一种土壤膨松剂及制备方法与流程

本发明属于土壤改良方法技术领域，具体涉及一种土壤膨松剂，还涉及一种土壤膨松剂的制备方法。

背景技术：

近年来，由于不科学的耕作方式和不合理施肥，导致我国耕地土壤质量严重下降，土壤板结已成为影响我国农业发展的最为严重的问题之一，是土壤物理性退化的主要表现形式之一。目前，我国治理土壤板结的主要方法有增施有机肥、增施微生物菌剂、适当施用土壤改良剂、推广旱作农业。其中，适当施用土壤改良剂的主要原理是通过土壤改良剂中的硅、钙、铁等二价阳离子与土壤中的有机无机胶体能快速形成土壤团粒结构来解决土壤板结问题，促进根系生长。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种土壤膨松剂，解决了土壤板结，弥补了发泡技术运用于防治土壤板结领域空白的问题。

本发明的目的还在于提供一种土壤膨松剂的制备方法。

本发明所采用的第一种技术方案是，一种土壤膨松剂，按照质量百分比由以下材料组成：聚乙烯醇2～17.5％、甘油26.5～50％、甲基纤维素0.8～4％，碳酸氢铵35.5～49％、聚乙二醇0.5～12.6％、氧化钙粉末0.5～12.6％，以上各组分质量百分比之和为100％。

本发明的特点还在于，

聚乙二醇分子量为4000～20000da，聚乙烯醇分子量为16000～20000da，甲基纤维素分子量为10000～15000da，碳酸氢铵97％以上粉体粒径是150～180μm。

本发明所采用的第二种技术方案是，

步骤1，按照质量百分比称取以下材料：聚乙烯醇2～17.5％、甘油26.5～50％、甲基纤维素0.8～4％、碳酸氢铵35.5～49％、聚乙二醇0.5～12.6％、氧化钙粉末0.5～12.6％，以上各组分质量百分比之和为100％。

步骤2，将聚乙烯醇与甘油在挤出机内共熔后挤出，然后自然冷却至室温，得到共混物；

步骤3，向共混物中加入甲基纤维素和碳酸氢铵，混合均匀后置入造粒机制粒，得到混合软颗粒；

步骤4，将聚乙二醇与氧化钙粉末在包衣锅内混合均匀后，再向包衣锅内加入所述混合软颗粒，混合均匀，即得到土壤膨松剂；

本发明的特点还在于，

步骤2共熔温度为120～130℃。

步骤3混合软颗粒中97％以上颗粒粒径在0.8～1.5mm。

聚乙二醇分子量为4000～20000da，聚乙烯醇分子量为16000～20000da，甲基纤维素分子量为10000～15000da，碳酸氢铵97％以上粉体粒径是150～180μm。

本发明的有益效果是：本发明的所制备的一种土壤膨松剂为可降解材料，在其遇水后产生二氧化碳和氨气，以此来疏松土壤，增加土壤的团粒结构，增加孔隙度，调整土壤坚实度，降低土壤容重，协调水、肥、气、热状况，提高蓄水保墒性能，为土壤微生物活动创造良好环境。

附图说明

图1是本发明一种土壤膨松剂结构示意图。

具体实施方式

本发明提供的一种土壤膨松剂，其结构如图1所示，按照质量百分比由以下材料组成：聚乙烯醇2～17.5％、甘油26.5～50％、甲基纤维素0.8～4％、97％以上粉体粒径是150～230μm的碳酸氢铵35.5～49％、分子量为4000～20000的聚乙二醇0.5～12.6％、氧化钙粉末0.5～12.6％，以上各组分质量百分比之和为100％。

