一種酸性土壤改良劑及施用方法
【專利摘要】本發明涉及一種酸性土壤改良劑及施用方法，由如下配比的原料充分混勻制備而成：干電石渣80～90wt%、草木灰5～15wt%、聚丙烯酰胺1～5wt%、殼聚糖0.1～0.5wt%,混合物pH值為12～12.6。本發明酸性土壤改良劑的主要原料選用干電石渣，綜合利用了工業固廢，不但能帶來良好的效益，而且能實現變廢為寶，符合國家環保和循環經濟政策。酸性土壤改良劑在土壤翻耕時施用，在水田采用土壤表施的方式，在旱地采用土壤摻混施的方式。施用本發明酸性土壤改良劑后的土壤pH值達到6～7，不僅加強了農作物對土壤有效養分的吸收，而且還能抑制土壤重金屬離子的活性，改良土壤環境、促進植物生長發育。
【專利說明】一種酸性土壤改良劑及施用方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及土壤改良與環境保護【技術領域】，具體涉及一種酸性土壤改良劑及施用 方法。
【背景技術】
[0002] 土壤是生物賴以生存的母體，更是人類賴以生存的基礎，土壤作為不可再生的資 源，其作用具有不可替代性。但隨著現代工業的飛速發展，大量的酸性氣體和水污染物通過 大氣和水體進入土壤，特別是近年來，酸雨和重金屬污染現象嚴重，加之農民過度施用酸性 化肥(如氯化銨、硫酸銨、尿素等)，造成了土壤酸化和土壤中重金屬離子富集現象加劇。土 壤酸化后，會使土壤中有益微生物數量減少，抑制有益微生物的生長和活動，從而影響土壤 有機質的分解和土壤中c、N、P和S的循環，不利于農業生產可持續發展。酸性土壤還使養 分有效性低，易導致土壤肥力流失、干旱脅迫，而且土壤的酸化又促進有毒、有害金屬元素 的活化和溶出，加重鋁離子及錳、鉻、鎘、鉛、汞等有毒金屬離子的淋失和溶出，從而污染 土壤和水環境，甚至還可能通過食物鏈危害人體和動物的健康。 改良酸性土壤的農藝措施有多種，主要措施有：①施用堿性物質如石灰、沸石、粉煤灰、 硅酸鹽等作為改良劑，用以降低土壤酸度，提高土壤對酸的緩沖能力，減輕酸害或鋁害；② 通過種植耐酸植物以及改變耕作方式來適應土壤的酸性。
[0003] 改良酸性土壤的傳統方法是施用石灰，我國有長期施用石灰的習慣，特別在南方 酸性紅黃壤地區更為普遍。有研究表明，石灰能顯著降低土壤交換性酸和交換性鋁含量，提 高交換性鈣和鎂的含量，并且其降酸作用能保持相當長的時間。但是，大量施用石灰加速了 土壤氮的礦化速率，并能提高土壤的硝化作用，使土壤中NCV-N積累量增加，并且還存在以 下缺陷：一是會使土壤板結，土質惡化；二是有效養分容易鈣化，造成肥效降低；三是破壞 土壤的團粒結構。至于施用其他堿性物質，如粉煤灰、爐渣、鋼渣等工業固體廢物改良土壤， 因這類物質含有重金屬，長期施用會對土壤及生態環境產生不利影響。因此，探索酸性土壤 改良的新方法已成為廣大土壤和植物營養學工作者普遍關注的問題。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于克服上述缺陷，提供一種成本低、能顯著提高酸性土壤pH值并 消除酸性土壤中重金屬離子危害的土壤改良劑。
[0005] 為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：一種酸性土壤改良劑，由如下配 比的原料充分混勻制備而成：干電石漁80?90wt%、草木灰5?15wt%、聚丙烯酰胺1? 5wt%、殼聚糖0? 1?0? 5wt%，混合物pH值為12?12. 6。
[0006] 作為優選方案，所述干電石渣為濕法乙炔法生產聚氯乙烯時所產生的電石渣漿經 過篩除雜、壓縮空氣吹脫除去乙炔及其他異味氣體、板框壓濾脫水后，再進行破碎過篩、精 制除雜、熱風窯干燥而成，其含水量< 30%，粒度為50?200目，主要化學成份Ca (0H) 2含量 為90?92%。
[0007] 作為優選方案，所述干電石渣為干法乙炔法生產聚氯乙烯時所產生的電石渣，經 破碎過篩、精制除雜后的干電石渣，其含水量4%?12%，粒度為50?200目，主要化學成份 Ca (0H) 2 含量為 90% ?92%。
[0008] 作為優選方案，所述草木灰的含水量< 1%。
[0009] 作為優選方案，所述聚丙烯酰胺為合格品以上的陰離子型固體粉狀物質，粒度為 100 ?200 目。
[0010] 作為優選方案，所述殼聚糖為水溶性粉狀固體殼聚糖。
