專利名稱：肥料,土壤處理劑,土壤處理方法和無土介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及處理土壤的方法。本發(fā)明還涉及土壤調(diào)節(jié)劑，肥料，和用于植物生長的無土介質(zhì)。
背景技術(shù)：
在濕潤的熱帶地區(qū)中的許多土壤具有優(yōu)異的物理性能。而且，這種濕潤的熱帶地區(qū)通常具有包括其間出現(xiàn)大量下雨的長雨季的氣候模式。因此，水不是這些地區(qū)莊稼生長的制約因素。然而，一旦遠離原始雨林時，這些土壤就它們的化學(xué)營養(yǎng)狀態(tài)而論還通常具有嚴(yán)重的缺陷。問題主要來自于土壤有機物質(zhì)含量的快速下降。這導(dǎo)致了土壤中N和S的顯著減少，因為這兩種養(yǎng)分的大部分以有機形式存在。而且，還會產(chǎn)生水溶性養(yǎng)分，如硝酸鹽(NO3-)，磷酸鹽(PO43-)，鉀(K+)，鈣(Ca2+)和鎂(Mg2+)的快速淋溶作用，導(dǎo)致這些元素從土壤中損失，同時任何剩余的磷酸鹽會緊緊結(jié)合于土壤，因此不能供植物生長使用。
結(jié)果，六種主要的植物養(yǎng)分N，P，K，Ca，Mg和S變得有限，必須要定期地施于土壤。目前的施肥實踐包括使用可溶性肥料，因此可溶性元素如Ca，Mg，K，硝酸鹽，磷酸鹽和硫酸鹽很容易從土壤中瀝出。這樣不僅需要經(jīng)常施肥，而且流出物能夠污染地下水和河水。
分層雙氫氧化物(下文稱之為“LDH化合物”)是二價和三價金屬的混合氫氧化物，它們具有被中間層陰離子平衡的過量正電荷。它們能夠用通式(1)來表示M1-x2+Mx3+(OH)2An-yH2O(1)其中M2+和M3+分別是二價和三價金屬離子，An-是n價的中間層陰離子。x值表示三價金屬與所存在的金屬離子總量的比例，y表示中間層水的變量。
LDH的普通形式包括Mg2+和Al3+(稱為水滑石)以及Mg2+和Fe3+(稱為鱗鎂鐵礦)，而包括Ni、Zn、Mn、Ca、Cr和La的其它陽離子是已知的。所產(chǎn)生的表面正電荷的量取決于晶格結(jié)構(gòu)中的金屬離子的摩爾比，以及制備條件，因為它們影響晶體形成。LDH化合物在工業(yè)中是公知的，用作有機轉(zhuǎn)化反應(yīng)中的催化劑，PVC穩(wěn)定劑，阻燃劑，藥用抗酸劑，以及用于廢水處理。根據(jù)本發(fā)明人所知道的情況，它們作為土壤改良劑和在肥料制備中的用途以前還沒有人報道過。
粘土物料通常是具有凈表面負電荷的鋁硅酸鹽材料。粘土可以是天然或合成的物料。天然粘土分布廣泛，可以在土壤和大礦床中找到。土壤中粘土物質(zhì)過量被認(rèn)為是有害的，因為當(dāng)粘土潤濕時會膨脹，此后出現(xiàn)了低透水性的區(qū)域。這樣能夠?qū)е赂缓惩恋耐寥雷兊梅浅Ｈ菀捉M水。針對減少或改善土壤中粘土的不適當(dāng)?shù)挠绊懽龀隽嗽S多努力。
發(fā)明概述本發(fā)明人現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，分層雙氫氧化物(LDH化合物)和/或粘土物料能夠用于有益地處理土壤。
在第一個方面，本發(fā)明提供了處理土壤的方法，包括將至少一種LDH化合物加到土壤中。
在一個實施方案中，將至少一種LDH化合物以有效增加土壤的陰離子交換能力的量加到土壤中。這增強了處理的土壤保留可交換形式的養(yǎng)分，如硝酸鹽，硫酸鹽和磷酸鹽的能力。這樣導(dǎo)致了那些養(yǎng)分不容易從土壤中瀝出。
在另一個實施方案中，在加到土壤中之前，將至少一種LDH化合物與至少一種養(yǎng)分陰離子混合。在該實施方案中，至少一種LDH化合物能夠用作肥料。優(yōu)選地，在加到土壤中之前，這至少一種LDH化合物加載至少一種養(yǎng)分陰離子，更優(yōu)選至少一種養(yǎng)分陰離子達到飽和。
在第二個方面，本發(fā)明提供了處理土壤的方法，包括將粘土物料加到土壤中。
