土壤结构改良剂和水活化剂 【技术领域】
本发明涉及包括土壤容许的电解质和糖的土壤结构改良剂和水分活化剂。背景技术
土壤结构改良剂包括用相对少量改良一般土壤结构后并由此促进微生物发育和繁殖的物质，所述的一般土壤结构如团粒结构、松散度、透气性或束水能力。
作为对比，肥料中只含有为平衡土壤中亏缺的矿物质、氮和磷的那些营养。不过施肥并不能正面影响土壤结构，甚至会引起土壤恶化。特别是会导致微生物减少，并且，施肥会引入较高级生物体。众所周知，过量施肥的负面影响还有在地下水中积累有害物质，如硝酸盐。
为此，使用土壤结构改良剂提供一措施保持和增加土壤的肥力而没有传统施肥与土壤处理的缺陷。尤其是土壤结构改良剂能活化土壤中微生物。由于被活化的微生物主要只在一定位置上结合空气中的氮，并把它转变成对植物有效的氮化物，所以，被活化的微生物能促进植物的氮循环。这些植物中只有羽扇豆属植物能直接进行固氮。
土壤是指地壳顶层，在该顶层产生基本上有助于发育成土壤的分解过程。化学术语分解的特点包括水分高速移动、离子和有机物参与以及pH值变化。植物根系以及典型的低等土壤植物群如细菌、藻类和霉菌，特别有助于生物化学分解。
在土壤内生物学平衡的顶层中，大多数腐殖质层富含有机物质和土壤生物，并且形成营养植物最重要的土壤部分。腐殖质一般是指土壤中所有死亡的动植物物质。腐殖质的发育中有地面动物和微生物参与。
土壤中的PH值同样起重要作用。在生物学平衡中，土壤中植物根系呼吸产生平衡掉H+离子是大量的碳酸盐和土壤碱基；这提供缓冲作用，并且引起土壤中的碱化或中和反应。大量的栽培植物要求这种土壤。酸雨供给的附加H+离子加速了溶解碳酸盐的分解，并冲走了营养。因此，酸雨地作用被证实是破坏生态平衡，结果会产生水和土壤的酸化，降低缓冲能力。
重金属盐的积累会对植物产生毒害作用。已知通过改变pH值会改变重金属对植物的有效性。特别野生蘑菇会吸收大量有害重金属如镉。一般来说，这会产生所谓的重金属离子迁移。随后，这种被迁移的重金属离子很容易出现在地下水中。
举例来说，牛粪、绿肥、石灰、腐殖质、泥炭末、木质演生物、藻酸盐、果胶、硫酸铁、多硫化钙、锯屑或硅酸盐就广义来说都能用作土壤结构改良剂。但这些土壤结构改良剂的缺陷是效果短暂且是单方面的。它们不能用于抵消土壤酸度和毒性作用，或者不能促进自然腐殖质的发育。此外，有些国家是禁止使用锯屑的。牛粪经常过度大量使用会导致土壤施肥过多。在任何情况下，都会临时恢复土壤生态平衡。
虽然侧重于更多的使用合成物质，但因环保原因，人们反对使用合成物质。
沙漠土壤常因水分供应不足而缺乏植物生长必要的腐殖质。而且，浇水产生的结果是灌溉蒸发或渗漏太快。用碱水灌溉的缺点是使沙漠土壤过度盐化。
过度浇水同样会导致沙漠土壤的盐化，因为盐分通过植物根系的渗透从较深土层进入上部土层。
DE 3744569 C1公开了一种土壤结构改良剂，这种土壤结构改良剂中所含土壤兼容的电解质与可转化糖分的比率为20∶1至1∶10。优选把醋酸钠用作电解质。转化糖优选使用转化度为55％至75％的被转化蔗糖，特别优选的转化度为60％～70％。根据该发明的一个优选实施例，这种土壤结构改良剂在水溶液中的含量约为重量的0.01％～1.0％，特别是重量的0.1％的电解质与转化糖的混合物。
