一种具有保水保肥作用的复合材料

一、基本信息

1.专利号：ZL201410489209.9。

2.发明人：宗莉、王爱勤、康玉茹、杨效和。

3.专利权人：中国科学院兰州化学物理研究所。

4.授权时间：2016年7月13日。

5.技术领域：本发明属土壤改良剂领域，涉及一种具有保水保肥作用的复合材料，主要用于沙化土地抗旱蓄水、土壤改良。

二、发明内容

本发明公开了一种具有保水保肥作用的复合材料，是由黏土矿物（30%～70%）、泥炭（5%～10%）、腐植酸（15%～40%）、保水剂（2%～5%）及无机肥（8%～15%）为原料复合而成，主要用于沙化土地抗旱蓄水、土壤改良。

（一）本发明所具有的优点

本发明的复合材料能增加沙土有机质含量，提高保水保肥性能，有利于植物生长，从而达到生态恢复的目的；各原料成分都可自然降解，在满足改善土壤的团粒结构、降低盐碱含量、增加植物生长所必需的营养成分的前提下，不对环境造成二次污染；原料廉价易得，制备工艺简单，成本低，便于大规模生产。

（二）本发明原料的选择

本发明的黏土矿物可选自凹凸棒石、埃洛石、海泡石、蛭石、累托石、伊蒙混合黏土中的至少一种。黏土矿物由于具有内部孔道多、比表面大的结构，遇水后可吸附沙土中的钠、钙、镁等离子，起到降低盐碱含量的作用。泥炭营养丰富，含有很高的有机质，施入沙土后，可进一步提高沙土的肥力。腐植酸是土壤团粒结构的主要组成部分，具有刺激植物生长、提高氮肥利用率和磷肥转化率等功能。保水剂可有效减缓水分的蒸发，同时在遇水溶胀后其三维网络可吸附尿素等肥料成分，从而起到缓慢释放的作用。保水剂的选择，应当具有吸水倍率适中、耐盐碱和反复使用性能。为确保复合材料的保水保肥性能，保水剂的吸水倍率应当在300%～800%之间，在纯水中连续5次吸水-失水后，吸水倍率下降不大于初始吸水倍率的90%。无机肥为提供植物生长所必需的营养成分，选取硫酸钾、磷酸氢钾、磷酸二氢钾、尿素中的至少一种。

（三）多点试验、示范结果

在高盐碱沙土区，梭梭树当年成活率达到了98%，次年的保活率达到了92%。经对沙土的分析发现，采用该产品有效地遏制了沙土中盐分的迁移，土壤的团粒结构发生了明显的变化，施入后的土壤大于0.25 mm的稳定性团粒占45%左右，而对照组只有11%；葡萄成活率达到95%（对照组的成活率82%），更重要的葡萄的长势明显好于对照组。

三、背景技术

土地沙化的大面积蔓延就是荒漠化，是最严重的全球环境问题之一。由于风沙土颗粒粗大，细土黏粒少，且沙层深厚，颗粒均一，保水保肥性差，有机质含量低，十分不利于农业生产和植被生长。治理沙化地的初衷和目的，是使在沙化地种植的植物得以存活生长，而治沙的真正关键在于保持沙土中的水分和植物必需的养分。

目前用于改善沙土结构的材料主要有三类。第一类是无机材料类，利用膨润土（公开号CN1025 11213A）和粉碎沉积岩（公开号CN102405822A）等改善土壤结构，提高土壤保水性能；第二类是有机材料类，其通过加入高吸水性树脂（公开号CN101962305A）和有机高分子胶体（公开号CN102002370A）改善缺水状况或者土壤结构状况，但无法解决沙土养分贫瘠问题。有机固体肥料（公开号CN1078343A）、泥炭土（公开号CN101077977A）和γ-聚谷氨酸（公开号CN 102515934A）可改善沙土养分贫瘠状况，但由于沙土中微生物群落的缺少，影响了有机肥料肥效的发挥；第三类为有机无机复合材料，如有机高分子胶体（公开号CN102002370A）和土壤营养调理剂（公开号CN101081983A）这类材料主要从水肥两个方面考虑，通过保水剂提高土壤保水持水性能，同时添加有机无机肥料，改善土壤肥力条件。

沙土中有机质很少，而无机盐的含量却很高，这也是生态恢复建设中树木成活率低和难以成林的主要原因之一。因此，如何改善土壤的团粒结构、降低盐碱含量、增加植物生长所必需的营养成分，具有重要的现实意义和深远的生态效益。在改善沙土水分和植物必需的养分方面，有机无机复合材料有其独特的优势，但如何实现材料的高效利用和植物的协同生长，获得环境友好的生态修复材料和技术，还有许多工作要做。