一种有机-无机酸性土壤改良剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种有机

【技术实现步骤摘要】
一种有机
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无机酸性土壤改良剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于酸化土壤修复领域，具体涉及一种有机
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无机酸性土壤改良剂及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]我国南方酸化土壤分布较广，面积高达2.03
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108hm2，占全国耕地面积的21％，这些地区的绝大部分土壤pH低于5.5，甚至低于5.0。自然酸化是一个缓慢的自然过程，但近年来人为活动大大加速了土壤酸化速率，包括酸雨、氮肥的大量施用。土壤酸化直接导致土壤物理、化学性质的恶化，不仅造成土壤板结和养分有效性降低，而且活化铝、锰和重金属(镉、铅、铜等)，从而严重抑制作物的生长发育。
[0003]传统酸性土壤改良剂主要包括石灰矿物、农业废弃物、工业废弃物等，其中石灰是最常用的酸性土壤改良剂，具有效果显著和快速的特点，但大量而频繁的使用不仅导致资源消耗大，还会产生土壤板结、次生盐渍化和复酸化等不良影响。工农业废弃物等常常含有重金属含量，容易导致二次污染。此外，石灰等传统改良剂的溶解度较低，往往只能改良表层土壤，但对表下层土壤酸度的改良作用有限，从而不能有效缓解作物根区的酸度胁迫。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种有机
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无机酸性土壤改良剂及其制备方法与应用，有机
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无机酸性土壤改良剂以水溶性天然高分子络合剂和无机养分盐为原料，有机
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无机配合施用大大提高了酸性土壤的改良效率，可随水迁移至土壤深层，进而降低和缓解亚表层土壤的酸度和铝毒，针对不同地方酸化土壤pH低、铝毒高和盐基饱和度低等特点，本专利技术通过阳离子交换法形成不同配比的阳离子类型的酸性土壤调理剂，合成过程易于操作，原料廉价易得，具有重要的实用价值。
[0005]第一方面，本专利技术保护一种酸性土壤调理剂，以摩尔百分含量计，由85％～95％水溶性天然高分子络合剂和5％～15％无机养分盐组成。
[0006]作为实例，以摩尔百分含量计，所述酸性土壤调理剂由85％水溶性天然高分子络合剂和15％无机养分盐组成。
[0007]上述的酸性土壤调理剂中，所述水溶性天然高分子络合剂为木质素磺酸盐、羧甲基壳聚糖盐、聚天冬氨酸盐、聚谷氨酸盐、腐植酸盐和海藻酸盐中的一种或几种；
[0008]所述水溶性天然高分子络合剂中阳离子与所述无机养分盐中的阳离子相同。
[0009]上述的酸性土壤调理剂中，所述无机养分盐的种类可根据待调理的酸性土壤中所缺少的盐基离子成分和阴离子养分确定；
[0010]所述无机养分盐中的阳离子可为钙离子、镁离子、钾离子和锌离子中的至少一种；
[0011]所述无机养分盐中的阴离子可为氯离子、硫酸根离子、磷酸二氢根离子、磷酸根离子和钼酸根离子中的至少一种。
[0012]例如，所述无机养分盐具体可为氯化钙、硫酸钙、磷酸二氢钙、磷酸二氢镁、磷酸二
氢钾、氯化镁、硫酸镁、硫酸钾、氯化钾、磷酸钾、硫酸钾、氯化锌、硫酸锌、钼酸钾、钼酸钙和钼酸锌中的至少一种。
[0013]第二方面，本专利技术保护上述任一项所述的酸性土壤调理剂的制备方法，包括如下步骤：
[0014]1)将所述水溶性天然高分子络合剂的水溶液通过钠型阳离子交换树脂柱，收集流出液，得到水溶性高分子的钠盐的水溶液；
[0015]2)根据待调理的酸性土壤所缺少的盐基离子成分，制备盐基离子成分的阳离子交换树脂柱，所以盐基离子成分为所述无机养分盐中的阳离子；将步骤1)得到的水溶液通过所述盐基离子成分的阳离子交换树脂柱中进行阳离子交换，收集流出液，得到水溶性高分子的盐基的水溶液；
[0016]3)根据待调理的酸性土壤所缺少的阴离子养分，制备阴离子养分的阴离子交换树脂柱，所以阴离子养分为所述无机养分盐中的阴离子；将步骤2)得到的水溶液通过所述阴离子养分的阴离子交换树脂柱进行阴离子交换，收集流出液，得到含所述水溶性天然高分子络合剂的阴离子、所述盐基离子成分和所述阴离子养分的水溶液；