在一個實施方案中，將粘土物料以有效增加土壤的陽離子交換能力的量加到土壤中。這樣增強了處理的土壤保持可交換形式的養(yǎng)分，如銨、鉀、鈣和鎂的能力。這樣導(dǎo)致那些養(yǎng)分不容易從土壤中瀝出。
在另一個實施方案中，在加到土壤中之前將粘土物料與至少一種養(yǎng)分陽離子混合。在該實施方案中，粘土物料能夠用作肥料。優(yōu)選地，粘土物料在加到土壤中之前加載至少一種養(yǎng)分陽離子，更優(yōu)選至少一種養(yǎng)分陽離子達到飽和。
粘土物料可以是天然粘土或合成粘土。雖然相信其它粘土也可使用，但優(yōu)選用于本發(fā)明的粘土物料是膨潤土?？梢允褂脙煞N或多種粘土的混合物。
在本發(fā)明的特別優(yōu)選的實施方案中，將至少一種LDH化合物和粘土物料加到土壤中。如此用于增加土壤的陰離子交換能力和陽離子交換能力。甚至更優(yōu)選的是，至少一種LDH化合物在與土壤混合之前與至少一種養(yǎng)分陰離子混合，以及粘土物料在與土壤混合之前與至少一種養(yǎng)分陽離子混合。
在另一方面，本發(fā)明提供了包括至少一種LDH物料與至少一種養(yǎng)分陰離子的混合物的肥料。優(yōu)選的是，該肥料包括加載至少一種養(yǎng)分陰離子，更優(yōu)選至少一種養(yǎng)分陰離子達到飽和的至少一種LDH物料。
在又一個方面，本發(fā)明提供了包括粘土物料與至少一種養(yǎng)分陽離子的混合物的肥料。優(yōu)選，本發(fā)明的這方面的肥料包括加載至少一種養(yǎng)分陽離子，更優(yōu)選至少一種養(yǎng)分陽離子達到飽和的粘土物料。
在另一方面，本發(fā)明提供了包括至少一種LDH化合物與至少一種養(yǎng)分陰離子的混合物與粘土物料和至少一種養(yǎng)分陽離子的混合物的肥料。
優(yōu)選的是，使至少一種LDH化合物中的至少一種養(yǎng)分陰離子達到飽和。優(yōu)選的是，使粘土物料中的至少一種養(yǎng)分陽離子達到飽和。
至少一種LDH化合物與至少一種養(yǎng)分陰離子的混合物和粘土物料與至少一種養(yǎng)分陽離子的混合物可以在加到土壤之前一起共混。
至少一種養(yǎng)分陰離子可以從包括硝酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽和硅酸鹽的組中選擇。至少一種養(yǎng)分陽離子可以從包括銨、鉀、鈣和鎂的組中選擇。還可以使用其它養(yǎng)分陰離子和陽離子。
本發(fā)明優(yōu)選實施方案的肥料的組成可以通過改變LDH化合物與粘土物料的比率來改變。此外，能夠以任何所需比率(與其它養(yǎng)分)生產(chǎn)任意需要量的單種養(yǎng)分。這使得按類生產(chǎn)的肥料對各種土壤類型具有特別的益處或?qū)μ囟ǖ那f稼具有特別的益處。
本發(fā)明的另一方面也包括了生產(chǎn)上述肥料的方法。
對于包括至少一種LDH化合物與至少一種養(yǎng)分陰離子的混合物的肥料，可以通過使至少一種LDH化合物與含有至少一種養(yǎng)分陰離子的溶液接觸來生產(chǎn)。
對于包括粘土物料與至少一種養(yǎng)分陽離子的混合物的肥料，粘土物料可以與含有至少一種養(yǎng)分陽離子的溶液接觸。
本發(fā)明中使用的粘土物料優(yōu)選是膨潤土粘土。一些天然膨潤土礦床可以含有飽和離子，因此，還可以將來自不同位置的礦床混合以獲得所需比率的養(yǎng)分陽離子。這尤其適用于含有鈣和/或鎂離子的膨潤土，而銨和鉀膨潤土最可能不得不要人工合成，例如如以上所述。
在另一實施方案中，至少一種LDH化合物可以與含有至少一種養(yǎng)分陰離子的干物料混合。混合物然后可以加到土壤中。在土壤(如被雨水或灌溉)變濕時，含有至少一種養(yǎng)分陰離子的物料將溶解，以及至少一種LDH化合物將起至少一種養(yǎng)分陰離子的 滲坑(sink)’的作用。類似地，粘土物料可以與含有至少一種養(yǎng)分陽離子的干物料混合，再將混合物加到土壤中。
