:按质量份计,5-10质量份的硫酸铝,0.5-1质量份的发泡剂,1-3质量份的螯合剂,1-2质量份的菌糠,1-3质量份的凝胶剂,1-5质量份的腐植酸,0.5-1质量份的活化剂,50-100质量份的水;所述的凝胶剂为羧甲基纤维素醚和聚乙烯醇质量比为1:1-2的混合物,所述发泡剂为动植物性蛋白类发泡剂,所述菌糠为醋槽;所述改良剂的制备方法为:将除发泡剂以外的组分混合充分搅拌成乳液状悬浮液,然后加入发泡剂,投入发泡机中进行发泡,发泡液在发泡机中的熟化时长为10-20min。
进一步地,其中所述螯合剂为磷酸钙,柠檬酸钙,阳离子型聚丙烯酰胺的至少一种。
进一步地,其中聚乙烯醇的平均分子量为16000。
进一步地,其中活化剂为微细铁粉、硫粉的至少一种。
进一步地,其中发泡机的工作温度为20-30℃,发泡机的注射压力为10-12MPa。
一种盐碱地改良方法,包括以下步骤:(1)清除盐碱地内的杂草杂物,深耕30-50cm并进行翻土;
(2)喷散上述泡沫状改良剂,泡沫的厚度为10-20cm,保持4-8小时后,再次翻耕整平;
(3)播种,施肥。
进一步地,其中步骤2中还可以在喷散改良剂,保持4-8小时,翻耕整平后,经过2-4天后进行一次或两次淋洗。
进一步地,其中可以多次进行步骤2,直至达到所需的土壤盐碱度,每次间隔时间为2-7天。
进一步地,其中所述改良方法的天气为当气温连续稳定在20℃以上的无雨少风天气。
进一步地,其中播种的植物种类为抗盐碱品种。
硫酸铝,有效改善了土壤性质,特别是对降低土壤碱化度,效果明显。土壤pH值、土壤容重、土壤颗粒粒径等方面对土壤都有改善作用,并且效果明显。钙镁等离子也随着硫酸铝的添加而被释放出来,从一定程度上也起到了降低土壤盐化度的作用。
腐植酸大分子的基本结构是芳环和脂环,环上连有羧基、羟基、羰基、醌基、甲氧基等官能团。其能与水中的金属离子离合,有利于营养元素向作物传送,并能改良土壤结构,有利于农作物的生长。
本发明添加活化剂为微细铁粉或微细硫粉的至少一种,优选为微细铁粉。在空气中能够与氧气发生作用,从而发生氧化,产生一定氧化热和氢离子。在施加到土壤中,能够排除氧气,为厌氧细菌的生产提供良好的环境,其产生的热量能进一步促进细菌快速繁殖,产生的氢离子能降低土壤的pH值,同时其能作为团聚中心,团聚泥土,减少在淋洗过程对土壤的流失。微细铁粉为粒度10-44μm的细粉,过小的细粉将导致氧化速度更快,从而使反应过于激烈,过大的铁粉难以缓慢氧化,产生本发明的效果。
菌糠是利用秸秆、木屑等原料进行食用菌代料栽培,收货后的培养基剩余物,俗称食用菌栽培废料、菌渣或余料;是食用菌菌丝残体及经食用菌酶解,结构发生质变的粗纤维等成分的复合物。本发明中的菌糠优选为醋槽,其为利用粮食生产食醋的下脚料,含有丰富的酸类物质和丰富的微生物和发酵酶,能够有效在土壤中降解碱性物质,并能为微生物的生产提供能量和热量。
凝胶剂为羧甲基纤维素醚和聚乙烯醇质量比为1:1-2的混合物。为天然纤维素是自然界中分布最广、含量最多的多糖,来源十分丰富。羧甲基纤维素醚为羧甲基醚化技术的一种,其水溶液具有增稠、成膜、黏接、水分保持、胶体保护、乳化及悬浮等作用。聚乙烯醇为聚合缓释剂的一种,具有丰富的羟基。两者一定比例配合后,能够有效改善改良剂的粘度形成含水凝胶形成保护,并且为其它不溶物质提高悬浮和乳化效果,使菌糠、活化剂分散的更加均匀。一定粘度和稠度下的改良剂,能够在土壤中较长时间停留,并且能够起到团聚土壤砂砾的效果,防止在淋洗过程或加入大量水的过程,破坏土壤的微观结构。出于改良剂的粘度和凝胶形成稳定性考虑,聚乙烯醇分子量优选为16000。羧甲基纤维素醚和聚乙烯醇质量比为1:1-2,优选为1:1。
