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CN105188970B - 土壤修复组合物 - Google Patents

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CN105188970B
CN105188970B CN201380062066.7A CN201380062066A CN105188970B CN 105188970 B CN105188970 B CN 105188970B CN 201380062066 A CN201380062066 A CN 201380062066A CN 105188970 B CN105188970 B CN 105188970B
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Abstract

本文公开了一种土壤修复和土壤孔隙稳定化组合物，所述组合物包含至少一种电解质和至少一种辅因子。

Description

土壤修复组合物
优先权文件
本申请要求名称为“土壤修复组合物(SOIL REMEDIATION COMPOSITION)”并且在2012年11月30日提交的澳大利亚临时专利申请号2012905259的优先权，该临时专利申请的内容在此以引用的方式整体并入本文。
技术领域
本发明涉及用于改良土壤结构的组合物和方法。
背景技术
土壤结构是土壤的一种重要的物理特性，所述物理特性涉及土壤的实心部分以及位于它们之间的孔隙空间的排列。因而，土壤结构对于土壤功能、植物生长以及动物生产来说是重要的。良好的土壤结构对于植物生长的益处包括：侵蚀作用由于更大的土壤团聚体强度和减少的地表径流而有所减少；根系穿透作用以及对土壤水分和营养素的获取得到改良；幼苗出苗由于表面的板结减少而得到改良；以及水的入渗、保持以及可用性由于土壤孔隙度提高而更大。
耕种一般会导致土壤结构衰退，这是因为对土壤进行的机械操作将土壤团聚体压实和剪切并且填实孔隙空间。持续的耕种和通行还导致土壤剖面内出现压实的不可渗透层或硬土层。灌溉还会导致土壤结构随时间推移逐渐衰退，这是因为由于快速的土壤湿润而使得团聚体分解并且粘土物质分散。
多种方法已经被采用以保持和改良土壤结构，包括通过将牧草期并入到轮作中以提高有机物含量；减少或消除在种植和牧场活动中的耕作和耕种；在过度干燥或过度湿润的阶段期间避免土壤扰动，从而确保足够的地面覆盖以保护土壤防止雨滴冲击；以及施用石膏或碳酸钙(石灰)以使钠离子与钙离子交换，并且因此以改良土壤条件、通透性以及入渗性。然而，施用或添加石膏或碳酸钙由于它们的不溶性、高的相对成本、以及缓慢的作用速率而对于精准农业和保护性耕作系统来说可能是不够高效的。
需要用于改良土壤结构的组合物或方法，所述组合物或方法克服与已知的组合物或方法相关的问题中的一个或多个或为已知的组合物和方法提供一种有用的替代方案。
发明内容
在第一个方面，本发明提供了一种土壤修复和土壤孔隙稳定化组合物，所述组合物包含至少一种电解质和至少一种辅因子。
在实施方案中，所述土壤修复和土壤孔隙稳定化组合物还包含至少一种阴离子型表面活性剂。
在实施方案中，所述土壤修复和土壤孔隙稳定化组合物还包含至少一种元素微量营养素。
在实施方案中，所述土壤修复和土壤孔隙稳定化组合物还包含至少一种湿润剂。
在实施方案中，所述土壤修复和土壤孔隙稳定化组合物还包含至少一种渗透剂。
在实施方案中，所述土壤修复和土壤孔隙稳定化组合物还包含至少一种聚合物。
在实施方案中，所述土壤修复和土壤孔隙稳定化组合物还包含至少一种絮凝剂。
在实施方案中，所述土壤修复和土壤孔隙稳定化组合物还包含至少一种乳化剂。
