一种盐碱地土壤调理剂制备及使用方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于盐碱地土壤改良治理的复合材料的制备及使用方法，特别涉 及一种凹凸棒石粘土等硅酸盐类粘土矿改性加工制备用于盐碱地土壤改良治理的复合材 料的制备及使用方法。
【背景技术】
[0002] 盐碱土是盐土和碱土的总称，其土壤含盐量太高(超过0. 3%)，而使农作物低产或 不能生长。由于盐碱地土壤中可溶性盐分大多数是钠盐，使土壤粘重，土壤胶体分散乳化， 通气性差，遇水膨胀泥泞，失水收缩坚硬，严重影响农作物种子发芽和作物正常发育，另外， 土壤钠离子过多呈碱性反应，直接破坏植物组织，作物根系也易腐烂，影响养分转化，使磷 肥和微量元素等不能溶解而失效。因此土壤盐碱化对农作物危害极大。
[0003] 我国的盐碱地主要分布在东北、华北、西北以及滨海地区等17个省份，盐碱土面 积达5. 2亿亩，其中盐碱障碍耕地和具有农业发展潜力的盐碱地占到了所有盐碱地的一半 以上。另外尚有2. 6亿亩左右潜在盐渍化土壤，这类土壤若开发利用、灌溉耕作等措施不当 极易发生次生盐碱化。为了保障我国的粮食生产安全，改善生态环境，实现资源的可持续发 展利用，加快盐碱地改良技术的发展迫在眉睫。
[0004] 目前，国内外广泛使用的治理盐碱地的措施有水利改良措施(包括灌溉、排水、放 淤、种稻、防渗等措施)、农业改良措施(包括平整土地、改良耕作、施客土、施肥、播种、轮作、 间种套种等)、生物改良措施(包括种植耐盐植物和牧草、绿肥、植树造林等）和化学改良措 施(包括施用改良物质，如石膏、磷石膏、亚硫酸钙等）四个方面。在盐碱地治理的化学改良 研究和实践中，我国已有很多人提出了不少治理盐碱地的专利。如专利CN101012380A提 出了利用过磷酸钙、硫酸钙、透气性材料和腐熟粗有机物的组合物作为盐渍土的改良剂；专 利CN1923949A提出了以聚丙烯酸混合溶解木酢液，植物激素组合作为改良剂，既考虑了降 低pH值又考虑了促进植物生长；专利CN1676570A以硫酸铝为主要成分，在耙地插秧前使 用，用量是每公顷耕地撒施〇. 3-1. 0吨，降低pH值的同时使土壤作物性能得到恢复。专利 CN101481281A提出的综合治理剂由改良剂和有机肥组成，其中改良剂组分是腐殖酸、沸石、 酸性调理剂、粉煤灰、糠醛渣，有机肥组分是发酵鸡粪、粉碎秸杆、木酢液。在耙地插秧前使 用，用量是每公顷耕地撒施13-17吨，对土壤起到隔盐和压碱作用。
[0005] 盐碱地改良既涉及到有效降低土壤的含盐量和酸碱度，又同时涉及到改善土壤结 构和合理增加土壤养分的问题。传统的改良方法和产品在改良盐碱地时无法做到在降低土 壤的含盐量和酸碱度的同时，又达到改善土壤结构的目的，并且耗时长，投入大，回报率低， 这些都是盐碱地改良所必须解决的难题。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种盐碱地土壤的调理剂制备及使 用方法。
[0007] 为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种盐碱地土壤调理剂制备方法， 其特征在于，该调理剂由原料A-含腐殖酸的泥煤或褐煤和原料B-凹凸棒石矿物，按一定 比例混合反应制成，具体步骤为： a. 将原料A和原料B分别干燥，粉碎成粉未状，然后按照质量比A :B为0-1 :1的比例 混合，搅拌均匀； b. 将混合物料加入连续反应器中，在搅拌或混捏条件下边搅拌边喷入占混合料总重量 80-110%的浓硫酸，反应产物落入熟化仓内，堆存熟化或陈化24小时以上，使反应趋于完 全； c. 将熟化物料粉碎成80-100目的细粉，即得粉状成品，用纤维编织内衬塑料薄膜袋包 装。
