專利名稱：灌溉土壤的脫鹽和改良方法
本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)枮?6/732，501，申請(qǐng)日為1985年5月9日專利申請(qǐng)的部分后繼申請(qǐng)。
本發(fā)明是關(guān)于土壤的調(diào)節(jié)，特別是關(guān)于灌溉土壤的脫鹽和改良方法。
用具有高的總?cè)芙夤腆w(鹽)含量(500PPm或更高)的水灌溉土壤時(shí)，土壤普遍地會(huì)儲(chǔ)集鹽和/或堿，從而阻止莊稼的生長(zhǎng)。鹽類，主要是氯化物，碳酸鹽和硫酸鹽，或鈉鹽、鉀鹽、鈣鹽和鎂鹽，在土壤中的含量一般用土壤飽和抽提物的電導(dǎo)率(毫歐姆/厘米2)表示。電導(dǎo)率高于4.0毫歐姆/厘米2時(shí)，表明土壤是鹽性的。在鹽性土壤上，鹽對(duì)植物的影響主要是間接的。也就是說(shuō)，鹽影響了水的滲透能力，從而減少了發(fā)芽的種子和植物的根部對(duì)水的吸收。堿性固體(含鈉)是一種儲(chǔ)集了大量鈉的土壤。通過(guò)計(jì)算該土壤飽和抽提物的鈉吸收率(用SAR表示)，可確定該土壤的性質(zhì)，SAR大于15時(shí)，表明土壤是堿性的。在堿性土壤里，鈉的毒性阻止了莊稼的生長(zhǎng)。一般說(shuō)來(lái)，堿性土壤和與毒性鈉化合的鹽性土壤一樣，都會(huì)減弱植物對(duì)水的吸收能力。因此，堿性-鹽性土壤對(duì)種子發(fā)芽和植物生長(zhǎng)非常不利。只有從堿性土壤中除去鈉和從鈣鹽土壤中除去鈣才有利于種子發(fā)芽和植物生長(zhǎng)。
土壤含鹽量/含堿量完全受土壤的物理性能影響，如導(dǎo)水率和滲透率。就象氣候影響土壤和植物的蒸散速度那樣，氣候也對(duì)土壤里鹽和/或堿的儲(chǔ)集程度起著重要作用。最后，農(nóng)業(yè)灌溉操作在確定土壤是否儲(chǔ)集鹽和/或堿中有重要作用。除去土壤里鹽和/或堿的現(xiàn)有技術(shù)往往費(fèi)用昂貴，而且效益較差。其中一項(xiàng)技術(shù)是把牲畜糞和/或綠肥施如到土壤表層，以便使土壤保持疏松狀態(tài)，從而有利于水滲透到土壤里。在高溫氣候，特別是灌溉干旱地時(shí)，這些有機(jī)添加物會(huì)迅速分解，從而喪失了對(duì)土壤物理性能的作用。另一項(xiàng)現(xiàn)有技術(shù)是使用石膏，硫酸、元素硫，以便于除去土壤里的鈉，該項(xiàng)技術(shù)需要大量的物質(zhì)(用量一般為數(shù)噸/
)，大量人力和燃料，而且只是暫時(shí)有效。還有一項(xiàng)現(xiàn)有技術(shù)是采用鑿形犁，深犁，窄(Slip)犁的機(jī)械操作，促使水經(jīng)過(guò)土壤表面進(jìn)入到土壤里。因?yàn)橥寥拦喔群筅呌谒⒚荛]，所以這種操作的有效期較短，從而需要每年重復(fù)操作。
因此有必要發(fā)明一種較便宜，易于實(shí)施并能有效地除去鹽和/或堿的灌溉土壤脫鹽和改良方法，以提高莊稼的產(chǎn)量。
本發(fā)明的主要目的是提供一種灌溉鹽性和/或堿性固體的脫鹽和改良方法。
按照本發(fā)明，由于給土壤灌溉水，使鹽和/或堿性組份在土壤里積累起來(lái)。用陰離子低分子量合成聚合物和/或有機(jī)三價(jià)磷化合物處理這種土壤，可鈍化或除去土壤里的鹽和/或堿性組份，從而使土壤促進(jìn)莊稼的生長(zhǎng)，提高莊稼的產(chǎn)量。
這些化合物可按多種不同的方式施加到土壤里。a)這些化合物可以在呈干或半干狀態(tài)直接加到土壤里，然后加水，使土壤得到調(diào)節(jié)。按照本發(fā)明的方法，水是必不可少的。水能使這些化合物與土壤里的鹽化合或者從發(fā)芽的種子或植物根部帶走土壤里的鹽。b)這些化合物可以和水，也就是灌溉水，供應(yīng)水一起直接加到發(fā)芽的種子或植物的根部。c)植物的種子也可以涂上本發(fā)明的化合物，以便在栽完籽苗澆水時(shí)，本發(fā)明的化合物能對(duì)籽苗周圍的土壤產(chǎn)生作用。d)此外，這種涂層可以是具有以上作用的延時(shí)釋放涂層。e)可以把這些化合物本身制成延時(shí)釋放化合物，以便每次澆水時(shí)將其作用釋放到土壤里。
處理土壤的化合物有磷酸及其中性鹽和具有臨界性質(zhì)的陰離子化合物，可供選擇的陰離子化合物及其鹽的分子式為
Ⅲ R17〔R18PO(OH)2〕2-5其中R1是羥基，COOH，C6H5COOH，NHC(O)R9COOH，苯酚，COOR9，COOR9，SO3H，C6H5SO3H，R9SO3H，COOR9SO3H，OSO3H，C6H5OSO3H，OR9SO3H，OR9OSO3H，OP(OH)2，R9P(OH)2O，或苯基;