在实施方案中，所述土壤修复和土壤孔隙稳定化组合物还包含至少一种土壤稳定剂。
在实施方案中，所述土壤修复和土壤孔隙稳定化组合物还包含至少一种络合剂。
在一些实施方案中，所述土壤修复和土壤孔隙稳定化组合物包含至少一种阴离子型表面活性剂、至少一种元素微量营养素、至少一种渗透剂、至少一种絮凝剂、至少一种乳化剂、至少一种电解质、至少一种土壤稳定剂、以及至少一种络合剂。
在其它实施方案中，所述土壤修复和土壤孔隙稳定化组合物包含至少一种电解质、至少一种辅因子、至少一种阴离子型表面活性剂、至少一种元素微量营养素、至少一种湿润剂、至少一种渗透剂、至少一种聚合物、至少一种絮凝剂、至少一种乳化剂、至少一种土壤稳定剂、以及至少一种络合剂。
在实施方案中，所述组合物是水溶液。
在第二个方面，本发明提供了一种通过使团聚体稳定来改良土壤结构的方法，所述方法包括向土壤施用本发明的第一个方面的组合物。
在实施方案中，所述方法是通过喷洒来实施的。在其它实施方案中，所述方法是利用灌溉用水来实施的。在实施方案中，所述方法作为垄沟内处理来实施。
附图说明
将参考附图对本发明的说明性实施方案进行论述，其中：
图1示出了以下各项的CT扫描的横截面图像和三维图像(插图)：(a)仅经过水处理的土壤样品；以及(b)经过本发明的土壤修复和土壤孔隙稳定化组合物的一个实施方案(InfiltraxTM)处理的土壤样品；
图2示出了显示出仅经过水处理的土壤(右侧条柱)、经过钙离子处理的土壤(中间条柱)、以及经过本发明的土壤修复和土壤孔隙稳定化组合物的一个实施方案(“InfiltraxTM”，左侧条柱)处理的土壤中单个孔隙组中的孔隙数目的图；
图3示出了显示出仅经过水处理的土壤、经过钙离子处理的土壤、以及经过本发明的土壤修复和土壤孔隙稳定化组合物的一个实施方案(“InfiltraxTM”)处理的土壤中的孔隙总数的图；
图4示出了显示出仅经过水处理的土壤、经过钙离子处理的土壤、以及经过本发明的土壤修复和土壤孔隙稳定化组合物的一个实施方案(“InfiltraxTM”)处理的土壤的孔隙连通性的图；
图5示出了经过以下各项处理的土壤的照片：(a)1:7稀释的本发明的土壤修复和土壤孔隙稳定化组合物的一个实施方案；以及(b)单独的水。样品(a)的导水率是每秒10ml并且样品(b)的导水率是每60分钟1ml；
图6示出了对以下各项进行爱默生团聚体测试(Emerson aggregate test)的结果：(a)仅经过水处理的土壤；以及(b)经过被水稀释的本发明的土壤修复和土壤孔隙稳定化组合物的一个实施方案处理的相同土壤。将团聚体在水中浸泡之后自然干燥；
图7示出了在入渗1.5小时之后的土壤入渗量曲线。以5分钟的时间间隔采集记录。在1.5小时之后，本发明的组合物(“InfiltraxTM”)的入渗量显示为自来水的入渗量的超过2倍；
图8示出了经过实施例3的处理溶液T1至T5处理的A层土壤的总孔隙度(％)的图；
图9示出了经过实施例3的处理溶液T1至T5处理的A层土壤的连通性的图；
图10示出了经过实施例3的处理溶液T1至T5处理的A/B层土壤的总孔隙度(％)的图；以及
图11示出了经过实施例3的处理溶液T1至T5处理的A/B层土壤的连通性的图。
具体实施方式
本发明源于我们对土壤改良剂的研究。具体来说，我们已经研发出一种有效地改变土壤生产系统的组合物。所述组合物已经被研发成一种垄沟内处理并且主要与少耕播种设备一起使用以直接地并且由于所述产品的高溶解度和高功效而高效地针对土壤问题。
本发明提供了一种土壤修复和土壤孔隙稳定化组合物，所述组合物包含至少一种电解质和至少一种辅因子。