例如，一個優(yōu)選的實施方案涉及在加到土壤中之前將膨潤土或水滑石與含有有意義的陽離子或陰離子的物料干混。例如，石膏或白云石能夠與膨潤土混合，以及當(dāng)在土壤中潤濕時，膨潤土在這些物料緩慢溶解的時候能夠用作Ca(在石膏的情況下)或Ca和Mg(在白云石的情況下)的滲坑’。類似地，過磷酸鈣與水滑石的混合引起后者吸附磷酸鹽。
本發(fā)明還提供了土壤調(diào)節(jié)劑，其包含用于加到土壤中以增加土壤的陰離子交換能力的至少一種LDH化合物。本發(fā)明還提供了土壤調(diào)節(jié)劑，其包含用于加到土壤中以增加土壤的陽離子交換能力的粘土物料。優(yōu)選地，土壤調(diào)節(jié)劑包括與至少一種LDH化合物共混的粘土物料。
根據(jù)所要處理的土壤的特定要求，本發(fā)明的肥料或土壤調(diào)節(jié)劑可以不同量加到土壤中。本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠容易地確定所需要加到土壤中的量。作為指導(dǎo)，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，對于每噸/公頃增量的LDH化合物添加量，添加具有300me/100g的陰離子交換能力的LDH化合物使10cm土壤層的陰離子交換能力上升大約0.3me/100g土壤。同樣，對于每噸/公頃的粘土添加量，添加具有80me/100g的陽離子交換能力的粘土使10cm土壤層的陽離子交換能力升高大約0.08me/100g。
本發(fā)明的肥料或土壤調(diào)節(jié)劑可以通過任何適合的方式加到土壤中。
根據(jù)本發(fā)明的肥料或土壤調(diào)節(jié)劑可以進一步包括改進流動性和/或防止粘結(jié)的其它添加劑。如果需要，還能夠添加增量劑。通常加到肥料的其它試劑也能夠加到本發(fā)明的肥料或土壤調(diào)節(jié)劑中。至少一種LDH化合物和/或粘土物料還可以加到惰性介質(zhì)中以提供無土壤培養(yǎng)的介質(zhì)。
在這方面，本發(fā)明提供了無土壤培養(yǎng)的介質(zhì)，其包括與至少一種LDH化合物混合的基本惰性的介質(zhì)。
在一個實施方案中，將至少一種LDH化合物以有效增加介質(zhì)的陰離子交換能力的量加到介質(zhì)中。這增強了處理的介質(zhì)保留可交換形式的養(yǎng)分，如硝酸鹽，硫酸鹽和磷酸鹽的能力。這導(dǎo)致了那些養(yǎng)分不容易從介質(zhì)中瀝出或被介質(zhì)固定。
在另一個實施方案中，至少一種LDH化合物在加到介質(zhì)中之前與至少一種養(yǎng)分陰離子混合。在該實施方案中，至少一種LDH化合物能夠用作肥料。
在另一個方面，本發(fā)明提供了無土壤培養(yǎng)的介質(zhì)，其包括基本惰性的介質(zhì)與粘土物料的混合物。
在一個實施方案中，粘土物料以有效增加介質(zhì)的陽離子交換能力的量加到介質(zhì)中。這增強了介質(zhì)保留可交換形式的養(yǎng)分，如鉀，鈣和鎂的能力。
在另一個實施方案中，粘土物料在加到介質(zhì)中之前與至少一種養(yǎng)分陽離子混合。在該實施方案中，粘土物料能夠用作肥料。
特別優(yōu)選的是，無土壤培養(yǎng)的介質(zhì)包括基本惰性的介質(zhì)與至少一種LDH化合物和粘土物料的混合物。至少一種LDH化合物和粘土物料可以分別用如上所述的至少一種養(yǎng)分陰離子和至少一種養(yǎng)分陽離子處理。
至少一種養(yǎng)分陰離子可以從包括硝酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽和硅酸鹽的組中選擇。至少一種養(yǎng)分陽離子可以從包括銨、鉀、鈣和鎂的組中選擇。還可以使用其它養(yǎng)分陰離子和陽離子。
除了前述六種常量元素以外，可以加入陽離子或陰離子形式(例如Zn2+，Cu2+，SiO42-，BO43-)的微量元素和痕量元素以滿足植物生長的所有要求。
