[0001] 本发明属于土壤疏松技术领域，具体涉及一种土壤改良剂，还涉及一种土壤改良剂中土壤空气捕获剂的制备方法。

[0002] 土壤板结是影响我国农业生产的主要问题之一。土壤板结会造成土壤的吸水、吸氧及营养物质的吸附能力降低，同时会影响土壤的通透能力，土壤通透能力的下降会使作物根系发育不良，影响农作物的生长发育。通常认为造成土壤板结的主要原因大约为以下7个：

[0003] (1)农田土壤自身质地黏重，黏土中的黏粒含量较多，耕作层浅平均不到20cm，土壤中毛细管孔隙较少，通气、透水、增温性较差，雨后土壤团粒结构遭到破坏，造成土壤表层结皮；

[0004] (2)有机物料投入少：不施有机肥或秸秆还田，使土壤中有机物质补充不足，土壤有机质含量偏低、理化性状变差.影响微生物的活性，从而影响土壤团粒结构的形成，造成土壤的酸碱性过大或过小，导致土壤板结；

[0005] (3)塑料废弃物污染：地膜和塑料袋等没有清理完，在土壤中无法完全被分解，形成有害的块状物，我国每年随着生活垃圾进入填埋场的废塑料，占填埋垃圾重量的3％～5％，其中大部分是塑料袋垃圾，施入土壤中不易降解，造成板结；

[0006] (4)长期单一地偏施化肥，农家肥严重不足，重氮轻磷钾肥，土壤有机质下降，腐殖质不能得到及时地补充，引起土壤板结和龟裂，长期施用硫酸铵也容易造成土壤板结；

[0007] (5)镇压、翻耕等农耕措施导致上层土壤结构破坏：由于机械耕作的影响，破坏了土壤团粒结构，而每年施入土壤中的肥料只有部分被当季作物吸收利用，其余被土壤固定，形成大量酸盐沉积，造成土壤板结，耕作时机不当，如土壤过湿时耕翻镇压也容易造成板结；

[0008] (6)有害物质的积累：部分地方地下水和工业废水中有毒物质含量高，长期利用灌溉，有毒物质积累过量引起表层土壤板结；

[0009] (7)暴雨造成水土流失：暴雨后表土层细小的土壤颗粒被带走，使土壤结构遭到破坏，而黏粒、小微粒在积水处或流速缓处沉淀干涸后易形成板结。

[0010] 当前市面上常见的土壤板结改良剂均是基于上述认识开发的，但是并没有针对造成土壤板结的另一重要原因：土壤中的非极性液态分子流失导致土壤团粒之间相互凝结而板结，导致现有的土壤板结改良剂普遍具有成分复杂、改良效果差、成本高、见效慢等缺点。

[0011] 本发明的目的是提供一种土壤改良剂，能够能够有效疏松土壤，消除土壤板结。

[0012] 本发明还提供了一种土壤空气捕获剂的制备方法。

[0013] 本发明所采用的第一种技术方案是：一种土壤改良剂，按质量百分比由以下组分组成：土壤疏松剂30％～80％，土壤空气捕获剂20％～70％，上述各组份质量百分比之和为100％。

[0014] 本发明的第一种技术方案的特点还在于，

[0015] 土壤疏松剂按质量百分比由以下组分组成：碳链长度为5到10碳的脂肪酸70％～90％，水10％～30％，上述各组份质量百分比之和为100％。

[0016] 碳链长度为5到10碳的脂肪酸为戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸中的一种或多种。

[0017] 土壤空气捕获剂由以下组分组成：戊烷、己烷、环戊烷、环己烷、石油醚中的一种或多种与多孔状非极性材料。

[0018] 戊烷、己烷、环戊烷、环己烷、石油醚的相对介电常数均小于等于2，常温下为液态。

[0019] 本发明所采用的另一种技术方案是：一种土壤空气捕获剂的制备方法，具体按照以下步骤实施：将多孔状非极性材料浸润在戊烷、己烷、环戊烷、环己烷、石油醚中的一种或多种液体中得到悬浊液，将悬浊液静置一段时间固液分层后，充分滤干液体，得到土壤空气捕获剂。

[0020] 多孔状非极性材料为煤渣或粉煤灰。

[0021] 本发明的有益效果是：

[0022] 本发明的一种土壤改良剂，由成分为碳链长度为5到10碳的脂肪酸为主的土壤疏松剂和成分为碳链长度为5或6碳的烷烃、环状烷烃以及石油醚，经过多孔非极性材料煤渣或粉煤灰浸润过得到的土壤空气捕获剂组成。由于碳链长度为5到10碳的脂肪酸的相对介电常数介于2～3，与土壤团粒相对介电常数接近，且常温下为非极性液态分子，通过土壤疏松剂中的脂肪酸，在向土壤中补充非极性液态分子时，根据相似相溶的原理，非极性液态分子包裹在非极性的土壤团粒表面，而土壤中的游离氧化物则分散在液态的非极性分子中，从而破坏了板结土壤结构，土壤因此能够得到有效疏松；碳链长度为5或6碳的烷烃、环状烷烃以及石油醚的相对介电常数小于等于2，与空气的相对介电常数接近，且常温下为非极性液态分子。通过将经过多孔非极性材料煤渣或粉煤灰浸润得到的土壤空气捕获剂加入土壤中，一方面因为多孔非极性材料煤渣或粉煤灰在其表面覆盖与空气极性相近的液态分子，从而多孔材料更容易捕获空气使得土壤富含空气，另一方面由于多孔非极性材料表面所覆盖的非极性液态分子与土壤中强极性的水有非常大的极性差异，在水中会形成空泡结构，在发生涝害时依然可以保证土壤中有充足的空气，能够有效加强土壤疏松。