电解质是无机化合物，主要是铵、钠、钾、镁、钙、氯化物以及碳酸氢盐，所述无机化合物在溶液中解离成离子，所述离子能够传导电流并且构成控制溶液内的流体平衡的主要力量。在生命系统中，诸如钠、钾以及氯化物之类的电解质由细胞所需以调节生理电荷和穿过细胞的水分子的流动。适用于本发明的组合物中的电解质包括：钠盐、钾盐、钙盐、镁盐、氯化物盐、磷酸氢盐、碳酸氢盐(hydrogen carbonate/bicarbonate)、反应的水合钙盐、乙酸盐、铵盐、硫酸盐、硝酸盐以及铁盐。可以使用的特别有用的基于电解质的肥料溶液是木质素磺酸钙和木质素磺酸钾、木质素磺酸镁、蔗糖羧酸钙、葡糖二酸钙、葡糖二酸钾、葡糖二酸镁以及柠檬酸钙。在实施方案中，所述组合物以50重量％的最少量包含这些电解质化合物。标准的混合物将是以下各项的特定混合物：反应的水合钙化合物、多糖、单糖、羧酸钾、羧酸镁、羧酸钙、三羧酸(主要是柠檬酸)以及缓冲和pH值调节溶液。电解质可以组合物的总体积的25％至85％的量存在于所述组合物中。
辅因子是有机分子，如维生素，所述有机分子与酶结合并且对于它的催化活性来说是必需的。被称作结合酶的某些土壤酶需要辅因子以变得具有活性。如本文所用的术语“辅因子”在它的范围内包括维生素、金属离子以及辅酶。维生素是以少量为正常的细胞功能所必需的用作代谢过程和能量传递的催化剂和辅酶的一组有机物质中的任一种，并且对于功能来说可能是必要的，并且适用于本发明的组合物中的辅因子(包括维生素)包括：焦磷酸硫胺素、一磷酸硫胺素、一硝酸硫胺素、磷酸核黄素、烟酸、亚叶酸、泛酸、氰钴胺、一磷酸肌醇、烟酸肌醇、以及六磷酸肌醇。辅因子可以组合物的总体积的0.1％至5％的量存在于所述组合物中。
任选地，所述土壤修复和土壤孔隙稳定化组合物还包含选自由以下各项组成的组的一种或多种另外的成分：至少一种阴离子型表面活性剂、至少一种元素微量营养素、至少一种湿润剂、至少一种渗透剂、至少一种聚合物、至少一种絮凝剂、至少一种乳化剂、至少一种土壤稳定剂、以及至少一种络合剂。
在具体实施方案中，所述土壤修复和土壤孔隙稳定化组合物包含至少一种电解质、至少一种辅因子、至少一种阴离子型表面活性剂、至少一种元素微量营养素；至少一种湿润剂、至少一种渗透剂、至少一种聚合物、至少一种絮凝剂、至少一种乳化剂、至少一种土壤稳定剂、以及至少一种络合剂。
阴离子型表面活性剂可以是包含阴离子官能头部基团，如硫酸根、磺酸根、磷酸根或羧酸根的任何表面活性剂。在实施方案中，所述阴离子型表面活性剂是烷基硫酸盐。合适的烷基硫酸盐包括十二烷基硫酸铵、十二烷基硫酸钠以及相关的烷基-醚硫酸盐、以及肉豆蔻醇聚醚硫酸钠。阴离子型表面活性剂可以组合物的总体积的0.5％至25％的量存在于所述组合物中。
微量营养素是以痕量(即通常每公斤土壤或植物组织<50mg)由生物体所需的必要的植物营养素。微量营养素作为细胞反应的催化剂是必需的并且具有结构性和不可或缺的作用。本发明的组合物中所用的微量营养素包括锌盐、铁盐、亚铁盐、镁盐、锰盐、铜盐、硼盐、钼盐、以及钴盐。微量营养素可以组合物的总体积的1.5％至25％的量存在于所述组合物中。
锌盐可以选自由以下各项组成的组中的一种或多种：氧化锌、氯化锌、柠檬酸锌、硝酸锌、水杨酸锌、硫酸锌、以及木质素磺酸锌。
铁盐可以选自由以下各项组成的组中的一种或多种：柠檬酸铁、果糖铁、甘油磷酸铁、硝酸铁、以及氧化铁。
亚铁盐可以选自由以下各项组成的组中的一种或多种：柠檬酸亚铁和葡萄糖酸亚铁。
镁盐可以是硫酸镁(泻盐(Epsom salt))。
锰盐可以选自由以下各项组成的组中的一种或多种：硝酸锰、磷酸锰、以及硫酸锰。
铜盐可以选自由以下各项组成的组中的一种或多种：柠檬酸铜、葡萄糖酸铜、硝酸铜、水杨酸铜、以及硫酸铜。
硼盐可以选自由以下各项组成的组中的一种或多种：硼砂、硼酒石酸钾、硼酸钠、以及四硼酸钠。
