专利名称：一种土壤有机团粒扩蓄增容剂及制备方法
技术领域：
本发明涉及一种土壤有机团粒扩蓄增容剤及制备方法，具体地说 是一种能改善土壤团粒结构，增加土壤水库有效库容的功能有机高分 子土壤结构改良剤领域，
背景技术：
长期以来，为了增加粮食产量，农业生产中大量施用化肥、农 药等化学品，从而导致大面积的土地板结、土壤吸水、保水能力严重 下降、透气性减弱、分解还原能力下降，大大降低了土壤水库对天然 降水的调控能力，从而造成大量地表径流无法合理利用，同吋还要依 赖超采地下水进行农业灌溉，维持粮食产量，严重影响了农业的可持 续发展。
土壤扩蓄增容是指改善土壤的团粒结构，增加土壤水库的有效库 容，扩大土壤的蓄水能力。土壤扩蓄增容能力是决定植物生长好坏的 重要因素，其措施主要包括两个方面， 一是改变土壤大气蒸发条件，
抑制农田无效蒸发；二是改良土壤结构，增强土壤自身的有效持水能 力。改善土壤结构措施主要有整地松土 、增施肥料与土壤结构改良剤 等，其中以施用有机肥为主，配合施用能胶结土壤颗粒形成一定结构 的各种土壤改良剂。土壤结构改良剂是指能有效改善土壤结构的水稳
性有机物总称，属于高分子化合物，20世纪80年代中叶，高吸水、高保水材料的研究己成为全球的热点，如美国、日本、法国等对此类 高分子功能材料都进行了较为深入的研究，并取得了令人注目的成 果。现有的保水材料其合成方法有二种， 一种是利用一些天然的多羟 基物质如淀粉、纤维素等与乙烯基单体进行接技共聚；另一种是直接 用含有乙烯基单体交联合成树脂。用这些方法所合成的产品通过自身 的吸水供水，虽然能够增加土壤的团粒结构，降低土壤容重，增加土
壤的孔隙度；但是，产品的生产成本较高，作用范围较小，功能单一。
开发低成本保水保肥多功能材料是未来发展的重点。
发明内容
本发明的目的在于一种坏境友好、低成本、保水保肥多功能的土 壤有机团粒扩蓄增容剤及其制备方法，从而解决干早半干旱地区因土 壤水分亏缺及土壤贫瘠，影响作物产量和品质的问题。
本发明的技术方案是这样实现的这种土壤有机团粒扩蓄增容 剂，其特征在于它包括如下比例的原料进行接枝共聚而得玉米粉、
海藻粉、鱼粉其中一种或几种100-200g、浓度为25%氳氧化钠或氳 氧化钾溶液160-240ml、丙烯酸100-200 ml 、丙烯酰胺160-230g、 硼酸3-5g、引发剤2-5g、交联剤5-15g。
所述的土壤有机团粒扩蓄增容剂的原料中还包括氨水作为促聚剤。
所述的土壤有机团粒扩蓄增容剂，所述的引发剂是过硫酸盐过 硫酸钠、过硫酸钾、或过硫酸氨。
所述的土壤有机团粒扩蓄增容剂的制备方法，交联剂包括甘油、乙二西享、iKl^二西荃。
所述的土壤有机团粒扩蓄增容剂的制备方法，是按照如下步骤制 备的
A、 将玉米粉、海藻粉末其中一种或几种的混合粉末加碱液进行
活化处理40分钟，活化温度为65-70°C ;
B、 向活化处理混合溶液中依次投入丙烯酸、丙烯酚胺、引发剂、 交联剂、硼酸进行接枝共聚反应，反应的条件为温度为40。C-60。C, 吋间为50-80分钟;
C、 所得共聚物冷却后在60°C-70。C的条件下烘干3-4小吋，粉 碎成粉末或制成颗粒。
本发明首次利用农副产品作为接枝载体(高分子骨架)，同吋还配 合有作物生长所必需的微量营养元素，具有促进作物生长的功效。这 种土壤有机扩蓄增容剤不仅具有相当的吸水性和保水性，改善土壤的 团粒结构，提高降水资源的转化利用率，同吋还可以提高土壤中微量 元素的含量，增强农作物的抗病能力，提高农产品的品质。
具体实施方式
实施例1 :
1、 将细度为40目的玉米粉50g、细度为200目的海藻粉30g 和细度为300目的鱼粉10g放入反应器中，量取25%的氢氧化钠溶液 160ml,加入反应器中对混合粉末进行活化处理，活化温度在70。C， 活化时间40分钟。
2、 将混合溶液温度冷却至50。C，再加入丙烯酸100ml、丙烯酰胺160g，搅拌30分钟，待分散均匀后，依次加入过硫酸钾2g、甘油 5irTl、硼酸3g，保持反应液温度在50°C，搅拌下反应50分钟，然后 加入20站勺氨水90ml，并快速将反应液放入敞口反应容器内，15-30 分钟即可完成。
3、待反应完毕，所得聚合物自然冷却后切片、烘干温度60-70 。C，烘干时间3小时。烘干后粉碎，包装，即得。 实施例2 :
1 、将玉米粉120g和鱼粉20g放入反应器中，量取250Z的氳氧化 钠溶液240ml,加入反应器中对混合粉末进行活化处理，活化温度在 70°C,活化吋间40分钟。
2、 将混合溶液温度冷却至5(TC，再加入丙烯酸300ml 、丙烯酰 胺230g，搅拌30分钟，待分散均匀后，依次加入过硫酸钾5g、甘油 溶液10ml,保持反应液温度在50°C,搅拌下反应50分钟，然后加入 20^的氨水90m"l，并快速将反应液放入敞口反应容器内，15—30分钟 即可完成。
