CN1876759A - 土壤改良剂及其制造方法和使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明的土壤改良剂，是以多孔质无机物为主原料，按重量百分比加入赋型剂3％至50％，加入活化剂0.1％至50％，经造粒得到一种具有多孔状结构的遇水不崩解的粒状、球状或柱状的土壤改良剂。单独施用它，可以改良土壤理化性状；将各种无机、有机肥料与之混合、复合、被覆后施用。也可作载体生产微生物土壤改良剂。与有机物混合发酵可生产含氮量高的有机肥料。

Description

土壤改良剂及其制造方法和使用方法

                               技术领域

本发明涉及土壤改良剂及其制造技术和使用技术领域。

                               技术背景

近年来，随着农业生产活动和使用过量的化学肥料等人为因素，使土壤结构受到了破坏。提高化肥的利用率，减少化肥的用量，改良耕地的土壤结构，防止耕地沙漠化，保护我们人类赖以生存的地球环境，是摆在我们当代人面前的重要课题。

炉渣、燃灰、粉煤灰、钢渣等工业废弃物每年都有大量产生，对环境是很大的污染。把工业废弃物经过改性、无害化处理，制成农业生产所需的材料，在解决环境污染的同时为农业生产提供新手段，是我们追求。

迄今为止市场上提供的无机土壤改良剂多是各种化学品，主要用以改善、改良土壤的酸碱度，或用以增加土壤的微量元素含量。CN1398949A号专利发明了用粉煤灰为主原料制得的一种土壤改良保水剂，其原料为催化剂、固化剂、石膏、粉煤灰四种。该发明公开了原料的名称和重量百分比范围，而未公开其产品的化学主成分和产品的主要指标，因该技术使用的固化剂的原料之一是硅酸盐土，硅酸盐矿物的种类就有上百种，同名称不同产地的原料的化学成分也存在很大差异，有效成分含量不同的原料会造成产品质量不稳定的现象；该产品的PH值为4-5，仅适用于部分盐碱土壤；该专利技术只解决了粉煤灰的利用问题，而大量发生的炉渣、燃灰、钢渣等无机多孔质工业废弃物和多孔质矿物资源尚未能开发利用。

                               发明内容

本发明为土壤改良剂及其生产方法和使用方法。该土壤改良剂是一种原料广泛、适合于各类酸、碱度土壤、产品标准明确且操作实施方便的土壤改良剂，该土壤改良剂具有改良土壤结构、土壤理化性质及提高肥料利用率的作用。

本发明的土壤改良剂的生产原料为多孔质无机物、赋型剂、活化剂三种。制造时首先将50％至80％重量百分比的多孔质无机物与3％至30％重量百分比的赋型剂均匀混合，然后添加2％至15％的活化剂或经水稀释后的活化剂造粒，获得具有多孔状结构的颗粒平均抗压碎力大于15N/粒、放入水中崩解率小于6％、亚甲基兰吸附值大于0.4mg/g的粒状土壤改良剂，其组成的主成分按氧化物计算的重量百分比是：SiO₂：30-65％；Al₂O₃：5-25％；CaO：5-35％；MgO：1-10％；Fe₂O₃：1-10％；Na₂O(含K₂O)：1-10％。

上述的多孔质无机物为炉渣、燃灰、粉煤灰、钢渣、等工业废弃物以及沸石、麦饭石、珍珠岩、蛭石、电气石、海泡石等其它多种天然多孔质矿物。其使用量的重量百分比为：炉渣0-70％、燃灰0-70％、粉煤灰0-70％、钢渣0-50％、沸石0-65％、麦饭石0-70％、珍珠岩0-35％、蛭石0-35％、电气石0-70％、海泡石0-70％。

上述的赋型剂由30％-80％重量百分比的粘土，0-10％重量百分比的矾土，10-50％重量百分比的碱土金属氧化物或碱土金属氢氧化物组成。

上述的赋型剂中使用的粘土可为单一的：A.白土，B、高岭上，C、膨润土，D蒙脱土，E、硅铝镁土，F、埃洛土；也可以为上述材料中的数种材料的混合物。

上述的赋型剂中使用的碱土金属氧化物或碱土金属氢氧化物可为单一的：A、BeO或Be(OH)₂，B、MgO或Mg(OH)₂，C、CaO或Ca(OH)₂，D、SrO或Sr(OH)₂，E、BaO或Ba(OH)₂也可以为上述材料中的数种材料的混合物。