基本惰性的介質(zhì)可以包括砂，玻璃珠，礦渣材料或任何其它物料，它們本身幾乎沒有或完全沒有供養(yǎng)植物生長的能力，但能夠為植物的根體系提供適合的固著。
養(yǎng)分可以以高達飽和水平，乃至更高(在這種情況下，養(yǎng)分可以是在顆粒間間隙中的有效游離養(yǎng)分)的任意需要量添加。還可以使養(yǎng)分的添加量適應(yīng)特殊用途，例如用來滿足特定莊稼的特定營養(yǎng)需求。本領(lǐng)域中的技術(shù)人員很容易清楚，應(yīng)該或能夠添加各特定養(yǎng)分的量。為了提供指導(dǎo)(決不表明以下是限制性的)，可以需要以下量的養(yǎng)分來達到飽和。正常地，需要更大的量來達到飽和。在以下量的決定中，假定典型膨潤土具有70cmol(-)/kg的陽離子交換能力和水滑石具有280cmol(+)/kg的典型陰離子交換能力Ca 14kg Ca/噸膨潤土Mg 8.4kg Mg/噸膨潤土K 27.3kg K/噸膨潤土NH49.8kg N/噸膨潤土
NO339.2kg P/噸水滑石H2PO4/HPO458kg P/噸水滑石SO445kg S/噸水滑石其它的P能夠結(jié)合于LDH化合物的晶體的外表面，可以多達中間層P的50％。
在另一方面，本發(fā)明提供了提高植物生長條件的方法，其包括a)測定植物在土壤中生長的最佳營養(yǎng)分布，b)制備含有至少一種LDH化合物與至少一種養(yǎng)分陰離子的混合物和/或粘土物料與至少一種養(yǎng)分陽離子的混合物的肥料，所述肥料具有至少一種養(yǎng)分陰離子和/或至少一種養(yǎng)分陽離子，它們以使得在將肥料加到土壤中之后獲得所述最佳營養(yǎng)分布的量存在，和c)將肥料加到土壤中。
優(yōu)選的是，該方法進一步包括以下步驟分析土壤的養(yǎng)分分布，測定所選擇植物在土壤中生長的最佳營養(yǎng)分布，測定肥料的營養(yǎng)分布，使得當(dāng)將肥料加到土壤中時，在土壤中基本獲得供所選擇植物在土壤中生長的最佳營養(yǎng)分布，生產(chǎn)該肥料和將該肥料加到土壤中。
該方法還可以包括測定用于將肥料加到土壤中的劑量率和將測定劑量的肥料加到土壤中的步驟。
在一個實施方案中，土壤的營養(yǎng)分布揭示，土壤缺乏一種或多種養(yǎng)分陰離子。在該實施方案中，生產(chǎn)肥料的步驟可以包括生產(chǎn)含有至少一種LDH化合物與至少一種養(yǎng)分陰離子的混合物的肥料。
在另一個實施方案中，土壤的養(yǎng)分分布揭示，土壤缺乏一種或多種養(yǎng)分陽離子。在該實施方案中，生產(chǎn)肥料的步驟可以包括生產(chǎn)含有粘土物料與一種或多種養(yǎng)分陽離子的混合物的肥料。
在另一個實施方案中，土壤的養(yǎng)分分布揭示，土壤缺乏一種或多種養(yǎng)分陰離子和一種或多種養(yǎng)分陽離子。在該實施方案中，生產(chǎn)肥料的步驟可以包括生產(chǎn)含有至少一種LDH化合物與至少一種養(yǎng)分陰離子的混合物和粘土物料與一種或多種養(yǎng)分陽離子的混合物的肥料。
應(yīng)該清楚的是，所選擇植物在土壤中生長的最佳營養(yǎng)分布未必是該植物生長的最可行的營養(yǎng)分布。在這一點上，應(yīng)該清楚，土壤組合物可以含有過量的某些養(yǎng)分，乃至含有有害物質(zhì)。在這些情況下，肥料的添加可能不會克服過量養(yǎng)分或其它物質(zhì)的有害性質(zhì)。然而，對于該特定土壤，肥料的添加能夠獲得所選擇植物在土壤中生長的最佳營養(yǎng)分布。
在包括至少一種LDH化合物的本發(fā)明的所有方面，優(yōu)選的至少一種LDH化合物是水滑石。尤其優(yōu)選的是，水滑石以氯化物形式存在，其中氯化物是中間層陰離子。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，氯離子不是堅固地保持在水滑石中，從而使得用養(yǎng)分陰離子交換氯離子相對簡單?？梢栽诒景l(fā)明中使用的水滑石的其它形式包括含有硫酸鹽或磷酸鹽的那些，因為這些離子也可以交換。