R2是氫或COOH;
R3是氫或C1-C4烷基;
R4是氫或C1-C4烷基;
R5是氫，COOH，C6H5COOH，NHC(O)R9COOH，苯酚，COOR9，COOR9，SO3H，C6H5SO3H，R9SO3H，COOR9SO3H，OSO3H，C6H5OSO3H，OR9SO3H，
OR9OSO3H，OP(OH)2，R9P(OH)2O，苯基，OR10，羥基，或吡咯烷酮;
R6是氫或COOH;
R7是氫或C1-C4烷基;
R8是氫或C1-C4烷基;
R9是C1-C4烷基;
R10是C1-C4烷基;
R11是氫或CH3;
R12和R13是氫;
R14是氫或CH3;
R15是氫，羥基或C1-C4烷基;
R16是氫或C1-C4烷基;
R17是N，NR19N，NR9NR9N;
R18是C1-C4烷基;
R19是C1-C6烷基;
R1和R2合起來(lái)看時(shí)是酸酐;
R5和R6合起來(lái)看時(shí)是酸酐;
n和m是3-100的任意數(shù);
p和q是0-3的任意數(shù)。
發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，土壤里加入少量某種陰離子物質(zhì)或其中性的水溶鹽，能有效地減少鹽和/或堿的有害作用，這些鹽和/或堿是從灌溉水中儲(chǔ)集在土壤里的。因此，當(dāng)土壤里的鹽和/堿達(dá)到某一濃度時(shí)，土壤表面出現(xiàn)稍白色沉積，這種土壤上莊稼生長(zhǎng)慢到不令人滿意時(shí)，通過(guò)這些物質(zhì)的作用能使土壤恢復(fù)有效的肥力。
本發(fā)明中有用的具體化合物如下所示。當(dāng)然，使用效果令人滿意的這些化合物的鹽也作為其中的一部分。
聚馬來(lái)酸;
聚丙烯酸;
聚甲基丙烯酸;
聚(4-乙烯基苯甲酸);
聚(亞-乙烯基琥珀酰胺酸);
聚(亞乙基磺酸)聚(亞乙基硫酸);
聚(4-乙烯基苯基磺酸);
聚(4-乙烯基苯基硫酸);
聚(2-異丁烯酰氧基乙烷-1-磺酸);
聚(3-異丁烯酰氧基丙烷-1-磺酸);
聚〔3-(乙烯氧基)丙烷-1-磺酸〕;
聚(4-乙烯基苯酚);
聚(亞乙基膦酸);
聚(丙烯酸-共-甲基丙烯酸);
聚(丙烯酸-共-甲基丙烯酸鹽);
聚(丙烯酸-共-乙基丙烯酸鹽);
聚(丙烯酸-共-馬來(lái)酸);
聚(丙烯酸-共-4-乙烯基苯酚);
聚(丙烯酸-共-4-乙烯基苯甲酸);
聚(丙烯酸-共-正-乙烯基琥珀酰胺酸);
聚(丙烯酸-共-亞乙基磺酸);
聚(丙烯酸-共-亞乙基硫酸);
聚(丙烯酸-共-4-乙烯基苯基磺酸);
聚(丙烯酸-共-4-乙烯基苯基硫酸);
聚(丙烯酸-共-2-異丁烯酰氧基乙烷-1-磺酸);
聚(丙烯酸-共-3-(乙烯氧基)丙烷-1-磺酸);
聚(丙烯酸-共-3-(乙烯氧基)丙烷-1-硫酸);
聚(丙烯酸-共-乙烯醇);
聚(丙烯酸-共-亞乙基膦酸);
聚(丙烯酸-共-乙烯醚);
聚(丙烯酸-共-乙烯);
聚(丙烯酸-共-丙烯);
聚(丙烯酸-共-異丁烯);
聚(丙烯酸-共-苯乙烯);
聚(丙烯酸-共-乙烯基吡咯烷酮);
聚(甲基丙烯酸-共-甲基丙烯酸鹽);
聚(甲基丙烯酸-共-乙基丙烯酸鹽);
聚(甲基丙烯酸-共-馬來(lái)酸);
聚(甲基丙烯酸-共-4-乙烯基苯甲酸);
聚(甲基丙烯酸-共-正-乙烯基琥珀酰胺酸);
聚(甲基丙烯酸-共-亞乙基磺酸);
聚(甲基丙烯酸-共-亞乙基硫酸);
聚(甲基丙烯酸-共-4-乙烯基苯基磺酸);
聚(甲基丙烯酸-共-4-乙烯基苯基硫酸);
聚(甲基丙烯酸-共-2-異丁烯酰氧基乙烷-1-磺酸);
聚(甲基丙烯酸-共-3-異丁烯酰氧基乙烷-1-磺酸);
聚(甲基丙烯酸-共-3(乙烯氧基)丙烷-1-磺酸);
聚(甲基丙烯酸-共-乙烯醇);
聚(甲基丙烯酸-共-乙烯基苯酚);
聚(甲基丙烯酸-共-亞乙基膦酸);
聚(甲基丙烯酸-共-乙烯醚);
聚(甲基丙烯酸-共-乙烯);
聚(甲基丙烯酸-共-丙烯);
聚(甲基丙烯酸-共-異丁烯);
聚(甲基丙烯酸-共-苯乙烯);
聚(甲基丙烯酸-共-乙烯基吡咯烷酮);
聚(馬來(lái)酸-共-甲基丙烯酸鹽);
聚(馬來(lái)酸-共-乙基丙烯酸鹽);
聚(馬來(lái)酸-共-4-乙烯基苯甲酸);
聚(馬來(lái)酸-共-正-乙烯基琥珀酰胺酸);
聚(馬來(lái)酸-共-亞乙基磺酸);
聚(馬來(lái)酸-共-亞乙基硫酸);
聚(馬來(lái)酸-共-4-乙烯基苯基磺酸);
聚(馬來(lái)酸-共-4-乙烯基苯基硫酸);
聚(馬來(lái)酸-共-2-異丁烯酰氧基乙烷-1-磺酸);
聚(馬來(lái)酸-共-異丁烯酰氧基丙烷-1-磺酸);
聚(馬來(lái)酸-共-3-(乙烯氧基)丙烷-1-磺酸);
聚(馬來(lái)酸-共-乙烯醇);