[0011] 本發明的另一個目的是提供一種酸性土壤改良劑的施用方法，所述酸性土壤改良 劑在土壤翻耕時施用，在水田采用土壤表施的方式，施用量根據土壤的酸度而定，一般為 50?500kg/畝；在旱地采用土壤摻混施的方式，施用量根據土壤的酸度而定，一般為耕層 土壤量的〇. 1?lwt%。
[0012] 本發明酸性土壤改良劑的主要原料選用干電石渣，綜合利用了工業固廢，有利于 不可再生的鈣資源循環，不但能帶來良好的經濟效益、環境效益和社會效益，而且能實現變 廢為寶，符合國家環保和循環經濟政策。
[0013] 施用本發明酸性土壤改良劑后的土壤pH值達到6?7,不僅加強了農作物對土壤 有效養分的吸收，而且施用一定時間后，還能抑制土壤中有害離子，特別是重金屬離子的活 性，穩定和固化土壤中錳、鉻、鎘、鉛、汞等重金屬離子，消除重金屬對農作物、人體和動物 的危害，增加土壤對氮的吸附量，有效緩解NH4+-N、NCV-N向深層土壤遷移的趨勢，提高土壤 中植物營養元素的有效性，改良土壤環境、促進植物生長發育。
【具體實施方式】
[0014] 為了使本發明所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，下面結合 幾個實施例對本發明作進一步詳細說明。
[0015] 電石渣來源于電石乙炔法生產聚氯乙烯時的副產品，一般以工業廢渣進行處置， 主要成分是Ca(0H)2，還含有Si02、Fe203、Mg0、Al 203等氧化物。電石渣漿中混雜不參加反應 的固體雜質如矽鐵、焦炭等在壓濾脫水前過篩除去，部分溶解在渣漿中的乙炔氣體和副反 應產生的氣體在壓濾脫水前經壓縮空氣吹脫，經板框壓濾脫水后的干電石渣含水在35%? 40%。經前述處理后的干電石渣再進行如下處理：破碎過篩、精制除雜、熱風窯干燥，使之達 到含水量彡30%，粒度為50目?200目，主要化學成份Ca (0H) 2含量為90%?92%，Ca (0H) 2 微溶于水，其飽和水溶液pH值為12. 6。經處理后的干電石渣不會產生飛灰而污染環境和造 成浪費，效率高，是一種優于石灰的酸性土壤改良劑。
[0016] 干電石渣另一個來源是干法乙炔法生產聚氯乙烯時所產生的電石渣，經破碎過 篩、精制除雜后的干電石渣，其含水量4%?12%，粒度為50?200目，主要化學成份Ca (0H) 2 含量為90%?92%。
[0017] 草木灰為植物燃燒后的灰燼，所以凡是植物所含的礦質元素，草木灰中幾乎都含 有。草木灰質輕且呈堿性，pH值為12左右，草木灰的主要成分是碳酸鉀，一般含鉀6?12%， 其中90%以上是水溶性，以碳酸鹽形式存在；其次是磷，一般含1. 5?3% ;還含有鈣、鎂、硅、 硫和鐵、錳、銅、鋅、硼、鑰等微量營養元素。草木灰為堿性熱性肥料，秧苗田施用草木灰可改 善土壤的物理及化學結構，明顯地提高土溫，促進秧苗根系生長，減少因低溫而引起慪根現 象發生的程度。但草木灰質輕且細，干時易隨風而去，濕時易隨水而走，與干電石渣摻混一 起施用，不僅能相互促進肥效，中和土壤酸性，而且能克服上述缺點，消除草木灰的損失和 環境污染。
[0018] 聚丙烯酰胺（PAM)是丙烯酰胺的高分子聚合物，有良好的水溶性，無毒、無腐蝕性， 熱穩定性好，早在20世紀50年代，就已開始利用聚合物改善土壤的物理性能，近年來，在利 用PAM改良土壤方面的研究取得許多成果，PAM能增加土壤大團聚體數目、提高團聚體水穩 性、增加總孔隙率和毛管孔隙度，提高土壤導水性、含水量，減緩土壤流失，土壤施入PAM后 能增加對NH4+-N、NCV-N的吸附量，并提高土壤對這兩種離子的抗淋溶作用，施用PAM后可 減少速效N的流失量。適量的PAM與處理后的干電石渣摻混一起施用，能增加酸性土壤對N 吸附量、吸附強度和貯存能力，并能有效緩解nh4+-n、ncv-n向深層土壤遷移的趨勢，這是因 為，PAM具有羧基和酰胺基等活性基團，可通過與土壤顆粒表面的金屬離子形成配位鍵，與 一些基團發生交換或通過氫鍵等作用在不同土壤顆粒間形成"鍵橋"，導致土壤發生凝聚， 形成水穩性團聚體，與電石渣摻混一起施用后，土壤pH升高，交換性陽離子含量增大，從而 導致對N的吸附量增加。