[0023] 下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

[0024] 一种土壤改良剂，按质量百分比由以下组分组成：土壤疏松剂30％～80％，土壤空气捕获剂20％～70％，上述各组份质量百分比之和为100％。

[0025] 土壤疏松剂按质量百分比由以下组分组成：碳链长度为5到10碳的脂肪酸70％～90％，水10％～30％，上述各组份质量百分比之和为100％。

[0026] 碳链长度为5到10碳的脂肪酸为戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸中的一种或多种。

[0027] 土壤空气捕获剂由以下组分组成：戊烷、己烷、环戊烷、环己烷、石油醚中的一种或多种与多孔状非极性材料。

[0028] 戊烷、己烷、环戊烷、环己烷、石油醚的相对介电常数均小于等于2，常温下为液态。

[0029] 一种土壤空气捕获剂的制备方法，具体按照以下步骤实施：将多孔状非极性材料浸润在戊烷、己烷、环戊烷、环己烷、石油醚中的一种或多种液体中得到悬浊液，将悬浊液静置一段时间固液分层后，充分滤干液体，得到土壤空气捕获剂。

[0030] 多孔状非极性材料为煤渣或粉煤灰。

[0031] 实施例1：

[0032] 本实施例一种土壤改良剂，土壤疏松剂占比30％，土壤空气捕获剂占比70％，其中土壤疏松剂中戊酸占比70％，水占比30％，其中土壤空气捕获剂由将煤渣浸润在相对介电常数等于2的戊烷溶液中，静置48小时得到的固态土壤空气捕获剂。

[0033] 对一块长期施用化肥导致土壤板结的田地，将土壤空气捕获剂均匀平铺在此田地表面上，铺设厚度为3cm，再深翻土壤3次，然后将土壤疏松剂喷洒在土壤表面，1个月后观察到此田地土壤板结情况得到明显改善，土壤的透气性和保水保墒能力显著增强。

[0034] 实施例2：

[0035] 本实施例一种土壤改良剂，土壤疏松剂占比40％，土壤空气捕获剂占比60％，其中土壤疏松剂中庚酸占比80％，水占比20％，其中土壤空气捕获剂由将煤渣浸润在相对介电常数等于2的己烷溶液中，静置48小时得到的固态土壤空气捕获剂。

[0036] 对一块长期施用化肥导致土壤板结的田地，将土壤空气捕获剂均匀平铺在此田地表面上，铺设厚度为3cm，再深翻土壤3次，然后将土壤疏松剂喷洒在土壤表面，1个月后观察到此田地土壤板结情况得到明显改善，土壤的透气性和保水保墒能力显著增强。

[0037] 实施例3：

[0038] 本实施例一种土壤改良剂，土壤疏松剂占比50％，土壤空气捕获剂占比50％，其中土壤疏松剂中辛酸占比55％，水占比45％，其中土壤空气捕获剂由将煤渣浸润在相对介电常数等于2的环戊烷溶液中，静置48小时得到的固态土壤空气捕获剂。

[0039] 对一块长期施用化肥导致土壤板结的田地，将土壤空气捕获剂均匀平铺在此田地表面上，铺设厚度为3.5cm，再深翻土壤3次，然后将土壤疏松剂喷洒在土壤表面，1个月后观察到此田地土壤板结情况得到明显改善，土壤的透气性和保水保墒能力显著增强。

[0040] 实施例4：

[0041] 本实施例一种土壤改良剂，土壤疏松剂占比60％，土壤空气捕获剂占比40％，其中土壤疏松剂中壬酸占比90％，水占比10％，其中土壤空气捕获剂由将煤渣浸润在相对介电常数等于2的环己烷溶液中，静置48小时得到的固态土壤空气捕获剂。

[0042] 对一块长期施用化肥导致土壤板结的田地，将土壤空气捕获剂均匀平铺在此田地表面上，铺设厚度为4cm，再深翻土壤3次，然后将土壤疏松剂喷洒在土壤表面，1个月后观察到此田地土壤板结情况得到明显改善，土壤的透气性和保水保墒能力显著增强。

[0043] 实施例5：

[0044] 本实施例一种土壤改良剂，土壤疏松剂占比70％，土壤空气捕获剂占比30％，其中土壤疏松剂中癸酸占比45％，水占比55％，其中土壤空气捕获剂由将煤渣浸润在相对介电常数等于2的石油醚溶液中，静置48小时得到的固态土壤空气捕获剂。

