[发明专利]用于降低各种土壤碱度和分散度以改善水在土壤中的流动性的土壤改良剂

说明书

本发明涉及一种基于有机改性硅氧烷的土壤改良剂及其用途，以及用于调节土壤，特别是农田的方法，其降低了碱度和分散性，以改善水通过土壤的流动性。

本发明涉及一种基于有机改性硅氧烷的土壤改良剂及其用途，以及用于调节土壤，特别是农田的方法，其降低了碱度和分散性，以改善水通过土壤的流动性。

许多声称能改善许多土壤物理性质的改良剂现在已经商业化。所有这些都是通过改善植物生长来促进它们的土壤调节作用。

最常见的改善土壤结构的添加剂是有机物质，如堆肥。人们早就知道有机物质在改善或保持土壤物理性质方面的有益作用。在大多数情况下，必须使用大量的有机物质来改变土壤的结构。在农业部门，这种土壤调节往往不经济。

另一组形成合成的聚合物，如聚丙烯酸酯和聚丙烯酰胺。这些聚合物具有非常高的分子量，可以将颗粒结合在一起并形成稳定的聚集体。这导致土壤结构的改善。在野外条件下，这种聚合物未显示土壤物理条件的一致改善。另外，有人担心农业中使用的聚丙烯酰胺可能会导致丙烯酰胺污染食物，丙烯酰胺是一种已知的神经毒素。

另一组土壤改良剂是石膏等矿物质改良剂。它们可用于置换具有高钠含量的土壤的阳离子交换位点的可交换的钠。

碱度是指土壤中钠的含量。钠是阳离子(正离子)，松散地保持在土壤中的粘土颗粒上。它是与粘土颗粒结合的多种阳离子中的一种。与粘土颗粒结合的其他类型包括钙，镁，钾和氢。钠的量占土壤中所有阳离子的比例是最重要的碱度测量指标。当钠占粘土颗粒结合的所有阳离子的5％以上时，结构问题开始发生，土壤被认为是碱化的。这种土壤在潮湿时会膨胀并失去结构完整性，导致通风不良，并加剧涝渍。它们在干燥时也变硬，阻碍根系生长和通过干燥的表面土壤结皮出苗。

这些性质对作物的产量潜力具有显著限制。例如，澳大利亚大约30％的耕地面积是碱化的。碱度通常与土壤盐度一起发生，土壤盐度是土壤中可溶性盐浓度的量度。这些盐可以在土壤水中自由移动，并且可以很容易地被植物吸收。这些盐在土壤溶液中自由移动，由阳离子和阴离子组成。在任何时候，许多阳离子都松散地粘附在粘土颗粒的表面上，并且不能在土壤溶液中自由移动。

溶液中的阳离子通常会与粘土颗粒结合。因此，如果将具有高比例钠的盐水施加到土壤中，则由于溶液中的钠交换到粘土颗粒上，与粘土颗粒结合的钠的比例可能增加。类似地，如果将高钙阳离子溶液施用于土壤，则粘土颗粒中结合的钙的比例可能增加。如果将钙阳离子(如石膏)的来源添加到碱化土壤中，它可以改善碱度并通过从粘土中置换钠来减少相关的不利影响。这种处理的缺点是需要高施用率，并且由于石膏的低溶解度，钙离子渗入土壤是一个缓慢的过程。在某些情况下，在从石膏处理中消耗新钙的过程中，水涝的风险会增加。

由于水仍然是必须管理以满足当前和长期需求的有限资源，水的应用是提高农业生产力和确保产出可能性的重要因素。处理土壤的大多数行业存在的共同问题是无法将水转移到所需区域。已经有许多尝试通过使用有机材料，石膏和聚丙烯酰胺来解决这个问题，但是这些已被证明是非常低效的。

由于存在这些困难，假定有机改性的硅氧烷在施用于土壤时可能提供优异的润湿性和增加的水分通过土壤的移动。

GB 1,180,733描述了一种改变土壤地层的保湿性能的方法，其中通过与有机硅材料接触而变得疏水的细碎无机或有机固体材料设置在土壤地层中。通过所公开的方法显著降低了通过蒸发沙子样品引起的含水量随时间的变化。

DE 10 2012 010 012 A1公开了聚醚改性的三硅氧烷中的微生物液体制剂，其用作农药。公开了该制剂在土壤，特别是作物中的应用。

US 2004/0030024 A1提到基于三硅氧烷的表面活性剂是优异的润湿剂。然而，由于它们的昂贵性和假定的水不稳定性，这种用途被描述为不利的。