最通常生產(chǎn)的LDH是碳酸-LDH。碳酸根離子非常特異地保持在LDH中，難以用其它陰離子置換。它們以不同程度的特異性保持，例如CO3＞PO4＞SO4＞Cl＝NO3。
Cl-LDH因此是優(yōu)選的，因為它能夠通過浸泡在適當(dāng)?shù)娜芤褐惺谷魏侮庪x子達到飽和。因此Cl-LDH通過用例如KNO3溶液處理而容易轉(zhuǎn)化為NO3-LDH。
在我們制備技術(shù)級LDH的優(yōu)選方式之一中，使用濃縮海水(鹽鹵)作為Mg源。雖然主要存在Cl，但也有一些SO4在鹽鹵中，導(dǎo)致了Cl/SO4-LDH的形成。后者通過選擇適當(dāng)?shù)娜芤航菽軌蜣D(zhuǎn)化為PO4-LDH，PO4/SO4-LDH，NO3/SO4-LDH等。
這些各種LDH能夠共混以產(chǎn)生所需比率的N∶P∶S的LDH產(chǎn)物。
發(fā)明詳述現(xiàn)在將參照以下實施例來詳細描述本發(fā)明的實施方案。
實施例在預(yù)先實驗中使用不同制備方法，不同的Al∶Mg比率和不同的總摩爾濃度合成幾種水滑石狀化合物。結(jié)果在表1中總結(jié)。表1的欄4說明了水滑石的陰離子交換能力(AEC)值，其通過能夠以可交換形式吸收的氯離子量來測定。這些氯根飽和的產(chǎn)物然后用硝酸鹽溶液處理以測定中間層氯根能否用硝酸根置換。欄5中的結(jié)果表明了水滑石容易從氯化物形式轉(zhuǎn)化為硝酸鹽形式。
表1根據(jù)在不同條件下制備的系列水滑石狀物料記錄的AEC值。
在另一實驗中，用磷酸鹽溶液處理HT5和HT6的氯飽和形式，再次，磷酸根完全替換氯根，直至水滑石陰離子交換能力的限度。
使用類似于HT5合成的那些的Fe∶Mg比率、總摩爾濃度和制備條件制備鱗鎂鐵礦。該鱗鎂鐵礦(PA1)具有150me/100g的測量的陰離子交換能力。
添加水滑石在增加土壤陰離子交換能力中的效率和因此土壤對保留硝酸鹽的能力通過將HT5以30t/ha的比率加到淋溶柱中的砂土中，在沒有添加水滑石的土壤柱的上部放置硝酸鹽塊’來進行研究。在，


圖1中總結(jié)的結(jié)果顯示硝酸鹽快速地通過未改良的土壤(
圖1a)，而含有水滑石的土壤(
圖1b)，硝酸鹽瀝出嚴(yán)重受阻。
本發(fā)明的最優(yōu)選實施方案的肥料組分涉及生產(chǎn)從任意適合來源(硝酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽、硅酸鹽)獲得的各種養(yǎng)分陰離子達到飽和的LDH化合物，再將它們與各種養(yǎng)分陽離子達到飽和的膨潤土粘土共混。通過簡單混合單獨飽和的化合物能夠以任意需要比率生產(chǎn)出所需量的單種養(yǎng)分。
實施例2為了證明本發(fā)明的肥料或土壤調(diào)節(jié)劑的有利作用，進行植物生長試驗。在這些試驗中，砂質(zhì)土與銨飽和的膨潤土和硝酸鹽飽和的水滑石混合。將膨潤土/水滑石混合物作為粉料和粒料施用。圖2顯示了在另一相同條件下的施于土壤的累積于重和植物生長的累積產(chǎn)量(g/pot)。使用無機氮肥的對照提供用于對比。
從圖2可以看出，用根據(jù)肥料或土壤調(diào)節(jié)劑處理土壤促進了植物生長。
實施例3在另一試驗中，已知強烈固定磷酸鹽的粘土用已經(jīng)用P飽和的水滑石處理，還用已經(jīng)用過磷酸鈣簡單混合的氯根飽和的水滑石處理。僅使用過磷酸鈣的對照提供用于對比的目的。圖3(上圖)顯示了在第四次收獲時的飼料高粱的干重產(chǎn)量。而圖3(下圖)顯示了四次收割的累積產(chǎn)量。顯然，P飽和的水滑石促進了植物生長，雖然不象在等比率的P施用下的普通過磷酸鈣那樣強烈，但Cl-飽和的P和過磷酸鈣的混合物優(yōu)于過磷酸鈣，尤其在低P施用率下。然而，預(yù)期根據(jù)本發(fā)明的肥料在延長時間中超過過磷酸鈣。
