專利名稱：處理土壤物質(zhì)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及權(quán)利要求1前序部分所定義的用于處理土壤物質(zhì)的方法。
背景技術(shù)：
從現(xiàn)有技術(shù)已知各種用于處理土壤塊的方法。已知，土壤耕作削弱了土壤結(jié)構(gòu)并且增加了土壤的可蝕性。侵蝕、水蝕和風(fēng)蝕是日益嚴(yán)重的問題。由于水蝕，有營(yíng)養(yǎng)的土質(zhì)成分例如隨大雨從耕作的土地中流失。此外，如果侵蝕的泥土物質(zhì)遷移至河道，從泥土物質(zhì)結(jié)合于土壤顆粒的肥料，例如磷，使富營(yíng)養(yǎng)化增力口。此外，已知，干土容易侵蝕，因?yàn)樗鼈儙缀醪缓斜Ｗo(hù)土壤以抵抗流水剪切力的有機(jī)酸和天然多糖。在風(fēng)蝕中，土壤顆粒從空曠地區(qū)例如草原、沙漠或露天礦場(chǎng)流散。通過對(duì)其加入合成的或者天然的聚合物改善土壤結(jié)構(gòu)，已減少侵蝕。最常用的聚合物添加劑是例如能夠加入到灌溉水的聚丙烯酰胺。聚丙烯酰胺的消耗量通常大約為100-300kg/公頃。而且，從現(xiàn)有技術(shù)已知許多用于改善土壤物質(zhì)品質(zhì)的方法，例如施肥。此外，從現(xiàn)有技術(shù)中已知許多用于將種子播種到土壤的方法。根據(jù)一種已知的方法，可以通過聚丙烯酰胺的含水混合物將種子供給土壤。聚丙烯酰胺具有高摩爾質(zhì)量，并且它可以與許多顆粒結(jié)合。通常，聚丙烯酰胺以陽離子或者陰離子的形式使用。聚丙烯酰胺使用中的問題是其非可生物降解的并且會(huì)在土壤物質(zhì)中聚集。此外，聚丙烯酰胺使用中的問題是少量丙烯酰胺單體的殘留可能會(huì)遷移到植物中并由此遷移到例如食物中。此外，從現(xiàn)有技術(shù)已知微原纖化的纖維素和對(duì)其應(yīng)用可能的探索。在關(guān)于微原纖化的纖維素的研究中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)其能夠用于不同的應(yīng)用中，例如在造紙中，作為以改善紙張性質(zhì)的組分。已知，微原纖化的纖維素具有大的比表面積并且因此相對(duì)于該材料的重量其具有大的結(jié)合面積。W00166600A1公開本中，披露了包含陽離子改性的微原纖化的纖維素和水的組合物，以及該組合物在土壤處理中的應(yīng)用。US6602994B1公開本中披露了包含陰離子改性的微原纖化的纖維素和水的組合物以及該組合物用于土壤處理的應(yīng)用。發(fā)明目的本發(fā)明的目的是公開全新型的用于處理土壤物質(zhì)的方法。發(fā)明概述 根據(jù)本發(fā)明的方法特征在于權(quán)利要求書中所示內(nèi)容。


圖1示出作為微原纖化纖維素濃度的函數(shù)的來自用微原纖化的纖維素處理的干燥土壤物質(zhì)的濾液的固體物質(zhì)；圖2示出作為剪切力的函數(shù)的 微原纖化纖維素的分散體中的粘度；圖3示出作為剪切速率的函數(shù)的微原纖化纖維素的分散體中的粘度；
圖4示出微原纖化纖維素的0. 5%分散體中沙/礫石顆粒的穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明依據(jù)例如用于穩(wěn)定土壤、控制侵蝕、保護(hù)土壤、改善土壤和/或土壤保濕的處理土壤物質(zhì)的方法。根據(jù)本發(fā)明，通過至少包含微原纖化的纖維素和水的混合組成物處理土壤物質(zhì)。本發(fā)明特別是基于通過微原纖化的纖維素生態(tài)地穩(wěn)定土壤物質(zhì)和控制侵蝕。令人驚訝地，已發(fā)現(xiàn)微原纖化的纖維素是處理土壤物質(zhì)的功能材料并且在土壤處理中可以起到聚丙烯酰胺替代物的作用。