[发明专利]可将土壤中难溶性磷有效化的NH+4饱和沸石的制备方法

说明书

本发明涉及农业中施肥使用的一种交换载体的制备方法，确切地说是一种可将土壤中难溶性磷有效化的NH₄⁺-饱和沸石的制备方法。

磷(P)元素是农作物所需的主要养分之一。土壤缺磷是指土壤中可供作物吸收的水溶性磷较少，所以必须施用高浓度的易溶的磷肥，这也构成了现代化集约农业的特征之一。但施入的普通磷肥，其利用率只有10～25％，这是因为磷肥在土壤中很快发生变化，水溶性的磷在石灰性土壤中大都转化为不能利用的羟基磷灰石积累起来(《肥料手册》，北京农业大学编，农业出版社1979年出版，P284～299)。因此每年都要施工大量的磷肥才能满足作物生长发育的需要。这不仅增加了农业的成本，也浪费了大量的磷肥和宝贵的磷矿资源，而且反复和长期使用，必将导致土壤和环境质量的恶化，导致植物养分供应失调，进而影响动物和人类的健康。可见如何实现发挥土壤自身和肥料残留磷素的作用，减少膦肥的作用量具有重大的现实意义和深远意义。

本世纪六十年代，前苏联和日本曾有施加斜发沸石矿粉提高作物产量的报导。近年来我国沸石产地如浙江、福建、辽宁、山乐、黑龙江等地陆续开展了天然沸石应用于农业的研究，取得了一定的增产效果。这些研究主要利用天然沸石的强吸附性能，用来提高土壤保水、保氮和改良土壤其他物理性状起增产效果。

深入研究的目标应该是促使土壤和磷灰石中无效磷转换并释放出来为作物吸收的有效磷。前人在实验室中已经有了以下发现：Mallon等人用Na⁺-饱和离子交换体从磷酸三钙中释放磷；Nogenson等人利用Na^--沸石从土壤磷酸钙中提取磷；Chien等人利用H⁺-饱和树脂提取磷灰石中的磷。Tung-Ming Lai等人利用磷灰石和NH₄⁺-饱和沸石混合物重新释放土壤中的磷。可见，H⁺或Na^-、或NH₄⁺饱和的树脂或沸石是使土壤中无效磷转化为有效磷的交换载体，因为它们在土壤中能形成一个交换体系。Tung-Ming Lai等人这样制备NH₄⁺-饱和磷石的，利用1MHCl处理三次，然后用一定浓度的NH₄⁺来吸附饱和。(《土壤进展学》，1988年，第16卷，第6期，P48～49)。这种制备方法在实验室是可行的，但若工业化，便存在废盐酸的处理问题。

本发明旨在提供一种NH₄⁺-饱和沸石新的适于工业化的制备方法，该法简单，无三废。

天然沸石是一种含水的碱金属和碱土金属的架状铝硅酸盐矿物。系统的条件试验证明自然态沸石以及为一价阳离子(H⁺、Na⁺、K⁺、NH₄⁺)所饱和的沸石在土壤中都有使难溶性磷有效化的作用。也叫稀磷作用。其中NH₄⁺-饱和沸石(以下简写为NH₄⁺-Z)稀释作用最强，以释磷总量计，NH₄⁺-Z是自然态沸石和K⁺-饱和沸石的4倍以上。H⁺和Na⁺的饱和沸石效果也不错，但若长期使用，H⁺使土壤酸化，Na⁺引起土壤板结，恶化土壤物理性状。K⁺效果既差又经济。

NH₄⁺-Z的制备可以选用铵态氮肥中的任何一种，但碳铵(NH₄HCO₃)吸附效果较差，也不稳定，硝铵(NH₄NO₃)吸湿性强，易板结易爆炸不安全，氯化铵(NH₄Cl)和硫铵(NH₄)₂SO₄)吸附效果好，吸湿性小，性质稳定，使用方便，是制备NH₄⁺-Z的好原料。饱和吸附的效果同NH₄⁺的浓度正相关，因此用饱和的NH₄Cl或(NH₄)₂SO₄溶液最简捷。