3、 待反应完毕，所得聚合物自然冷却后切片、烘干温度60-70 °C,供干时间3小时。烘干后粉碎，包装，即得。
实施例3 :
1 、将玉米粉60g 、海藻40g放入反应器中，量取25%的氢氧化钠 溶液200ml，加入反应器中对混合粉末进行活化处理，活化温度在70 。C,活化时间40分钟。
2、将混合溶液温度冷却至50°C,再加入丙烯酸150ml 、丙烯酰胺195g,搅拌30分钟，待分散均匀后，依次加入过硫酸钾4g、甘油 溶液7m]、硼酸4g，保持反应液温度在50°C ，搅拌下反应50分钟， 然后加入20%的氨水90m],并快速将反应液放入敞口反应容器内， 15-30分钟即可完成。
3、所得聚合物自然冷却后切片、烘干温度60-70。C,烘干时间3 小时。烘干后粉碎，包装，即得。 实施例4 :
1 、将玉米粉60g 、海藻40g和鱼粉15g放入反应器中,量取25% 的氯氧化钠溶液200ml ，加入反应器中对混合粉末进行活化处理，活 化温度在70°C,活化时间40分钟。
2、 将混合溶液温度冷却至50。C,再加入丙烯酸150ml、丙烯酰 胺195g。搅拌30分钟，待分散均匀后，依次加入过硫酸钾4g、甘油 溶液7m，、硼酸4g,保持反应液温度在50°C，搅拌下反应50分钟, 然后加入20%的氨水90m"l，并快速将反应液放入敞口反应容器内， 15-30分钟即可完成。
3、 所得聚合物自然冷却后切片、烘干温度60-70°C,烘干时间3 小时。烘干后粉碎，包装，即得。
上述实施例本发明的扩蓄增容剂中使用的玉米粉、海藻粉和鱼粉， 不仅含有纤维素和蛋白质这两大接枝载体(高分子骨架)，含有大量 的亲水性基团如羟基、羧酸根、氨基等，遇水后吸水溶胀，性质类似 于高吸水性树脂。同时还含有作物生长所必需的微量营养元素，具有 促进作物生长的功效。上述实施例中添加的硼酸，不仅含有有利于植物生长的微量元素， 而且其较好的分散性可增加终产品的透气性，施入土壤中会有良好的 松土 、通气及透水等作用。
采用本发明的土壤有机团粒扩蓄增容剂，按每亩20-40公斤用量 施入农田。实验结果(详见附件)表明，其松土深度达50厘米一120 厘米，土壤容重较对照降低9.3%—12.8%，田间持水量较对照提高 15.4%—28.7%， l一100cm 土壤水库的有效库容较对照增加42画一 76mm,从而实现提高农田降水资源利用率的目的。
本发明列举的实施例旨在更进一步地阐明本发明土壤有机团粒 扩蓄增容剂的制剂方法和应用方向，而不对本发明的范围构成任何限 制。
权利要求
1. 一种土壤有机团粒扩蓄增容剂，其特征在于它包括如下比例的原料进行接枝共聚而得玉米粉、海藻粉、鱼粉其中一种或几种100-200g、浓度为25％氢氧化钠或氢氧化钾溶液160-240ml、丙烯酸100-200ml、丙烯酰胺160-230g、硼酸3-5g、引发剂2-5g、交联剂5-15g。
2、 根据权利要求1所述的土壤有机团粒扩蓄增容剂，其特征在于 它的原料中还包括氨水作为促聚剤。
3、 根据权利要求1所述的土壤有机团粒扩蓄增容剂，其特征在于 所述的引发剂是过硫酸盐过硫酸钠、过硫酸钾、或过硫酸氨。
4、 根据权利要求1所述的土壤有机团粒扩蓄增容剂，其特征在于 所述的交联剂包括甘油、乙二醇、或戊二醛。
5、 根据权利要求1-4任一顶所述的土壤有机团粒扩蓄增容剤的制备 方法，其特征在于它是按照如下步骤制备的A、 将玉米粉、海藻粉末其中一种或几种的混合粉末加碱液进行活化 处理40分钟，活化温度为65-70。C ;B、 向活化处理混合溶液中依次投入丙烯酸、丙烯酚胺、引发剂、交 联剂、硼酸进行接枝共聚反应，反应的条件为温度为40。C-60。C,时间 为50-80分钟;C、 所得共聚物冷却后在60°C-70。C的条件下烘干3-4小时，粉碎成 粉末或制成颗粒。
全文摘要
本发明提供一种土壤有机团粒扩蓄增容剂，其特征在于它包括如下比例的原料进行接枝共聚而得玉米粉、海藻粉、鱼粉其中一种或几种100-200g、浓度为25％氢氧化钠或氢氧化钾溶液160-240ml、丙烯酸100-200ml、丙烯酰胺160-230g、硼酸3-5g、引发剂2-5g、交联剂5-15g。本发明利用农副产品作为接枝载体(高分子骨架)，同时还配合有作物生长所必需的微量营养元素，具有促进作物生长的功效。不仅具有相当的吸水性和保水性，改善土壤的团粒结构，提高降水资源的转化利用率，同时还可以提高土壤中微量元素的含量，增强农作物的抗病能力，提高农产品的品质。
文档编号C09K17/14GK101280192SQ20081005503
公开日2008年10月8日 申请日期2008年6月5日 优先权日2008年6月5日
发明者张万军, 曹建生 申请人:中国科学院遗传与发育生物学研究所