聚(馬來(lái)酸-共-4乙烯基苯酚);
聚(馬來(lái)酸-共-亞乙基膦酸);
聚(馬來(lái)酸-共-乙烯醚);
聚(馬來(lái)酸-共-乙烯);
聚(馬來(lái)酸-共-丙烯);
聚(馬來(lái)酸-共-異丁烯);
聚(馬來(lái)酸-共-苯乙烯);
聚(馬來(lái)酸-共-乙烯基吡咯烷酮);
聚(4-乙烯基苯甲酸-共-甲基丙烯酸);
聚(4-乙烯基苯甲酸-共-甲基丙烯酸鹽);
聚(4-乙烯基苯甲酸-共-乙基丙烯酸鹽);
聚(4-乙烯基苯甲酸-共-正-乙烯基琥珀酰胺酸);
聚(4-乙烯基苯甲酸-共-亞乙基磺酸);
聚(4-乙烯基苯甲酸-共-亞乙基硫酸);
聚(4-乙烯基苯甲酸-共-乙烯基苯基磺酸);
聚(4-乙烯基苯甲酸-共-4-乙烯基苯基硫酸);
聚(4-乙烯基苯甲酸-共-2-異丁烯酰氧基乙烷-1-磺酸);
聚(4-乙烯基苯甲酸-共-3-異丁烯酰氧基乙烷-1-磺酸);
聚(4-乙烯基苯甲酸-共-3-(乙烯氧基)丙烷-1-磺酸);
聚(4-乙烯基苯甲酸-共-乙烯醇);
聚(4-乙烯基苯甲酸-共-4-乙烯基苯酚);
聚(4-乙烯基苯甲酸-共-亞乙基膦酸);
聚(4-乙烯基苯甲酸-共-乙烯醚);
聚(4-乙烯基苯甲酸-共-乙烯);
聚(4-乙烯基苯甲酸-共-丙烯);
聚(4-乙烯基苯甲酸-共-異丁烯);
聚(4-乙烯基苯甲酸-共-苯乙烯);
聚(4-乙烯基苯甲酸-共-乙烯基吡咯烷酮);
聚(乙烯基磺酸-共-正-乙烯基琥珀酰胺酸);
聚(乙烯基磺酸-共-乙烯基硫酸);
聚(乙烯基磺酸-共-4-乙烯基苯基磺酸);
聚(乙烯基磺酸-共-4-乙烯基苯基硫酸);
聚(乙烯基磺酸-共-2-異丁烯酰氧基乙烷-1-磺酸);
聚(乙烯基磺酸-共-3-異丁烯酰氧基丙烷-1-磺酸);
聚(乙烯基磺酸-共-3-(乙烯氧基)丙烷-1-磺酸);
聚(乙烯基磺酸-共-乙烯醇);
聚(乙烯基磺酸-共-4-乙烯基苯酚);
聚(乙烯基磺酸-共-亞乙基膦酸);
聚(乙烯基磺酸-共-乙烯醚);
聚(乙烯基磺酸-共-乙烯);
聚(乙烯基磺酸-共-丙烯);
聚(乙烯基磺酸-共-異丁烯);
聚(乙烯基磺酸-共-苯乙烯);
聚(乙烯基磺酸-共-乙烯基吡咯烷酮);
聚(乙烯基硫酸-共-正-乙烯基琥珀酰胺酸);
聚(乙烯基硫酸-共-4-乙烯基苯基磺酸);
聚(乙烯基硫酸-共-4-乙烯基苯基硫酸);
聚(乙烯基硫酸-共-2-異丁烯酰氧基乙烷-1-磺酸);
聚(乙烯基硫酸-共-3-異丁烯酰氧基丙烷-1-磺酸);
聚(乙烯基硫酸-共-3-(乙烯氧基)丙烷-1-磺酸);
聚(乙烯基硫酸-共-乙烯醇);
聚(乙烯基硫酸-共-4-乙烯基苯酚);
聚(乙烯基硫酸-共-亞乙基膦酸);
聚(乙烯基硫酸-共-乙烯醚);
聚(乙烯基硫酸-共-乙烯);
聚(乙烯基硫酸-共-丙烯);
聚(乙烯基硫酸-共-異丁烯);
聚(乙烯基硫酸-共-苯乙烯);
聚(乙烯基硫酸-共-乙烯基吡咯烷酮);
聚(乙烯基苯基磺酸-共-正-乙烯基琥珀酰胺酸);
聚(4-乙烯基苯基磺酸-共-4-乙烯基苯基硫酸);
聚(4-乙烯基苯基磺酸-共-2-異丁烯酰氧基乙烷-1-磺酸);
聚(4-乙烯基苯基磺酸-共-3-異丁烯酰氧基丙烷-1-磺酸);
聚(4-乙烯基苯基磺酸-共-3-(乙烯氧基)丙烷-1-磺酸);
聚(4-乙烯基苯基磺酸-共-乙烯基醇);
聚(4-乙烯基苯基磺酸-共-4-乙烯基苯酚);
聚(4-乙烯基苯基磺酸-共-亞乙基膦酸);
聚(4-乙烯基苯基磺酸-共-乙烯醚);
聚(4-乙烯基苯基磺酸-共-乙烯);
聚(4-乙烯基苯基磺酸-共-丙烯);
聚(4-乙烯基苯基磺酸-共-異丁烯);
聚(4-乙烯基苯基磺酸-共-苯乙烯);
聚(4-乙烯基苯基磺酸-共-乙烯基吡咯烷酮);
聚(4-乙烯基苯基磺酸-共-正-乙烯基琥珀酰胺酸);
聚(4-乙烯基苯基磺酸-共-2-異丁烯酰氧基乙烷-1-磺酸);
聚(4-乙烯基苯基磺酸-共-3-異丁烯酰氧基丙烷-1-磺酸);
聚(4-乙烯基苯基磺酸-共-3-(乙烯氧基)丙烷-1-磺酸);
聚(4-乙烯基苯基硫酸-共-乙烯醇);
聚(4-乙烯基苯基硫酸-共-4-乙烯基苯酚);
聚(4-乙烯基苯基硫酸-共-亞乙基膦酸);
聚(4-乙烯基苯基硫酸-共-乙烯醚);
聚(4-乙烯基苯基硫酸-共-乙烯);
聚(4-乙烯基苯基硫酸-共-丙烯);
聚(4-乙烯基苯基硫酸-共-異丁烯);
聚(4-乙烯基苯基硫酸-共-苯乙烯);
聚(4-乙烯基苯基硫酸-共-乙烯基吡咯烷酮);
聚(2-異丁烯酰氧基乙烷-1-磺酸-共-正-乙烯基琥珀酰胺酸);
聚(2-異丁烯酰氧基乙烷-1-磺酸-共-3-異丁烯酰氧基丙烷-1-磺酸);
聚(2-異丁烯酰氧基乙烷-1-磺酸-共-3-(乙烯氧基)丙烷-1-磺酸);
聚(2-異丁烯酰氧基乙烷-1-磺酸-共-3-(乙烯氧基)丙烷-1-磺酸);
聚(2-異丁烯酰氧基乙烷-1-磺酸-共-乙烯醇);
聚(2-異丁烯酰氧基乙烷-1-磺酸-共-4-乙烯基苯酚);