螯合剂为磷酸钙,柠檬酸钙,阳离子型聚丙烯酰胺的至少一种,螯合剂可以螯合土壤中金属盐离子,从而实现降低盐碱地。其实,例如腐殖酸等其它组分或多或少均具有一定的螯合作用,本发明中特别添加螯合剂起到增强螯合的效果。
动植物性蛋白类发泡剂为天然的通过动植物性的发泡剂,根据原料不同,分为动物性和植物性蛋白发泡剂,其中考虑到成本,更优选为植物性蛋白发泡剂。植物性蛋白类发泡剂(市场有售)又可风味茶皂素型和皂角苷型,其选用进口优质天然植物高分子材料为原料,经一系列复杂的化学反应生成,产品呈浅黄色的纯净透明油状液体。对硬水不敏感,无毒、无味、无沉淀物。PH值接近中性,对环境不产生污染。该发泡剂耐储存、不易变质,具有优异的起泡能性,泡沫丰富,泡沫的稳定性适中。
单独使用硫酸铝改良,并不能全面土壤问题。由于土壤还有较高的盐化度,硫酸铝并没有有效改善土壤的盐化度问题,甚至添加硫酸铝时土壤中盐类物质的含量增加。因此,硫酸铝只是将土壤类型从苏打型转化为硫酸型,问题被缓解,但是并未完全解决。淋洗能有效改善了土壤的盐化度。在硫酸铝添加量一定的情况下,随着淋洗次数的增加,硫酸根离子和氯离子等阴离子的浓度明显下降。碳酸根和碳酸氢根也有明显下降,但受空气中二氧化碳的影响,下降速度并没有硫酸根和氯离子快,但也明显改善了土壤的离子结果,使土壤更适合作物生长。淋洗有明显的改善土壤化学成分的作用,但是添加入的硫酸铝随着淋洗也有大量的流逝,第一次投入硫酸铝形成的部分硫酸铝水解胶体也被破坏,影响了硫酸铝对土壤的改良效果。同时,淋洗过程也破坏了土壤中原有的团聚体和微团聚体,多次淋洗使土壤的物理性质没有改善,甚至在土壤溶液pH值方面产生负面效果。
因此本发明通过发泡剂在使用前将本发明的组分物制成发泡形态,并在土壤表面进行覆盖,能够使有效成分,缓慢的浸入到土壤中,充分带走盐碱度,大大减少水的使用量,提高降碱效率,并且不会破坏土壤自身的形态。并且形成泡沫后,能有效隔离空气,有利于土壤在被覆盖的情况下,利用改良剂中的组分大量的繁殖厌氧酸,从而生物降碱。本发明的改良剂也可以根据土壤的具体情况与淋洗配合使用,可以在喷散改良剂,保持4-8小时进行一次或两次淋洗,其中优选进行一次淋洗即可。也可以多次喷散改良剂,直至达到所需的土壤盐碱度,每次间隔时间为2-7天。
本发明的有益技术效果:
本发明提供了一种盐碱地改良剂及盐碱地改良方法,通过多种组分配合使用,通过多种组分配合使用并制成特殊的泡沫形态,能够高效且节约水资源的实现去盐碱化,同时对作物也有一定的增产作用。
具体实施方式
下面结合实施例进一步描述本发明,本发明的范围不受这些实施例的限制。本发明的范围在权利要求书中提出。
发泡剂购自鑫泉水泥发泡剂的非离子植物性发泡剂。
醋槽由当地的一家食醋酿造厂提供,进行干燥粉碎即可。
微细铁粉购自百灵威科技有限公司纯度为99%的铁细粉。
聚乙烯醇购自百灵威科技有限公司的聚乙烯醇,水解度98%,平均分子量16000。
实施例1
