一种土壤保水剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种土壤保水剂及其制备方法，属于农作物生产领域。本发明专利技术以壳聚糖为第一层网络结构，在网络结构中加入以乙烯基磺酸钠、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯等物质，能较好的锁住水分，土壤中微生物的呼吸作用是一直存在的，所以能辅助保水剂长效的进行水分保存；在第一层网络结构中同时加入丛枝根真菌、蓝细菌混合，微生物呼吸响应型添加剂中与二氧化碳的作用，激活土壤活性，刺激微生物的生长，提供养分；将沸石经溴代十六烷基吡啶改性，提高其吸水活性，增大水分吸附量，同时凝胶的力学性能增强不会受到外力的冲击而流失，稳定的发挥保水性能。本发明专利技术解决了目前保水剂起不到营养农田、保水时效短的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种土壤保水剂及其制备方法
本专利技术涉及农作物生产领域，特别是一种土壤保水剂及其制备方法。
技术介绍
作为化控节水材料的一种，土壤保水剂又称高吸水性树脂，分子间为交联聚合而成的网状结构，含有很强的亲水性基团，它可以通过水合作用迅速吸收自身质量十倍、百倍甚至千倍的水分，形成凝胶，并且可以反复吸水。保水剂能够稳定土壤结构，降低土壤容重，提高土壤毛管持水量、增加水分入渗，控制土壤水分的蒸发，降低干旱胁迫，促进植物生长发育。按原料来源可分为合成树脂类、淀粉类和纤维素类。淀粉类保水剂的原料来源丰富，产品吸水倍率高，但吸水后凝胶强度低，长期保水性差，在使用中易受细菌等微生物分解而失去吸水、保水作用。纤维素类保水剂吸水倍率较低，同时也容易受细菌的分解失去吸水、保水的能力。目前，保水剂的主流产品是合成树脂类，以聚丙烯酸盐类、聚丙烯腈水解物、醋酸乙烯酯共聚物、改性聚乙烯醇类为主，多数保水剂保水持续时间过短，表面上能吸水但时间长了便失去了吸水和释放水的能力，导致在土壤潮湿时容易腐蚀植物根部，在干旱条件下容易引起土壤板结。另外，现有技术的保水剂的功能主要是保水，对农田起不到营养的作用，这也是其弊端之一。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对目前保水剂起不到营养农田、保水时效短的问题，提供一种土壤保水剂及其制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下所述的技术方案是：一种土壤保水剂，包括微生物呼吸响应型添加剂、活性菌添加剂、吸附型颗粒添加剂；所述微生物呼吸响应型添加剂的制备方法为：取乙烯基磺酸钠按质量比5~8：1~3加入甲基丙烯酸二乙氨基乙酯混合，得混合物，取混合物按质量比1~4：40~50加入去离子水，升温至75~80℃搅拌混合，再加入混合物质量5~10%的过硫酸铵，于75~80℃保温3~6h，透析，取透析液抽滤，取抽滤渣冷冻干燥，即得微生物呼吸响应型添加剂。所述吸附型颗粒添加剂的制备方法为：（1）取沸石活化，冷却至室温，得冷却物，取冷却物按质量比1~5：10~20加入氢氧化钠溶液搅拌混合，抽滤，取滤渣经去离子水洗涤，干燥，粉碎过200目筛，收集过筛颗粒；（2）取过筛颗粒按质量比3~10：1~3：10~30加入溴代十六烷基吡啶、乙醇，超声，于30~40℃搅拌混合3~6h，过滤，取滤饼旋转蒸发，干燥，即得吸附型颗粒添加剂。所述步骤（1）中的活化条件为：升温至250~300℃保温20~30min，再升温至400~450℃活化2~4h。所述活性菌添加剂为：取丛枝根真菌按质量比3~6：1~4加入蓝细菌混合，即得。