一种多功能土壤改良剂制造技术

本发明专利技术涉及农业化学材料技术领域，具体涉及一种多功能土壤改良剂。土壤改良剂的组分包括：脱硫石膏、腐殖酸、聚苯乙烯负载聚酰胺‑胺型树脂、吸附助剂、聚丙烯酰胺、柠檬酸、尿素、硫酸镁、葡萄糖酸钙和复合氨基酸。其中，吸附助剂是一种多孔疏松的吸附性微粒，聚苯乙烯负载聚酰胺‑胺型树脂是一种具有树枝状功能基团的高分子物质，可以对Hg、Cu、Ni、Cd、Zn、Pb等金属离子进行有效吸附。该型土壤改良剂不仅可以疏松土壤，改善土壤酸碱度和微生物群落质量，恢复土地生产力；还可以对土壤中的重金属元素进行吸附和固化。

A multifunctional soil conditioner

The invention relates to the technical field of agricultural chemical materials, in particular to a multifunctional soil conditioner. Soil improvers consist of desulfurized gypsum, humic acid, polystyrene-loaded Polyamide-amine resin, adsorbent, polyacrylamide, citric acid, urea, magnesium sulfate, calcium gluconate and compound amino acids. Among them, the adsorbent is a porous and porous adsorption particle, polystyrene-supported Polyamide-amine resin is a kind of dendritic functional group of polymer materials, can effectively adsorb Hg, Cu, Ni, Cd, Zn, Pb and other metal ions. This type of soil amendment can not only loosen the soil, improve soil acidity and alkalinity and microbial community quality, restore land productivity, but also adsorb and solidify heavy metals in the soil.