[0045] 对一块长期施用化肥导致土壤板结的田地，将土壤空气捕获剂均匀平铺在此田地表面上，铺设厚度为5cm，再深翻土壤3次，然后将土壤疏松剂喷洒在土壤表面，1个月后观察到此田地土壤板结情况得到明显改善，土壤的透气性和保水保墒能力显著增强。

[0046] 实施例6：

[0047] 本实施例一种土壤改良剂，土壤疏松剂占比80％，土壤空气捕获剂占比20％，其中土壤疏松剂中己酸占比30％，水占比70％，其中土壤空气捕获剂由将煤渣浸润在相对介电常数等于2的己烷和石油醚的混合溶液中，静置48小时得到的固态土壤空气捕获剂。

[0048] 对一块长期施用化肥导致土壤板结的田地，将土壤空气捕获剂均匀平铺在此田地表面上，铺设厚度为6cm，再深翻土壤3次，然后将土壤疏松剂喷洒在土壤表面，1个月后观察到此田地土壤板结情况得到明显改善，土壤的透气性和保水保墒能力显著增强。

[0049] 实施例7：

[0050] 本实施例一种土壤改良剂，土壤疏松剂占比75％，土壤空气捕获剂占比25％，其中土壤疏松剂中戊酸、庚酸和辛酸的混合溶液占比40％，水占比60％，其中土壤空气捕获剂由将煤渣浸润在相对介电常数等于2的戊烷、环戊烷、环己烷的混合溶液中，静置48小时得到的固态土壤空气捕获剂。

[0051] 对一块长期施用化肥导致土壤板结的田地，将土壤空气捕获剂均匀平铺在此田地表面上，铺设厚度为8cm，再深翻土壤3次，然后将土壤疏松剂喷洒在土壤表面，1个月后观察到此田地土壤板结情况得到明显改善，土壤的透气性和保水保墒能力显著增强。

[0052] 实施例8：

[0053] 本实施例一种土壤改良剂，土壤疏松剂占比55％，土壤空气捕获剂占比45％，其中土壤疏松剂中己酸、壬酸、癸酸的混合溶液占比85％，水占比15％，其中土壤空气捕获剂由将煤渣浸润在相对介电常数等于2的戊烷、己烷、石油醚的混合溶液中，静置48小时得到的固态土壤空气捕获剂。

[0054] 对一块长期施用化肥导致土壤板结的田地，将土壤空气捕获剂均匀平铺在此田地表面上，铺设厚度为10cm，再深翻土壤3次，然后将土壤疏松剂喷洒在土壤表面，1个月后观察到此田地土壤板结情况得到明显改善，土壤的透气性和保水保墒能力显著增强。

[0055] 对以上8个实施例的田地的土壤紧实度、土壤孔隙度进行记录，记录结果如下：

[0056] 表1本发明的土壤改良剂实施效果

[0057]

[0058] 其中，土壤紧实度和土壤孔隙度均为测定每个实施例实验田地的深度20cm处的土层所得，由以上记录的实验数据可知使用本发明土壤改良剂后，田地土壤板结情况得到明显改善，土壤的透气性和保水保墒能力显著增强。

[0059] 本发明原理说明：本发明创新性地针对非极性液态分子流失导致土壤团粒之间相互凝结而板结的原因，提出一种由土壤疏松剂和土壤空气捕获剂组成的土壤改良剂，其中土壤疏松剂由成分为碳链长度为5到10碳的脂肪酸组成，土壤空气捕获剂由碳链长度为5或6碳的烷烃、环状烷烃以及石油醚和多孔非极性材料组成，选取对环境友好、相对介电常数均介于2～3的碳链长度为5到10碳的脂肪酸、碳链长度为5或6碳的烷烃、环状烷烃以及石油醚，并且该碳链长度为5到10碳的脂肪酸、碳链长度为5或6碳的烷烃、环状烷烃以及石油醚在常温下为非极性液态分子，在向土壤中添加土壤疏松剂时，根据相似相溶的原理，非极性液态分子包裹在非极性的土壤团粒表面，而土壤中的游离氧化物则分散在液态的非极性分子中，从而破坏了板结土壤结构，土壤因此能够有效疏松，在向土壤中添加土壤空气捕获剂时，一方面因为多孔非极性材料煤渣或粉煤灰在其表面覆盖与空气极性相近的液态分子，从而多孔材料更容易捕获空气使得土壤富含空气，另一方面由于多孔非极性材料表面所覆盖的非极性液态分子与土壤中强极性的水有非常大的极性差异，在水中会形成空泡结构，在发生涝害时依然可以保证土壤中有充足的空气，能够有效加强土壤疏松。本发明的一种土壤空气捕获剂的制备方法，采用成本低廉的多孔材料：煤渣或粉煤灰，将其浸润在戊烷、己烷、环戊烷、环己烷、石油醚中的一种或多种液体中充分搅拌混合得到悬浊液，将悬浊液静置一段时间固液分层后，充分滤干液体，得到土壤空气捕获剂，该制备方法简单并且制备出的土壤空气捕获剂为固态易于携带存放，可大力推行。