[0019] 殼聚糖是由甲殼質脫去乙酰基的產物，是自然界存在的唯一堿性多糖，它的胺基 極易形成四級胺正離子，有弱堿性陰離子交換作用，其分子中的氨基和與氨基相臨的羥基 與許多金屬離子（如Hg2+、Ni2+、Cu2+、Pb2+、Ca 2+、Ag+等）能形成穩定的螯合物，對重金屬離 子具有很好的吸附去除作用。殼聚糖還是天然的植物營養促長劑，既能給植物殺蟲、抗病， 起到肥料的作用，又能分解土壤中動植物殘體及微量金屬元素，從而轉化為植物的營養素， 增強植物免疫力，促進植物的健康。將殼聚糖摻入電石渣作為土壤改良劑，有適當的穩定性 和可降解性，降解以后是優質的有機肥料，可供作物吸收，能抑制土壤中的病原菌生長和繁 殖，同時能有效地改善土壤的團粒結構，因此組合成一種理想的土壤改良劑。
[0020] 本發明酸性土壤改良劑在土壤翻耕時施用，在水田采用土壤表施的方式，施用量 根據土壤的酸度而定，一般為50?500kg/畝；在旱地采用土壤摻混施的方式，施用量根據 土壤的酸度而定，一般為耕層土壤量的〇. 1?lwt%，耕層土壤是指5?25cm深度的土層。
[0021] 實施例1 水田酸化土壤改良：對范圍內1畝水田抽樣測試，取選平均值，pH值=3. 5, 土壤中各有 效成分和金屬離子濃度見表1，施用如下配比的酸性土壤改良劑，干電石渣的干基質量含量 為80wt%，所述草木灰的干基質量含量為15wt%，所述聚丙烯酰胺的質量含量為lwt%，所述 殼聚糖的質量含量為〇. 5wt%，其余為水，施用量為400kg。10天后，待土壤吸收完全，對土壤 進行測試，測試數據見表1。
[0022] 實施例2 水田酸化土壤改良：對范圍內1畝水田抽樣測試，取選平均值，pH值=4. 5, 土壤中各有 效成分和金屬離子濃度見表1，施用如下配比的酸性土壤改良劑，干電石渣的干基質量含量 為85wt%，所述草木灰的干基質量含量為9wt%，所述聚丙烯酰胺的質量含量為2wt%，所述殼 聚糖的質量含量為〇.3wt%，其余為水，施用量為250kg。10天后，待土壤吸收完全，對土壤 進行測試，測試數據見表1。
[0023] 實施例3 水田酸化土壤改良：對范圍內1畝水田抽樣測試，取選平均值，pH值=5. 5, 土壤中各有 效成分和金屬離子濃度見表1，施用如下配比的酸性土壤改良劑，干電石渣的干基質量含量 為88wt%，所述草木灰的干基質量含量為5wt%，所述聚丙烯酰胺的質量含量為3wt%，所述殼 聚糖的質量含量為〇. lwt%，其余為水，施用量為100kg。10天后，待土壤吸收完全，對土壤進 行測試，測試數據見表1。 表1
【權利要求】
1. 一種酸性土壤改良劑，其特征在于，由如下配比的原料充分混勻制備而成：干電石 禮：80?90wt%、草木灰5?15wt%、聚丙烯醜胺1?5wt%、殼聚糖0· 1?0· 5wt%，混合物pH 值為12?12.6。
2. 根據權利要求1所述的酸性土壤改良劑，其特征在于：所述干電石渣為濕法乙炔 法生產聚氯乙烯時所產生的電石渣漿，經過篩除雜、壓縮空氣吹脫除去乙炔及其他異味氣 體、板框壓濾脫水后，再進行破碎過篩、精制除雜、熱風窯干燥制成，其含水量< 30%，粒度為 50?200目，主要化學成份Ca (OH) 2含量為90?92%。
3. 根據權利要求1所述的酸性土壤改良劑，其特征在于：所述干電石渣為干法乙炔法 生產聚氯乙烯時所產生的電石渣，經破碎過篩、精制除雜后制成，其含水量為4%?12%，粒 度為50?200目，主要化學成份Ca (OH) 2含量為90%?92%。
4. 根據權利要求1所述的酸性土壤改良劑，其特征在于：所述草木灰的含水量< 1%。
5. 根據權利要求1所述的酸性土壤改良劑，其特征在于，所述聚丙烯酰胺為合格品以 上的陰離子型固體粉狀物質，粒度為100?200目。
6. 根據權利要求1所述的酸性土壤改良劑，其特征在于：所述殼聚糖為水溶性粉狀固 體殼聚糖。
7. 根據權利要求1所述的酸性土壤改良劑的施用方法，其特征在于：所述酸性土壤改 良劑在土壤翻耕時施用，在水田采用土壤表施的方式，施用量根據土壤的酸度而定，一般為 50?500kg/畝；在旱地采用土壤摻混施的方式，施用量根據土壤的酸度而定，一般為耕層 土壤量的〇. 1?lwt%。
【文檔編號】C09K101/00GK104263379SQ201410487549
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月23日 優先權日:2014年9月23日
【發明者】凌少青, 寥軍, 凌愷 申請人:凌少青