一种盐碱地改良剂,其原料包含:按质量份计,8质量份的硫酸铝,0.8质量份的发泡剂,2质量份的螯合剂,1.5质量份的菌糠,1.5质量份的凝胶剂,3质量份的腐植酸,0.8质量份的活化剂,80质量份的水;所述的凝胶剂为羧甲基纤维素醚和聚乙烯醇质量比为1:1的混合物,所述发泡剂为动植物性蛋白类发泡剂,所述菌糠为醋槽;所述改良剂的制备方法为:将除发泡剂以外的组分混合充分搅拌成乳液状悬浮液,然后加入发泡剂,投入发泡机中进行发泡,发泡液在发泡机中的熟化时长为15min。
螯合剂为阳离子型聚丙烯酰胺。聚乙烯醇的平均分子量为16000。活化剂为微细铁粉。
发泡机的工作温度为25℃,发泡机的注射压力为10MPa。
一种盐碱地改良方法,包括以下步骤:(1)清除盐碱地内的杂草杂物,深耕50cm并进行翻土;
(2)喷散上述泡沫状改良剂,泡沫的厚度为15cm,保持6小时,翻耕整平后,经过3天后进行一次淋洗;经过5天后,重复上述步骤一次;
(3)播种,施肥。
实施例2
一种盐碱地改良剂,其原料包含:按质量份计,5质量份的硫酸铝,1质量份的发泡剂,1质量份的螯合剂,2质量份的菌糠,1质量份的凝胶剂,5质量份的腐植酸,0.5质量份的活化剂,100质量份的水;所述的凝胶剂为羧甲基纤维素醚和聚乙烯醇质量比为1:2的混合物,所述发泡剂为动植物性蛋白类发泡剂,所述菌糠为醋槽;所述改良剂的制备方法为:将除发泡剂以外的组分混合充分搅拌成乳液状悬浮液,然后加入发泡剂,投入发泡机中进行发泡,发泡液在发泡机中的熟化时长为10min。所述螯合剂为阳离子型聚丙烯酰胺。聚乙烯醇的平均分子量为16000。活化剂为微细硫粉。发泡机的工作温度为20℃,发泡机的注射压力为12MPa。
一种盐碱地改良方法,包括以下步骤:(1)清除盐碱地内的杂草杂物,深耕30cm并进行翻土;
(2)喷散泡沫状改良剂,泡沫的厚度为10cm,保持8小时后,再次翻耕整平,进行两次淋洗;每隔7天重复一次上述步骤。
(3)播种,施肥。
实施例3
一种盐碱地改良剂,其原料包含:按质量份计,10质量份的硫酸铝,0.5质量份的发泡剂,3质量份的螯合剂,1质量份的菌糠,3质量份的凝胶剂,1质量份的腐植酸,1质量份的活化剂,50质量份的水;所述的凝胶剂为羧甲基纤维素醚和聚乙烯醇质量比为1:1的混合物,所述发泡剂为动植物性蛋白类发泡剂,所述菌糠为醋槽;所述改良剂的制备方法为:将除发泡剂以外的组分混合充分搅拌成乳液状悬浮液,然后加入发泡剂,投入发泡机中进行发泡,发泡液在发泡机中的熟化时长为20min。螯合剂为磷酸钙。聚乙烯醇的平均分子量为16000。活化剂为微细铁粉。发泡机的工作温度为30℃,发泡机的注射压力为12MPa。
一种盐碱地改良方法,包括以下步骤:(1)清除盐碱地内的杂草杂物,深耕50cm并进行翻土;
(2)喷散上述泡沫状改良剂,泡沫的厚度为20cm,保持8小时后,再次翻耕整平;重复上述步骤1次;
(3)播种,施肥。
对比例1
与实施例1相同方法制备,除了不添加发泡剂。
对比例2
与实施例1相同方法制备,除了将醋糟替换为常见的食用菌栽培菌渣。
对比例3
与实施例1相同方法制备,除了不添加凝胶剂。
对比例4
与实施例1相同方法制备,除了不添加活化剂。
对比例5
与实施例1相同方法制备,除了凝胶剂中不添加聚乙烯醇。
对比例6
与实施例1相同方法制备,除了凝胶剂中不添加羧甲基纤维素醚。
对比例7
空白组
试验地点为:江苏灌云县东北部的云台农场,测试土壤的pH为10.5-11。将一亩土地分为10块,分别测试上述9种样品以及空白组。作物品种:先玉335。
土壤理化性状调查:经过改良后,稳定1-2天后,取样测试10cm处土壤的pH值。