本发明的一种土壤膨松剂的制备方法，具体操作步骤如下：

步骤1，按照质量百分比称取以下材料：分子量为16000～20000da聚乙烯醇2～17.5％、甘油26.5～50％、分子量为10000～15000da甲基纤维素0.8～4％、97％以上粉体粒径是150～180μm的碳酸氢铵35.5～49％、分子量为4000～20000da的聚乙二醇0.5～12.6％、氧化钙粉末0.5～12.6％，以上各组分质量百分比之和为100％。

步骤2，将聚乙烯醇与甘油在挤出机内共熔后挤出，热熔温度为120～130℃；然后自然冷却至室温，得到共混物；

步骤3，向共混物中加入甲基纤维素和碳酸氢铵，混合均匀后置入造粒机制粒，得到混合软颗粒，混合软颗粒中97％以上颗粒粒径为0.8～1.5mm；

步骤4，将聚乙二醇与氧化钙粉末在包衣锅内混合均匀后，再向包衣锅内加入所述混合软颗粒，混合均匀，即得到土壤膨松剂。

下面结合实施例对本发明进行详细说明

实施例1

步骤1，称取以下材料：分子量为4000da的聚乙烯醇5g、甘油80g、分子量为10000da的甲基纤维素3g、97％以上粉体粒径是150μm的碳酸氢铵85g、分子量为8000da的聚乙二醇1.5g、氧化钙粉末1.5g。

步骤2，将聚乙烯醇与甘油在挤出机内共熔后挤出，共熔温度为120℃；然后自然冷却至室温，得到共混物；

步骤3，向共混物中加入甲基纤维素和碳酸氢铵，混合均匀后置入造粒机制粒，得到混合软颗粒，其中混合软颗粒中97％以上颗粒粒径为0.8mm；

步骤4，将聚乙二醇与氧化钙粉末在包衣锅内混合均匀后，再向包衣锅内加入所述混合软颗粒，混合均匀，最终颗粒中97％以上颗粒粒径为1.5mm，堆密度为500kg/m³，即得到土壤膨松剂。

实施例2

步骤1，称取以下材料：分子量为20000da的聚乙烯醇55g、甘油100g、分子量为15000da的甲基纤维素8g、97％以上粉体粒径是180μm的碳酸氢铵155g、分子量为12000da的聚乙二醇30g、氧化钙粉末30g；

步骤2，将聚乙烯醇与甘油在挤出机内共熔后挤出，共熔温度为130℃；然后自然冷却至室温，得到共混物；

步骤3，向共混物中加入甲基纤维素和碳酸氢铵，混合均匀后置入造粒机制粒，得到混合软颗粒，其中混合软颗粒中97％以上颗粒粒径为1.0mm；

步骤4，将聚乙二醇与氧化钙粉末在包衣锅内混合均匀后，再向包衣锅内加入所述混合软颗粒，混合均匀，最终颗粒中97％以上颗粒粒径为2.0mm，堆密度为600kg/m³，即得到土壤膨松剂。

实施例3

步骤1，称取以下材料：分子量为18000da的聚乙烯醇50g、甘油1000g、分子量为13000da的甲基纤维素80g、97％以上粉体粒径是160μm的碳酸氢铵850g、分子量为5000da的聚乙二醇15g、氧化钙粉末15g；

步骤2，将聚乙烯醇与甘油在挤出机内共熔后挤出，共熔温度为130℃；然后自然冷却至室温，得到共混物；

步骤3，向共混物中加入甲基纤维素和碳酸氢铵，混合均匀后置入造粒机制粒，得到混合软颗粒，其中混合软颗粒中97％以上颗粒粒径为1.5mm；

步骤4，将聚乙二醇与氧化钙粉末在包衣锅内混合均匀后，再向包衣锅内加入所述混合软颗粒，混合均匀，最终颗粒中97％以上颗粒粒径为2.3mm，堆密度为800kg/m³，即得到土壤膨松剂。

实施例4

步骤1，称取以下材料：分子量为19000da的聚乙烯醇550g、甘油800g、分子量为12000da的甲基纤维素30g、97％以上粉体粒径是180μm的碳酸氢铵1550g、分子量为20000da的聚乙二醇300g、氧化钙粉末300g；