这种土壤结构改良剂会改良土壤，以便改善植物对营养的吸收，从而增加农业产量。但其缺陷是在土壤中只能保存少量的养分和水分，所以，重复灌溉会相对快地冲走被引入的物质。
DE 3332222 A1公开了生产土壤疫苗的方法以及利用该方法生产的土壤疫苗。用作这种土壤疫苗的水溶液含有重量为60％的氢氧化钠溶液、重量为30％的醋酸和重量为10％的丙三醇。这种土壤疫苗优选混合物是使用重量为50％的氢氧化钠溶液、25％的醋酸和85％的丙三醇。这种土壤疫苗另一优选混合物是使用重量为30％的氢氧化钠溶液、5％的醋酸和50％的丙三醇。
这种土壤疫苗用于中和酸化土壤，有效地促进植物和微生物的生长。发明内容
在现有技术的基础上，本发明的目的是提供一种能恢复土壤生态平衡的土壤结构改良剂。
为解决土壤结构改良剂存在的问题，本发明提供了一种土壤结构改良剂，具有土壤容许的电解质和糖，其特征在于，这种土壤结构改良剂是由一种第一种水溶液和一种第二种水溶液构成的一种混合物；第一种水溶液是在稳定搅拌下形成的包括氢氧化钠、醋酸和1，2，3-丙三醇；第二种水溶液是在稳定搅拌下形成的包括蔗糖、醋酸和酒石酸氢钾。
根据本发明所述的土壤结构改良剂，其中所述第一种水溶液与第二种水溶液之间的混合比大约为1∶10至1∶50，在溶液被混合时，温度不能超过80℃。
根据本发明所述的土壤结构改良剂，其中在溶液混合时，将空气、纯二氧化碳和/或纯氧气引入混合物中。
根据本发明所述的土壤结构改良剂，其中形成第一种水溶液的温度保持在40℃～70℃，而形成第二种水溶液的温度保持在90℃～120℃。
根据本发明所述的土壤结构改良剂，其中在这种混合物中还含有在稳定搅拌下的磷酸、硝酸钾和十水化磷酸四钠的一种水溶液以及至少一种盐，该盐选自包括水溶性锌、镁、铜、铁和锰盐的类组。
根据本发明所述的土壤结构改良剂，其中这种含水的土壤结构改良剂是一种浓缩的溶液，使用的水稀释比例约为1∶100至1∶10000。
根据本发明所述的土壤结构改良剂，其中这种土壤结构改良剂与至少一种产业肥料和/或至少一种商业肥料一起使用，所述的产业肥料优选是粪、液体粪肥或堆肥。
根据本发明所述的土壤结构改良剂，其中这种土壤结构改良剂与污泥一起使用。
根据本发明所述的土壤结构改良剂，其中这种土壤结构改良剂与一种液体肥料一起使用，所述的液体肥料由生物量的厌氧发酵产生，尤其是农业废料、液态肥、牛粪、可生物降解的家庭废料或花园废料。
根据本发明所述的土壤结构改良剂，其中这种土壤结构改良剂与灰烬一起使用，这种灰烬优选木灰。
本发明所述的土壤结构改良剂可用作水活化剂。
本发明所述的土壤结构改良剂或水活化剂，其特征在于，产生所述溶液和所述稀释液所用的水是磁化水。具体实施方式
本发明的土壤结构改良剂是一种混合物，其中第一种是在稳定搅拌下形成的包括氢氧化钠、醋酸和1，2，3-丙三醇的水溶液，第二种是在稳定搅拌下形成的包括蔗糖、酒石酸氢钾和醋酸的水溶液。
与已知的土壤结构改良剂相比，用这种混合物处理土壤导致促进植物生长。虽然这种土壤结构改良剂的精确效果还不明确，但使用后几天就会明显发现在植物体上增加了使植物绿叶着色的叶绿素浓度。
令人惊奇的是能使发黄和患病的植株复绿和生机勃勃。因为这个原因，本发明的土壤结构改良剂被指定为土壤活化剂。