上述的赋型剂中使用的矾土可为单一的：A、明矾石矿粉，B、铁矾矿粉，C、钾镁矾矿粉也可以为上述材料中的数种材料的混合物。

上述的活化剂为酸性液体，该活化剂可被水稀释后使用，其化学组成的主成分按氧化物计算，其含量为：Fe₂O₃：0～100g/L，MgO：0～50g/L，CuO：0～5g/L，ZnO：0～5g/L，Al₂O₃：0～250g/L，MnO：0～5g/L，B₂O₃：0～5g/l，CoO：0～1g/L，游离酸：0～400g/L。

上述的活化剂中使用的游离酸为：A.硫酸，B：盐酸，C：硝酸，D：磷酸，E：柠檬酸，F：草酸，G：醋酸中的一种或上述酸中的数种酸的混合物。

本发明的土壤改良剂的生产方法，系将多孔质无机物材料与所需的赋型剂混合均匀，然后添加适量的活化剂或经水稀释后的活化剂造粒，从而获得土壤改良剂。

本发明的土壤改良剂可以单独施用，也可以与各种化学肥料按化学肥料5％至80％与土壤改良剂20％至95％重量百分比混合后施用。

本发明的土壤改良剂可作为核粒，可将各种化学肥料被覆于土壤改良剂之上，便可得到含有肥料的土壤改良剂。

本发明的土壤改良剂可作液体肥料的载体，将各种液体肥料以浸渍或喷雾的方式使之吸附，附着于土壤改良剂之上，成为含有肥料的土壤改良剂。

本发明的土壤改良剂可作微生物的载体，将有益微生物菌液用喷雾或浸泡的方法使之吸附或附着于载体之上，或用本发明的土壤改良剂与有机物混合发酵，将有益微生物菌液吸附、附着于载体之上，成为含有有益微生物的土壤改良剂

本发明的土壤改良剂，生产原料广泛，可以有效的控制和降低成本。

本发明的土壤改良剂，其PH值可根据需要调整为酸性、碱性或中性，使之适合于各类酸、碱度土壤使用。

本发明的土壤改良剂，可以根据产品的化学主成分或产品的主要技术指标进行检测，方便了操作和实施。

本发明的土壤改良剂，不仅可改良土壤的物理化学性状，提高土壤的通透性，还具有保水作用，对水、气、土壤溶液有很强的吸附作用和离子交换作用。被本发明的土壤改良剂吸附的水、气、土壤溶液不容易移动，故能保持住肥料养分减少流失，提高肥料的利用率。由于它的吸附作用，在土壤改良剂的周围存在着由吸附水而形成的水膜，这种水膜是由氧原子把水分子和水分子结合在一起的，是能运动的。当植物的根分泌出有机酸时，通过自由水的电荷作用，植物能吸收到自由水，在自由水被植物吸收的同时各种养分也随之被吸收，从而能促进植物的生长发育，提高植物抗逆性，达到提高产量的作用。

本发明的土壤改良剂的多孔构造可成为土壤有益微生物的巢穴，吸附的水、气又可促进有益微生物的繁殖，随着有益微生物的大量增加，土壤中有益微生物产生的各种生长激素、抗生素和酶又加速植物健康生长，达到改良土壤提高作物产量的目的。

本发明的土壤改良剂还适用于连作病害严重和微量元素不足的土壤施用，适用于各种农作物。

本发明解决了以多孔质无机物为主原料，生产土壤改良剂的方法。本发明的多孔质无机物原料不仅可来源于炉渣、燃灰、钢渣、粉煤灰还包括天然多孔质无机矿物。本发明提供的方法不仅可使多孔质工业废弃物变成资源得到利用，同时还可因地制宜地用各种其它多孔质无机矿物生产本发明的土壤改良剂供农业利用。