聚(2-異丁烯酰氧基乙烷-1-磺酸-共-亞乙基膦酸);
聚(2-異丁烯酰氧基乙烷-1-磺酸-共-乙烯醚);
聚(2-異丁烯酰氧基乙烷-1-磺酸-共-乙烯);
聚(2-異丁烯酰氧基乙烷-1-磺酸-共-丙烯);
聚(2-異丁烯酰氧基乙烷-1-磺酸-共-丁烯);
聚(2-異丁烯酰氧基乙烷-1-磺酸-共-異丁烯);
聚(2-異丁烯酰氧基乙烷-1-磺酸-共-苯乙烯);
聚(2-異丁烯酰氧基乙烷-1-磺酸-共-乙烯基吡咯烷酮);
聚(3-異丁烯酰氧基乙烷-1-磺酸-共-正-乙烯基琥珀酰胺酸);
聚(2-異丁烯酰氧基乙烷-1-磺酸-共-正-乙烯基琥珀酰胺酸);
聚(2-異丁烯酰氧基乙烷-1-磺酸-共-3-(乙烯氧基)丙烷-1-磺酸);
聚(3-異丁烯酰氧基丙烷-1-磺酸-共-3-(乙烯氧基)丙烷-1-磺酸);
聚(3-異丁烯酰氧基丙烷-1-磺酸-共-乙烯醇);
聚(3-異丁烯酰氧基丙烷-1-磺酸-共-4-乙烯基苯酚);
聚(3-異丁烯酰氧基丙烷-1-磺酸-共-亞乙基膦酸);
聚(3-異丁烯酰氧基丙烷-1-磺酸-共-乙烯醚);
聚(3-異丁烯酰氧基丙烷-1-磺酸-共-乙烯);
聚(3-異丁烯酰氧基丙烷-1-磺酸-共-丙烯);
聚(3-異丁烯酰氧基丙烷-1-磺酸-共-異丁烯);
聚(3-異丁烯酰氧基丙烷-1-磺酸-共-苯乙烯);
聚(3-異丁烯酰氧基丙烷-1-磺酸-共-乙烯基吡咯烷酮);
聚(3-(乙烯氧基)丙烷-1-磺酸)-共-乙烯基琥珀酰胺酸);
聚(3-(乙烯氧基)丙烷-1-磺酸)-共-乙烯醇);
聚(3-(乙烯氧基)丙烷-1-磺酸)-共-4-乙烯基苯酚);
聚(3-(乙烯氧基)丙烷-1-磺酸-共-亞乙基膦酸);
聚(3-(乙烯氧基)丙烷-1-磺酸-共-乙烯醚);
聚(3-(乙烯氧基)丙烷-1-磺酸-共-乙烯);
聚(3-(乙烯氧基)丙烷-1-磺酸-共-丙烯);
聚(3-(乙烯氧基)丙烷-1-磺酸-共-異丁烯);
聚(3-(乙烯氧基)丙烷-1-磺酸-共-苯乙烯);
聚(3-(乙烯氧基)丙烷-1-磺酸-共-乙烯基吡咯烷酮);
聚(乙烯醇-共-正-乙烯基琥珀酰胺酸);
聚(乙烯醇-共-4-乙烯基苯酚);
聚(乙烯醇-共-亞乙基膦酸);
聚(4-乙烯基苯酚-共-正-乙烯基琥珀酰胺酸);
聚(4-乙烯基苯酚-共-亞乙基膦酸);
聚(4-乙烯基苯酚-共-乙烯醚);
聚(4-乙烯基苯酚-共-乙烯基吡咯烷酮);
聚(亞乙基膦酸-共-乙烯基琥珀酰胺酸);
聚(亞乙基膦酸-共-乙烯醚);
聚(亞乙基膦酸-共-乙烯);
聚(亞乙基膦酸-共-丙烯);
聚(亞乙基膦酸-共-異丁烯);
聚(亞乙基膦酸-共-苯乙烯);
聚(亞乙基膦酸-共-乙烯基吡咯烷酮);
1-羥亞乙基-1-二膦酸;
次氮基三亞甲基三膦酸;
亞乙基雙(次氮基二亞甲基)四膦酸;
二乙基三胺五(亞甲基膦酸);
乙醇胺N，N-二(亞甲基膦酸);
六亞乙基二胺四(亞甲基膦酸)。
適量的這些物質(zhì)配入灌溉水中，以保證這些物質(zhì)在土壤深處均勻分布。也可以把這些物質(zhì)直接噴霧、注入、飛機(jī)噴灑在土壤上。通過(guò)直接灌溉系統(tǒng)，這些物質(zhì)可以直接加到籽苗上或植物的根部。這些物質(zhì)可以與種子一起種入土壤里，這些物質(zhì)通常涂在種子上。這些種子的涂層可以是延時(shí)釋放涂層，并且本發(fā)明的物質(zhì)也可在涂層上有延時(shí)釋放作用，以便在預(yù)選時(shí)期內(nèi)，這些物質(zhì)能有效地處理土壤。
單位面積所需的活性物質(zhì)用量取決于土壤里鹽和/或堿的儲(chǔ)集量而定，但該用量與土壤里的鹽和/或堿濃度不成化學(xué)數(shù)量關(guān)系。由于土壤的性質(zhì)也影響活性物質(zhì)的用量，所以無(wú)法給出活性物質(zhì)的確切用量。但對(duì)土壤里有中等程度的鹽和/或堿儲(chǔ)集的情況，在4～48小時(shí)期間內(nèi)，每
用0.1到15.0磅活性物質(zhì)則有效。而對(duì)土壤里有嚴(yán)重的鹽和/或堿儲(chǔ)集情況，在12～96小時(shí)期間內(nèi)，每
需要1.0～25.0磅活性物質(zhì)。這些物質(zhì)最好是多次間斷地加到土壤里，以確保土壤深處得到改良。在極端情況下，土壤里可以連續(xù)地加入這些物質(zhì)，直到土壤完全飽和。
適用于本發(fā)明的土壤處理方法的具有臨界活性的陰離子化合物包括低分子量水溶性合成聚合物、有機(jī)硫酸、有機(jī)亞磷酸及它們的大體上中性的鹽。臨界活性是針對(duì)低化學(xué)計(jì)量化學(xué)過(guò)程而言，其中分散力和碳酸鈣穩(wěn)定作用是重要因素。如冷卻塔學(xué)會(huì)雜志的第三卷第一期1982年冬，第17頁(yè)以及下列等等所示，在題目為“有機(jī)磷化合物及其聚合物對(duì)CaCO3結(jié)晶結(jié)構(gòu)的影響”，作者為L(zhǎng)eonard Deubin的文章中，碳酸鈣的穩(wěn)定作用被理解為平均粒度增加，碳酸鈣結(jié)晶整個(gè)形狀改變。分散力被理解為表面電荷效應(yīng)。