钼盐可以选自由以下各项组成的组中的一种或多种：钼酸钙、钼酸钾、以及钼酸钠。
钴盐可以选自由以下各项组成的组中的一种或多种：硫酸钴和硫酸钴钾。
湿润剂可以是能够减小溶解它的液体的表面张力的任何化学试剂。被添加到液体中的湿润剂使它们更有效地遍布和渗透诸如土壤颗粒之类的表面。用于本发明的组合物中的合适的湿润剂包括：烷基酚乙氧基化物(APE)、壬基酚乙氧基化物(NPE)、聚氧乙烯(POE)、阴离子型线性表面活性剂、与APE混合的丝兰或海藻、EO/PO嵌段共聚物、有机硅酮、嵌段共聚物和APG共混物、以及甲基封端的嵌段共聚物。湿润剂可以组合物的总体积的0.5％至5％的量存在于所述组合物中。
渗透剂是提高另一种化学物质施加它的作用的能力的化学物质。这些物质降低液体的表面张力并且因此使它更容易渗透或被吸收。用于本发明的组合物中的合适的渗透剂包括：磺基丁二酸二辛酯、聚氧化烯烃聚合物，如烷基胺氧化物，所述烷基胺氧化物是癸基二甲基胺氧化物、十二烷基二甲基胺氧化物、肉豆蔻基二甲基胺氧化物、十六烷基二甲基胺氧化物、或其混合物。可以使用的其它化合物是烷基乙氧基化季铵化合物、乙氧基化物非离子型表面活性剂、以及水杨酸。渗透剂可以组合物的总体积的0.3％至5％的量存在于所述组合物中。
聚合物是由重复结构单元组成的化合物或化合物的混合物。合适的聚合物包括天然或合成化合物，所述化合物具有主要或完全由键合在一起的大量相似单元(单体)构建的分子结构。聚合物一般是由重复的连接单元组成的具有相对高的分子质量的化合物，这些单体中的每一个是相对简单的、低分子质量的分子。适用于本发明的组合物中的聚合物包括：合成阴离子丙烯酸系共聚物、聚(丙烯酰胺-共-丙烯酸)、聚电解质聚合物、淀粉或黄原酸纤维素、酸水解纤维素微纤丝、壳聚糖、聚乙烯醇、水解聚丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚己内酰胺、水解聚丙烯腈(HPAN)、异丁烯顺丁烯二酸(IBM)、聚丙烯酰胺(PAM)、聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酸钠(SPA)、乙酸乙烯酯顺丁烯二酸(VAMA)以及水解淀粉-聚丙烯腈接枝聚合物。聚合物可以组合物的总体积的1％至25％的量存在于所述组合物中。
对于乳液，絮凝描述了单个分散的液滴簇集在一起，借此单个液滴并没有丧失它们的特征。絮凝因此是导致乳液进一步老化的初始步骤(液滴聚结和最终的相分离)。絮凝剂在土壤中促进微小的单个土壤颗粒，特别是在粘土中团聚或凝集在一起形成被称作絮凝物的小结构。适用于本发明的组合物中的絮凝剂包括：硫酸铁、氯化铁、鱼胶、硅酸钙、硅酸钠、明胶、瓜尔胶、黄原胶、壳聚糖、以及藻酸钾。絮凝剂可以组合物的总体积的1％至20％的量存在于所述组合物中。
乳化剂是促进乳液形成的表面活性剂，所述乳液是一种液体的小珠滴在将不与第一液体混合的第二液体中的悬浮液。适用于本发明的组合物中的乳化剂包括：聚乙氧基化酚、瓜尔胶、黄原胶、以及果胶。乳化剂可以组合物的总体积的1.5％至20％的量存在于所述组合物中。
土壤稳定剂是改变天然土壤的工程特性(例如结构稳定性)的物质。举例来说，使用液体共聚物乳液使土壤团聚体稳定。特定的共聚物分子聚结，从而在土壤中的团聚体颗粒之间形成配体和键。适用于本发明的组合物中的土壤稳定剂包括：腐殖酸钠、腐殖酸钾、腐殖酸钙、腐殖酸、黄腐酸、棕腐酸、木质素磺酸钙、木质素磺酸钾、木质素磺酸镁、蔗糖、甘露糖、葡萄糖、果糖、玉米浆、玉米淀粉、乳糖、右旋糖、棉子糖、磷酸果糖、超磺化腐殖酸盐、甘露醇、山梨糖醇、葡萄糖酸、丙酮酸、苹果酸、以及葡萄糖二酸。土壤稳定剂可以组合物的总体积的10％至60％的量存在于所述组合物中。
