專利名稱：一種保持水、土、肥和控制污染的土壤調(diào)理劑及其制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)，尤其是一種保持水、土、肥和控制污染的土壤調(diào)理劑及其制備工藝。
背景技術(shù)：
經(jīng)檢索專利文獻(xiàn)得知，以聚丙烯酸樹脂吸附銨、鉀、鈣、鎂等養(yǎng)分的組合物已有報(bào)導(dǎo)，用于農(nóng)業(yè)和造林，但主要作用是保持水土和抗淋溶，通過吸水保水增肥，與小分子化合物交聯(lián)作為植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，未報(bào)道能改良土壤結(jié)構(gòu)、吸附重金屬和農(nóng)藥殘留物，改善農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量尤其是安全質(zhì)量，無(wú)法滿足安全農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種保持水、土、肥和控制污染的土壤調(diào)理劑及其制備工藝，它能有效起到水土保持、增加土壤養(yǎng)分和肥力、改良土壤結(jié)構(gòu)、改善農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的作用，并可固定吸附土壤重金屬和農(nóng)藥殘留物，控制和降低土壤重金屬和農(nóng)藥殘留物對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的污染。
本發(fā)明提出的制備工藝流程短、穩(wěn)定、可靠。
本發(fā)明具有如下積極效果或優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明提出的土壤調(diào)理劑簡(jiǎn)稱PAA鹽，包括聚丙烯酸銨鹽、聚丙烯酸堿金屬和堿土金屬鹽以及聚丙烯酸鐵鹽、鋅鹽、銅鹽、銀鹽和鋁鹽。它是以氫氧化鈉或氨水中和丙烯酸，經(jīng)靜置水溶液聚合而得到聚丙烯酸鹽水溶膠，干燥和粉碎后得到聚丙烯酸銨鹽凝膠。再加入堿金屬、堿土金屬、銅、銀、鋅、鋁鹽，生成不溶性聚丙烯酸鹽凝膠。其特征在于以20～45％氫氧化鈉2～1份或20～29％氨水4～2份中和1份95～98％的丙烯酸，加丙烯酸體積2～15倍的水以去處聚合熱，聚合水溶液酸堿度達(dá)PH7～14，按每升丙烯酸0.1～0.6g加入自由基引發(fā)劑過硫酸鉀或過硫酸銨，靜置水溶液聚合，冷卻至室溫，得到聚丙烯酸鈉鹽或銨鹽的水溶膠，含有聚丙烯酸鈉或銨4～10％，水90～85％。
上述的土壤調(diào)理劑以40％氫氧化鈉1份或29％氨水2份中和1份98％丙烯酸，加丙烯酸體積2倍的水，聚合水溶液酸堿度達(dá)PH7以上，按每升丙烯酸加入0.2g自由基引發(fā)劑過硫酸鉀或過硫酸銨，靜置水溶液聚合得到的聚丙烯酸鈉鹽或銨鹽的水溶膠，經(jīng)105～150℃干燥48～24小時(shí)或干燥至易于粉碎，冷卻至30℃，粉碎過20目篩，得到其凝膠，聚丙烯酸鈉或銨含量90～98％。
上述的土壤調(diào)理劑以聚丙烯酸鈉或銨鹽水溶膠1份，生石灰2～4份，得到聚丙烯酸鈣鹽；以聚丙烯酸鈉或銨鹽水溶膠1份，硫酸亞鐵4～6份，得到聚丙烯酸鐵鹽。
上述生石灰也可以是其他堿金屬和堿土金屬氧化物、氫氧化物和鹽類，也可以加石英沙、秸稈粉、硅膠粉、硫磺粉、硼酸做填充物；硫酸亞鐵也可以是鋅、銅、銀和鋁金屬鹽類，也可以加石英沙、秸稈粉、硅膠粉、硫磺粉、硼酸做填充物。
本發(fā)明提供的產(chǎn)品無(wú)毒，無(wú)公害，具有很高的水溶性和冷、熱、機(jī)械、生物穩(wěn)定性。聚丙烯酸銨鹽在水溶液中會(huì)逐漸水解，有為數(shù)眾多的強(qiáng)親水基團(tuán)，吸濕性和保水性非常強(qiáng)，相對(duì)濕度55％，30℃每克聚丙烯酸鈉的吸濕量達(dá)5500克，40％丙烯酸鈉水溶液進(jìn)行靜止聚合，則生成含水60％的明膠狀聚合物。屬高分子電解質(zhì)，具有大量的離子交換基團(tuán)，陽(yáng)離子交換量是腐殖酸的20倍以上，可交換吸附銨、鉀、鈣、鎂等養(yǎng)分?？稍谕寥乐信c土粒絡(luò)合，形成穩(wěn)定的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，其效果是腐殖土的數(shù)百倍?？晒潭ㄎ街亟饘俸娃r(nóng)藥殘留物，降低土壤重金屬和農(nóng)藥殘留物對(duì)農(nóng)產(chǎn)品安全性的危害。因此，它們是優(yōu)良的保持水、肥、土和控制農(nóng)產(chǎn)品污染的無(wú)公害有機(jī)土壤調(diào)理劑。