待處理的土壤物質(zhì)可以是任何地區(qū)例如耕地、草原、沙漠、露天礦場(chǎng)、陡坡等中的任何土壤物質(zhì)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，待處理的土壤物質(zhì)中顆粒的平均粒徑小于0. 06mm。作為該粒徑等級(jí)的土壤物質(zhì)的實(shí)例，可以提及比中細(xì)砂級(jí)分細(xì)的材料。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中待處理的土壤物質(zhì)中顆粒的平均粒徑為0. 06-0. 2mm。作為該粒徑等級(jí)的土壤物質(zhì)的實(shí)例，可以提及中細(xì)砂。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中待處理的土壤物質(zhì)中顆粒的平均粒徑為0. 2-1_。作為該粒徑等級(jí)的土壤物質(zhì)的實(shí)例，可以提及細(xì)砂。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中待處理的土壤物質(zhì)中顆粒的平均粒徑大于Imm。該微原纖化的纖維素可以由任何植物原料形成，例如木基原料，如硬木原料或者軟木原料、或者其他含纖維素的植物原料。植物原料可以包括例如農(nóng)業(yè)廢棄物、干草、秸桿、樹皮、穎果、果皮、花丼、蔬菜、棉花、玉米、小麥、燕麥、黑麥、大麥、稻、亞麻、大麻、蕉麻、劍麻、洋麻、黃麻、苧麻、蔗渣、竹子或者蘆葦或者其不同的組合。另外，微原纖化的纖維素的原料可以從某種產(chǎn)生纖維素的 微生物中分離出來，例如醋桿菌屬、土壤桿菌屬、根瘤菌屬、假單胞菌屬或者產(chǎn)堿桿菌屬，優(yōu)選醋桿菌屬并且最優(yōu)選木醋桿菌(Acetobacter xyIinum)種或者巴斯德醋桿菌(Acetobacter pasteurianus)種。在本文中微原纖化的纖維素意指從上述原料中分離的纖維素微原纖或者纖維素微原纖束。通常微原纖的長(zhǎng)徑比很高；微原纖的長(zhǎng)度可以大于I微米并且數(shù)均直徑通常小于200nm。微原纖束的直徑可以較大但是通常小于I U m。最小的微原纖類似于所謂的基本原纖維，其直徑一般為2-12nm。微原纖或者微原纖束的纖維結(jié)構(gòu)和尺寸取決于原料和破碎方法。微原纖化的纖維素還可以包括半纖維素，其含量取決于使用的原料?？梢詫⑽⒃w化的纖維素從上述含有纖維素的原料中分離，利用適用于該目的的裝置，例如研磨機(jī)、粉碎機(jī)、均化器、流化器、微流化器或者宏觀流化器和/或超聲波破碎機(jī)。還可以通過使用微生物發(fā)酵的過程中直接獲得微原纖化的纖維素，例如，從醋桿菌屬、土壤桿菌屬、根瘤菌屬、假單胞菌屬或者產(chǎn)堿桿菌屬，優(yōu)選醋桿菌屬并且最優(yōu)選木醋桿菌種或者巴斯德醋桿菌種。微原纖化的纖維素的原纖是相對(duì)于直徑很長(zhǎng)的平行纖維。微原纖化的纖維素具有大的比表面積。因此，微原纖化的纖維素能夠形成很多結(jié)合并且與很多顆粒相結(jié)合。此外，微原纖化的纖維素具有良好的強(qiáng)度特性。在一個(gè)實(shí)施方式中，微原纖化的纖維素可以是通過任意化學(xué)或物理改性的由微原纖或者微原纖束構(gòu)成的纖維素的衍生物。該化學(xué)改性可以基于例如對(duì)纖維素分子的羧甲基化、氧化、酯化或者醚化反應(yīng)。改性還可以通過陽離子、陰離子或非離子材料或其組合對(duì)纖維素的表面的物理吸附進(jìn)行。改性可以在微原纖化的纖維素的制造之前、過程中或者之后進(jìn)行。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，該混合組成物包括未經(jīng)化學(xué)改性的微原纖化的纖維素。在一個(gè)實(shí)施方式中陽離子改性的微原纖化的纖維素用于該混合組成物中，在這種情況下使該微原纖化的纖維素與土壤物質(zhì)的陰離子顆粒結(jié)合。