络合剂是在周围的离子(常常是金属)或分子存在下形成配位络合物的物质。各种配体(即与另一种化学实体结合以形成更大的络合物的离子、分子或分子团)或络合剂可以围绕配位络合物的中心成分。在这种情况下，络合剂是在液体溶液中与简单的带电荷或不带电荷的分子物质结合形成络合物或配位化合物的溶解的配体。适用于本发明的组合物中的络合剂包括：葡糖二酸、丹宁酸、丁二酸、柠檬酸、木质素磺酸钙、木质素磺酸钾、乙二胺-N,N'-二乙酸(EDDA)、乙二胺-N,N,N',N'-四乙酸(EDTA)、反式-1,2-二胺环己烷-N,N,N',N'-四乙酸(CDTA)、以及N-(2-羟乙基)乙二胺三乙酸(HEDTA)。络合剂可以组合物的总体积的1％至60％的量存在于所述组合物中。
所述土壤修复和土壤孔隙稳定化组合物可以通过将所需量的至少一种电解质、至少一种辅因子以及任何其它成分混合并且用水使体积达到100％来制备。
所述土壤修复和土壤孔隙稳定化组合物还可以含有其它非土壤活性成分，如染料等。
本发明的土壤修复和土壤孔隙稳定化组合物的单个组分在组合物中可以发挥超过一种的功能作用。举例来说，木质素磺酸钙充当土壤稳定剂、络合剂以及电解质(Ca2+的来源)。根据前述的组分清单，对于本领域技术人员来说将明显的是，其它组分在组合物中也可以具有超过一种功能。
本发明的土壤修复和土壤孔隙稳定化组合物特别适合于农业土壤以增加土壤团聚(并且因此增加氧气可用性和营养素使用效率)以及土壤团聚体稳定性(并且因此增加结构、孔隙度以及脆性)。这引起土壤剖面中水的入渗量和营养素的利用提高以实现改进的农业和园艺生产。
所述组合物可以基于适当的土壤条件分析被定制成适合给定的土壤类型。根据测试准则，基本成分的基本参数和比例可以被调控以对给定的土壤类型(或一系列特定的土壤类型)提供所需的作用。相同的特定关键成分将保留在溶液中，但将需要改变一些成分的体积以适合土壤类型。
可以每公顷4升至每公顷20升的速率以垄沟内方式将组合物添加到所要处理的土壤中，这取决于土壤条件、作物和栽培品种类型、种植日期以及基于可获得的土壤分析数据。
所述组合物中组分的组合有助于土壤颗粒，即粘土部分的化学稳定，并且产生土壤颗粒的阳离子桥联、有机化合物的桥联以及土壤颗粒的结合，从而产生增强的土壤团聚和稳定作用。
本发明的组合物的施用引起土壤孔隙度和孔隙连通性增加，从而产生更大的水入渗量和导水率。这还提高土壤大气中氧气的供应和流量，从而由于一氧化二氮的排放减少而产生更大的氮肥效率，所述一氧化二氮是效力为二氧化碳的310倍的温室气体。此外，不仅土壤孔隙度和孔隙连通性增加，而且在多重湿润和干燥循环内维持了孔隙系统的稳定性。
有利的是，所述组合物的所有组分均是天然存在的可生物降解的产品。
在第二个方面，本发明提供了一种通过使团聚体稳定来改良土壤结构的方法，所述方法包括向土壤施用本发明的第一个方面的组合物。
可以通过喷洒、通过添加到灌溉用水中和/或作为垄沟内处理来向需要处理的土壤施用组合物。举例来说，可以使用各种常用的土壤耕作工具中的任一种来向土壤施用组合物。
实施例
实施例1：土壤修复和土壤孔隙稳定化组合物的制备
用以下组分制备水性土壤修复和土壤孔隙稳定化组合物：
实施例2：土壤入渗测试
使用微型盘式入渗仪(Mini-Disk Infiltrometer)对高钠质、高度分散的硬土层进行土壤入渗测试。
所进行的测试在水与本发明的组合物之间比较了入渗量。清理测试点，将表层土壤一直向下去除到B1层，即钠质硬土层(约8cm)的起始处。然后将微型盘式入渗仪设置在硬土层上。一个管容纳本发明的组合物(1:5水稀释)并且另一个管容纳自来水(为了便于观察，带有蓝色水着色)。将这两个管用设定在2cm(标准吸力水平)的吸力设置。