例2 取丙烯酸10kg，20～29％氨水20kg，加水20kg中和聚合熱，調(diào)整水溶液酸堿度達(dá)PH7～14，按每升丙烯酸0.1～0.6g加入自由基引發(fā)劑過硫酸鉀或過硫酸銨，靜置水溶液聚合冷卻至室溫得到聚丙烯酸鈉鹽或銨鹽的水溶膠，含有聚丙烯酸鈉或銨4～10％，水90～85％。
例3 將上述兩例得到 土壤含水量％土壤 施肥處理 5 月 6 月 7 月 7 月 比對(duì)照下旬 中旬 上旬 下旬 平均 S.D增減％TT1 單施化肥對(duì)照 32.4 32.5 31.8 31.1 51.95 0.64 0增施土壤改良劑 36.2 39.6 31.8 32.8 35.10 3.549.9TD1 單施化肥對(duì)照 21.1 22.8 22.4 28.1 23.6 3.09 0增施土壤改良劑 24.3 24.2 28.5 24.8 25.45 2.057.8TD2 單施化肥對(duì)照 20.7 29.6 26.8 26.8 25.98 3.76 0增施土壤改良劑 30.5 22.3 20.1 28.9 25.45 5.03 -2.0MD單施化肥對(duì)照 16.2 20.7 29.3 24.0 22.55 5.52 0增施土壤改良劑 18.2 23.8 28.6 25.0 23.90 4.316.0平均 單施化肥對(duì)照 22.6 26.4 27.6 27.5 26.02 2.37 0增施土壤改良劑 27.3 27.5 27.3 27.9 27.50 0.285.7比對(duì)照增減％ 20.8 4.2 -1.1 1.5測(cè)定烤煙生長(zhǎng)各階段土壤含水量，四種土壤增施PAA鹽水溶膠與適量單施化肥(N5.8～9kg/畝)相比，土壤含水量平均增高5.7％。尤其在烤煙苗期(移栽后14～25天)干旱情況下，四種土壤平均，單施化肥土壤含水量22.6％，增施PAA鹽土壤含水量27.3％，比單施化肥高20.8％。充分說(shuō)明PAA鹽的保水性能，并可持續(xù)2個(gè)月以上。
2、增施PAA鹽土壤調(diào)理劑明顯提高煙葉磷鉀吸收(見表2)四種土壤增施PAA鹽水溶膠，煙葉吸收磷量比單施化肥平均提高29.5％。尤其在彌勒酸性紅壤旱地(pH5.4)上，單施化肥煙葉吸收磷量為5.61kg/hm2，增施PAA鹽煙葉吸收磷量達(dá)8.24kg/hm2，比單施化肥高46.9％。
四種土壤增施PAA鹽水溶膠，煙葉吸收鉀量比單施化肥平均提高19.5％。尤其在彌勒縣西三鄉(xiāng)酸性紅壤旱地(pH5.4)上，單施化肥煙葉吸收鉀量為56.8kg/hm2，增施PAA鹽煙葉吸收鉀量達(dá)76.0kg/hm2，比單施化肥高33.8％。
煙葉吸氮量?jī)H微增0.3％。說(shuō)明PAA鹽的保肥性能和提高土壤供肥能力主要表現(xiàn)在磷鉀等作物容易缺乏的養(yǎng)分上。
表2 四種土壤增施PAA鹽水溶膠煙葉氮磷鉀吸收利用N PK占N化占P化 占K化土壤 施肥處理 葉N量 葉P量 葉K量肥施用 肥施用 肥施用kg/hm2量％kg/hm2量％ kg/hm2量％TT1 單施化肥對(duì)照 40.9030.33.74 6.3 35.06 12.5增施土壤改良劑 46.1934.25.19 8.8 42.38 15.1TD1 單施化肥對(duì)照 52.1149.64.56 10.0 47.29 21.7增施土壤改良劑 46.0043.85.73 12.5 56.48 25.9TD2 單施化肥對(duì)照 49.5947.24.26 9.3 56.17 25.8增施土壤改良劑 49.8047.44.36 9.5 58.38 26.8MD 單施化肥對(duì)照 35.1533.55.61 12.2 56.76 26.0增施土壤改良劑 36.3434.68.24 18.0 75.96 34.9平均 單施化肥對(duì)照 44.4440.24.54 9.45 48.82 21.5增施土壤改良劑 44.5840.05.88 12.2 58.30 25.7比對(duì)照增減％0.3 -0.529.5 29.1 19.5 19.33、增施PAA鹽土壤調(diào)理劑明顯改善土壤物理性狀(1)＜0.001mm粘粒和質(zhì)地五種土壤(含一個(gè)昆明古紅土紅壤盆栽土)增施PAA鹽，與適量單施化肥(N5.8～9kg/畝)相比，第三年(2001年)，＜0.001mm粘粒平均減少7.7％。尤其是昆明紅壤盆栽三年＜0.001mm粘粒含25.4％，比單施化肥減少32.8％，比三年前減少19.0％，質(zhì)地由粉粘土改良成砂壤土，同盆栽土摻沙10％有關(guān)；在長(zhǎng)期主施化肥的紅壤水稻土上增施PAA土壤調(diào)理劑，＜0.001mm粘粒含28.7％，比單施化肥減少8.3％，比三年前減少10.2％，質(zhì)地由粉黏土改良成粉壤土；在通海紅壤旱地黏土上＜0.001mm粘粒含55.2％，施PAA效果不明顯，跟土壤過于粘重，PAA施用量相對(duì)不足，改良時(shí)間短有關(guān)，但比德國(guó)產(chǎn)Agrosol土壤改良劑效果好。