[0008] 还包括步骤d :将熟化物料粉碎后，再按熟化物料总量0-15%的比例添加粉状凹凸 棒石黏土作为粘合剂造粒，烘干制成粒状，得粒状产品，用纤维编织内衬塑料薄膜袋包装。
[0009] 还包括步骤e :熟化物料粉碎后，与其他酸性的有机肥或无机肥料混合，混合比为 1 :1，再按混合料总量0-15%的比例添加粉状凹凸棒石黏土作为粘合剂造粒，烘干制成制 成粒状，得复合调理剂，用纤维编织内衬塑料薄膜袋包装。
[0010] 一种盐碱地土壤调理剂的使用方法，其特征在于：在耙地春播前施用，使用时先将 该调理剂均匀散播在盐碱地土壤表面；然后翻耕土壤，使盐碱地土壤与该调理剂预混均匀， 最后引水灌溉浇地，浸泡1周以上时间；用量是每公顷盐碱地0. 6?0. 8吨。
[0011] 本发明的调理剂作用机理是： 该调理剂以褐煤、泥煤、凹凸棒石粉、浓硫酸为主要组分。泥煤又称草炭或称泥炭，其 固相物质主要是由未完全分解的植物残体和完全腐殖化的腐殖质以及矿物质组成。褐煤属 于煤的一类，是一种介于泥炭与浙青煤之间的棕黑色、无光泽的低级煤，富含挥发份，含有 可溶于碱液内的腐殖酸。由于泥煤或褐煤独特的质轻，持水、透气和富含有机质、具有其他 材料不可替代的作用和适中的价格，在我国及世界园艺上和生产绿色有机复合肥中广泛应 用。泥煤或褐煤在浓硫酸作磺化剂和适当的温度等条件下处理合成，部分形成磺化煤的多 孔结构，使煤结构的芳香环上引入磺酸基（一S03H)，同时，由于浓硫酸的氧化作用，还把芳 香环侧链上的烷基氧化为羧基（一C00H)和羟基（一0H)。这些基团上的氢都能与水中的阳 离子如铁、铝、钙、镁、钠等进行离子交换而除去这些离子。
[0012] 凹凸棒石黏土矿是一种具链层状结构的含水富镁硅酸盐粘土矿物。由于内部多 孔道，比表面积大，大部分的阳离子、水分子和一定大小的有机分子均可直接被吸附进孔道 中，而它的电化学性能稳定。凹凸棒石粘土矿具有纳米材料的属性，是具有纳米通道结构的 天然纳米结构矿物材料，由于它们具有非常大的比表面积和一定的离子交换性，因此广泛 用作干燥剂、防潮珠、吸附剂、催化剂载体和抗菌剂载体等。凹凸棒石黏土作为复合肥粘结 齐IJ，造粒成型率高，时间短，所造颗粒强度高，表面光洁度好，保肥时间长，因此这种粘结剂， 能提高生产能力，减少电耗，还可以节约滑石粉、氯化铵等高价原料的用量；以凹凸棒石作 为作化肥厂制气的煤球粘结剂，粘结力强，强度高，成本低，造气率高，还可提高煤球固定碳 含量，降低粉尘污染等。
[0013] 凹凸棒石粘土具有阳离子可交换性，在其结构中存在晶格置换，帮晶体中含有不 定量的Ca 2+、Mg2+、Fe3+、A13+，经硫酸活化处理后，凹凸棒石中可交换阳离子量明显提高。浓 硫酸与凹凸棒石在适宜的条件下反应，生成大量的硫酸氢钙、硫酸钙、硫酸镁、硫酸氢镁、硫 酸铝、硫酸铁、硫酸氢钠、活性二氧化硅、硅酸凝胶等物质，这些物质能够降低盐碱地土壤pH 值，能改善土壤团粒结构，增加土壤代换量，同时使土壤作物性能得到恢复。
[0014] 本发明的有益效果：本发明是集成化学成盐、络合、中和、离子交换、吸附、脱附、钝 化和固定以及防返碱等物理化学功能于一体，施入土壤与土壤混合吸附后，将提高土壤阳 离子交换量，增强Ca2+、Mg 2+、Fe' Al3+离子的置换和结合力，显著降低土壤胶体中的CO广、 HCCV、Cl' Na+等可溶性盐基、碱基的含量，显著降低pH值，和可溶性Na+离子，形成防返碱 犁底结构。对植物生长有广谱的调节作用，能促进根系发育，提高作物的抗逆性，增加养分 吸收，有利于作物生长。也可掺入腐殖酸复混肥，作为有效成分之一，用于农业及非农业方 面。