产量结果:统计产量,结果如下表。
表1实施例与对比例的结果比较
pH | 产品Kg | |
实施例1 | 7.3 | 386 |
实施例2 | 7.1 | 409 |
实施例3 | 7.8 | 368 |
对比例1 | 8.5 | 321 |
对比例2 | 9.2 | 265 |
对比例3 | 9.1 | 288 |
对比例4 | 8.2 | 334 |
对比例5 | 8.7 | 307 |
对比例6 | 8.4 | 313 |
对比例7 | 10.5 | 221 |
实施例1与实施例2对比发现,两次淋洗后能一定程度降低pH值,但效果不是很明显,反而造成一定水资源的浪费。实施例3没有结合淋洗,发现pH有所缺陷,但比较产量发现,产量并无显著下降,推测是由于没有淋洗较好的保存了土壤的微生物群落以及土壤结构。具体是否需要结合淋洗,可以根据成本需求进行。对比对比例1-6,发现各种组分都起到较关键的作用。其中醋糟替换为其它菌渣,效果降低较为显著;凝胶剂中聚乙烯醇和羧甲基纤维素醚按一定比例添加,能够有效调控改良剂的粘度和凝胶化程度。
所属领域的普通技术人员应当理解:以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种盐碱地改良剂,其原料包含:按质量份计,5-10质量份的硫酸铝,0.5-1质量份的发泡剂,1-3质量份的螯合剂,1-2质量份的菌糠,1-3质量份的凝胶剂,1-5质量份的腐植酸,0.5-1质量份的活化剂,50-100质量份的水;所述的凝胶剂为羧甲基纤维素醚和聚乙烯醇质量比为1:1-2的混合物,所述发泡剂为动植物性蛋白类发泡剂,所述菌糠为醋槽;所述改良剂的制备方法为:将除发泡剂以外的组分混合充分搅拌成乳液状悬浮液,然后加入发泡剂,投入发泡机中进行发泡,发泡液在发泡机中的熟化时长为10-20min。
2.根据权利要求1所述的盐碱地改良剂,其中所述螯合剂为磷酸钙,柠檬酸钙,阳离子型聚丙烯酰胺的至少一种。
3.根据权利要求1所述的盐碱地改良剂,其中聚乙烯醇的平均分子量为16000。
4.根据权利要求1所述的盐碱地改良剂,其中活化剂为微细铁粉、硫粉的至少一种。
5.根据权利要求1所述的盐碱地改良剂,其中发泡机的工作温度为20-30℃,发泡机的注射压力为10-12MPa。
6.一种盐碱地改良方法,包括以下步骤:(1)清除盐碱地内的杂草杂物,深耕30-50cm并进行翻土;
(2)喷散权利要求1-5所述的泡沫状改良剂,泡沫的厚度为10-20cm,保持4-8小时后,再次翻耕整平;
(3)播种,施肥。
7.根据权利要求6所述的盐碱地改良方法,其中步骤2中还可以在喷散改良剂,保持4-8小时,翻耕整平后,经过2-4天后进行一次或两次淋洗。
8.根据权利要求6或7所述的盐碱地改良方法,其中可以多次进行步骤2,直至达到所需的土壤盐碱度,每次间隔时间为2-7天。
9.根据权利要求6或7所述的盐碱地改良方法,其中所述改良方法的天气为当气温连续稳定在20℃以上的无雨少风天气。
10.根据权利要求6所述的盐碱地改良方法,其中播种的植物种类为抗盐碱品种。
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Application publication date: 20180907 |
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