(見表3.1)表3.1五種土壤增施PAA鹽土壤＜0.001mm粘粒含量和質(zhì)地土壤＜0.001mm粘粒含量％土壤 施肥處理質(zhì)地1998年 2001年 比98增 比對(duì)照增TT1 單施化肥對(duì)照32.031.3-2.2 0 粉黏土增施土壤改良劑 28.7 -10.2-8.3 粉壤土TD1 單施化肥對(duì)照55.256.4 2.2 0 黏土增施土壤改良劑 56.5 2.3 0.2 黏土TD2 單施化肥對(duì)照45.546.1 1.3 0 黏土增施土壤改良劑 45.2-0.8-2.0 黏土MD 單施化肥對(duì)照36.237.4 3.1 0 壤黏土增施土壤改良劑 37.2 2.7-0.5 壤黏土增施德產(chǎn)改良劑 37.9 4.7 1.3 壤黏土PK 單施化肥對(duì)照31.437.820.6 0 粉黏土增施土壤改良劑 25.4 -19.0-32.8砂壤土增施德產(chǎn)改良劑 37.218.5-1.6 粉黏土平均 單施化肥對(duì)照40.141.8 4.2 0增施土壤改良劑 38.6-3.7-7.7(2)土壤容重和空隙度五種土壤增施PAA鹽三年后，與適量單施化肥(N5.8～9kg/畝)相比，土壤容重明顯降低，總空隙度明顯提高。尤其是在容重大，空隙度低的土壤上效果顯著，如昆明紅壤盆栽三年后，容重降低18.6％，總空隙度增加9.2％；通海紅壤長(zhǎng)期主施化肥旱地容重降低17.0％，總空隙度增加15.5％。(見表3.2)
表3.2 五種土壤增施PAA鹽土壤容重和空隙度土壤容重g/cm3土壤總空隙度％土壤 施肥處理1998年 2001年 增減％ 1998年 2001年 增減％TT1 單施化肥對(duì)照1.19 1.22 2.5 55.854.8 -1.8增施土壤改良劑 1.08 -9.2 59.5 6.5TD1 單施化肥對(duì)照1.32 1.15 -13.0 52.558.8 12.0增施土壤改良劑 1.09 -17.0 60.6 15.5TD2 單施化肥對(duì)照1.09 1.08 -0.9 60.260.9 1.1增施土壤改良劑 1.03 -5.5 62.3 3.4MD 單施化肥對(duì)照 1.09 60.2增施土壤改良劑 1.04 -4.6 62.2 3.3增施德產(chǎn)改良劑 0.98 10.1 63.6 5.6PK 單施化肥對(duì)照 1.18 57.7增施土壤改良劑 0.96 -18.6 63.0 9.2增施德產(chǎn)改良劑 1.19 0.8 53.4 -7.5(3)土壤團(tuán)聚體和團(tuán)聚體粘粒比五種土壤增施PAA鹽三年后，與適量單施化肥(N5.8～9kg/畝)相比，0.001～1mm團(tuán)聚體平均減少4.0％，＜0.001mm粘粒平均減少35.0％，團(tuán)聚體粘粒比提高45.2％。尤以通海古紅土紅壤旱地突出，團(tuán)聚體占41.2～54.4％，比單施化肥增加3.8～7.9％，＜0.001mm粘粒占2.0～3.9％，比單施化肥減少38.7～45.3％，團(tuán)聚體粘粒比高達(dá)10.5～26.7，比單施化肥提高69.5～218.0％，平均提高154.9％。＜0.001mm粘粒易隨水流失，(表3.3)上述三方面充分說(shuō)明，增施PAA鹽能與粘粒結(jié)合形成穩(wěn)定的團(tuán)聚體，起到改良土壤結(jié)構(gòu)，改善土壤通透性和質(zhì)地，保持土壤作用。
表3.3增施PAA鹽土壤團(tuán)聚體和粘粒含量變化0.001～1mm團(tuán)聚體 ＜0.001mm粘粒 團(tuán)聚體粘粒比土壤 施肥處理1998 2001 增減 1998 2001 增減 1998 2001 增減年年 ％ 年年 ％ 年年％TT1 單施化肥對(duì)照33.2 28.25.24 3.046.33 9.29增施土壤改良劑26.4 -6.42.27 -25.3 11.6 25.3TD1 單施化肥對(duì)照46.4 39.710.5 6.414.41 6.19增施土壤改良劑41.2 3.83.93 -38.7 10.5 69.5TD2 單施化肥對(duì)照41.2 50.48.28 3.734.97 8.39增施土壤改良劑54.4 7.92.04 -45.3 26.7 218MD 單施化肥對(duì)照16.7 34.120.9 3.280.80 10.4