一种土壤保水剂的制备方法，包括如下步骤：S1.取壳聚糖按质量比1~4：10~15加入乙酸溶液，于30~40℃搅拌混合20~30min，得混合液，取混合液按质量比10~30：1~3加入柠檬酸，于1~4%搅拌混合30~40min，得搅拌混合物，按质量份数计，取30~40份搅拌混合物、10~20份微生物呼吸响应型添加剂、5~10份活性菌添加剂、80~100份水搅拌混合，得搅拌混合物a；S2.按质量份数计，取8~15份N-异丙基丙烯酰胺、1~3份聚乙二醇二丙烯酸酯、0.3~0.5份三甲基硅烷基笼形聚倍半硅氧烷、80~90份四氢呋喃搅拌混合，得混合物a，按质量份数计，取50~70份搅拌混合物a、50~60份混合物a、20~40份细菌纤维素、5~10份营养素、10~20份吸附型颗粒添加剂、2~4份N-羟基琥珀酰亚胺、0.5~1份1-乙基-（3-二甲基氨基丙基）碳二亚胺盐酸盐、1~3份1-羟基苯并三唑混合，得混合物a，通入氮气保护，再加入混合物a质量1~5%的偶氮二异丁氰，于55~65℃搅拌混合12~24h，旋转蒸发，即得土壤保水剂。所述步骤S1中搅拌混合物a的搅拌混合条件为：于25~30℃搅拌混合30~50min。所述步骤S2中的营养素为：按质量份数计，取30~60份尿素、20~30份碳酸氢铵、5~10份磷矿粉、5~10份草木灰、10~15份过磷酸钙混合，即得。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本专利技术以壳聚糖为第一种网络结构，在网络结构中加入以乙烯基磺酸钠、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯等物质，经引发剂引发制备得到的微生物呼吸响应型添加剂，土壤微生物在呼吸作用时，逸出二氧化碳，此时利用甲基丙烯酸二乙氨基乙酯中具有疏水态的叔胺基团，该基团能够在水中与二氧化碳气体发生质子化反应，形成季铵盐和碳酸氢盐，同时加入的乙烯基磺酸钠具有亲水性能，将两者结合，与土壤中的水分结合，微生物呼吸响应型添加剂在与二氧化碳反应的过程中网络结构粘度上升，能较好的锁住水分，土壤中微生物的呼吸作用是一直存在的，所以能辅助保水剂长效的进行水分保存；（2）本专利技术中在第一种网络结构中同时加入丛枝根真菌、蓝细菌混合，微生物呼吸响应型添加剂中与二氧化碳的作用，释放出的游离的碳酸氢根离子可以作为自养型微生物生长繁殖的碳源，从而转化为有机质，刺激土壤活性，同时产生的有机质为土壤提供营养物质，促进土壤的养分增加，辅助以尿素等土壤所需营养成分在保水的同时带来养分，第一种网络结构机械性能差，能先破裂释放于土壤中，激活土壤活性，刺激微生物的生长，提供养分；（3）本专利技术将沸石经溴代十六烷基吡啶改性，提高其吸水活性，增大水分吸附量，将其加入到以N-异丙基丙烯酰胺、聚乙二醇二丙烯酸酯、三甲基硅烷基笼形聚倍半硅氧烷为原料制备的第二种网络结构中，聚乙二醇二丙烯酸酯提高了网络结构的交联密度，三甲基硅烷基笼形聚倍半硅氧烷并与细菌纤维素形成复配，其储能模量大大提高，机械性能增强，将吸收的水分锁定于凝胶网络结构中，并缓慢释放，同时凝胶的力学性能增强不会受到外力的冲击而流失，能够固定于土壤中，稳定的发挥保水性能，进行溶胀，将第一种网络结构和第二种网络结构进行互穿，相互交联，各自发挥各自的网络优势，提高保水性能。具体实施方式微生物呼吸响应型添加剂的制备方法为：取乙烯基磺酸钠按质量比5~8：1~3加入甲基丙烯酸二乙氨基乙酯混合，得混合物，取混合物按质量比1~4：40~50加入去离子水，升温至75~80℃搅拌混合30~50min，再加入混合物质量5~10%的过硫酸铵，于75~80℃保温3~6h，透析，取透析液抽滤，取抽滤渣冷冻干燥，即得微生物呼吸响应型添加剂。