图7示出了在入渗1.5小时之后的土壤入渗量曲线。以5分钟的时间间隔采集记录。在1.5小时之后，含有本发明的组合物的溶液的入渗量是自来水的入渗量的超过2倍。
在整个实验的持续时间期间还进行副测试。将20mL的本发明组合物和20mL的水同时并排在硬土层上施用于土壤并且在10分钟内观察入渗。在5分钟之后，水在仅经过水处理的表面上仍保持不动。在仔细检查时，水混浊，土壤表面高度分散。相比之下，经过本发明的组合物处理的表面显示完全入渗并且土壤表面非常湿。在10分钟之后，在经过水处理的区域上水以分散的混浊物的形式保持在土壤表面上而具有极低的团聚体稳定性。在经过本发明的组合物处理的区域上水已经完全入渗而具有高团聚体稳定性。在20分钟之后，在这两个经过处理的区域中，水均已经入渗。然后在施用了这两种溶液的土壤表面上拖动手指。仅经过水处理的土壤表面完全分散并且板结。在经过本发明的组合物处理的区域处，板结发生的影响较小并且仍然是部分团聚的。
实验的结果证实以最低的推荐稀释率(1:5)使用本发明的组合物对水的入渗具有显著的作用。所述组合物通过降低分散速率和水平来帮助入渗。所述组合物引起土壤化学结构发生快速的变化，从而提高团聚体的稳定性，这改良了土壤的物理质量并且允许大的入渗。
实施例3：田间试验
在试验中，对6个土壤试验点进行采样，其中将4种最具响应性的土壤(顶部两层)用于进一步研究。
入渗试验：4种土壤类型(A1层和A2层)，在处理组与未处理组之间使用入渗仪进行入渗：
1.重粘土-红棕壤-中北部南澳大利亚州/新南威尔士州(Mid North SA/NSW)-巴拉克拉瓦(Balaklava)
2.石灰性红棕壤-马利北部(MalleeNorth)-维多利亚州(Victoria)
3.重钠质粘土-塔斯马尼亚州的休斯敦农场(Houstons Farm Tasmania)
4.高岭石粘土-西澳大利亚的翁格拉普(Ongerup,Western Australia)
5.变性土-新南威尔士州的莫里(Moree NSW)
6.变性土-新南威尔士州的福布斯(Forbes NSW)
交比试验：采集来自4种澳大利亚土壤类型的土壤，这4种澳大利亚土壤类型可以很好地响应于本发明的组合物的添加，即经过3种不同速率的组合物处理，并且在处理组与未处理组之间分析交比以及所有其它相关的土壤变量。
导水率：4种土壤类型-计算作为入渗和土壤类型的因素的导水率。
可溶性阳离子：可以使用可溶性阳离子测试与可交换阳离子测试相比较并且对组合物针对每一种测试对除对照之外的所有土壤样品所具有的对比作用进行分析。
可溶性阳离子：将来自本发明组合物的可溶性阳离子数据与石灰、石膏、白云石、灰沙以及被认为必要和适当的其它竞争产品进行比较。
土壤：休斯敦农场
A层(0-30cm) S1 1、3、5、7、9
混合的A/B层(0-50cm) S3 2、4、6、8、10
处理溶液
水-对照 处理T1
Infiltrax- EC＝3dS/m 处理T2
Infiltrax EC5dS/m 处理T3
石膏- EC＝2.4dS/m 处理T4
CaCl<sub>2</sub>溶液 EC＝3dS/m 处理T5
表1：休斯敦农场土壤。可溶性阳离子和可交换阳离子。
土壤ID 处理 交比 SAR ECR ESP CEC
编号 ％ ％
A 1.14 0.72 9.2 1.3 6.5
A/B 原始土壤 2.64 2.11 7.6 5.9 11.0
1 A 水 1.19 0.83 9.18 2.03 5.95
2 A/B 水 1.36 0.96 7.35 5.51 9.33
3 A Infiltrax3dS/m 1.26 0.84 9.96 1.95 6.43
4 A/B Infiltrax3dS/m 1.60 1.19 7.24 3.64 10.77