增施土壤改良劑 34.72.0 2.46 -25.0 14.1 35.9增施德產(chǎn)改良劑 35.23.3 2.71 -17.4 13.0 25.0PK 單施化肥對(duì)照36.8 1.09 33.7增施土壤改良劑 24.7 -32.8 0.69 -36.7 35.8 6.2增施德產(chǎn)改良劑 31.3 -14.7 2.92 16810.7 -68.2平均 單施化肥對(duì)照31.937.8 11.2 3.514.13 13.6增施土壤改良劑 36.3 -4.0 2.28 -35.0 19.7 45.2比對(duì)照增減％-4.0 -35.0 45.24、增施PAA鹽土壤調(diào)理劑明顯改善土壤化學(xué)性狀(1)土壤pH六種土壤增施PAA鹽，土壤pH的變化因土壤和PAA鹽酸堿性而異。在堿性土(TT1，pH＞8)2000年增施酸性PAA亞鐵鹽加硫磺粉，土壤pH比單施化肥對(duì)照降低0.47pH單位，2001年增施堿性PAA鈉鹽水溶膠，土壤pH比對(duì)照升高0.31pH單位；在微堿性土(TD1，pH＞7)上，三年增施中性PAA鈉鹽，土壤pH比單施化肥對(duì)照平均升高0.21pH單位；在微酸性土(TD2，pH＞6)上，三年增施堿性PAA鈉銨鹽，土壤pH與單施化肥對(duì)照無(wú)差異；在酸性土(MD、PT、PK，pH6左右)上，三年增施堿性PAA鈉銨鹽或鈣鹽，土壤pH比單施化肥對(duì)照平均升高0.03～0.47pH單位。因此，增施堿性PAA鈉鹽水溶膠，有明顯改良酸性土的作用。(表4.1)表4.1紅壤增施PAA鹽0～20cm.土層pH值的變化pH值土壤 施肥處理 1999-2001年1998 1999 2000 2001平均 S.DTT1 適量單施化肥 8.01 8.43 8.46 7.99 8.29 0.26增施土壤改良劑 7.99 8.30 8.14 0.17TD1 適量單施化肥 7.18 7.30 7.13 7.35 7.26 0.12增施土壤改良劑 7.37 7.43 7.61 7.47 0.12TD2 適量單施化肥 6.32 6.25 6.49 6.65 6.46 0.20增施土壤改良劑 6.65 6.46 6.28 6.46 0.18MD 適量單施化肥 5.41 5.15 5.50 5.42 5.36 0.18增施土壤改良劑 5.38 5.59 5.21 5.39 0.19PT 適量單施化肥 6.06 6.32 5.45 5.42 5.73 0.51增施土壤改良劑 6.19 5.94 6.01 6.05 0.13PK 適量單施化肥6.30 6.20 5.50 5.64 5.78 0.37增施土壤改良劑6.23 6.25 6.27 6.25 0.02(2)土壤有機(jī)質(zhì)六種土壤增施PAA鹽三年土壤有機(jī)質(zhì)含量與單施化肥對(duì)照無(wú)顯著差異。與PAA鹽施用量小，有機(jī)成分含量低有關(guān)。在有機(jī)質(zhì)含量低的土壤上，如PK，有機(jī)質(zhì)含量0.87％，增施PAA鹽三年，土壤有機(jī)質(zhì)仍比單施化肥對(duì)照提高20.7％。(表4.2)表4.2紅壤增施PAA鹽0～20cm.土層有機(jī)質(zhì)的變化有機(jī)質(zhì)％土壤 施肥處理 1999-2001年1998 1999 2000 2001平均 S.DTT1 適量單施化肥3.99 3.87 3.47 3.74 3.69 0.20增施土壤改良劑 3.66 3.83 3.74 0.12TD1 適量單施化肥2.09 2.86 2.35 1.84 2.35 0.51增施土壤改良劑2.45 2.31 1.79 2.18 0.35TD2 適量單施化肥2.94 3.02 2.75 2.67 2.81 0.18增施土壤改良劑2.91 2.94 2.97 2.94 0.03MD 適量單施化肥3.22 2.48 2.71 2.72 2.64 0.14增施土壤改良劑2.18 2.52 2.72 2.47 0.27PT 適量單施化肥2.94 3.27 2.86 2.87 3.00 0.23增施土壤改良劑3.13 2.92 2.49 2.85 0.33PK 適量單施化肥0.72 0.86 0.83 0.91 0.87 0.04增施土壤改良劑0.93 1.02 1.21 1.05 0.14(3)土壤陽(yáng)離子交換量(CEC)由于PAA鹽陽(yáng)離子交換量高，因此，六種土壤增施PAA鹽三年后，除土壤陽(yáng)離子交換量高的水稻土TT1和長(zhǎng)期配施有機(jī)肥的旱地土TD2外，其它土壤的陽(yáng)離子交換量比單施化肥都明顯增高；2001年與1998年相比，除土壤陽(yáng)離子交換量高的水稻土TT1有所降低外，其它土壤的陽(yáng)離子交換量都顯著增高。(表4.3)
表4.3紅壤增施PAA鹽0～20cm.土層CEC的變化土壤 施肥處理 CEC cmol/kg1998 2001 比98年增減％ 比對(duì)照增減％TT1 單施化肥對(duì)照44.13 35.86 -18.7 0增施土壤改良劑 35.73 -19.0-0.4TD1 單施化肥對(duì)照15.71 17.38 10.6 0增施土壤改良劑 19.64 25.0 13.0TD2 單施化肥對(duì)照11.90 14.20 19.3 0增施土壤改良劑 14.10 18.5 -0.7MD 單施化肥對(duì)照6.35 10.00 57.5 0增施土壤改良劑 10.40 63.8 4.0PT 單施化肥對(duì)照- 8.57 0增施土壤改良劑 - 10.98 28.1PK 單施化肥對(duì)照- 4.60 0增施土壤改良劑 - 5.27 14.65、增施PAA鹽土壤調(diào)理劑明顯降低煙葉重金屬含量(表5)四種土壤增施PAA鹽三年后，與適量單施化肥(N5.8~9kg/畝)相比，煙葉重金屬平均含量Pb降低20.5％，As降低18.6％，Cr降低11.9％，Cd降低1.0％。說(shuō)明增施PAA鹽吸附固定土壤重金屬，降低煙葉重金屬含量。尤以堿性和酸性土壤上效果顯著，在微酸性和微堿性土壤上效果不如麥秸。從重金屬種類看，增施PAA鹽降低煙葉Pb、As含量效果較好，降低Hg、Cd含量效果不如麥秸和德國(guó)產(chǎn)Agrosol土壤改良劑。
