本发明属于保水剂领域，具体涉及一种土壤保水剂的制备方法。
背景技术：
：土壤保水剂就是农林保水剂，号称植物微型水库，是一种独具三维网状结构的有机高分子聚合物。在土壤中能将雨水或浇灌水迅速吸收并保住，不渗失，进而保证根际范围水份充足、缓慢释放供植物利用。它特有的吸水、贮水、保水性能，在改善生态环境、防风固沙工程中起到决定成败的作用。它最早是由美国农业部北方研究所于1969年研制成功的，采用玉米淀粉与内烯腈接枝共聚，再用进行水解的方法。这一发明立即引起广泛的关注，日本用丙烯酸代替毒性很强的丙烯腈与淀粉接枝共聚，至今世界许多国家相断开发了多种高吸水树脂。我国自80年代以来有许多单位相断开展了这方面的研究并已实现了产业化。我国耕地总面积15亿亩，其中包括约占全国耕地面积的38％的旱地面积5.7亿亩，另外还有大面积的荒山和旱坡植树造林区。由于我国降雨量偏少，且分布不均匀，这直接影响了农业生产率的提高和植树造林树木的成活率。另外我国是一个水资源相对缺乏的国家，即使能灌溉的水田，也常因水源不足而苦于无奈，造成减产。农业用水占我国总用水量的80%以上，水资源的短缺是制约我国农业发展的首要原因。因此提高农业水资源的利用效率，实施节水抗旱技术是我国农业可持续发展的重要途径。近年来，利用保水剂改善土壤结构和提高作物水肥利用率，是节水技术的重要方式，其原料来源广泛，性能优越，同时操作简单，对环境无副作用，具有广阔的发展前景。目前，土壤保水剂主要分为三类：淀粉类、纤维素类、合成聚合物类。淀粉类土壤保水剂具有吸水倍数高、成本低等优点；合成聚合物类土壤保水剂大部分是以丙烯酸、丙烯酰胺等为单体，通过聚合反应制得，其基本原理都是在作物根部土壤和在作物根部处形成空气密度较大的压强变化，使水分不断增凝、附聚、滋生，从而具有较好的吸水性。但是淀粉类土壤保水剂操作复杂，不易控制且产品耐热性差，不宜长期储存，而合成聚合物系保水剂吸水率较高，但不易被生物降解，易造成土壤板结的问题。因此，生产出一种高效保水、有效改善土壤含水率的保水剂是一件很有必要的事情。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题：针对目前淀粉类土壤保水剂耐热性差，合成聚合物系保水剂，不易被生物降解，易造成土壤板结的的问题，提供一种土壤保水剂的制备方法。为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：一种土壤保水剂的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：（1）取预处理山药浆液加入次氯酸钠和质量分数为10%的亚硫酸钠溶液，搅拌混合，得混合液，用质量分数为5%的盐酸溶液调节混合液的ph值调至6.5~7.0，过滤，取滤渣，将滤渣用蒸馏水洗涤，干燥，粉碎，过筛，收集过筛颗粒，得提取基料，备用；（2）将提取基料加入蒸馏水混合，搅拌均匀，加热升温至60~70℃，向混合溶液中加入无水硫酸钠、氢氧化钠、环氧丙烷，搅拌反应，得反应混合液，用质量分数为3%的盐酸溶液调节ph值至6.0~7.0，过滤，取滤渣，干燥，得干燥混合物，备用；（3）取2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和马来酸酐加入蒸馏水溶解，搅拌，使用naoh溶液调节ph至7.0~7.5，再加入n,n－亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸钾，搅拌反应，干燥，粉碎过筛，收集过筛颗粒a，得过筛颗粒物，备用；（4）按质量份数计，取壳聚糖18~22份、干燥混合物60~90份，次氯酸钠溶液10~15份，聚乙烯醇20~25份，甲醛2~3份，过硫酸铵8~10份，水1000份混合加入反应釜中，加热至90~95℃，搅拌，降温至40~50℃，向反应釜中加入质量分数为20%的硼砂溶液和过筛颗粒物，升温至80~85℃搅拌，冷却后过滤，取滤液，得土壤保水剂。