用于预防土壤侵蚀的方法
【专利说明】用于预防±壤侵蚀的方法
[0001] 本发明设及一种用于预防±壤侵蚀的方法，其中，将非离子型瓜尔胶和/或阳离 子型瓜尔胶施用在±壤上或施用到±壤中。本发明还设及一种用于预防±壤的水流失的方 法，其中，将非离子型瓜尔胶和/或阳离子型瓜尔胶施用在±壤上或施用到±壤中。本发明 还设及一种针对上壤侵蚀的经处理的上壤，该经处理的上壤易于通过该预防上壤侵蚀的方 法获得，其中，将非离子型瓜尔胶和/或阳离子型瓜尔胶施用在±壤上或施用到±壤中。 现有技术
[0002] 水和±壤是人类的物质基础。±壤侵蚀是一个时下普遍关注的主要的环境问题。 尤其是在广大的发展中国家中，±壤侵蚀已经成为当地经济发展中一个重要的限制性因 素。±壤侵蚀导致严重的环境和生态灾难后果，包括±壤质量退化、±地资源的破坏、水短 缺、水污染、环境退化W及沉积物排放而产生大量的河流渺泥、增加的威胁下游地区的洪水 风险。
[0003] 化学侵蚀防治技术正在作为一类非传统的水±保持措施出现。化学防治±壤侵 蚀主要通过聚合物的施用来改进±壤特性、增加±壤团粒稳定性，从而预防黏±分散，由 此减少±壤结皮、增加渗透、减少表面径流和±壤侵蚀。从20世纪50年代起，合成聚合物 开始用于±壤改良。在科学研究工作中，PAM(聚丙締酷胺）被证实是一种的有前景的添 加剂，该添加剂可W维持±壤结构和±壤团粒稳定性并且保持高渗透低流失扣S2625529， W02007047481)。纤维素和吸水剂木质纤维素扣S20100285962,US20070180763)也被鉴别 为用于运类目的。迄今为止只有聚丙締酷胺因为用于±壤侵蚀预防和其在许多国家中在农 业中的作用已被广泛研究。结果表明，水±保持的作用有其适用范围，如缓坡和某些±壤类 型。然而对于构造差的地面（如碱性±和在睹坡上），PAM不能很好地起作用。因此，更加 有效的±壤侵蚀防治材料和技术有待于进一步开发，W满足不同的、在不同类型±壤和环 境中千变万化的要求。
[0004] 从而，对于改进的±壤添加剂存在需要，该添加剂应预防±壤侵蚀并且相对于所 用的添加剂的总量具有增加的功效。
【发明内容】
阳0化]现在显示出，该非离子型瓜尔胶和/或一种阳离子型瓜尔胶可能用来预防±壤侵 蚀并且相对于所用的添加剂的总量具有增加的功效；显著地通过增加±壤团粒结构的水稳 定性。此外该瓜尔胶是植物基可生物降解的产品，该产品作为降解的结果不会污染环境。
[0006] 于是，本发明设及一种用于预防±壤侵蚀的方法，其中，将非离子型瓜尔胶和/或 阳离子型瓜尔胶施用在±壤上或施用到±壤中。
[0007] 本发明还设及一种用于预防±壤的水流失的方法，其中，将非离子型瓜尔胶和/ 或阳离子型瓜尔胶施用在±壤上或施用到±壤中。
[0008] 本发明还设及一种针对±壤侵蚀的经处理的±壤，该经处理的±壤易于通过该预 防±壤侵蚀的方法获得，其中，将非离子型瓜尔胶和/或阳离子型瓜尔胶施用在±壤上或 施用到±壤中。
[0009] 根据本发明的±壤侵蚀旨在设及=种主要的侵蚀类型，运些侵蚀类型作为降雨的 直接结果出现，比如表面侵蚀、细沟侵蚀、W及冲沟侵蚀；但也作为风象和天气条件的结果 出现。
[0010] 表面径流是当±壤被浸透达到总容量时出现的水流和来自降雨、融水、或其他来 源的在地面上流动的过量的水。运是水循环的一个主要组分和水力侵蚀中的主要媒介。它 导致耕地的损失，并且±壤不能再为农作物和种子提供充分的正常的结构和营养W使其健 康生长。
[0011] 根据本发明可能使用一种或若干种非离子型和/或阳离子型瓜尔胶。
[0012] 本发明的非离子型瓜尔胶通常是不改性的瓜尔胶，该瓜尔胶意指包括薦糖半乳糖 和甘露糖的多糖。主链是P1,4-连接的甘露糖残基直链，在每隔一个甘露糖处半乳糖残基 1，6-连接到该甘露糖残基直链，形成短的侧链。
[0013] 本发明的阳离子型瓜尔胶可包括可W通过使用不同可能的阳离子型酸化剂获得 的阳离子型瓜尔胶，例如像季锭盐的家族。