表5、增施PAA鹽2001年煙葉重金屬含量煙葉重金屬mg/kg土壤 施肥處理Hg Pb As CdCrTT1 單施化肥對(duì)照0.0036 \0.307 0.556 0.77增施土壤改良劑 0.0027 \0.167 0.504 0.59TD1 單施化肥對(duì)照0.0034 0.60 0.218 0.698 0.73增施土壤改良劑 0.0029 0.43 0.168 0.726 0.66TD2 單施化肥對(duì)照0.0028 0.41 0.094 0.269 0.32增施土壤改良劑 0.0039 0.58 0.172 0.341 0.44MD 單施化肥對(duì)照0.0033 1.14 0.157 0.631 0.28增施土壤改良劑 0.0026 0.70 0.125 0.559 0.16增施德產(chǎn)改良劑 0.0021 0.78 0.125 0.593 0.11PK 單施化肥對(duì)照0.0013 2.25 0.060 0.178 1.21增施土壤改良劑 0.0029 2.95 0.195 0.213 2.53增施德產(chǎn)改良劑 0.0022 2.33 0.134 0.114 1.95平均 單施化肥對(duì)照0.0033 0.72 0.194 0.538 0.525增施土壤改良劑 0.0030 0.57 0.158 0.533 0.462比對(duì)照增減％ -9.1-20.5 -18.6 -1.0 -11.96、增施PAA鹽土壤調(diào)理劑對(duì)烤煙產(chǎn)量無(wú)顯著影響(表6.1，6.2)表6.1增施PAA鹽對(duì)烤煙產(chǎn)量、產(chǎn)值的影響1999年 2000年 2001年產(chǎn)量產(chǎn)值 產(chǎn)量 產(chǎn)值 產(chǎn)量產(chǎn)值處理kg/hm2yuan/hm2kg/hm2yuan/hm2kg/hm2yuan/hm2TT1適量單施化肥 2634b27166c114211321 1604c 12919d增施土壤改良劑 -- 112511537 1974ab 20028abTD1適量單施化肥 2110 22122 180914184 2316b 18571b增施土壤改良劑 2406 17334 188014457 244719818TD2適量單施化肥 2617 23053 185415687 2328a 19297b增施土壤改良劑- - 182015754 2295a 24186aMD適量單施化肥 2325b21750b154914746 1890b 19566e增施土壤改良劑 2292 20030 181617920 2030a 26008a注-表示未設(shè)置處理(后表同)四種土壤增施PAA鹽烤煙平均產(chǎn)量比適量單施化肥(N5.8～9kg/畝)，99年增產(chǎn)6.3％，00年增產(chǎn)4.4％，01年增產(chǎn)8.7％，三年平均增產(chǎn)6.5％。其中，長(zhǎng)期主施化肥田增產(chǎn)10.8％，長(zhǎng)期主施化肥地增產(chǎn)7.9％，彌勒有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施地增產(chǎn)7.7％，通海有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施地平均減產(chǎn)1.6％。統(tǒng)計(jì)表明，增、減產(chǎn)差異不顯著，增施PAA鹽對(duì)烤煙產(chǎn)量無(wú)顯著影響。
表6.2施用有機(jī)物對(duì)烤煙產(chǎn)量的影響 kg/hm2F試驗(yàn)地點(diǎn) TT TD1TD2 MD 平均行列適量單施化肥1793207822661921 2014a 5.53 1.22增施土壤改良劑1549224420582046 1974a7、增施PAA鹽土壤調(diào)理劑顯著提高煙葉產(chǎn)值(表7)