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，陰離子改性的微原纖化的纖維素用于該混合組成物中。在一個(gè)實(shí)施方式中將該微原纖化的纖維素改性為適度的陰離子性。在一個(gè)實(shí)施方式中，將該含有改性為陰離子性的微原纖化的纖維素的混合組成物加入含鈣化合物，例如氧化鈣或者石膏，于是，該混合組成物能夠較好地與陰離子性土壤顆粒結(jié)合。代替添加氧化鈣或者石膏，還可以使用另外的鈣的化合物或者陽離子反離子或者陽離子性聚合物或者上述化合物的不同混合物。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，該微原纖化的纖維素不含來自利用細(xì)菌方法或利用微生物的產(chǎn)物的微原纖化的纖維素。在一個(gè)實(shí)施方式中，微原纖化的纖維素是納米纖維。納米纖維組成至少主要是納米尺寸級(jí)的原纖，其直徑小于lOOnm，但是其長(zhǎng)度可以是在微米尺寸級(jí)或者更小。另外，維纖化纖維素可以指納米原纖化的纖維素、納米纖絲纖維素、纖維素的納米纖維、納米級(jí)的原纖化的纖維素、微原纖化纖維素或者纖維素的微原纖。優(yōu)選地，本文中的微原纖化的纖維素不指所謂的纖維素的納米須。該微原纖化的纖維素可以由纖維素原材料通過本身為現(xiàn)有技術(shù)中已知的任意方法而形成。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，該含有微原纖化的纖維素的混合組成物是由干燥的和/或濃縮的纖維素原料通過原纖化而形成。在一個(gè)實(shí)施方式中，該纖維素原料是濃縮的。在一個(gè)實(shí)施方式中，該纖維素原料是干燥的。在一個(gè)實(shí)施方式中，該纖維素原料是干燥的和濃縮的。在一個(gè)實(shí)施方式中，該纖維素原料經(jīng)過化學(xué)預(yù)處理以更易于分解，即，活化，由此含微原纖化的纖維素的混合組成物由化學(xué)活化的纖維素原料形成。例如，通過N-烴氧基(例如2，2，6，6-四甲基-1-哌啶N-氧化物)間接氧化反應(yīng)提供非常不穩(wěn)定的纖維素原料，該原料能夠很容易地分裂成微原纖化的纖維素。這種類型的化學(xué)預(yù)處理例如已經(jīng)公開在專利申請(qǐng)W009/084566和J P20070340371中。通過上述化學(xué)改性例如活化提供的微原纖化的纖維素在本申請(qǐng)中標(biāo)記為“MFC-L”，以區(qū)別于未經(jīng)活化得到的微原纖化的纖維素即“MFC-N”。在一個(gè)實(shí)施方式中，根據(jù)本發(fā)明的該混合組成物以分散體的形式例如以凝膠型或者凝膠狀的形式、或者以稀釋的分散體形式存在。在一個(gè)實(shí)施方式中，該混合組成物具有非常強(qiáng)的凝膠結(jié)構(gòu)。該凝膠型結(jié)構(gòu)包括固體微原纖化的纖維素的網(wǎng)狀物，即絮狀物。通過混合和/或抽吸，該絮狀物分解并且該混合物開始流動(dòng)，由此，它例如能被噴灑。該混合組成物具有高的靜態(tài)粘度，并且在靜止?fàn)顟B(tài)下其能夠凝固。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，土壤物質(zhì)顆粒通過該混合組成物結(jié)合于土壤物質(zhì)，優(yōu)選例如以穩(wěn)定土壤物質(zhì)和控制侵蝕。通過結(jié)合土壤顆粒，防止其流散，其可以防止侵蝕和富營(yíng)養(yǎng)化。普遍地，引起富營(yíng)養(yǎng)化的磷顆粒會(huì)隨著土壤顆粒遷移入水道。當(dāng)提供的與土壤物質(zhì)接附的該混合組成物的水干燥時(shí)，土壤顆粒利用微原纖化的纖維素而結(jié)合于土壤物質(zhì)，并且例如在下雨時(shí)不溶解。在一個(gè)實(shí)施方式中，該混合組成物的微原纖化的纖維素與土壤顆粒結(jié)合在一起。