[0017]4)将步骤3)得到的水溶液旋转蒸发、冷冻干燥，即可得到所述酸性土壤调理剂。
[0018]上述的制备方法，步骤1)中，所述水溶性天然高分子络合剂的水溶液可通过将每1～10g所述水溶性天然高分子络合剂溶于1～10L水中制备得到，如每10g所述水溶性天然高分子络合剂溶于1L水中；
[0019]所述钠型阳离子交换树脂柱可为强酸性凝胶阳离子交换树脂，交换柱规格具体可为柱子直径为2cm、柱子高度为10cm、树脂高度为8cm，所述水溶性天然高分子络合剂的水溶液通过所述钠型阳离子交换树脂柱的流速可为3～4BV/h，具体可为3BV/h、3.5BV/h或4BV/h；
[0020]步骤2)中，制备所述盐基离子成分的阳离子交换树脂柱的方法包括将所述盐基离子成分的盐溶液通过阳离子交换树脂柱的步骤，盐的形式具体可为氯盐，盐溶液中每种盐的浓度具体可为1mol/L，阳离子交换树脂柱中的树脂可为强酸性凝胶阳离子交换树脂，交换柱规格具体可为柱子直径为2cm、柱子高度为10cm、树脂高度为8cm，所述盐基离子成分的盐溶液通过所述阳离子交换树脂柱的流速可为3～4BV/h，具体可为3BV/h、3.5BV/h或4BV/h；
[0021]所述盐基离子成分的阳离子交换树脂柱中的树脂可为强酸性凝胶阳离子交换树脂，柱子规格具体可为柱子直径为2cm、柱子高度为10cm、树脂高度为8cm，步骤1)得到的水溶液通过所述盐基离子成分的阳离子交换树脂柱的流速可为3～4BV/h，具体可为3BV/h、3.5BV/h或4BV/h；
[0022]步骤3)中，制备所述阴离子养分的阴离子交换树脂柱的方法包括将所述阴离子养分的盐溶液通过阴离子交换树脂柱的步骤，盐的形式具体可为钠盐，盐溶液的浓度具体可为1mol/L，阴离子交换树脂柱中的树脂可为强碱性凝胶阴离子交换树脂，交换柱规格具体可为柱子直径为2cm、柱子高度为10cm、树脂高度为8cm，所述阴离子养分的盐溶液通过所述阴离子交换树脂柱的流速可为3～4BV/h，具体可为3BV/h、3.5BV/h或4BV/h；
[0023]所述阴离子养分的阴离子交换树脂柱中的树脂可为强碱性凝胶阴离子交换树脂，交换柱规格具体可为柱子直径为2cm、柱子高度为10cm、树脂高度为8cm，步骤2)得到的水溶
液通过所述阴离子养分的阴离子交换树脂柱的流速可为3～4BV/h，具体可为3BV/h、3.5BV/h或4BV/h；
[0024]所述阴离子养分的阴离子交换树脂柱的阴离子交换容量根据所述酸性土壤调理剂中各离子的含量确定，例如所述阴离子养分的阴离子交换树脂柱的阴离子交换容量可为所述水溶性高分子的盐基的水溶液中阳离子总摩尔量的5％～15％。
[0025]第三方面，本专利技术保护上述任一项所述的酸性土壤调理剂在下述A1)
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A4)中至少一种中的应用：
[0026]A1)提高土壤pH；
[0027]A2)降低土壤交换性酸；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种酸性土壤调理剂，以摩尔百分含量计，由85％～95％水溶性天然高分子络合剂和5％～15％无机养分盐组成。2.根据权利要求1所述的酸性土壤调理剂，其特征在于：所述水溶性天然高分子络合剂为木质素磺酸盐、羧甲基壳聚糖盐、聚天冬氨酸盐、聚谷氨酸盐、腐植酸盐和海藻酸盐中的一种或几种；所述水溶性天然高分子络合剂中的阳离子与所述无机养分盐中的阳离子相同。3.根据权利要求1或2所述的酸性土壤调理剂，其特征在于：所述无机养分盐中的阳离子为钙离子、镁离子、钾离子和锌离子中的至少一种；所述无机养分盐中的阴离子为氯离子、硫酸根离子、磷酸二氢根离子、磷酸根离子和钼酸根离子中的至少一种。4.权利要求1
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3中任一项所述的酸性土壤调理剂的制备方法，包括如下步骤：1)将所述水溶性天然高分子络合剂的水溶液通过钠型阳离子交换树脂柱，收集流出液，得到水溶性高分子的钠盐的水溶液；2)根据待调理的酸性土壤所缺少的盐基离子成分，制备盐基离子成分的阳离子交换树脂柱，所以盐基离子成分为所述无机养分盐中的阳离子；将步骤1)得到的水溶液通过所述盐基离子成分的阳离子交换树脂柱中进行阳离子交换，收集流出液，得到水溶性高分子的盐基的水溶液；3)根据待调理的酸性土壤所缺少的阴离子养分，制备阴离子养分的阴离子交换树脂柱，所以阴离子养分为所述无机养分盐中的阴离子；将步骤2)得到的水溶液通过所述阴离子养分的阴离子交换树脂柱进行阴离子交换，收集流出液，得到含所述水溶性天然高分子络合剂的阴离子、所述盐基离子成...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡树文，康飞，任雪芹，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：