所述步骤（1）中预处理山药浆液的制备：将收集好的山药废弃物洗净，放入50~60℃干燥箱里干燥1~2天，研磨粉碎，将粉末按质量比2：5加入蒸馏水混合，60r/min搅拌30~40min，用质量分数为3%的氢氧化钠溶液山药浆液的ph值调至8.0~9.0，得预处理山药浆液。所述步骤（1）中预处理山药浆液与次氯酸钠和质量分数为10%的亚硫酸钠溶液的质量比为5：1：2；粉碎过100目筛。所述步骤（2）中提取基料与蒸馏水的质量比为2：5；混合溶液与无水硫酸钠、氢氧化钠、环氧丙烷的质量比为10：5：4：6。所述步骤（3）中2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、马来酸酐和蒸馏水的质量比为4：3：7；混合溶液与n,n－亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸钾的质量比为5：2：1；粉碎过50目筛.所述步骤（4）中质量分数为20%的硼砂溶液和过筛颗粒物的质量比为1：18。本发明与其他方法相比，有益技术效果是：（1）新鲜山药被刮去的皮屑等废弃物不仅浪费，而且会给环境带来污染，山药皮屑等废弃物中，含有大量的多糖等多羟基化合物，分子间和分子内的氢键作用非常强，导致淀粉玻璃转化温度和熔融温度较高，而其分解温度要低于其熔融温度，因此在热成型加工过程中，淀粉分子未熔化而先分解，本发明通过利用山药废弃物中的淀粉类物质，利用氧化能显著降低淀粉糊化温度、提高成膜性、降低黏度等，羟丙基化能降低淀粉凝沉性，改善淀粉冻融稳定性、抗酸碱性等，采用先氧化后羟丙基化顺序，湿法制备了羟丙基氧化型淀粉，改善了土壤保过程中水耐热性差的问题，还可以改善使用土壤成膜后强度不够，韧性小，容易破膜开裂，特别是在雨天，成形的保水膜遭受一定的雨水冲刷后容易破坏的问题，增加了保水效期；（2）本发明通过制备和添加高吸水性树脂，增加了土壤保水能力，在干旱环境下能将所吸收水分通过扩散释放，并具有反复吸水和渗水的特性，还可以对土壤改良，促进土壤中团粒结构的形成，增强土壤通、透性，防止土壤侵蚀具有独特的作用，还能与肥料、农药配合，改善施用效果，种高吸水性树脂与土壤结合，不仅可以改进团粒，还能改进土壤的保湿、保肥性能，在改造荒山、秃岭、沙漠等方面，发挥积极作用；（3）本发明通过制作一种可降解的液态膜剂保水剂，覆膜时,将浆状成膜液挤成半流态膜片后铺覆于地表，或喷洒于地表，即可在地表形成密实覆盖层，不仅可以显著增加土壤中的水稳性团粒，抑制土壤水分的蒸发，还提高了土壤的通透性，改善了土壤理化性质，增强了微生物活动，提高了土壤酶活性，增加了土壤保肥增肥性，为作物的生长及增产提供了良好的条件，同时保水剂材料可降解，不会造成土壤板结。具体实施方式山药废弃物预处理：将收集好的山药废弃物洗净，放入50~60℃干燥箱里干燥1~2天，研磨粉碎，将粉末按质量比2：5加入蒸馏水混合，60r/min搅拌30~40min，用质量分数为3%的氢氧化钠溶液预处理的山药浆液的ph值调至8.0~9.0，得预处理山药浆液。一种土壤保水剂的制备方法，包括如下步骤：（1）取预处理山药浆液按质量比5：1：2加入次氯酸钠和质量分数为10%的亚硫酸钠溶液，搅拌混合1~2h，得混合液，用质量分数为5%的盐酸溶液调节混合液的ph值调至6.5~7.0，过滤，取滤渣，用蒸馏水将滤渣洗涤2~3次，50~60℃干燥，粉碎，粉碎过100目筛，收集过筛颗粒，得提取基料，备用；（2）将提取基料按质量比2：5加入蒸馏水混合，搅拌均匀，加热升温至60~70℃，向混合液中按质量比10：5：4：6加入无水硫酸钠、氢氧化钠、环氧丙烷，搅拌反应20~25min，得反应混合液，用质量分数为3%的盐酸溶液调节ph