表7增施PAA鹽對(duì)烤煙產(chǎn)值的影響 yuan/hm2F試驗(yàn)地點(diǎn) TTTD1TD2MD 平均 行 列適量單施化肥 17135 18292 19346 18687 18365bc 4.86**1.20增施土壤改良劑 15782 17203 19970 21319 18568bc四種土壤增施PAA鹽，三年，與適量單施化肥(N5.8～9kg/畝)相比，99年煙葉平均減值l4.8％，00年平均增值6.4％，01年比單施化肥平均增值30.0％，增值效果呈逐年遞增趨勢(shì)。在土肥易流失，作物生長(zhǎng)后期供肥能力降低的土壤上增值最顯著，如通海長(zhǎng)期主施化肥田三年平均增值28.5％，01年增值55.0％；彌勒有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施地三年平均增值15.5％，01年增值32.9％；通海有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施地01年在減產(chǎn)1.4％的情況下，烤煙增值25.3％。與增施PAA鹽改良土壤環(huán)境，保持水、土、肥，提高中、上等煙葉比例有關(guān)。統(tǒng)計(jì)表明，增施PAA鹽三年增加煙葉產(chǎn)值顯著，尤其是在長(zhǎng)期主施化肥的土壤上，烤煙增值極顯著。
8、增施PAA鹽土壤調(diào)理劑對(duì)煙葉化學(xué)成分無(wú)明顯影響(表8.1，8.2)四種土壤增施PAA鹽，三年平均煙葉總糖26.2％、總氮2.1％、煙堿2.4％、鉀含量2.6％及氮堿比0.92、糖堿比l2.18、施木克值2.66，統(tǒng)計(jì)表明，與單施化肥無(wú)顯著差異，施用PAA鹽對(duì)煙葉化學(xué)品質(zhì)無(wú)明顯影響。
表8.1施用有機(jī)物對(duì)煙葉總氮、總糖、煙堿和鉀的影響 ％F試驗(yàn)地點(diǎn) TT TD1TD2 MD 平均行列總氮 % 0.58 17.89**適量單施化肥 2.022.412.301.742.12 a大量單施化肥 2.302.252.501.892.24 a增施小麥稈2.112.132.321.832.10 a增施玉米稈2.212.302.141.732.10 a配施菜籽餅2.242.132.441.662.12 a增施土壤改良劑 2.331.882.371.842.10 a平均 2.20 a 2.18 a 2.34 a 1.78 b煙堿 ％ 0.30 15.22**適量單施化肥 2.532.782.341.822.37 a大量單施化肥 2.932.812.881.782.60 a增施小麥稈2.672.612.601.742.40 a增施玉米稈3.023.022.041.542.40 a配施菜籽餅 2.842.41 2.701.542.37 a增施土壤改良劑3.361.92 2.491.792.39 a平均 2.89 a 2.59 a 2.51 a 1.70 b總糖 ％1.96 5.56**適量單施化肥 28.4722.80 25.3228.35 26.24 a大量單施化肥 22.0422.48 23.8126.42 23.69 a增施小麥稈 28.5828.11 26.1428.52 27.84 a增施玉米稈 24.2426.31 26.7629.72 26.76 a配施菜籽餅 24.2625.77 22.2731.14 25.86 a增施土壤改良劑 23.1828.1824.429.12 26.22 a平均25.13 b 25.61 b 24.78 b 28.87 a鉀 ％ 1.18 24.28**適量單施化肥 1.61 2.58 3.112.802.52 a大量單施化肥 2.30 3.20 3.552.933.00 a增施小麥稈 1.64 2.91 3.223.042.70 a增施玉米稈 2.00 2.59 2.953.062.65 a配施菜籽餅 2.10 2.52 3.253.002.72 a增施土壤改良劑 1.77 2.07 3.063.652.64 a平均1.90 c 2.64 b 3.19 a 3.08 a表8.2施用有機(jī)物對(duì)煙葉氮堿比、糖堿比、施木克值的影響F試驗(yàn)地點(diǎn)TT TD1 TD2 MD 平均行 列氮堿比適量單施化肥 0.79 0.88 1.00 0.990.92 a 0.32 15.05**大量單施化肥 0.80 0.82 0.88 1.000.88 a增施小麥稈 0.90 0.86 0.89 1.060.93 a增施玉米稈 0.73 0.78 1.06 1.130.92 a配施菜籽餅 0.80 0.88 0.91 1.100.92 a增施土壤改良劑 0.73 0.98 0.96 1.030.92 a平均0.79 c 0.87 bc 0.95 b 1.05 a糖堿比適量單施化肥11.53 8.8011.5416.47 12.08 a 0.80 20.68**大量單施化肥 7.88 8.23 8.4515.78 10.08 a增施小麥稈 11.2811.65 9.9816.86 12.44 a增施玉米稈 8.16 9.1613.0l19.84 12.54 a配施菜籽餅 8.6010.80 9.3620.81 12.39 a增施土壤改良劑 7．