【技术实现步骤摘要】
一种多功能土壤改良剂
本专利技术涉及农业化学材料
，具体涉及一种多功能土壤改良剂。
技术介绍
随着我国人口的增加、城镇化的推进和人民群众物质生活水平的提高，基本农田因为高负荷的种植已经出现土壤板结和盐碱化的现象，这种问题会导致农田的生产力大幅下降，农作物的产出率降低。为了解决这个问题，我国在广大农村地区开展了退耕还林、退耕还草和休耕、轮作等多种农田保护措施，这使得我国的农田土质退化现象得到巨大缓解。但是由于我国的人均耕地占有率较低，大面积复林、复草和休耕会导致我国的粮食生产受到影响，粮食生产是一个国家的战略性工程，因此还需要采用土壤改良的方式对盐碱化的土地进行生产性能恢复。土壤改良使用的土壤改良剂中含有多种成分，可以对土壤的PH值、板结现象，保水性性能等进行改善。此外由于化学农药的大量使用和工业污染物的增加，农田土壤中的重金属污染物也大量增加。污染土壤的重金属主要包括汞(Hg)、镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)和类金属砷(As)等生物毒性显著的元素，以及有一定毒性的锌(Zn)、铜(Cu)、镍(Ni)等元素；这些重金属可引起植物生理功能紊乱、营养失调，镉、汞等元素在作物籽实中富集系数较高，即使超过食品卫生标准，也不影响作物生长、发育和产量，此外汞、砷能减弱和抑制土壤中硝化、氨化细菌活动，影响氮素供应。重金属污染物在土壤中移动性很小，不易随水淋滤，不为微生物降解，通过食物链进入人体后，潜在危害极大，应特别注意防止重金属对土壤污染。目前，修复重金属污染土壤主要通过两种途径：一是改变重金属在土壤中的存在状态，降低其在环境中的迁移性和生物可利用性，主要修复技术有农艺和化学法；二是利用工程技术方法从土壤中去除重金属，主要修复技术主要有物理法、生物法。其中，化学法是最常用的修复方法，这种方法就是加入土壤改良剂改变土壤的物理、化学性质，通过对重金属的吸附、沉淀或共沉淀作用，改变了重金属在土壤中的存在状态，从而降低其生物有效性和迁移性。但是常规的土壤改良剂中使用的吸附剂对于重金属元素的吸附量较低，对重金属元素的选择吸附性较差，难以有效改善土壤中的重金属污染问题。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种多功能土壤改良剂，该型土壤改良剂不仅可以疏松土壤，改善土壤酸碱度和微生物群落质量，恢复土地生产力；还可以对土壤中的重金属元素进行吸附和固化。为了达到上述目的，本专利技术通过以下技术方案来实现的：一种多功能土壤改良剂，其特征在于：按照质量分数，所述土壤改良剂的组分包括：脱硫石膏60-80份，腐殖酸15-18份，聚苯乙烯负载聚酰胺-胺型树脂6-10份，吸附助剂4-7份，聚丙烯酰胺2-4份，柠檬酸2-5份，尿素3-6份，硫酸镁3-4份，葡萄糖酸钙0.4-0.8份，复合氨基酸1.1-1.6份。优选地，按照质量分数，土壤改良剂的组分包括：脱硫石膏65-75份，腐殖酸16-17份，聚苯乙烯负载聚酰胺-胺型树脂7-9份，吸附助剂5-6份，聚丙烯酰胺2.5-3.7份，柠檬酸2.3-4.5份，尿素3.7-5.2份，硫酸镁3.2-3.6份，葡萄糖酸钙0.5-0.7份，复合氨基酸1.2-1.4份。进一步优选地，按照质量分数，土壤改良剂的组分包括：脱硫石膏70份，腐殖酸16份，聚苯乙烯负载聚酰胺-胺型树脂8份，吸附助剂5.5份，聚丙烯酰胺3.1份，柠檬酸3.5份，尿素5份，硫酸镁3.4份，葡萄糖酸钙0.6份，复合氨基酸1.3份。本专利技术提供的吸附助剂的制备方法为：（1）按照质量份数，向反应釜内加入30份1.5mol/L的硝酸溶液，然后将2份烷基磺酸钠和5份聚乙烯醇加入到反应釜中，混合物以55-60℃的温度加热并搅拌，接着将13份正硅酸乙酯加入到反应釜中，搅拌得到沉淀物，将沉淀物离心、过滤、洗涤、干燥后，以750-800℃的温度焙烧3-5h，得到活性介孔二氧化硅微粒；（2）将80份活性介孔二氧化硅微粒充分分散于足量的环己酮溶剂中，然后向环己酮溶剂中加入1.5份氯烃基硅烷偶联剂，以95-110℃的温度加热反应35-40min，将得到的混合物过滤后用乙醇溶剂充分洗涤，然后冷冻干燥得到中间产物，8份中间产物和20份叠氮化钠加入到足量的N，N-二甲基甲酰胺溶液中，以60-75℃的温度加热反应30-40min，将得到混合物过滤、干燥后得到改性纳米二氧化硅；（3）按照质量份数，将30-35份改性纳米二氧化硅，14-15份α-氧化铝，5-10份纳米凹凸棒粘土，2-4份微晶纤维素、1.3-1.6份聚乙二醇，1.1-1.5份丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和20-25份去离子水混合搅拌均匀后造粒，将颗粒物送入到高温炉中烧结，烧结温度为1150-1250℃，烧结完成后随炉冷却，将烧结颗粒取出；（4）将烧结颗粒送入到行星式球磨机中，研磨成粒径为25-30μm的粉剂，将粉剂以去离子水-乙醇-去离子水的顺序洗涤2-3个循环，然后经喷雾干燥后，得到所需吸附助剂。其中，步骤（3）中使用的微晶纤维素是经过丙烯酸接枝改性的纳米微晶纤维素，纳米微晶纤维素的聚合度为200-230。优选地，复合氨基酸为18种氨基酸复合的植物型复合氨基酸。本专利技术提供的土壤改良剂的制备方法为：按照质量份数，将脱硫石膏、聚苯乙烯负载聚酰胺-胺型树脂、吸附助剂、聚丙烯酰胺、尿素和硫酸镁加入到混合机中预先混合均匀，然后将腐殖酸、柠檬酸、氨基酸和葡萄糖酸钙加入到混合物料中，继续搅拌至所有物料充分混合均匀，得到所需土壤改良剂。使用该土壤改良剂进行土地改良的方法为：将土壤改良剂均匀播撒在需要进行改良处理的耕地表面，然后用旋耕犁对土地进行翻耕，翻耕后的土地立即进行灌溉，灌溉后25-30d，进行第二次土壤改良剂播撒，播散完成进行第二次翻耕灌溉，第二次灌溉后45-50d，进行第三次土壤改良剂播撒、翻耕和灌溉。优选地，旋耕犁翻耕的深度为40-50cm。其中，土壤改良剂三次播撒用量分别为2000kg/亩，1500kg/亩和1000kg/亩。本专利技术具有如下的有益效果：本专利技术提供的土壤改良剂中的脱硫石膏等物质可以将酸化土壤的PH值调节至中性，从而使得土壤更加适宜农作物的生长，其中腐殖酸、柠檬酸、葡萄糖酸钙和复合氨基酸等物质能够使得土壤中的有机质等成分更加适宜有益微生物、有益昆虫和土壤内蚯蚓等生命体的生存，提高土壤中的生物涵养量，避免土壤板结，使得土壤向良性循环的状态转化。其中，为了提高土壤中的肥效，还对部分元素进行了补充。该土壤改良剂中特别添加了聚苯乙烯负载聚酰胺-胺型树脂、聚丙烯酰胺、吸附助剂三种成分，聚丙烯酰胺不仅有助于改善土壤的板结状况，提高土壤的保水性能，而且可以发挥凝结作用，和聚苯乙烯负载聚酰胺-胺型树脂、吸附助剂产生协同，提高土壤改良剂对重金属的吸附和固化性能。吸附助剂由活性介孔二氧化硅、α-氧化铝、纳米凹凸棒粘土、微晶纤维素、聚乙二醇和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵等材料，经过改性、烧结，研磨后得到一种微粒，经过这种特殊工艺加工得到的材料的孔隙率高，比表面大，具有极强的选择吸附性，材料的化学稳定性和机械强度较高，而且安全无害，在土壤改良过程中使用不会产生新的污染物。聚苯乙烯负载聚酰胺-胺型树脂可以进一步提高吸附助剂对于重金属元素的吸附容量，聚苯乙烯负载聚酰胺-胺型树脂是一种超支化的高分子聚合物，该材料表面接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多功能土壤改良剂，其特征在于：按照质量分数，所述土壤改良剂的组分包括：脱硫石膏60‑80份，腐殖酸15‑18份，聚苯乙烯负载聚酰胺‑胺型树脂6‑10份，吸附助剂4‑7份，聚丙烯酰胺2‑4份，柠檬酸2‑5份，尿素3‑6份，硫酸镁3‑4份，葡萄糖酸钙0.4‑0.8份，复合氨基酸1.1‑1.6份。