實施例4精選膨潤土膨潤土中的養(yǎng)分陽離子的優(yōu)選比率可以是Ca∶Mg∶K＝4∶2∶1(按加料當(dāng)量計)。這能夠以幾種方式來獲得例如，共混已經(jīng)單獨用Ca、Mg和K飽和的膨潤土?；旌衔锖写蠹s57％(4/7)Ca-膨潤土，大約28.5％Mg-膨潤土，和大約14.5％K-膨潤土，和這通過混合570kg的Ca-膨潤土，285kg的Mg-膨潤土和145kg的K-膨潤土來獲得，從而以4∶2∶1的所需當(dāng)量比提供1噸的產(chǎn)物。
在另一實施例中，可以將天然形成的膨潤土與精選膨潤土共混來獲得所需比率。因此，如果確定為100％Ca-膨潤土礦床以及50％Ca/50％Mg-膨潤土礦床，那么它們能夠按以下比例與K-膨潤土(可以通過用KCl飽和Na-膨潤土來獲得)混合140kg Ca-膨潤土700kg Ca/Mg膨潤土
160kg K-膨潤土從而以4∶2∶1的所需當(dāng)量比生產(chǎn)出1噸的產(chǎn)物。
本發(fā)明提供了肥料或土壤調(diào)節(jié)劑，它們可以根據(jù)這些改進的需要用于改進任何土壤類型。本發(fā)明使得可以提供加載有養(yǎng)分的肥料，養(yǎng)分的含量范圍能夠具體地調(diào)整，以便處理特定的土壤類型或用于供具有特殊養(yǎng)分需求的莊稼生長。例如，如果土壤嚴(yán)重缺磷和稍微缺氮，本發(fā)明的肥料或土壤調(diào)節(jié)劑可以進行處理，以便具有高磷含量和相對低的氮含量。而且，本發(fā)明的肥料和土壤調(diào)節(jié)劑還可有效地緩釋。它們比普通緩釋肥料更容易和更便宜地生產(chǎn)，后者通常需要在肥料的顆粒周圍形成物理屏障。
本發(fā)明還有助于改進添加普通肥料的效果，由于本發(fā)明的物料具有保留養(yǎng)分的能力，從而減少或減慢了養(yǎng)分從土壤中損失。
本領(lǐng)域的那些技術(shù)人員清楚，除了具體描述的那些以外，本文敘述的發(fā)明可以進行變更和改進。應(yīng)該理解的是，本發(fā)明包涵了在其精神和范圍內(nèi)的所有這些變更和改進。
權(quán)利要求
1.包括含有至少一種養(yǎng)分陰離子的至少一種分層雙氫氧化物(LDH)化合物的肥料。
2.如權(quán)利要求1所要求的肥料，其中至少一種LDH化合物加載至少一種養(yǎng)分陰離子。
3.如權(quán)利要求1所要求的肥料，其中至少一種LDH化合物中至少一種養(yǎng)分陰離子達到飽和。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項的肥料，其中至少一種LDH化合物是水滑石或鱗鎂鐵礦。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項的肥料，其中至少一種養(yǎng)分陰離子從含氮陰離子，含磷陰離子，含硫陰離子，硅酸鹽陰離子或含硼陰離子和它們的混合物中選擇。
6.包括至少一種粘土物料與至少一種養(yǎng)分陽離子的混合物的肥料。
7.如權(quán)利要求6所要求的肥料，其中粘土物料加載至少一種養(yǎng)分陽離子。
8.如權(quán)利要求6所要求的肥料，其中粘土物料中至少一種養(yǎng)分陽離子達到飽和。
9.如權(quán)利要求6-8的任一項中要求的肥料，其中至少一種養(yǎng)分陽離子從鈣陽離子，鉀陽離子，鎂陽離子，鋅陽離子，銅陽離子和它們的混合物中選擇。
10.如權(quán)利要求6-9的任一項所要求的肥料，其中粘土物料是膨潤土。
11.如權(quán)利要求1-5的任一項所要求的肥料，其進一步包括至少一種粘土物料和至少一種養(yǎng)分陽離子的混合物。
12.如權(quán)利要求11所要求的肥料，其中粘土物料加載有至少一種養(yǎng)分陽離子。
13.如權(quán)利要求11所要求的肥料，其中粘土物料中至少一種養(yǎng)分陽離子達到飽和。