活性菌添加剂：取丛枝根真菌按质量比3~6：1~4加入蓝细菌混合，即得。吸附型颗粒添加剂的制备方法为：（1）取沸石升温至250~300℃保温20~30min，再升温至400~450℃活化2~4h，冷却至室温，得冷却物，取冷却物按质量比1~5：10~20加入质量分数为2%的氢氧化钠溶液，搅拌混合8~10h，抽滤，取滤渣经去离子水洗涤，干燥，粉碎过200目筛，收集过筛颗粒；（2）取过筛颗粒按质量比3~10：1~3：10~30加入溴代十六烷基吡啶、质量分数为85%的乙醇，超声10~30min，于30~40℃搅拌混合3~6h，过滤，取滤饼旋转蒸发，干燥，即得吸附型颗粒添加剂。营养素：按质量份数计，取30~60份尿素、20~30份碳酸氢铵、5~10份磷矿粉、5~10份草木灰、10~15份过磷酸钙混合，即得。一种土壤保水剂的制备方法，包括如下步骤：S1.取壳聚糖按质量比1~4：10~15加入质量分数为20%的乙酸溶液，于30~40℃搅拌混合20~30mi本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种土壤保水剂，其特征在于，包括微生物呼吸响应型添加剂、活性菌添加剂、吸附型颗粒添加剂；所述微生物呼吸响应型添加剂的制备方法为：取乙烯基磺酸钠按质量比5~8：1~3加入甲基丙烯酸二乙氨基乙酯混合，得混合物，取混合物按质量比1~4：40~50加入去离子水，升温至75~80℃搅拌混合，再加入混合物质量5~10%的过硫酸铵，于75~80℃保温3~6h，透析，取透析液抽滤，取抽滤渣冷冻干燥，即得微生物呼吸响应型添加剂。

【技术特征摘要】
1.一种土壤保水剂，其特征在于，包括微生物呼吸响应型添加剂、活性菌添加剂、吸附型颗粒添加剂；所述微生物呼吸响应型添加剂的制备方法为：取乙烯基磺酸钠按质量比5~8：1~3加入甲基丙烯酸二乙氨基乙酯混合，得混合物，取混合物按质量比1~4：40~50加入去离子水，升温至75~80℃搅拌混合，再加入混合物质量5~10%的过硫酸铵，于75~80℃保温3~6h，透析，取透析液抽滤，取抽滤渣冷冻干燥，即得微生物呼吸响应型添加剂。2.根据权利要求1所述的土壤保水剂，其特征在于，所述吸附型颗粒添加剂的制备方法为：（1）取沸石活化，冷却至室温，得冷却物，取冷却物按质量比1~5：10~20加入氢氧化钠溶液搅拌混合，抽滤，取滤渣经去离子水洗涤，干燥，粉碎过200目筛，收集过筛颗粒；（2）取过筛颗粒按质量比3~10：1~3：10~30加入溴代十六烷基吡啶、乙醇，超声，于30~40℃搅拌混合3~6h，过滤，取滤饼旋转蒸发，干燥，即得吸附型颗粒添加剂。3.根据权利要求2所述的土壤保水剂，其特征在于，所述步骤（1）中的活化条件为：升温至250~300℃保温20~30min，再升温至400~450℃活化2~4h。4.根据权利要求1所述的土壤保水剂，其特征在于，所述活性菌添加剂为：取丛枝根真菌按质量比3~6：1~4加入蓝细菌混合，即得。5.一种如权利要求1~4任意一项所述的土壤保水剂的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：S1.取壳聚糖...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡次兵，路芸，卢星，
申请(专利权)人：佛山市禅城区诺高环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44