实施例1本发明的土壤改良剂按以下原料的重量百分比配合而成：A、多孔质无机物：粉煤灰76.7％，B、赋形剂18.5％，C、活化剂4.8％，其赋形剂按重量百分比含有以下成分：粘土60％，碱土金属氢氧化物40％；其活化剂含有柠檬酸酸100g/L、硫酸水溶液200g/L、硫酸亚铁150g/L、硫酸铝50g/L、硫酸镁30g/L、硫酸铜15g/L，硫酸锌25g/L、硫酸锰14g/L、硼砂20/L。

实施例2本发明的土壤改良剂按以下原料的重量百分比配合制造而成：A、多孔质无机物：粉煤灰43％，炉渣粉10％，沸石粉20％，B、赋形剂22％，C、活化剂5％，其赋形剂按重量百分比含有以下成分：粘土75％，碱土金属氧化物25％；其活化剂含有硫酸200g/L、硝酸130、硫酸亚铁150g/L、硫酸铝50g/L、硫酸镁30g/L、硫酸铜15g/L，硫酸锌25g/L、硫酸锰14g/L、硼砂20/L。

实施例3本发明的土壤改良剂按以下原料的重量百分比配合制造而成：A、多孔质无机物：粉煤灰50％，钢渣粉28.5％，B、赋形剂15.5％，C、活化剂6％，其赋形剂按重量百分比含有以下成分：粘土64％，碱土金属氢氧化物36％；其活化剂含有硝酸250g/L、硫酸100g/L、硫酸亚铁150g/L、硫酸铝50g/L、硫酸镁30g/L、硫酸铜15g/L、硫酸锌25g/L、硫酸锰14g/L、硼砂20/L。

实施例4本发明的土壤改良剂按以下原料的重量百分比配合制造而成：A、多孔质无机物：炉渣粉70％，B、赋形剂22％，C、活化剂8％，其赋形剂按重量百分比含有以下成分：粘土60％，碱土金属氢氧化物40％；其活化剂含有硫酸200g/L、硝酸100g/L、硫酸亚铁150g/L、硫酸铝50g/L、硫酸镁30g/L、硫酸铜15g/L，硫酸锌25g/L、硫酸锰14g/L、硼砂20/L。

实施例5本发明的土壤改良剂按以下原料的重量百分比配合制造而成：A、多孔质无机物：燃灰60％，B、赋形剂25％，C、活化剂15％，其赋形剂按重量百分比含有以下成分：粘土78％，矾土2％，碱土金属氧化物20％；其活化剂含有磷酸100g/L、柠檬酸酸25g/L。

实施例6本发明的土壤改良剂按以下原料的重量百分比配合制造而成：A、多孔质无机物：钢渣粉40％，炉渣粉30％，B、赋形剂25％，C、活化剂5％，其赋形剂按重量百分比含有以下成分：粘土60％，矾土10％，碱土金属氧化物30％；其活化剂含有盐酸300g/L、硫酸50g/L。

实施例7本发明的土壤改良剂按以下原料的重量百分比配合制造而成：A、多孔质无机物：沸石65，B、赋形剂27％，C、活化剂8％，其赋形剂按重量百分比含有以下成分：粘土54％，矾土6％，碱土金属氢氧化物40％；其活化剂含有草酸350g/L、柠檬酸酸50g/L。

实施例8本发明的土壤改良剂按以下原料的重量百分比配合制造而成：A、多孔质无机物：麦饭石65％，B、赋形剂25％，C、活化剂10％，其赋形剂按重量百分比含有以下成分：粘土58％，矾土2％，碱土金属氢氧化物40％；其活化剂含有硫酸250g/L。

实施例9本发明的土壤改良剂按以下原料的重量百分比配合制造而成：A、多孔质无机物：珍珠岩粉30％，粉煤灰25％，B、赋形剂30％，C、活化剂15％，其赋形剂按重量百分比含有以下成分：粘土74％，矾土7％，碱土金属氧化物19％；其活化剂含有硫酸150g/L。

实施例10本发明的土壤改良剂按以下原料的重量百分比配合制造而成：A、多孔质无机物：蛭石30％，粉煤灰25％，B、赋形剂30％，C、活化剂15％，其赋形剂按重量百分比含有以下成分：粘土74％，矾土7％，碱土金属氧化物19％；其活化剂含有硫酸150g/L。