14.土壤調(diào)節(jié)劑，其包括用于加到土壤中從而增加土壤的陰離子交換能力的至少一種分層雙氫氧化物(LDH)化合物。
15.土壤調(diào)節(jié)劑，其包括用于加到土壤中從而增加土壤陽離子交換能力的粘土物料。
16.處理土壤的方法，其包括將至少一種分層雙氫氧化物(LDH)加到土壤中。
17.如權(quán)利要求16所要求的方法，其中至少一種LDH化合物以有效增加土壤的陰離子交換能力的量添加。
18.如權(quán)利要求16或權(quán)利要求17所要求的方法，其中至少一種LDH化合物在加到土壤中之前與至少一種養(yǎng)分陰離子混合。
19.處理土壤的方法，其包括將粘土物料加到土壤中。
20.如權(quán)利要求19所要求的方法，其中粘土物料以有效增加土壤的陽離子交換能力的量添加。
21.如權(quán)利要求19或權(quán)利要求20所要求的方法，其中粘土物料在與土壤混合之前用至少一種養(yǎng)分陽離子處理。
22.如權(quán)利要求16-18的任一項中所要求的方法，其進一步包括將粘土物料與土壤混合。
23.如權(quán)利要求22所要求的方法，其中粘土物料以有效增加土壤的陽離子交換能力的量添加。
24.如權(quán)利要求22或權(quán)利要求23所要求的方法，其中粘土物料在與土壤混合之前與至少一種養(yǎng)分陽離子混合。
25.無土培養(yǎng)的介質(zhì)，其包括基本惰性的介質(zhì)與至少一種分層雙氫氧化物(LDH)化合物的混合物。
26.如權(quán)利要求25所要求的介質(zhì)，其中至少一種LDH化合物以有效增加介質(zhì)的陰離子交換能力的量添加。
27.如權(quán)利要求25或權(quán)利要求26所要求的介質(zhì)，其中至少一種LDH化合物與至少一種養(yǎng)分陰離子混合。
28.無土培養(yǎng)的介質(zhì)，其包括基本惰性的介質(zhì)與粘土物料的混合物。
29.如權(quán)利要求28所要求的介質(zhì)，其中粘土物料以有效增加介質(zhì)的陽離子交換能力的量添加。
30.如權(quán)利要求28或權(quán)利要求29所要求的介質(zhì)，其中粘土物料與至少一種養(yǎng)分陽離子混合。
31.如權(quán)利要求25-27中任一項所要求的介質(zhì)，其進一步包括粘土物料。
32.如權(quán)利要求31所要求的介質(zhì)，其中粘土物料以有效增加介質(zhì)的陽離子交換能力的量加到介質(zhì)中。
33.如權(quán)利要求30或權(quán)利要求31所要求的介質(zhì)，其中粘土物料在與介質(zhì)混合之前與至少一種養(yǎng)分陽離子混合。
34.生產(chǎn)包括至少一種LDH化合物與至少一種養(yǎng)分陰離子的混合物的肥料的方法，該方法包括將至少一種LDH化合物與含有至少一種養(yǎng)分陰離子的溶液接觸的步驟。
35.生產(chǎn)包括粘土物料與至少一種養(yǎng)分陽離子的混合物的肥料的方法，該方法包括使粘土物料與含有至少一種養(yǎng)分陽離子的溶液接觸的步驟。
36.如權(quán)利要求35所要求的方法，其中粘土物料進一步與含有一種或多種養(yǎng)分陽離子的天然粘土物料混合。
37.生產(chǎn)包括至少一種LDH化合物與至少一種養(yǎng)分陰離子的混合物的肥料的方法，該方法包括將至少一種LDH化合物與含有至少一種養(yǎng)分陰離子的干物料混合的步驟。
38.生產(chǎn)包括粘土物料與至少一種養(yǎng)分陽離子的混合物的肥料的方法，該方法包括將粘土物料與含有至少一種養(yǎng)分陽離子的干物料混合的步驟。
39.如權(quán)利要求37或權(quán)利要求38所要求的方法，其中干物料包括普通肥料。
40.根據(jù)權(quán)利要求34-39中任一項的方法生產(chǎn)的肥料。