【技术特征摘要】
1.一种多功能土壤改良剂，其特征在于：按照质量分数，所述土壤改良剂的组分包括：脱硫石膏60-80份，腐殖酸15-18份，聚苯乙烯负载聚酰胺-胺型树脂6-10份，吸附助剂4-7份，聚丙烯酰胺2-4份，柠檬酸2-5份，尿素3-6份，硫酸镁3-4份，葡萄糖酸钙0.4-0.8份，复合氨基酸1.1-1.6份。2.根据权利要求1所述的一种多功能土壤改良剂，其特征在于：按照质量分数，所述土壤改良剂的组分包括：脱硫石膏65-75份，腐殖酸16-17份，聚苯乙烯负载聚酰胺-胺型树脂7-9份，吸附助剂5-6份，聚丙烯酰胺2.5-3.7份，柠檬酸2.3-4.5份，尿素3.7-5.2份，硫酸镁3.2-3.6份，葡萄糖酸钙0.5-0.7份，复合氨基酸1.2-1.4份。3.根据权利要求2所述的一种多功能土壤改良剂，其特征在于：按照质量分数，所述土壤改良剂的组分包括：脱硫石膏70份，腐殖酸16份，聚苯乙烯负载聚酰胺-胺型树脂8份，吸附助剂5.5份，聚丙烯酰胺3.1份，柠檬酸3.5份，尿素5份，硫酸镁3.4份，葡萄糖酸钙0.6份，复合氨基酸1.3份。4.根据权利要求1所述的一种多功能土壤改良剂，其特征在于：所述吸附助剂的制备方法为：（1）按照质量份数，向反应釜内加入30份1.5mol/L的硝酸溶液，然后将2份烷基磺酸钠和5份聚乙烯醇加入到反应釜中，混合物以55-60℃的温度加热并搅拌，接着将13份正硅酸乙酯加入到反应釜中，搅拌得到沉淀物，将沉淀物离心、过滤、洗涤、干燥后，以750-800℃的温度焙烧3-5h，得到活性介孔二氧化硅微粒；（2）将80份活性介孔二氧化硅微粒充分分散于足量的环己酮溶剂中，然后向环己酮溶剂中加入1.5份氯烃基硅烷偶联剂，以95-110℃的温度加热反应35-40min，将得到的混合物过滤后用乙醇溶剂充分洗涤，然后冷冻干燥得到中间产物，8份中间产物和20份叠氮化钠加入到足量的N，N-二甲基甲酰胺溶液中，以60-75℃的温度加热反应30-40min，将得到混合物过滤、干燥...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪中奇，
申请(专利权)人：合肥申沃园艺有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34