实施例11本发明的土壤改良剂按以下原料的重量百分比配合制造而成：A、多孔质无机物：海泡石60％，B、赋形剂25％，C、活化剂15％，其赋形剂按重量百分比含有以下成分：粘土60％，矾土1％，碱土金属氢氧化物39％；其活化剂含有硫酸200g/L。

实施例12本发明的土壤改良剂按以下原料的重量百分比配合制造而成：A、多孔质无机物：炉渣50％，沸石15％，B、赋形剂25％，C、活化剂10％，其赋形剂按重量百分比含有以下成分：粘土70％，矾土3％，碱土金属氧化物27％；其活化剂含有硫酸250g/L。

实施例13本发明的土壤改良剂按以下原料的重量百分比配合制造而成：A、多孔质无机物：炉渣10％，钢渣20％，麦饭石20％，海泡石15％，B、赋形剂30％，C、活化剂5％，其赋形剂按重量百分比含有以下成分：粘土80％，矾土3％，碱土金属氧化物17％；其活化剂含有硫酸350g/L。

实施例14本发明的土壤改良剂按以下原料的重量百分比配合制造而成：A、多孔质无机物：炉渣35％，钢渣10％，粉煤灰20％，B、赋形剂25％，C、活化剂10％，其赋形剂按重量百分比含有以下成分粘土65％，矾土2％，碱土金属氢氧化物33％；其活化剂含有硫酸250g/L。

实施例15本发明的土壤改良剂按以下原料的重量百分比配合制造而成：A、多孔质无机物：海泡石10％，钢渣15％，麦饭石20％，炉渣10％，B、赋形剂30％，C、活化剂15％，其赋形剂按重量百分比含有以下成分：粘土78％，矾土5％，碱土金属氧化物17％；其活化剂含有硫酸200g/L。

实施例16本发明的土壤改良剂按以下原料的重量百分比配合制造而成：A、多孔质无机物：炉渣40％，钢渣20％，B、赋形剂30％，C、活化剂10％，其赋形剂按重量百分比含有以下成分：粘土80％，矾土3％，碱土金属氧化物17％；其活化剂含有硫酸250g/L。

按1至16的实施例所述的原料配比量，先将多孔质无机物与赋型剂均匀混合后，添加活化剂或经水稀释后的活化剂，经造粒获得的土壤改良剂，具有以下特征：颗粒平均抗压碎力大于15N/粒；放入水中崩解率小于6％；亚甲基兰吸附值大于0.4mg/g；吸水率为大于自身重量的45％；其化学主成分按氧化物的重量百分比计算是：SiO₂：30-65％；Al₂O₃：5-25％；CaO：5-35％；MgO：1-10％；Fe₂O₃：1-10％；Na₂O(含K₂O)：1-10％。

本发明不受上述实施例的限制，可根据实际原料来源的情况，用本技术方案来确定具体的实施方式。

用实施例1、2以及3所制造而成的土壤改良剂与复合肥料(N、P、K≥44％)分别进行加工用番茄栽培比较试验，其结果如下表：

栽培作物		施用复合肥处理	A处理复合肥+土壤改良剂	B处理复合肥+土壤改良剂	C处理复合肥+土壤改良剂
						番茄	施肥量(Kg/亩)	50	25+25	25+25	25+25
果鲜重/株(g)	1,152	1,397	1,299	1,473

注：A为实施例1土壤改良剂+复合肥处理，B为实施例2土壤改良剂+复合肥处理，C为实施例3土壤改良剂+复合肥处理。

用实施例1、2所制造而成的土壤改良剂与复合肥料(N、P、K≥44％)分别进行棉花栽培比较试验，亩施用量是按同样成本进行试验设计的，其结果如下表：

栽培作物(测产项目)		施用复合肥处理	A处理复合肥+土壤改良剂	B处理复合肥+土壤改良剂
					棉花	施肥量(Kg/亩)	45	30+30	30+30.
产量(Kg/亩)	298	352	387

注：A为实施例1土壤改良剂+复合肥处理，B为实施例2土壤改良剂+复合肥处理。

用实施例1、2以及3所制造而成的土壤改良剂与复合肥料(N、P、K≥44％)分别进行玉米栽培试验，亩施用量是按同样成本进行施用的，其结果如下表

栽培作物		施用复合肥处理	A处理实施例1+复合肥	B处理实施例2+复合肥	C处理实施例3+复合肥
						玉米	施肥量(kg/亩)	60	30+30	30+30	30+30
折合产量(kg/亩)	735.4	809.7	831.7	827.6