本發(fā)明方法使用的陰離子聚合物包括聚合物、共聚物、磺化聚合物和丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸、水解聚合物和馬來(lái)酸酐共聚物以及它們的大體上中性的水溶鹽。低分子量水溶性水解馬來(lái)酸酐聚合物，例如分子量為300～5000，或這種聚合物的鹽被發(fā)現(xiàn)特別有效，其商品名為“Belclene200”，是紐約Ardsley的Ciba-Geigy公司產(chǎn)品，在市場(chǎng)上可買到。
用于處理土壤的有機(jī)磷試劑有膦酸類如羥基亞乙基二膦酸，氨基三(亞甲基膦酸)，次氮基三亞甲基三膦酸，膦酸類還有膦基羧酸，這些酸的大體上中性的鹽。
這些陰離子聚合物、有機(jī)磷酸類和/或它們的大體上中性的水溶鹽可以單獨(dú)使用，或者兩種或多種結(jié)合使用。
如美國(guó)專利4，396，412所述，高分子量聚甲基丙烯酸鹽被用作離子交換肥料，聚甲基丙烯酸鹽是固體，各種肥料組份都與之結(jié)合。這些離子交換肥料能有效地應(yīng)用于低鹽含量水的土壤里，例如水栽法農(nóng)田。本發(fā)明的目的在于對(duì)灌溉高鹽水的土壤使用低分子量液體聚甲基丙烯酸鹽，而且這樣做不是作為給莊稼施肥的手段。
眾所周知，為了添加微量營(yíng)養(yǎng)元素如鐵、錳和其他必要的金屬，通常把各種各樣的有機(jī)磷化合物施加到土壤里，如美國(guó)專利3，958，972所示。本發(fā)明是關(guān)于使用這些化合物以減少土壤里鹽和/或堿的有害作用，并改善莊稼的吸水能力。
美國(guó)專利4，098，814公開(kāi)了一種制備若干種有機(jī)磷化合物的方法，該專利建議這些化合物可用于制備液體肥料，以防無(wú)機(jī)沉積物在制造肥料的設(shè)備上形成。本發(fā)明的目的不在于規(guī)定一種制備這些化合物的方法，或規(guī)定把這些化合物用于制備液體肥料。
本發(fā)明是關(guān)于利用已知化合物的一種新用途或新方法，以達(dá)到意想不到的效果。如上細(xì)述的這些化合物使土壤孔隙里的鹽分散，從而提高鈉、鉀、鈣和鎂鹽的溶解性。這些鹽分散時(shí)，表面積大大增加，從而易于潤(rùn)濕，有效地改變了從固相到溶解液相的相平衡。發(fā)明人認(rèn)為，因?yàn)檫@些化合物的負(fù)電荷密度高，滿足了代表分散力的亥姆霍茲雙層模型的條件，所以使沉積在土壤里的鹽分解。此外，當(dāng)土壤干燥時(shí)，灌溉水中的溶解鈉、鉀、鈣和鎂鹽的沉積作用被阻止了，這是在形成晶體的表面上結(jié)晶變形作用的結(jié)果。在含鈣鹽性土壤里，這兩種作用的總效應(yīng)是提供過(guò)量鈣和鎂陽(yáng)離子，從膠體粘土表面置換出鈉，由此引起低化學(xué)數(shù)量的陽(yáng)離子交換，從而有助于從土壤里除去鈉。這些化合物的作用使無(wú)機(jī)鹽深入到土壤下面或從田間排水瓦管中排出。從而改善了土壤的排水和滲透速度，減少了土壤的鹽和/或堿量，提高了莊稼的吸水能力，增加了種子發(fā)芽數(shù)量和莊稼產(chǎn)量。
應(yīng)該說(shuō)清楚的是，以上提出的這個(gè)作用機(jī)理，僅在幫助理解本發(fā)明方面是先進(jìn)的，而且本發(fā)明的專利性是基于本發(fā)明方法的新穎性和實(shí)用性，不是基于所提出的作用機(jī)理的正確性。
以下給出的實(shí)施例有助于理解本發(fā)明，但本發(fā)明并不只限于實(shí)施例中特定的步驟，條件或物質(zhì)。在所有情況下，記錄了發(fā)芽的種子的百分率增長(zhǎng)，就象發(fā)芽率的增長(zhǎng)一樣，也就是說(shuō)種子開(kāi)始比較迅速地生長(zhǎng)而且數(shù)量較多。另外也記錄了從排水瓦管里水的流量和排出水的含鹽量的明顯增加所表明的土壤的滲透作用的改善。此外，土壤表面結(jié)垢鹽的清除非常明顯。每一個(gè)實(shí)施例都是在加利福尼亞州，帝國(guó)縣的帝國(guó)山谷耕地上進(jìn)行的一些試驗(yàn)操作的典型。
實(shí)施例1在加利福尼亞州，帝國(guó)縣大批出產(chǎn)苜蓿的耕地上，最近作為試驗(yàn)地播種了40.0磅/