41.如權(quán)利要求40所要求的肥料，其包括至少一種LDH化合物與至少一種養(yǎng)分陰離子的混合物和粘土物料與至少一種養(yǎng)分陽離子的混合物。
42.提高植物生長條件的方法，其包括a)測定土壤中植物生長的最佳營養(yǎng)分布，b)制備含有至少一種LDH化合物與至少一種養(yǎng)分陰離子的混合物和/或粘土物料與至少一種養(yǎng)分陽離子的混合物的肥料，所述肥料具有至少一種養(yǎng)分陰離子和/或至少一種養(yǎng)分陽離子，它們以使得在將肥料加到土壤中之后獲得所述最佳營養(yǎng)分布的量存在，和c)將肥料加到土壤中。
43.如權(quán)利要求42所要求的方法，其進一步包括以下步驟分析土壤的養(yǎng)分分布，測定土壤中供所選擇植物生長的最佳營養(yǎng)分布，測定肥料的營養(yǎng)分布，使得當(dāng)將肥料加到土壤中時，在土壤中基本獲得供所選擇植物在土壤中生長的最佳營養(yǎng)分布，生產(chǎn)該肥料和將該肥料加到土壤中。
44.如權(quán)利要求42或43所要求的方法，其進一步包括測定肥料加到土壤中的劑量率和將測定劑量的肥料加到土壤中的步驟。
45.如在權(quán)利要求42-44的任一項中所要求的方法，其中土壤的營養(yǎng)分布的分析揭示，土壤缺乏一種或多種養(yǎng)分陰離子，和生產(chǎn)肥料的步驟包括生產(chǎn)含有至少一種LDH化合物與至少一種養(yǎng)分陰離子的混合物的肥料。
46.如在權(quán)利要求42-45的任一項中所要求的方法，其中土壤的養(yǎng)分分布揭示，土壤缺乏一種或多種養(yǎng)分陽離子和生產(chǎn)肥料的步驟包括生產(chǎn)含有粘土物料與一種或多種陽離子的混合物的肥料。
47.如權(quán)利要求42-45的任一項中所要求的方法，其中土壤的養(yǎng)分分布的分析揭示，土壤缺乏一種或多種養(yǎng)分陰離子和一種或多種養(yǎng)分陽離子，以及生產(chǎn)肥料的步驟包括生產(chǎn)含有至少一種LDH化合物與至少一種養(yǎng)分陰離子的混合物和粘土物料與一種或多種養(yǎng)分陽離子的混合物的肥料。
48.如權(quán)利要求1-5，11-13，40或41中任一項所要求的肥料，其中至少一種LDH化合物具有氯離子作為中間層陰離子。
49.如權(quán)利要求14所要求的土壤調(diào)節(jié)劑，其中至少一種LDH化合物具有氯離子作為中間層陰離子。
50.如權(quán)利要求16-18或22-24中的任一項所要求的處理土壤的方法，其中至少一種LDH化合物具有氯離子作為中間層陰離子。
51.如權(quán)利要求25-27和31-33的任一項中所要求的無土培養(yǎng)的介質(zhì)，其中至少一種LDH化合物具有氯離子作為中間層陰離子。
52.生產(chǎn)如在權(quán)利要求34、37或39的任一項中所要求的肥料的方法，其中至少一種LDH化合物具有氯離子作為中間層陰離子。
53.如權(quán)利要求45或權(quán)利要求47所要求的促進植物生長的方法，其中至少一種LDH化合物具有氯離子作為中間層陰離子。
全文摘要
一種肥料，它包括含至少一種養(yǎng)分陰離子的至少一種分層雙氫氧化物(LDH)化合物。在另一方面，該肥料包括至少一種粘土物料與至少一種養(yǎng)分陽離子的混合物。肥料優(yōu)選包括含至少一種養(yǎng)分陰離子的至少一種分層雙氫氧化物(LDH)化合物和與至少一種養(yǎng)分陽離子混合的至少一種粘土物料。還敘述了處理土壤、生產(chǎn)肥料和促進植物生長的方法，還有土壤調(diào)節(jié)劑和無土培養(yǎng)的介質(zhì)。
文檔編號C05G3/04GK1404460SQ01805326
公開日2003年3月19日 申請日期2001年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月28日
發(fā)明者G·P·吉爾曼, A·D·諾貝爾 申請人:聯(lián)邦科學(xué)和工業(yè)研究組織