用实施例1、2以及3所制造而成的土壤改良剂进行微生物繁殖试验结果如下表：

	灭菌后接种微生物繁殖率(％)
		实施例1	246
实施例2	224
		实施例3	230
土壤(对照)	100

Claims (12)

1、本发明的土壤改良剂，系以50％至80％重量百分比的多孔质无机物、3％至30％重量百分比的赋型剂、2％至15％重量百分比的活化剂为原料，经造粒获得的一种多孔状结构、抗压碎力大于15N/粒、放入水中崩解率小于6％的粒状物，其化学组成的主成分按氧化物的重量百分比计算是：SiO₂：30-65％；Al₂O₃：5-25％；CaO：5-35％；MgO：1-10％；Fe₂O₃：1-10％；Na₂O(含K₂O)：1-10％。

2、要求1所述的土壤改良剂，其特征在于使用的多孔质无机物为炉渣、燃灰、粉煤灰、钢渣等工业废弃物以及沸石、麦饭石、珍珠岩、蛭石、电气石、海泡石等其它多种天然多孔质矿物。

3、要求1所述的土壤改良剂，其特征在于使用的赋型剂由30％-80％重量百分比的粘土，0-10％重量百分比的矾土，10-50％重量百分比的碱土金属氧化物或碱土金属氢氧化物组成。

4、如权利要求1所述的土壤改良剂，其特征在于赋型剂中使用的碱土金属氧化物或碱土金属氢氧化物可为单一的：A、BeO或Be(OH)₂，B、MgO或Mg(OH)₂，C、CaO或Ca(OH)₂，D、SrO或Sr(OH)₂，E、BaO或Ba(OH)₂也可以为上述材料中的数种材料的混合物。

5、如权利要求1所述的土壤改良剂，其特征在于赋型剂使用的矾土可为单一的：A、明矾石矿粉，B、铁矾矿粉，C、钾镁矾矿粉也可以为上述材料中的数种材料的混合物。

6、如权利要求1所述的土壤改良剂，其特征在于使用的活化剂为酸性液体，活化剂化学主成分按氧化物计算，其含量为：Fe₂O₃：0～100g/L，MgO：0～50g/L，CuO：0～5g/L，ZnO：0～5g/L，Al₂O₃：0～250g/L，MnO：0～5g/L，B₂O₃：0～5g/l，CoO：0～1g/L，游离酸：0～400g/L。

7、如权利要求8所述的土壤改良剂所使用的活化剂，其特征在于使用的活化剂的游离酸为：A.硫酸，B：盐酸，C：硝酸，D：磷酸，E：柠檬酸，F：草酸，G：醋酸中的一种或上述酸中的数种酸的混合物。

8、如权利要求1所述的土壤改良剂的生产方法，其特征在于先将多孔质无机物材料与所需的赋型剂混合均匀，然后添加适量的活化剂造粒，从而获得土壤改良剂。

9、权利要求1所述的土壤改良剂，其特征在于本发明的土壤改良剂可以单独施用，也可以与各种化学肥料按化学肥料1％至80％与土壤改良剂20％至99％重量百分比混合后施用。

10、如权利要求1所述的土壤改良剂，其特征在于可将该土壤改良剂当作核粒，将各种化学肥料被覆于核粒之上，便可得到含有肥料的土壤改良剂。

11、如权利要求1所述的土壤改良剂，其特征在于本发明的土壤改良剂可作为载体，将各种类型的液体肥料以浸渍或喷雾的方式使之吸附、附着于本发明的土壤改良剂之上，成为含肥料的土壤改良剂。

12、如权利要求1所述的土壤改良剂，其特征在于本发明的土壤改良剂可作为载体，将有益微生物菌液用喷雾或浸泡的方法使之吸附或附着于本发明的土壤改良剂之上，或用本发明的土壤改良剂与有机物混合发酵将有益微生物菌液吸附、附着着于本发明的土壤改良剂之上，成为持有有益微生物的土壤改良剂。