苜蓿種子。該耕地由幾塊灌溉地組成，其中有四塊土地作試驗(yàn)田用;2塊土地作為對(duì)照物，2塊土地用低分子量陰離子馬來(lái)酸共聚物(商品名為Belcline 283，是紐約州Ardsley的Ciba-Geigy公司產(chǎn)品，可在市場(chǎng)上買到)處理。
USDA的土壤保護(hù)部門給出的土壤檢查報(bào)告表明，試驗(yàn)土地的土壤類型可代表美國(guó)荒蕪的西南部地區(qū)的許多灌溉農(nóng)田。是構(gòu)造中等的粉質(zhì)粘狀泥土，具有中等的粉質(zhì)粘狀泥土，具有中等程度的鹽性-堿性，滲透緩慢。
在發(fā)芽灌溉和后來(lái)兩次灌溉過(guò)程中，被處理的土壤接受了3.0磅/
共聚物溶液(50%是活性組份，50%是水)。收割(割下苜蓿并打包)后，每次灌溉時(shí)，共聚物溶液用量減少到2.5磅/
。在整個(gè)應(yīng)用過(guò)程中，土壤脫鹽劑在灌溉2塊受處理的土壤時(shí)通過(guò)恒量落差滴水虹吸管加到灌溉水中。
在試驗(yàn)地上，經(jīng)冬季月份栽培和移植的苜蓿在5月初收割，然后在夏季一個(gè)月收割一次，在秋季和冬季收割次數(shù)相應(yīng)堿少。從五月到十月初，該地區(qū)的溫度平均提高到105°F。
與對(duì)照物的土地比較，受處理的土地平均產(chǎn)量增加了27%。
實(shí)施例2與實(shí)施例1所述的步驟一樣，用實(shí)施例1所述的土壤脫鹽劑處理另一塊試驗(yàn)地。這里所用的土壤脫鹽劑是低分子量，陰離子均聚物鹽的聚丙烯酸鈉(商品名為P-70，美國(guó)新澤西州Wayne的Cyanamide公司的產(chǎn)品，在市場(chǎng)上可買到)。
結(jié)果與實(shí)施例1類似，與對(duì)比的土地相比，受處理土地產(chǎn)量平均提高22%。
實(shí)施例3與實(shí)施例1的步驟一樣，在另外的實(shí)驗(yàn)土地上，同時(shí)施加膦酸、土壤脫鹽劑，1-羥基亞乙基-1-二膦酸(商品名為Tecquest360，伊利諾伊州weeling的BRJ公司的產(chǎn)品，可在市場(chǎng)上買到。
與實(shí)施例1、2結(jié)果相似，與對(duì)照物土地相比，受處理土地產(chǎn)量平均提高12%。
實(shí)施例4從加利福尼亞州帝國(guó)縣地區(qū)的土地表面取原狀土樣。用反鏟將直徑為8英寸，長(zhǎng)為20英寸的玻璃纖維管壓入到土壤12英寸處，從而取出直徑為8英寸，厚為12英寸的土樣。取三塊土樣作為對(duì)照物。另外取三塊要處理的土樣進(jìn)行灌溉，并從土樣底部收集濾液進(jìn)行分析。
對(duì)照物土樣用843毫升(相當(dāng)于1.0
一英寸)科羅拉多河水(700PPmTDS)灌溉。
用等量的科羅拉多河水溶解實(shí)施例1的馬來(lái)酸共聚物3.0磅/
灌溉受處理的土樣。
每隔7～10天，所有的土樣按上述灌溉一次，并收集濾液進(jìn)行分析。該試驗(yàn)進(jìn)行120天即終止。
結(jié)果表明1)每次灌溉，土壤里鈉的降去率都得到提高，2)與對(duì)照物土樣相比，受處理土樣的鈉的累積去除量多于40%。
實(shí)施例5與實(shí)施例4步驟一樣，另取一塊原狀土樣，給該土樣施加在實(shí)施例2作為土壤脫鹽劑的聚丙烯酸鈉。
結(jié)果也表明1)每一次灌溉，鈉的除去率都得到改善，2)與對(duì)照物相比，受處理土樣的鈉累積去除量多于31%。
實(shí)施例6與實(shí)施例4步驟一樣，再取一塊原狀土樣，給土樣施加膦酸，土壤脫鹽劑1-羥基亞乙基-1-二膦酸。
結(jié)果與上述情況類似，與對(duì)照物相比，受處理土樣鈉的累積去除量多于18%。
實(shí)施例7為了表明本發(fā)明能改善鹽敏性種子和籽苗的早期生長(zhǎng)，該實(shí)施例按以下敘述進(jìn)行按實(shí)施例1所述，取每份300克重鹽性-堿性土壤，分別放入2個(gè)泡沫聚苯乙烯容器里，其中一份作為對(duì)照物，另一份土壤上播種受處理種子。容器底部有6個(gè)大小一樣的小孔，用于排水。每個(gè)容器的土壤上，在土壤表面下0.25英寸處仔細(xì)地種下20粒萵苣(一種鹽敏性作物)的種子。對(duì)照物用150毫升科羅拉多河水灌溉。受處理土壤用150毫升濃度為100ppm的馬來(lái)酸共聚物溶液灌溉。然后隔一天給對(duì)照物灌溉150毫升水，給受處理種子灌溉150毫升濃度為100ppm的土壤脫鹽劑溶液。實(shí)驗(yàn)進(jìn)行20天即終止。
20天后，有80%對(duì)照物種子發(fā)芽，40%存活。85%受處理種子發(fā)芽，75%存活。
實(shí)施例8重復(fù)實(shí)施例7的步驟，用聚丙烯酸鈉作為土壤脫鹽劑。
結(jié)果與實(shí)施例7類似。20天后，75%對(duì)照物種子發(fā)芽，40%存活。90%受處理種子發(fā)芽，80%存活。