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，該混合組成物散布在土壤物質(zhì)表面。在一個(gè)實(shí)施方式中，該混合組成物通過噴灑而播灑。優(yōu)選地，該混合組成物保持在土壤表面并且不流動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施方式中，該混合組成物可以噴灑在斜坡、沙漠或者其它對(duì)應(yīng)指定地上以防止風(fēng)蝕。 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，該混合組成物與土壤物質(zhì)混合。在一個(gè)實(shí)施方式中，通過該混合組成物處理土壤物質(zhì)以形成土壤物質(zhì)的表面殼層。該表面殼層的形成、其厚度和其它特性影響抗風(fēng)蝕和水蝕性。在利用該混合組成物的土壤物質(zhì)處理中，對(duì)土壤表面提供具有彈性和片狀的殼層。通過該混合組成物提供的土壤的彈性表面能夠保護(hù)土壤免受例如雨滴帶來的影響，因?yàn)樗軌蜻w移到較深的土壤中。在一個(gè)實(shí)施方式中，通過利用含有未經(jīng)化學(xué)改性的微原纖化的纖維素的混合組成物處理土壤物質(zhì)，對(duì)土壤物質(zhì)形成表面殼層。在一個(gè)實(shí)施方式中，通過利用含有經(jīng)陽離子改性的微原纖化的纖維素的混合組成物處理土壤物質(zhì)，對(duì)土壤物質(zhì)形成表面殼層。在一個(gè)實(shí)施方式中，通過含有陰離子改性的微原纖化的纖維素的混合組成物處理土壤物質(zhì)以形成土壤物質(zhì)的表面殼層。在一個(gè)實(shí)施方式中，通過利用該混合組成物處理土壤物質(zhì)，對(duì)土壤物質(zhì)形成表面殼層，該混合組成物含有改性為陰離子性的微原纖化的纖維素與選自含鈣化合物、陽離子反離子和陽離子性的聚合物及其混合物的化合物。在一個(gè)實(shí)施方式中，通過該混合組成物處理土壤物質(zhì)以形成土壤團(tuán)聚體。團(tuán)聚體的形成將土壤改性以使其更為多孔和松散。換而言之，隨著團(tuán)聚體尺寸的增長(zhǎng)，團(tuán)聚體之間的孔隙的尺寸也增長(zhǎng)。隨著孔隙體積的增長(zhǎng)，土壤上提供的水滲透通過土層并且不在土壤的表面積聚。已積聚在土壤表面上的水可能形成表面徑流，從而發(fā)展為侵蝕。特別地，該含有未經(jīng)化學(xué)改性的微原纖化的纖維素的混合組成物與被處理的土壤物質(zhì)形成團(tuán)聚體。由于團(tuán)聚體的形成，土壤也能夠更好地抵抗機(jī)械應(yīng)力例如風(fēng)的影響。在一個(gè)實(shí)施方式中，通過利用含有未經(jīng)化學(xué)改性的微原纖化的纖維素的混合組成物處理土壤物質(zhì)形成土壤團(tuán)聚體。在一個(gè)實(shí)施方式中，通過利用含有經(jīng)陽離子化學(xué)改性的微原纖化的纖維素的混合 組成物處理土壤物質(zhì)，形成土壤團(tuán)聚體。在一個(gè)實(shí)施方式中，通過利用含有改性為陰離子性的微原纖化的纖維素的混合組成物處理土壤物質(zhì)，形成土壤團(tuán)聚體。在一個(gè)實(shí)施方式中，通過混合組成物處理土壤物質(zhì)形成土壤團(tuán)聚體，該混合組成物含有改性為陰離子性的微原纖化的纖維素與選自含鈣化合物、陽離子反離子和陽離子性的聚合物及其混合組成物的化合物。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中可以調(diào)整該混合組成物中的水含量，例如通過干燥、蒸發(fā)、加入水或者通過其他合適的方式。在一個(gè)實(shí)施方式中，該微原纖化的纖維素是干燥的。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，該混合組成物中含有含量小于5wt%，在一個(gè)實(shí)施方式中小于3wt%、在一個(gè)實(shí)施方式中小于2￥丨％的微原纖化的纖維素。在一個(gè)實(shí)施方式中，在將其播灑或者混合于土壤物質(zhì)前，對(duì)混合組成物加入水。在一個(gè)實(shí)施方式中，將該混合組成物加入水例如灌溉水。在這種情況下，該灌溉水包含該混合組成物的凝膠型顆粒，與灌溉水本身相比其能夠更長(zhǎng)時(shí)間地將水與土壤物質(zhì)結(jié)
