通過施用水溶性或水溶脹性聚合物進行土壤調理的新方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及通過將聚合物噴灑、分散、散布在其表面進行±壤調理的領域，尤其設 及在沒有灌概系統的情況下進行±壤調理的領域。
[0002] ±壤調理是通過限制由水或空氣造成的元素轉移來保護±壤的完整性，W改善或 保護±壤的屬性并保護環境和人的一種方式。運些好處是通過保護團粒的結構穩定性，限 制侵蝕和消蝕現象而獲得的，且會產生很多間接利益。
[0003] 壤調理"是指對水侵蝕、風侵蝕、形成消蝕結皮等進行控制，保護±壤團粒結 構，對水的滲透和擴散進行控制，對±壤的疏水性或親水性進行改變，對堿性或鹽性±壤進 行恢復，對水淹農作物情況中水的渾濁度進行控制，對污染物轉移進行控制，對某些農作物 的±壤毛重級別（tare level)進行限制，但并不限定于運些用途。
[0004] ±壤調理應用的技術領域主要是種植業，但也設及林業、建筑和公共事業、礦業、 蓄水與送水、環保及其他領域。
【背景技術】
[0005] 早在第二次世界大戰時，聚合物，一般為水溶性聚合物，就已經用于穩定±壤。早 在50年代，科學文獻就記載了各種±壤調理劑，包括由孟山都化學公司制造的Krilium?。
[0006] 然后許多其他聚合物也被記載用于±壤調理：
[0007] 合成聚合物:例如，基于丙締酷胺、丙締酸、丙締酸醋、甲基丙締酸、丙締臘、乙締基 化咯燒酬、乙締基甲酯胺、衣康酸、乙酸乙締醋、馬來酸、乙二醇的聚合物和共聚物，W及運 些聚合物的衍生物，例如水解的聚丙締臘、聚乙締醇等。
[000引天然聚合物，天然橡膠，多糖及它們的衍生物:半乳甘露聚糖、瓜耳膠、角豆膠、黃 原膠、阿拉伯膠、殼聚糖、角叉菜膠、果膠、淀粉、改性淀粉、藻酸鹽、纖維素、纖維素衍生物 (纖維素酸類）、瓊脂(agar-agar)等。
[0009] 接枝聚合物：例如，丙締酷胺淀粉和丙締酸醋的共聚物，淀粉和丙締臘的共聚物、 殼聚糖和丙締酸的共聚物等。在運些聚合物中，鑒于其功效和低成本，對高分子量的聚丙締 酷胺進行了具體研究并將其用于±壤調理。在1999年，在美國已經有超過40萬公頃的±地 上使用了聚丙締酷胺，基本上是通過自流灌概施用的。
[0010] 將丙締酷胺基聚合物滲入水是一種對侵蝕能夠顯著限制的方法。倫茨等人添加劑 量為1~20ppm的聚丙締酷胺到灌概水(溝灌）內，獲得了對于每IOppm的劑量高達97%的侵 蝕下降。關于該主題存在有大量的文獻，可參考倫茨的文章，與R.D.，西恩博格，I.，索吉卡， R.E.，及卡特D丄.（1992)合著：聚合物的少量施用來防止灌水溝被侵蝕"，發表于美國± 壤科學協會期刊，56期，1926年~1932年。
[0011] 聚丙締酷胺不僅能限制水侵蝕，而且也能限制由風造成的侵蝕。運就是為什么它 們也用于控制灰塵。
[0012] 通過避免在灌概水或雨水的作用下細±顆粒的再分配，聚丙締酷胺防止了消蝕結 皮的形成，消蝕結皮導致±壤孔隙的阻塞并形成不透水和不透氣的結皮。小植物難W穿過 結皮，限制了作物出苗。種子出苗也可W通過施用聚丙締酷胺而得到改善。
[0013] 聚丙締酷胺在某些用量下限制在某些±壤中水滲流的能力，也用于限制在輸水運 河中的損失。±壤侵蝕和深度的水滲流造成各種污染物的遷移。應用聚丙締酷胺限制了營 養元素、植物衛生和致病性產品的遷移。
[0014] 聚丙締酷胺的絮凝能力也降低了水淹農作物中水的渾濁度。
[0015] 聚丙締酷胺還提供了在許多不同的領域與±壤調理相關連的大量益處。但它們只 能在灌概時期被施用于±壤，運通常被認為是一個需要解決的課題。
[0016] 施用水溶性聚合物，如聚丙締酷胺，基本上通過灌概系統進行：自流灌概、機械灌 概、滴灌。聚合物(通常為粉末形式）W幾個卵m~幾十卵m的比例被溶解并稀釋在灌概水中。