32 14.9510.1016.34 12.18 a平均9.13 b 10.60 b 10.41 b 17.68 a施木克植適量單施化肥 3.24 2.03 2.32 3.312.72 a 1.17 11.24**大量單施化肥 2.11 2.12 1.99 2.922.28 a增施小麥稈 2.89 2.77 2.33 3.132.78 a增施玉米稈 2.45 2.43 2.49 3.412.70 a配施菜籽餅 2.31 2.51 2.11 3.742.67 a增施土壤改良劑 2.22 3.04 2.22 3.182.66 a平均 2.54 b 2.48 b 2.24 b 3.28 a
9、增施PAA鹽土壤調(diào)理劑對(duì)改善煙葉香食味有一定作用(表9.1，9.2)增施PAA鹽的四種土壤，三年平均煙葉評(píng)吸綜合得分69.0，比適量單施化肥略低1.4分，比大量單施化肥高0.4分，統(tǒng)計(jì)差異不顯著。增施PAA鹽三年后，2001年煙葉評(píng)吸結(jié)果顯示，增施PAA鹽四種土壤平均煙葉評(píng)吸綜合得分62.8，比適量單施化肥高0.7分，比大量單施化肥高0.9分。在提高香氣量、香氣質(zhì)、濃度，降低刺激性方面好于單施化肥。
表9.1施用有機(jī)物對(duì)煙葉評(píng)吸綜合得分的影響(三年平均)F試驗(yàn)地點(diǎn) TT TD1 TD2 MD 平均 行 列綜合得分適量單施化肥 72.870.4 68.4 69.970.4 a 2.42 4.39*大量單施化肥 68.267.4 69.4 69.468.6 a增施小麥稈72.771.8 67.8 71.470.9 a增施玉米稈73.670.6 66.8 72.270.8 a配施菜籽餅69.767.8 68.4 68.868.7 a增施土壤改良劑 69.469.0 68.5 69.069.0 a平均 71.1 a 69.5 ab 68.2 b 71.1 a表9.2增施PAA鹽對(duì)2001年煙葉評(píng)吸得分的影響試驗(yàn)地點(diǎn) TT TD1 TD2 MD 平均平均比對(duì)照增綜合得分適量單施化肥 62.561.8 63.3 60.762.15 a 0 0大量單施化肥 63.560.5 61.7 62.061.92 a -0.23 0增施土壤改良劑 63.862.9 61.7 62.862.80 a 0.65 0.88香氣質(zhì)適量單施化肥7.4 6.8 7.3 6.7 7.05大量單施化肥7.7 6.9 6.9 6.8 7.08 0.03增施土壤改良劑 7.5 6.9 6.9 7.1 7.10 0.05 0.02香氣量適量單施化肥7.2 7.1 7.0 6.6 6.98大量單施化肥7.2 6.8 7.2 7.2 7.10 0.12增施土壤改良劑 7.5 7.2 6.6 7.2 7.13 0.15 0.03濃度適量單施化肥7.1 6.9 7.2 6.7 6.98大量單施化肥7.3 6.6 7.3 7.1 7.08 0.10增施土壤改良劑 7.2 7.6 6.7 7.3 7.20 0.22 0.12刺激性適量單施化肥6.8 6.6 6.5 6.5 6.60大量單施化肥6.7 6.3 6.2 6.8 6.50 0.10增施土壤改良劑 7.1 6.3 7.0 6.7 6.78 0.18 0.28
雜氣適量單施化肥6.5 6.6 6.8 6.5 6.60大量單施化肥6.8 6.3 6.6 6.2 6.48-0.12增施土壤改良劑 6.9 6.2 6.2 6.9 6.55-0.05 0.07勁頭適量單施化肥7.0 6.7 7.1 7.0 6.95大量單施化肥7.0 6.4 6.6 7.0 6.75-0.20增施土壤改良劑 7.0 6.8 6.9 6.7 6.85-0.10 0.10余味適量單施化肥6.6 6.7 6.8 6.8 6.73大量單施化肥6.8 6.4 6.4 6.6 6.55-0.18增施土壤改良劑 6.8 6.9 6.8 6.6 6.78 0.05 0.2310、增施PAA鹽土壤調(diào)理劑改良土壤及改善煙葉品質(zhì)的機(jī)理(1)彌勒地?zé)熢鍪㏄AA鹽土壤調(diào)理劑與德國(guó)產(chǎn)土壤改良劑相比，烤煙產(chǎn)量略減0.07％，煙葉增值19.4％。德國(guó)產(chǎn)土壤改良劑Agrosil LR與單施化肥的參照相比，產(chǎn)量極顯著提高，增值11.3％，增值效果不如PAA鹽。Agrosil LR的改土機(jī)制是通過與土壤水分、組分特別是次生礦物發(fā)生不同程度的反應(yīng)，利用硅酸溶膠與硅酸凝膠的動(dòng)態(tài)平衡，達(dá)到改良土壤的目的。在硅鋁鐵率低的土壤上，具有復(fù)硅作用，與土壤氧化鐵等礦物發(fā)生作用，促進(jìn)形性能的有機(jī)聚合物。