口 o在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，該混合組成物使土壤潮濕。
在一個(gè)實(shí)施方式中，該混合組成物可以含有將在處理土壤物質(zhì)中使用的所希望的添加劑。待加入到該混合組成物中的添加劑可以包括，例如，各種種子、肥料顆粒、肥料溶液及其組合。當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的該混合組成物處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，顆粒添加劑能夠在該混合組成物中形成穩(wěn)定的懸浮體。在一個(gè)實(shí)施方式中，根據(jù)本發(fā)明的混合組成物可以代替合成的親水性膠體。在一個(gè)實(shí)施方式中，該添加劑例如種子或者肥料顆粒與混合組成物被封裝到一起并且供給于土壤。在干燥中，該混合組成物釋放并且將添加劑結(jié)合于土壤。根據(jù)本發(fā)明的方法可以應(yīng)用于各種土壤處理目的的用途中。通過根據(jù)本發(fā)明的方法，能夠防止或者明顯降低由水和風(fēng)導(dǎo)致的侵蝕，可將潮濕、種子和/或適合的土壤調(diào)節(jié)劑帶給土壤并可使土壤穩(wěn)定。根據(jù)本發(fā)明的該混合組成物能夠與土壤物質(zhì)一起用作良好的基材。根據(jù)本發(fā)明的方法是土壤處理的的生態(tài)學(xué)選擇。用于根據(jù)本發(fā)明的方法的微原纖化的纖維素和混合組成物是可生物降解的。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于在微原纖化的纖維素可在土壤物質(zhì)處理中代替合成聚合物。通過本發(fā)明，可控制或降低侵蝕，使土壤物質(zhì)穩(wěn)定、調(diào)節(jié)并濕潤(rùn)。根據(jù)本發(fā)明的土壤處理方法能在無大投資下易于實(shí)施。以上所示本發(fā)明的實(shí)施方式可以相互自由組合。許多實(shí)施方式可以組合形成新的實(shí)施方式。本發(fā)明涉及的方法可以包括一種或多種的上述的本發(fā)明實(shí)施方式。
實(shí)施例參考所附的附圖通過所附實(shí)施例將對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說明。在試驗(yàn)中，考察了 用含有微原纖化的纖維素的混合組成物對(duì)土壤物質(zhì)的處理。首先，制備了含有未經(jīng)化學(xué)改性的微原纖化的纖維素的混合組成物，MFC。通過商用研磨機(jī)將由樺樹制得的硫酸鹽漿柏研磨一段時(shí)間使得纖維的尺寸降低到具有約50-200nm的直徑的尺寸等級(jí)。該混合組成物記為MFC-N。接著，制備具有經(jīng)化學(xué)改性的微原纖化的纖維素的混合組成物。在研磨之前經(jīng)過化學(xué)改性例如活化以使其容易分裂的由樺樹制得的硫酸鹽漿柏通過商用研磨機(jī)機(jī)械研磨一段時(shí)間使得纖維的尺寸降低到具有約2-50nm的直徑的尺寸等級(jí)。該混合組成物標(biāo)記為MFC-L。待考察的土壤物質(zhì)是從具有高磷水平的耕地中分離的常規(guī)粘土。土壤樣品經(jīng)過篩選到2-5mm的團(tuán)粒尺寸等級(jí)。實(shí)施例1 :干燥土壤物質(zhì)的穩(wěn)定化通過下列方式考察微原纖化的纖維素穩(wěn)定干燥土壤顆粒的能力首先，將篩選到25克的干燥土壤物質(zhì)傾斜入分析容器。