值至6.0~7.0，过滤，取滤渣，干燥，得干燥混合物，备用；（3）取2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和马来酸酐按质量比4：3：7加入蒸馏水溶解，在1~2℃水浴中搅拌，使用naoh溶液调节ph至7.0~7.5，再按质量比5：2：1向混合溶液中加入n,n－亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸钾，在40~70℃下搅拌反应7~8h，干燥，粉碎过50目筛，收集过筛颗粒a，得过筛颗粒物，备用；（4）按质量份数计，取壳聚糖18~22份、干燥混合物60~90份，次氯酸钠溶液10~15份，聚乙烯醇20~25份，甲醛2~3份，过硫酸铵8~10份，水1000份混合加入反应釜中，加热至90~95℃，搅拌20~30min，降温至40~50℃，向反应釜中按质量比1：18加入质量分数为20%的硼砂溶液和过筛颗粒物，升温至80~85℃搅拌，反应釜中液体由乳黄色浑浊液变为淡黄色半透明胶液，冷却至20~30℃后过滤，取滤液，得土壤保水剂。实例1山药废弃物预处理：将收集好的山药废弃物洗净，放入50℃干燥箱里干燥1天，研磨粉碎，将粉末按质量比2：5加入蒸馏水混合，60r/min搅拌30min，用质量分数为3%的氢氧化钠溶液预处理的山药浆液的ph值调至8.0，得预处理山药浆液。一种土壤保水剂的制备方法，包括如下步骤：（1）取预处理山药浆液按质量比5：1：2加入次氯酸钠和质量分数为10%的亚硫酸钠溶液，搅拌混合1h，得混合液，用质量分数为5%的盐酸溶液调节混合液的ph值调至6.5，过滤，取滤渣，用蒸馏水将滤渣洗涤2次，50℃干燥，粉碎，粉碎过100目筛，收集过筛颗粒，得提取基料，备用；（2）将提取基料按质量比2：5加入蒸馏水混合，搅拌均匀，加热升温至60℃，向混合液中按质量比10：5：4：6加入无水硫酸钠、氢氧化钠、环氧丙烷，搅拌反应20min，得反应混合液，用质量分数为3%的盐酸溶液调节ph值至6.0过滤，取滤渣，干燥，得干燥混合物，备用；（3）取2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和马来酸酐按质量比4：3：7加入蒸馏水溶解，在1℃水浴中搅拌，使用naoh溶液调节ph至7.0，再按质量比5：2：1向混合溶液中加入n,n－亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸钾，在40℃下搅拌反应7h，干燥，粉碎过50目筛，收集过筛颗粒a，得过筛颗粒物，备用；（4）按质量份数计，取壳聚糖18份、干燥混合物60份，次氯酸钠溶液10份，聚乙烯醇20份，甲醛2份，过硫酸铵8份，水1000份混合加入反应釜中，加热至90℃，搅拌20min，降温至40℃，向反应釜中按质量比1：18加入质量分数为20%的硼砂溶液和过筛颗粒物，升温至80℃搅拌，反应釜中液体由乳黄色浑浊液变为淡黄色半透明胶液，冷却至20℃后过滤，取滤液，得土壤保水剂。实例2山药废弃物预处理：将收集好的山药废弃物洗净，放入60℃干燥箱里干燥2天，研磨粉碎，将粉末按质量比2：5加入蒸馏水混合，60r/min搅拌40min，用质量分数为3%的氢氧化钠溶液预处理的山药浆液的ph值调至9.0，得预处理山药浆液。