施入土壤后，與土壤礦物形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，與土壤中的離子、分子結(jié)合，形成適當(dāng)大小的團(tuán)聚體。主要作用是改善土壤透水透氣性和保水、保肥、保土。國(guó)內(nèi)外類似產(chǎn)品主要用做保持水土和抗淋溶。PAA鹽土壤調(diào)理劑施入土壤使粘粒含量減少，大于2微米的復(fù)合體增加，使復(fù)合體解離度比大量單施化肥平均降低26.9％，比適量單施化肥平均降低24.1％，比德國(guó)改良劑平均降低2.2％。在質(zhì)地粘重的紅壤上施用，能使土壤質(zhì)地朝壤土方向發(fā)展，有明顯的改良土壤結(jié)構(gòu)作用。
(2)PAA高聚物鹽具有很高的離子交換性能，與土壤粘粒結(jié)合形成的新鮮有機(jī)礦質(zhì)復(fù)合體具有較強(qiáng)的吸收、吸附、固定土壤氮素和重金屬的能力，具有平衡土壤氮素供應(yīng)，防止或控制環(huán)境和農(nóng)產(chǎn)品污染的重要作用。
(3)土壤直接施用高聚物土壤改良劑，改善土壤環(huán)境質(zhì)量，在調(diào)節(jié)土壤反應(yīng)，降低土壤中重金屬有效性，提高煙葉品質(zhì)和控制煙葉硝酸鹽等有害物質(zhì)方面效果明顯。
權(quán)利要求
1.一種保持水、土、肥和控制污染的土壤調(diào)理劑及其制備工藝，其特征在于以20～45％氫氧化鈉2～1份或20～29％氨水4～2份中和1份95～98％的丙烯酸，加丙烯酸體積2～15倍的水以去處聚合熱，聚合水溶液酸堿度達(dá)PH7～14，按每升丙烯酸0.1～0.6g加入自由基引發(fā)劑過硫酸鉀或過硫酸銨，靜置水溶液聚合，冷卻至室溫，得到聚丙烯酸鈉鹽或銨鹽的水溶膠，含有聚丙烯酸鈉或銨4～10％，水90～85％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壤調(diào)理劑及其制備工藝，其特征在于以40％氫氧化鈉1份或29％氨水2份中和1份98％丙烯酸，加丙烯酸體積2倍的水，聚合水溶液酸堿度達(dá)PH7以上，按每升丙烯酸加入0.2g自由基引發(fā)劑過硫酸鉀或過硫酸銨，靜置水溶液聚合得到的聚丙烯酸鈉鹽或銨鹽的水溶膠，經(jīng)105～150℃干燥48～24小時(shí)或干燥至易于粉碎，冷卻至30℃，粉碎過20目篩，得到其凝膠，聚丙烯酸鈉或銨含量90～98％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壤調(diào)理劑及其制備工藝，其特征在于以聚丙烯酸鈉或銨鹽水溶膠1份，生石灰2～4份，得到聚丙烯酸鈣鹽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壤調(diào)理劑及其制備工藝，其特征在于聚丙烯酸鈉或銨鹽水溶膠1份，硫酸亞鐵4～6份，得到聚丙烯酸鐵鹽。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的土壤調(diào)理劑及其制備工藝，其特征在于生石灰也可以是其他堿金屬和堿土金屬氧化物、氫氧化物和鹽類，也可以加石英沙、秸稈粉、硅膠粉、硫磺粉、硼酸做填充物。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的土壤調(diào)理劑及其制備工藝，其特征在于硫酸亞鐵也可以是鋅、銅、銀和鋁金屬鹽類，也可以加石英沙、秸稈粉、硅膠粉、硫磺粉、硼酸做填充物。
全文摘要
一種保持水、土、肥和控制污染的土壤調(diào)理劑及其制備工藝，以20～45％氫氧化鈉2～1份或20～29％氨水4～2份中和1份95～98％的丙烯酸，加丙烯酸體積2～15倍的水以去除聚合熱，聚合水溶液酸堿度達(dá)pH7～14，按每升丙烯酸0.1～0.6g加入自由基引發(fā)劑過硫酸鉀或過硫酸銨，得到聚丙烯酸鈉鹽或銨鹽的水溶膠，它能有效起到水土保持、增加土壤養(yǎng)分和肥力、改良土壤結(jié)構(gòu)、改善農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的作用，并可固定吸附土壤重金屬和農(nóng)藥殘留物，控制和降低土壤重金屬和農(nóng)藥殘留物對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的污染。
文檔編號(hào)C09K17/40GK1438293SQ0212812
公開日2003年8月27日 申請(qǐng)日期2002年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月26日
發(fā)明者張曉林, 和麗忠, 陳錦玉, 沙凌杰, 樊永言 申請(qǐng)人:云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所