[0017] 傳輸載體是水，但它需要大量被使用，運限制了聚合物只能在灌概時期被施用于 ±壤。有時用液壓播種方法將聚丙締酷胺添加到±壤。聚丙締酷胺被稀釋在添加到±壤的 大量的水中。因此，它設及灌概，其定義上限于農田，并且有時運是不利的。
[0018] 在專利FR 2798818中，申請人提出使用聚丙締酷胺W限制塊莖植物的±壤毛重級 另IJ。然而，除了使用灌概系統之外，沒有施用聚合物的簡單方法。因此，如果用戶不具有灌概 系統或不希望在撥出前使用它來限制在±壤中的水含量，那么如何施用聚丙締酷胺成為一 個需要解決的課題。
[0019] 換句話說，±壤調理必須獨立于灌概進行。
[0020] 文獻FR-A-2370430描述了一種±壤調理方法，該方法包括向±壤中添加聚合物溶 液(含0.05~1 %固體），因此需要大量的水。
[0021] 但是大部分要被調理的±壤不是農田，因此浪費巨量的水來將調理聚合物添加到 ±壤是不可想象的。
[0022] 作為另一種選擇，考慮有直接在要被處理的±壤上散布粉末的想法。粉末形式的 聚丙締酷胺或其它聚合物的低密度(約0.8)，使得該產品對風敏感。對每單位表面積的施用 限量的粉末(例如低于250公斤/公頃），會產生不均勻的施用。另外，該聚合物不與±壤顆粒 緊密接觸，且在生效之前必須被雨水或灌概水"激活"。一旦溶解于雨水或灌概水，聚合物仍 然不能令人滿意地散布，運是因為其通過±壤的移動性低。
[0023] 其它方法需要使用其他載體。
[0024] 在化等人的公開文獻干燥PAM(聚丙締酷胺)和石膏處理的±壤中的滲透和侵 蝕"，發表于美國±壤科學協會期刊，67(2) ,630-636(2003)中，作者提出了使用石膏作為填 料來解決使用大量水的問題。更具體地說，他們將粉末形式的聚丙締酷胺與采石場石膏混 合。將混合物散布在地上，該組合提高了石膏的性能。然而，它降低了聚丙締酷胺減少侵蝕 的性能，還設及修改方案的實施，當該修改方案被認為是不利的情況下，運種施用方法無法 頭施。
[0025] 在ENCAP LLC的美國專利US7503143中，提出將聚丙締酷胺固定到固體載體，例如 基于紙張的覆蓋物上。然后將產品散布在±壤上。然而，運種方法導致了制造、儲存、和運輸 成本的提高。一旦產品被散布，±壤覆蓋范圍仍然效果一般，在表面上能隨機散布著大顆 粒。因此，一旦商業產品已被散布，聚丙締酷胺不直接與±壤接觸，而仍固定于其載體。運種 解決方案是不能令人滿意的。
[00%]美國文獻US2011/0309170描述了一種用于噴灑固體（圖1-3)或液體（圖4)的裝置。 美國文獻US2888206描述了用于液體噴灑(尤其是除草組合物)的旋轉支撐件。

【發明內容】

[0027]發明所要解決的課題
[00%]沒有一種現有實施方式的方案能提出一種的令人滿意的向±壤施用±壤調理聚 合物(例如基于丙締酷胺的聚合物)的方法。
[0029] 因此，當前的解決方案持續地借助于灌概。更具體地，當今對于添加±壤調理聚合 物來說灌概水仍然是必須的載體。
[0030] 運意味著存在著一種需求，需求一種W水溶性聚合物調理±壤，而無需借助于灌 概系統的新方法。
[0031] 發明描述
[0032] 本發明的目的在于解決上述課題。
[0033] 本發明提出了一種±壤調理的新方法，主要是操作特定的設備，從而施用水溶性 或水溶脹性的高濃度的聚合物，并且在噴灑時不要求聚合物的流變能力。
[0034] 更具體地說，本發明的目的是提供一種±壤調理方法，包括將水溶性或水溶脹性 聚合物施用于±壤。
[0035] 該方法的特征在于：
[0036] -所述聚合物被制備成聚合物濃縮液，
[0037] -如此獲得的制備物被添加到一個繞其旋轉軸旋轉的支撐件的表面，W形成噴灑 在±壤上的液滴。
[0038] 在實踐中，根據不同的參數，W運種方式形成的液滴的尺寸是0.1~1000微米，各 種參數例如為，液體的流變能力、支撐件的旋轉速度、支撐件的幾何形狀或支撐件的特征。
[0039] 根據本發明，聚合物濃