實(shí)施例9重復(fù)實(shí)施例7的步驟，使用膦酸，1-羥基亞乙基-1-二膦酸作為土壤脫鹽劑。
結(jié)果是，75%對(duì)照物種子發(fā)芽，45%存活。75%受處理種子發(fā)芽，60%存活。
實(shí)施例10重復(fù)實(shí)施例7的步驟，用聚(4-乙烯基苯甲酸)作為土壤脫鹽劑。結(jié)果是，80%對(duì)照物種子發(fā)芽，50%存活。80%受處理種子發(fā)芽，65%存活。該土壤脫鹽劑似乎沒(méi)有象其它分散體那樣的完全的分散作用。
權(quán)利要求
1.一種減少土壤里堿或堿性沉積物有害作用的方法，該方法包含給土壤施加具有臨界性質(zhì)的陰離化合物或其中性鹽，所說(shuō)的陰離子化合物分子式選自
ⅢR17[R18PO(OH)2]2-5其中R1是羥基、COOH、C6H5COOH、NHC(O)R9COOH、苯酚、COOR9、SO3H、C6H5SO3H、R9SO3H、COOR9SO3H、OSO3H、C6H5OSO3H、OR9SO3H、OR9OSO3H、OP(OH)2、R9P(OH)2O或苯基；R2是氫或COOH；R3是氫或C1-C4烷基；R4是氫或C1-C4烷基；R5是氫、COOH、C6H5COOH、NHC(O)R9COOH、苯酚、COOR9、SO3H、C6H5SO3H、R9SO3H、COOR9SO3H、OSO3H、C6H5OSO3H、OR9SO3H、OR9OSO3H、OP(OH)2、R9P(OH)2O、或苯基、OR10、羥基、或吡咯烷酮；R6是氫或COOH；R7是氫或C1-C4烷基；R8是氫或C1-C4烷基；R9是C1-C4烷基；R10是C1-C4烷基；R11是氫或CH3；R12和R13是氫；R14是氫或CH3；R15是氫、羥基、或C1-C4烷基；R16是氫、或C1-C4烷基；R17是N、NR19N、NR9NR9N；R18是C1-C4烷基；R19是C1-C6烷基；R1和R2合起來(lái)看時(shí)是酸酐；R5和R6合起來(lái)看時(shí)是酸酐；n和m為3～100的任意數(shù)；p和q為0～3的任意數(shù)。
2.權(quán)利要求1的方法，其中陰離子化合物從分子式Ⅰ中選擇，其中p和q為0;R3是氫或甲基;R4、R7和R8是氫;R1和R5是COOH;R2、R6是氫或COOH。
3.權(quán)利要求1的方法，其中陰離子化合物從分子式Ⅰ中選擇，其中p和q為0;R2、R4、R6、R7和R8是氫;R1和R5一樣。
4.權(quán)利要求1的方法，其中p和q為0;R2、R3、R4、R6和R8是氫;R1是COOH;R5是COOH或COOR9。
5.權(quán)利要求1的方法，其中p和q是0;R2、R3、R4、R7、R8是氫;R1、R5和R6是COOH。
6.權(quán)利要求1的方法，其中R1是COOH或其可接受的鹽;p和q是0;R2、R4、R6、R8是氫。
7.權(quán)利要求1的方法，其中R1和R2兩個(gè)都是COOH或其可接受的鹽;p和q是0;R3和R4是氫。
8.權(quán)利要求1的方法，其中R1是C6H5COOH或其可接受的鹽;R2、R2、R4、R6和R8是氫;p和q是0。
9.權(quán)利要求1的方法，其中R1是SO3H、OSO3H、R9SO3H、C6H5SO3H、C6H5OSO3H、COOR9SO3H、OR9SO3H;R2、R3和R4是氫;p和q是0。
10.權(quán)利要求1的方法，其中R1是羥基，苯酚或它的可接受的鹽、或OP(OH)2;R2、R3、R4、R6和R8是氫;R5是NHC(O)R9COOH、苯酚、OP(OH)2、OR9、苯基、吡咯烷酮、或它們的可接受的鹽。
11.權(quán)利要求1的方法，其中R1是COOH、C6H5COOH、SO3H、OSO3H、C6H5SO3H、C6H5OSO3H、COOR9SO3H、OR9SO3H;R2是氫或COOH;R3是氫或R9;R4、R5、R6、R7和R9是氫;p是0，q是1。
12.權(quán)利要求11的方法，其中R2是氫。
13.權(quán)利要求11的方法，其中R1和R2是COOH或它們的可接受的鹽。
14.權(quán)利要求1的方法，其中4到96小時(shí)內(nèi)，灌溉土壤之前，直接給土壤施加0.1到25磅/ 化合物;或把同一用量化合物配入水中，一起灌溉土壤。
15.權(quán)利要求14的方法，其中化合物具有臨界性質(zhì)，分子量為300到5000。
16.一種使用具有臨界性質(zhì)的陰離子化合物處理灌溉土壤的方法，在4到96小時(shí)內(nèi)，用量為約0.1到25磅/ 陰離子化合物，在灌溉之前，直接施加到土壤里;或與水一起灌溉土壤;或通過(guò)直接灌溉，直接施加給籽苗或植物的根部;與種子一起種植或涂在種子上來(lái)處理土壤，其中陰離子化合物從以下分子式中選擇