5 A Infiltrax5dS/m 1.28 0.85 10.25 2.11 6.15
6 A/B Infiltrax5dS/m 1.50 1.10 7.58 3.82 10.13
7 A 石膏 0.98 0.66 8.20 1.71 5.88
8 A/B 石膏 0.93 0.80 3.57 1.88 10.10
9 A CaCl<sub>2</sub> 0.97 0.66 8.38 1.71 5.94
10 A/B CaCl<sub>2</sub> 0.96 0.68 4.09 2.37 9.35
表2：X射线CT扫描结果。
休斯敦农场土壤A层。
处理 水 3dS/m 5dS/m 石膏 CaCl<sub>2</sub>
1 3 5 7 9
开口孔隙度(百分比) ％ 14.1 22.2 31.3 30.5 18.0
总孔隙度(百分比) ％ 15.0 23.1 32.0 31.1 19.3
闭口孔隙度 ％ 0.9 0.8 0.6 0.6 1.2
连通性 24236.0 35997.0 73537.0 64243.0 25519.0
A层总孔隙度(％)和连通性示于图8和图9中。
休斯敦农场土壤A/B层
处理 水 3dS/m 5dS/m 石膏 CaCl<sub>2</sub>
2 4 6 8 10
位置 b b b b b
开口孔隙度(百分比) ％ 11.6 22.6 23.9 20.8 17.7
总孔隙度(百分比) ％ 12.2 23.4 24.6 22.2 18.7
闭口孔隙度 ％ 0.6 0.8 0.7 1.4 1.1
连通性 11924.0 31111.0 40532.0 40343.0 13600.0
A/B层总孔隙度(％)和连通性示于图10和图11中。
结果证实可以改变所述土壤修复和土壤孔隙稳定化组合物以适合土壤类型的变化。已经在不同的土壤中进行土壤测试来确定土壤修复和土壤孔隙稳定化组合物为了适合单个土壤类型而作出的变化的性质。进行土壤结构稳定性测试以确定土壤类型的变化并且相应地调整土壤修复和土壤孔隙稳定化组合物的组分。为了处理常见的土壤问题对土壤修复和土壤孔隙稳定化组合物所作出的最常见的变化是电解质种类(钙、镁、钾、钠、铵)的变化。其它常见的变化是湿润剂、渗透剂和絮凝剂体积以及木质素磺酸盐和壳聚糖的变化。
本领域技术人员将了解的是，可以对如具体实施方案中所示的本发明作出许多的变化方案和/或改动方案而不背离如广泛描述的本发明的精神或范围。本发明的实施方案因此应在所有方面被认为具说明性而不具限制性。
贯穿本说明书，词语“包含(comprise)”或变化形式，如“包含(comprises)”或“包含(comprising)”将被理解为表示包括所述的要素、整数或步骤、或要素、整数或步骤的组，但不排除任何其它要素、整数或步骤、或要素、整数或步骤的组。
本说明书中所提到的所有出版物以引用的方式并入本文。已被包括在本说明书中的对文献、行为、材料、装置、制品等的任何论述仅仅是为了提供本发明的背景。它不应被视为承认任何或所有这些内容构成现有技术基础的一部分或是与本发明有关的领域中的常见公知常识，这是因为它在本申请的每一项权利要求的优先权日之前就在澳大利亚或别处存在。

Claims (10)