步骤2，将聚乙烯醇与甘油在挤出机内共熔后挤出，共熔温度为130℃；然后自然冷却至室温，得到共混物；

步骤3，向共混物中加入甲基纤维素和碳酸氢铵，混合均匀后置入造粒机制粒，得到混合软颗粒，其中混合软颗粒中97％以上颗粒粒径为1.5mm；

步骤4，将聚乙二醇与氧化钙粉末在包衣锅内混合均匀后，再向包衣锅内加入所述混合软颗粒，混合均匀，最终颗粒中97％以上颗粒粒径为2.1mm，堆密度为700kg/m³，即得到土壤膨松剂。

实施例5

步骤1，称取以下材料：分子量为17000da的聚乙烯醇50g、甘油800g、分子量为17000da的甲基纤维素80g、97％以上粉体粒径是150μm的碳酸氢铵850g、分子量为4000da的聚乙二醇300g、氧化钙粉末300g；

步骤2，将聚乙烯醇与甘油在挤出机内共熔后挤出，共熔温度为125℃；然后自然冷却至室温，得到共混物；

步骤3，向共混物中加入甲基纤维素和碳酸氢铵，混合均匀后置入造粒机制粒，得到混合软颗粒，其中混合软颗粒中97％以上颗粒粒径为0.8mm；

步骤4，将聚乙二醇与氧化钙粉末在包衣锅内混合均匀后，再向包衣锅内加入所述混合软颗粒，混合均匀，最终颗粒中97％以上颗粒粒径为1.8mm，堆密度为700kg/m³，即得到土壤膨松剂。

实施例6

步骤1，称取以下材料：分子量为19000da聚乙烯醇550g、甘油1000g、分子量为14000da甲基纤维素30g、97％以上粉体粒径是180μm的碳酸氢铵1550g、分子量为6000da的聚乙二醇15g、氧化钙粉末15g；

步骤2，将聚乙烯醇与甘油在挤出机内共熔后挤出，熔温度为125℃；然后自然冷却至室温，得到共混物；

步骤3，向共混物中加入甲基纤维素和碳酸氢铵，混合均匀后置入造粒机制粒，得到混合软颗粒，其中混合软颗粒中97％以上颗粒粒径为1.5mm；

步骤4，将聚乙二醇与氧化钙粉末在包衣锅内混合均匀后，再向包衣锅内加入所述混合软颗粒，混合均匀，最终颗粒中97％以上颗粒粒径为2.3mm，堆密度为800kg/m³，即得到土壤膨松剂。

本发明一种土壤膨松剂，外层为亲水性材料聚乙二醇，在遇水后溶解，同时氧化钙遇水放热，促进聚乙烯醇和甲基纤维素溶胀，使得碳酸氢铵分解，从而释放出二氧化碳和氨气。

通过比较加入本发明土壤膨松剂与未加入本发明土壤膨松剂的实验可以得到，加入本发明土壤膨松剂后板结土壤明显松散，孔隙度较大。加入本发明土壤膨松剂后土壤实密度大小为1.0g/cm³,而未加入膨松剂的土壤实密度为1.2g/cm³；本组对比试验中膨松剂用量为500kg/666.67m²。

另一组对比例加入膨松剂前土壤实密度为1.04g/cm³、加入膨松剂后土壤实密度为0.93g/cm³；本组对比试验中膨松剂用量为500kg/666.67m²。

膨松剂用量为500-800kg/666.67m²。

本发明主要是采用发泡原理，所制备的土壤膨松剂在遇水后释放二氧化碳和氨气来疏松土壤，增大土壤颗粒的孔隙，利于土壤中水分的保持及空气的流通。此外，本发明制备的土壤膨松剂为生物可降解材料，在土壤中能够被微生物降解，不会造成环境污染。