【附图说明】
[0015] 图1为本发明工艺流程图。
【具体实施方式】
[0016] 以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限 定本发明的范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应 包含在本发明的保护范围之内。
[0017] 实施例1 : 一种盐碱地土壤调理剂制备方法是：将含腐殖酸的褐煤及凹凸棒石矿物分别干燥、粉 碎，然后按照1:1的比例混合，加入连续反应器，同时喷入占混合料总重量110%的浓硫酸， 反应产物落入熟化仓，保温保存24小时，使反应趋于完全。熟化物料粉碎后，用纤维编织内 衬塑料薄膜袋包装，即得粉状成品。工艺路线如附图1所示。
[0018] 实施例 2-5: 一种盐碱地土壤调理剂制备方法，制备方法及工艺路线如实施例1，消耗定额如表1所 /Jn〇
【主权项】
1. 一种盐碱地土壤调理剂制备方法，其特征在于，该调理剂由原料A-含腐殖酸的泥 煤或褐煤和原料B-凹凸棒石矿物，按一定比例混合反应制成，具体步骤为： a. 将原料A和原料B分别干燥，粉碎成粉未状，然后按照质量比A:B为0-1 :1的比例 混合，搅拌均匀； b. 将混合物料加入连续反应器中，在搅拌或混捏条件下边搅拌边喷入占混合料总重量 80-110%的浓硫酸，反应产物落入熟化仓内，堆存熟化或陈化24小时以上，使反应趋于完 全； c. 将熟化物料粉碎成80-100目的细粉，即得粉状成品，用纤维编织内衬塑料薄膜袋包 装。
2. 如权利要求1所述的一种盐碱地土壤调理剂制备方法，其特征在于还包括步骤d : 将熟化物料粉碎后，再按熟化物料总量0-15%的比例添加粉状凹凸棒石黏土作为粘合剂造 粒，烘干制成粒状，得粒状产品，用纤维编织内衬塑料薄膜袋包装。
3. 如权利要求1所述的一种盐碱地土壤调理剂制备方法，其特征在于还包括步骤e : 熟化物料粉碎后，与其他酸性的有机肥或无机肥料混合，混合比为1 :1，再按混合料总量 0-15%的比例添加粉状凹凸棒石黏土作为粘合剂造粒，烘干制成制成粒状，得复合调理剂， 用纤维编织内衬塑料薄膜袋包装。
4. 一种盐碱地土壤调理剂的使用方法，其特征在于：在耙地春播前施用，使用时先将 该调理剂均匀散播在盐碱地土壤表面；然后翻耕土壤，使盐碱地土壤与该调理剂预混均匀， 最后引水灌溉浇地，浸泡1周以上时间；用量是每公顷盐碱地0. 6?0. 8吨。
【专利摘要】本发明涉及一种盐碱地土壤调理剂制备方法及使用方法：将含腐殖酸的泥煤或褐煤原料与磨好的凹凸棒石矿粉按照（0-1）：1的比例混合，然后在搅拌或混捏条件下喷入占混合料总重量80-110%的浓硫酸，再送入熟化仓内堆存熟化或陈化24小时，最后将熟料粉碎成80目左右细粉即得一种盐碱地土壤调理剂。可经造粒、烘干制成粒状产品使用，也可与其他酸性的有机无机肥料预混合后使用，用量为每公顷盐碱地使用0.6～0.8吨。本发明产品集化学成盐，络合，中和，离子交换，吸脱附，钝化和固定以及防返碱和破乳等物理化学功能为一体，能够显著提高土壤的阳离子交换量，土壤胶体中的盐基、碱基被脱附淋洗，显著降低ｐＨ值，可当年施工当年种地收获。
【IPC分类】C09K101-00, C09K17-40
【公开号】CN104610974
【申请号】CN201510057988
【发明人】王永斌, 蔺海明, 陈馨, 李文东, 高燕林, 王燕
【申请人】甘肃西部凹凸棒石应用研究院
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年2月5日