这种土壤活化剂特别是直接影响土壤pH值，并能在短期内重新建立土壤中的生物平衡。该土壤能吸附更多的养分和水分，并更长期保持。这还可以降低所谓的重金属离子迁移的危害。
增加对养分和水分的吸附与保持，一方面直接影响着植物生长，因为植物生长需要的物质在更长期内是有效的，另一方面，直接影响植物生长，由于极大增加土壤中的动物和微生物，实际上活化了土壤，导致促进腐殖质发育。随后，腐殖质再次直接作为植物的良好营养基础。
在沙特阿拉伯和阿联酋沙漠区的田间试验表现出令人更惊奇的结果。用这种土壤活化剂处理沙漠土壤后进行灌溉，虽然太阳辐射很强，但几周后仍能保存有水。能减少灌溉用水，并能降低土壤盐碱化速度。有效的保存水首先归因于土壤活化剂总的吸水的设计体系。此外，正在发育着的微生物以及正在发育着的腐殖质都具有有效的保存水作用。
各个水溶液的混合比例依赖于所要处理土壤的性质，并能简单地通过田间试验或土壤分析来确定。
两种溶液之间的混合比例应当是能产生醋酸和醋酸钠的有效缓冲体系，能有效地抵抗酸和碱。由于所形成弱酸或弱碱的分解平衡，本发明土壤活化剂中所含缓冲物质的作用基于所形成弱酸或弱碱的H+或OH离子的交叉反应。因此，能抵抗土壤的酸化。缓冲也阻止了重金属离子部分作为微量元素被冲走。这些微量元素随后通过根系被植物吸收。
第一种水溶液与第二种水溶液之混合比优选是大约为1∶10至1∶50，在溶液被混合时，温度不能超过80℃。
进一步改进的是，在这种溶液混合时，可将空气、纯二氧化碳和/或纯氧气引入混合物中。
结果在土壤活化剂中会含有被溶解的二氧化碳和/或被溶解的氧气。被溶解的氧气能活化土壤中的微生物。通过给混合物中导入二氧化碳或含有二氧化碳的空气，能有益地建立碳酸钠和碳酸氢的理想缓冲体系。同时，二氧化碳与混合物中所含有的氢氧化钠进行反应。
形成各溶液组分的混合比例同样依赖于被处理土壤的性质，并通过简单田间试验或土壤分析来确定。形成第一种水溶液的温度优选保持在40℃～70℃，而形成第二种水溶液的温度保持在90℃～120℃。
蔗糖用作养分，并且是土壤中动物和微生物的能量载体。蔗糖会有效地活化土壤中的动物和微生物，以形成腐殖质。根据环境条件来估量起比例范围。
本发明的进一步改进是，提供了含有第三种水溶液以及至少一种盐的混合物，第三种水溶液在稳定搅拌磷酸、硝酸钾和十水化磷酸四钠而形成，该至少一种盐可以选自含有水溶性锌、镁、铜、铁、硒和锰盐类。
这些物质通常是按ppm范围用量被加入的，并且形成对植物和土壤中微生物起重要作用的养分和微量元素。该活化剂加强了这类物质的生物活性。
所述的土壤结构改良剂优选地作为一种浓缩的水溶液使用，其水的稀释比例约为1∶100～1∶10000。
土壤结构活化剂还可以与至少一种产业肥料和/或至少一种商业肥料一起使用，所述的产业肥料优选是粪、液体粪肥或堆肥。
这就意味着可以轻易地使低养分含量的干燥土壤更活化，特别是使沙漠土壤更活化。已经证明，本发明的土壤结构活化剂能保持土壤中肥料的养分，并能提高植物吸收养分的有效性。通过给低腐殖质量典型的沙漠土壤使用产业肥料，使其接受形成腐殖质的基本物质，如难分解的植物纤维。
在本发明的一个有益的实施例中，把土壤结构活化剂与污泥一起使用。