1.一种用于增加土壤孔隙度和/或孔隙连通性的组合物，所述组合物包含占所述组合物的总体积的25%至85%的至少一种电解质，占所述组合物的总体积的0.1%至5%的至少一种辅因子、以所述组合物的总体积计0.5%至25%的至少一种阴离子型表面活性剂和占所述组合物的总体积的0.5%至5%的至少一种湿润剂，所述阴离子型表面活性剂是烷基硫酸盐，所述电解质选自由以下各项组成的组中的一种或多种：钠盐、钾盐、钙盐、镁盐、盐酸盐、磷酸氢盐、碳酸氢盐、乙酸盐、铵盐、硫酸盐、硝酸盐以及铁盐，所述辅因子选自由以下各项组成的组中的一种或多种：焦磷酸硫胺素、一磷酸硫胺素、一硝酸硫胺素、磷酸核黄素、烟酸、亚叶酸、泛酸、氰钴胺、一磷酸肌醇、烟酸肌醇、以及六磷酸肌醇，所述湿润剂选自由以下各项组成的组中的一种或多种：烷基酚乙氧基化物、壬基酚乙氧基化物、聚氧乙烯、阴离子型线性表面活性剂、与烷基酚乙氧基化物混合的丝兰或海藻、环氧乙烷/环氧丙烷嵌段共聚物、有机硅酮、嵌段共聚物和烷基多葡糖甙共混物、以及甲基封端的嵌段共聚物,
所述组合物还包含至少一种微量营养素, 所述微量营养素选自由以下各项组成的组中的一种或多种：锌盐、铁盐、亚铁盐、镁盐、锰盐、铜盐、硼盐、钼盐、以及钴盐,
所述组合物还包含至少一种渗透剂, 所述渗透剂选自由以下各项组成的组中的一种或多种：磺基丁二酸二辛酯、聚氧化烯烃聚合物、烷基乙氧基化季铵化合物、乙氧基化物非离子型表面活性剂、以及水杨酸,
所述组合物还包含至少一种聚合物, 所述聚合物选自由以下各项组成的组中的一种或多种：合成阴离子丙烯酸系共聚物、聚(丙烯酰胺-共-丙烯酸)、聚电解质聚合物、淀粉、黄原酸纤维素、酸水解纤维素微纤丝、壳聚糖、水解聚丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚己内酰胺、水解聚丙烯腈、异丁烯顺丁烯二酸、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚丙烯酸钠、乙酸乙烯酯顺丁烯二酸以及水解淀粉-聚丙烯腈接枝聚合物，
所述组合物还包含至少一种絮凝剂, 所述絮凝剂选自由以下各项组成的组中的一种或多种：硫酸铁、氯化铁、鱼胶、硅酸钙、硅酸钠、明胶、瓜尔胶、黄原胶、壳聚糖、以及藻酸钾,
所述组合物还包含至少一种络合剂, 所述络合剂选自由以下各项组成的组中的一种或多种：葡糖二酸、丹宁酸、丁二酸、柠檬酸、木质素磺酸钙、木质素磺酸钾、乙二胺-N,N'-二乙酸、乙二胺-N,N,N',N'-四乙酸、反式-1,2-二胺环己烷-N,N,N',N'-四乙酸、以及N-(2-羟乙基)乙二胺三乙酸。
2.如权利要求1所述的组合物，其中所述烷基硫酸盐选自由以下各项组成的组：十二烷基硫酸铵、十二烷基硫酸钠以及肉豆蔻醇聚醚硫酸钠。
3.如权利要求1所述的组合物，其中所述聚氧化烯烃聚合物是一种烷基胺氧化物并选自由以下各项的组中的一种或多种：癸基二甲基胺氧化物、十二烷基二甲基胺氧化物、肉豆蔻基二甲基胺氧化物及十六烷基二甲基胺氧化物。
4.如权利要求1所述的组合物，所述组合物还包含至少一种乳化剂。
5.如权利要求4所述的组合物，其中所述乳化剂选自由以下各项组成的组中的一种或多种：聚乙氧基化酚、瓜尔胶、黄原胶、以及果胶。
6.如权利要求1所述的组合物，所述组合物还包含至少一种土壤稳定剂。
7.如权利要求6所述的组合物，其中所述土壤稳定剂选自由以下各项组成的组中的一种或多种：腐殖酸钠、腐殖酸钾、腐殖酸钙、腐殖酸、黄腐酸、棕腐酸、木质素磺酸钙、木质素磺酸钾、木质素磺酸镁、蔗糖、甘露糖、葡萄糖、果糖、玉米浆、玉米淀粉、乳糖、右旋糖、棉子糖、磷酸果糖、超磺化腐殖酸盐、甘露醇、山梨糖醇、葡萄糖酸、丙酮酸、苹果酸、以及葡萄糖二酸。
8.如权利要求1所述的组合物，其中所述组合物是水溶液。
9.一种增加土壤孔隙度和/或孔隙连通性的方法，所述方法包括向土壤施用如前述权利要求1-8中任一项所述的组合物。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述方法作为垄沟内处理来实施。
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