[0014] 在阳离子型瓜尔胶的情况下，则该阳离子基团可W是带有S个基团的季锭基团， 运些基团可W是相同的或不同的，优选地选自氨、烷基、径烷基、环氧烷基、链締基、或芳基， 优选地包含1至22个碳原子、更具体地说1至14并且有利地1至3个碳原子。平衡离子 通常是面素，其在一个实施例该平衡离子为氯。
[0015] 季锭盐可W是例如：3-氯-2-径丙基S甲基氯化锭（CHPTMAC)，2,3-环氧丙基S甲基氯化锭巧PTAC)，二締丙基二甲基氯化锭值MDAAC)，乙締基苯S甲基氯化锭，甲基丙締 酸乙醋S甲基氯化锭，甲基丙締酷胺基丙基S甲基氯化锭（MAPTAC)，W及四烷基氯化锭。
[0016] 在运些阳离子型瓜尔胶衍生物中一种典型的阳离子官能团是=甲基氨基（2-径 基）丙基，与一种平衡离子。可W利用不同的平衡离子，包括但不限于面离子，如氯离子、氣 离子、漠离子和舰离子，硫酸根，甲基硫酸根，W及其混合物。
[0017] 本发明的阳离子型瓜尔胶可W是选自W下各项组成的组：
[0018] -阳离子型径烷基瓜尔胶，如阳离子型径乙基瓜尔胶（肥瓜尔胶）、阳离子型径丙 基瓜尔胶（HP瓜尔胶）、阳离子型径下基瓜尔胶（皿瓜尔胶），W及
[0019] -阳离子型簇烷基瓜尔胶，包括阳离子型簇甲基瓜尔胶（CM瓜尔胶）、阳离子型烧 簇基瓜尔胶如阳离子型簇丙基瓜尔胶（CP瓜尔胶）和阳离子型簇下基瓜尔胶（CB瓜尔胶）、 簇甲基径丙基瓜尔胶（CMHP瓜尔胶）。
[0020] 更优选地，本发明的阳离子型瓜尔胶是瓜尔胶径丙基=甲基氯化锭。
[0021] 阳离子瓜尔胶的径烷基化度（摩尔取代度或MS)，即被存在于该瓜尔胶上的游离 径基官能团的量所消耗的环氧烧分子的数量，可W是包含在0至3之间，优选地在0至1. 7 之间。例如，MS为1可W表示一个环氧乙烧单元每个单糖单元。
[0022] 阳离子型瓜尔胶的取代度值巧，即每单醋单元被阳离子基团取代的径基的平均 数，可W是包含在0. 005至3之间，优选在0. 01至2之间。DS值得注意地可W代表每单糖 单元的簇甲基的数目。DS值得注意地可W通过滴定法确定。
[0023] 阳离子瓜尔胶的电荷密度（CD)可W包含在0. 1至2meq/g之间，优选地在0. 4至 Imeq/g之间。该电荷密度指的是聚合物中包括的一个单体单元上的正电荷数量与所述单体 单元的分子量的比值。电荷密度与聚合物分子量的乘积确定了给定的聚合物链上的带正电 位点的数目。
[0024] 该阳离子型瓜尔胶可W具有在约100, 000道尔顿至3, 500, 000道尔顿之间、优选 地在约500, 000道尔顿至3, 500, 000道尔顿之间的平均分子量（Mw)。
[0025] 本发明的非离子型和/或阳离子瓜尔胶的用量可W包含在0. 1至100kg/公顷± 壤之间，更优选地在2. 5至50kg/公顷±壤之间。
[00%] 根据本发明施用在±壤上或施用到±壤中可值得注意地通过喷洒到±壤或与± 壤共混进行。
[0027] 该±壤添加剂可W，例如，施用在±壤表面或靠近顶部表面，施用到±壤中或施用 到±壤内的一个层中，在灌概水或其他之后施用到±壤的载体、或类似物中。
[0028] 当将该添加剂制备成溶液的时候，±壤喷洒发生，并且喷洒到±壤表面。该溶液将 在一定程度上渗透通过±壤的顶层W在上壤上形成一个外壳（如坚初的层）。运一层的上 粒受到添加剂的约束，因此具有强脱附抵抗能力。运一层还可W提供更快的水渗透动力，运 样表面径流可W明显减少。本发明的瓜尔胶可W溶解和/或悬浮在所述溶液中。
[0029] 当该添加剂固定在±壤表面并且通过混合均匀化时，发生共混。本发明的瓜尔胶 可W液体或固体的形态使用。粉末诱注是优选地根据此实施例。此方案也显示出与第一个 方案相同的性能。
[0030] 该瓜尔胶基添加剂还可W是用于农业和园艺活动的若干经典添加剂，如色素、辅 助剂、表面活性剂、和/或肥料。
[0031] 根据本发明的方法可W使用不同类型的上壤，如黏上、沉积物、砂上、壤上、有机 月己、粉砂、泥炭和普通±质，通常在玉米、小麦、高梁、大豆、番茄、花挪菜、萝K卷屯、菜、油 菜、生菜、黑麦草、草、大米、棉花、向日葵等等的生产中设及。