Ⅲ R17〔R18PO(OH)2〕2-5其中R1是羥基、COOH、C6H5COOH、NHC(O)R9COOH、苯酚、COOR9、SO3H、C6H5SO3H、R9SO3H、COOR9SO3H、OSO3H、C6H5OSO3H、OR9SO3H、OR9OSO3H、OP(OH)2、R9P(OH)2O、苯基;R2是氫或COOH;R3是氫或C1-C4烷基;R4是氫或C1-C4烷基;R5是氫、COOH、C6H5COOH、NHC(O)R9COOH、苯酚、COOR9、SO3H、C6H5SO3H、R9SO3H、COOR9SO3H、OSO3H、C6H5OSO3H、OR9SO3H、OR9OSO3H、OP(OH)2R9P(OH)2O、或苯基、OR10、羥基或吡咯烷酮;R6是氫或COOH;R7是氫或C1-C4烷基;R8是氫或C1-C4烷基;R9是C1-C4烷基;R10是C1-C4烷基;R11是氫或CH3;R12和R13是氫;R14是氫或CH3;R15是氫，羥基、C1-C4烷基;R16是氫或C1-C4烷基;R17是N、NR19N、NR9NR9N;R18是C1-C4烷基;R19是C1-C6烷基;R1和R2合起來(lái)看時(shí)是酸酐;R5和R6合起來(lái)看時(shí)是酸酐;n和m為3-100的任意數(shù);p和q為0-3的任意數(shù)。
17.權(quán)利要求16的使用方法，其中陰離子化合物從分子式Ⅰ中選擇，其中p和q是0;R3是氫或甲基;R4、R7和R8是氫;R1和R5是COOH;R2、R6是氫或COOH。
18.權(quán)利要求16的使用方法，其中陰離子化合物從分子式Ⅰ中選擇，其中p和q是0;R2、R4、R6、R7和R8是氫;R1和R5相同。
19.權(quán)利要求16的使用方法，其中p和q是0;R2、R3、R4、R6和R8是氫;R1是COOH;R5是COOH或COOR9。
20.權(quán)利要求16的使用方法，其中p和q是0;R2、R3、R4、R7和R8是氫;R1、R5和R6是COOH。
21.權(quán)利要求16的使用方法，其中R1是COOH或其可接受的鹽;p和q是0;R2、R4、R6、R8是氫。
22.權(quán)利要求16的使用方法，其中R1R2兩個(gè)都是COOH或其可接受的鹽;p和q是0;R3、R4是氫。
23.權(quán)利要求16的使用方法，其中R1是C6H5COOH，或其可接受的鹽;R2、R3、R4、R6和R8是氫;p和q是0。
24.權(quán)利要求16的使用方法，其中R1是SO3H、OSO3H、R9SO3H、C6H5SO3H、C6H5OSO3H、COOR9SO3H或OR9SO3H;R2和R3和R4是氫;p和q是0。
25.權(quán)利要求16的使用方法，其中R1是羥基，苯酚或它的可接受的鹽、OP(OH)2;R2、R3、R4、R6和R8是氫;R5是NHC(O)R9COOH、苯酚、OP(OH)2、OR9、苯基、吡咯烷酮，或它們可接受的鹽。
26.權(quán)利要求16的使用方法，其中R1是COOH、C6H5COOH、SO3H、OSO3H、C6H5SO3H、C6H5OSO3H、COOR9SO3H、OR9SO3H;R2是氫或COOH;R3是氫或R9;R4、R5、R6、R7和R9是氫;p是0，q是1。
27.權(quán)利要求26的使用方法，其中R2是氫。
28.權(quán)利要求26的使用方法，其中R1和R2是COOH或其可接受的鹽。
29.權(quán)利要求1的方法，其中陰離子化合物從分子式Ⅰ中選擇，其中R1是COOH或其鹽，R5是氫或COOH。
30.權(quán)利要求1的方法，其中陰離子化合物從分子式Ⅱ或Ⅲ中選擇。
31.權(quán)利要求1的方法，其中R1是羥基、OP(OH)2或R9P(OH)2O;R2是氫;R5是氫、COOH、OP(OH)2、R9P(OH)2O;R6是氫。
32.權(quán)利要求16的使用方法，其中陰離子化合物從分子式Ⅰ中選擇，其中R1是COOH或其鹽;R5是氫或COOH。
33.權(quán)利要求16的使用方法，其中陰離子化合物從分子式Ⅱ或Ⅲ中選擇。
34.權(quán)利要求16的使用方法，其中R1是羥基，OP(OH)2或R9P(OH)2O;R2是氫;R5是氫，COOH、OP(OH)2、或R9P(OH)2O;R6是氫。
全文摘要
土壤調(diào)節(jié)和灌溉土壤的脫鹽和改良方法。
文檔編號(hào)C09K17/22GK1030927SQ8810481
公開(kāi)日1989年2月8日 申請(qǐng)日期1988年6月29日 優(yōu)先權(quán)日1987年6月29日
發(fā)明者杜魯門V·西林, 斯蒂芬·艾倫 申請(qǐng)人:杜魯門V·西林, 斯蒂芬·艾倫