一种土壤保水剂的制备方法，包括如下步骤：（1）取预处理山药浆液按质量比5：1：2加入次氯酸钠和质量分数为10%的亚硫酸钠溶液，搅拌混合2h，得混合液，用质量分数为5%的盐酸溶液调节混合液的ph值调至7.0，过滤，取滤渣，用蒸馏水将滤渣洗涤3次，60℃干燥，粉碎，粉碎过100目筛，收集过筛颗粒，得提取基料，备用；（2）将提取基料按质量比2：5加入蒸馏水混合，搅拌均匀，加热升温至70℃，向混合液中按质量比10：5：4：6加入无水硫酸钠、氢氧化钠、环氧丙烷，搅拌反应25min，得反应混合液，用质量分数为3%的盐酸溶液调节ph值至7.0，过滤，取滤渣，干燥，得干燥混合物，备用；（3）取2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和马来酸酐按质量比4：3：7加入蒸馏水溶解，在2℃水浴中搅拌，使用naoh溶液调节ph至7.5，再按质量比5：2：1向混合溶液中加入n,n－亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸钾，在70℃下搅拌反应8h，干燥，粉碎过50目筛，收集过筛颗粒a，得过筛颗粒物，备用；（4）按质量份数计，取壳聚糖22份、干燥混合物90份，次氯酸钠溶液15份，聚乙烯醇25份，甲醛3份，过硫酸铵10份，水1000份混合加入反应釜中，加热至95℃，搅拌30min，降温至50℃，向反应釜中按质量比1：18加入质量分数为20%的硼砂溶液和过筛颗粒物，升温至85℃搅拌，反应釜中液体由乳黄色浑浊液变为淡黄色半透明胶液，冷却至30℃后过滤，取滤液，得土壤保水剂。实例3山药废弃物预处理：将收集好的山药废弃物洗净，放入55℃干燥箱里干燥1.5天，研磨粉碎，将粉末按质量比2：5加入蒸馏水混合，60r/min搅拌35min，用质量分数为3%的氢氧化钠溶液预处理的山药浆液的ph值调至8.5，得预处理山药浆液。一种土壤保水剂的制备方法，包括如下步骤：（1）取预处理山药浆液按质量比5：1：2加入次氯酸钠和质量分数为10%的亚硫酸钠溶液，搅拌混合1.5h，得混合液，用质量分数为5%的盐酸溶液调节混合液的ph值调至6.7，过滤，取滤渣，用蒸馏水将滤渣洗涤2次，55℃干燥，粉碎，粉碎过100目筛，收集过筛颗粒，得提取基料，备用；（2）将提取基料按质量比2：5加入蒸馏水混合，搅拌均匀，加热升温至65℃，向混合液中按质量比10：5：4：6加入无水硫酸钠、氢氧化钠、环氧丙烷，搅拌反应23min，得反应混合液，用质量分数为3%的盐酸溶液调节ph值至6.5，过滤，取滤渣，干燥，得干燥混合物，备用；（3）取2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和马来酸酐按质量比4：3：7加入蒸馏水溶解，在1℃水浴中搅拌，使用naoh溶液调节ph至7.3，再按质量比5：2：1向混合溶液中加入n,n－亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸钾，在55℃下搅拌反应7.5h，干燥，粉碎过50目筛，收集过筛颗粒a，得过筛颗粒物，备用；（4）按质量份数计，取壳聚糖20份、干燥混合物75份，次氯酸钠溶液12.5份，聚乙烯醇22.5份，甲醛2.5份，过硫酸铵9份，水1000份混合加入反应釜中，加热至93℃，搅拌25min，降温至45℃，向反应釜中按质量比1：18加入质量分数为20%的硼砂溶液和过筛颗粒物，升温至83℃搅拌，反应釜中液体由乳黄色浑浊液变为淡黄色半透明胶液，冷却至25℃后过滤，取滤液，得土壤保水剂。对照例：合肥市某公司生产的土壤保水剂。以小麦田进行试验，对同一地区的40亩小麦田做实验，分别为实验组和对照组，实验组分别施用实施例的土壤保水剂，对照组施用对照例的土壤保水剂，测试保水剂吸水效果；将实例制备的土壤保水剂与对照例的土壤保水剂在四十摄氏度下保存一个月，测试其储存情况；参考gb/t19277测试其降解率，实验结果见表1。表1：测试项目实例1实例2实例3对照例小麦出芽率%91939273~78吸水倍数ml/g424456437217~258土壤含水量%13.412.813.66.2~7.8储存情况已变质已变质已变质未变质降解率%94949241~48综合上述，本发明的土壤保水剂对土壤的保水效果好，且能长期储存，值得推广。当前第1页12