污泥是废水经过物理、化学和生物处理产生的淤泥，所以，污泥的组分是由废水的性质和废水处理方法决定的。污水通常含有淤泥的微量元素，如铁、锌、铜和锰，以及养分，如磷酸盐、硝酸盐和硫酸盐。
由于含有营养成分的污泥通常被用作农业中的有效肥料，但与一般使用的其它肥料一起使用并不能增加产量。已有结果表明，本发明的土壤活化剂与污泥一起使用的产量，至少相当于单独使用其它肥料农业产量。
可以理解，必须调查污泥中有害物质的法律状况。基于有害物质在土壤中的积累，尽管已怀疑把污泥用作肥料，但利用土壤活化剂，能把这些所谓的有害物质如铜、锰或锌，转变成必需的、具有生物活性的微量元素，从而促进植物生长。
同样的进一步改进是，土壤活化剂可以与一种液体肥料一起使用，所述的液体肥料由生物量的厌氧发酵产生的，尤其是农业废料、液态肥、牛粪、可生物降解的家庭废料或花园废料。
这种方式产生的肥料包含所有能形成腐殖质的物质，这类物质是已在生物量厌氧发酵之前作为原料存在的。厌氧发酵产生的沼气能有效地被用作别处的气体能量载体。通过把这种含有形成腐殖质物质的液体肥料与本发明的土壤结构改良剂相结合，当应用于土壤，能改善土壤的保水性，促进土壤中微生物的活化，因此也能使土壤松散。这种松散的作用使空气从土壤表面更深地透入土层。
已证明这种土壤活化剂对液体肥料的pH值也有正面影响。
由于在液体肥料中具有形成腐殖质的物质，这种混合物更适用于提高沙漠土壤中土壤肥力。从长远观点来看，沙漠土壤中只有少量腐殖质和少量水能转变成肥沃土壤。同时，在土壤中富含植物生长需要的养分和微量元素。
本发明的另一进一步改进是，土壤活化剂可以与灰烬一起使用，优选是与木灰一起使用。木灰中含有重要的养分和微量元素，如钾、磷和钙。
本发明还涉及把发明的土壤活化剂用作水活化剂。
这种水活化剂特别适用于水体中生物平衡的恢复，因此，导致水体有更多的变化。
通过使用本发明的水活化剂能促进水生植物的生长，尤其是藻类和浮游生物的生长。
藻类是具有单细胞或细胞体系的低等植物。它们尤其用作养分，或者，由于其本身含的成分，它们被用作获取具有多用途的藻朊酸盐、藻朊酸和角叉菜的原料源。但是，藻类经济利用的先决条件是它们的栽培中局部供水是个问题。加入水活化剂能提高藻类产量。
浮游生物是指在海水或淡水中能自由游动的所有植物和动物生物体，它们大多数极微小，且没有或只有极小程度的单个运动。植物浮游生物是动物浮游生物的养分，动物浮游生物本身又成为鱼和其它水生动物的养分源。鱼又成为人类营养源。在这种体系中，水活化剂能极大促进浮游生物的增加，因此，能增加鱼的储备。
本发明的一个优选实施例是，生产本发明土壤活化剂和水活化剂的溶液和稀释液所用的水是磁化水。
磁化的而由此活化的水对于植物和动物的生命具有特别的意义。
众所周知这种情况下的水性质，由于水分子具有偶极性，水分间会产生所谓簇状构造，这对人、动物和植物具有正面的活化效果。但由于水中含有杂质，使水中这种自然簇状构造变化，以至抵消这种正面作用。磁化水对这种簇状构造不会产生负面变化。这种认识目前只是科研得出的，但还是被充分地解释，本发明中利用了这种认识。由于生产本发明的溶液，混合物和具有活化水的稀释液，用这种制剂和水处理土壤，能使受处理土壤性质产生持续的正面作用。