將4. Oml的MFC-N或者M(jìn)FC-L水分散體、或者在對(duì)比樣品的情形中將4. Oml去離子水均勻加至干燥的泥土樣品。在MFC-N的情形中，加入作為0.05% (2mg/4ml)或者0. 10% (4mg/4ml)的分散體的微原纖化的纖維素，在MFC-L的情形中，加入作為0. 05% (2mg/4ml)的分散體的微原纖化的纖維素。因此，在土壤樣品中提供含量約0. 008%或者0. 016%的MFC。制備三種重復(fù)的樣品。被處理的土壤團(tuán)粒在+21°C下在恒溫室培養(yǎng)13-15天。培養(yǎng)之后，將每一種樣品稱量4g置于團(tuán)粒分析器的篩子(孔徑為0. 25mm)中，并且篩子中的土壤物質(zhì)在團(tuán)粒分析器(Ei jkelkamp Wet Sieving Apparatus)中運(yùn)行3分鐘的程序。在此期間,將該篩子浸入部分填充水的金屬杯中并且多次提升，結(jié)果該土壤物質(zhì)基于團(tuán)粒的硬度被分散。從金屬杯的該濾液，通過在+105°C下在熱空氣爐中以進(jìn)行空氣干燥來干燥濾液，測(cè)定固體物質(zhì)的質(zhì)量。圖1示出不同樣品中濾液的固體含量?？梢郧宄乜吹?，自培養(yǎng)之后的對(duì)比樣品中沖去的細(xì)泥土物質(zhì)顆粒明顯多于經(jīng)MFC處理的土壤樣品。添加0. 016%的MFC-N到土壤物質(zhì)中幾乎完全防止了土壤物質(zhì)被沖去。在MFC-L的情形中證實(shí)較細(xì)的磨碎的MFC-L是更有效的穩(wěn)定劑，0. 008%的添加有效地穩(wěn)定土壤。實(shí)施例2 :微原纖化的纖維素的分散體的流動(dòng)性在凝膠播種或播灑用固體肥料顆粒中，需要具有在靜止?fàn)顟B(tài)下的高粘度并且在高剪切速率下的低粘度的材料。該類型的材料提供在靜態(tài)下穩(wěn)定的種子和肥料的懸浮液的形成、以及另一方面例如在噴灑中的高的分配速度。稀釋的MFC水分散體提供上述流變性的能力在一系列測(cè)試中得到證明，所述測(cè)試中，MFC分散體的粘度使用了具有幾何葉片的旋轉(zhuǎn)流變儀(AR-G2，TA Inst ruments,UK)在大的剪切速率/應(yīng)力下進(jìn)行測(cè)定，如圖2和3所示。發(fā)現(xiàn)在低剪切速率下MFC分散體比其它用于土壤調(diào)節(jié)的聚合物具有高得多的粘度。在其中微原纖化纖維的直徑小于50nm的MFC-L樣品中靜止下的粘度水平特別高。對(duì)于MFC分散體在切力變稀開始時(shí)的應(yīng)力明顯高于與參照樣品。材料的屈服應(yīng)力越大，懸浮能力越好。當(dāng)剪切應(yīng)力超過屈服應(yīng)力后，MFC分散體的粘度驟降。圖2示出與0. 5%的聚丙烯酰胺(陽離子性，5000kDa)和羧甲基纖維素(陰離子性，250kDa)相比的作為剪切應(yīng)力的函數(shù)的0. 5% MFC分散體的粘度。圖3示出與0. 5%的聚丙烯酰胺和羧甲基纖維素的溶液相比的作為剪切速率的函數(shù)的0.5%MFC分散體的粘度。在該圖中，不同物理過程的通常剪切速率的范圍通過箭頭示出。該圖顯示出當(dāng)剪切速率超過200s—1時(shí)，MFC分散體的粘度達(dá)到了與參照材料同樣的水平。低粘度提供例如有效的噴灑性。實(shí)施例3 :微原纖化的纖維素在分散體中的懸浮件能如實(shí)施例2中所公開，稀釋的MFC分散體在低剪切速率下具有很高的粘度。在剪切例如噴灑之后，水凝膠的結(jié)構(gòu)也很快恢復(fù)。在靜止條件下，MFC形成了具有高儲(chǔ)能模量和極高屈服應(yīng)力的水凝膠結(jié)構(gòu)。這些性能提供MFC分散體在懸浮固體顆粒例如種子和肥料顆粒中的用途。通過將l-2mm或者2_3mm的沙子/砂礫顆?；旌先?.5% MFC-N或者M(jìn)FC-L分散體中證實(shí)了 MFC的懸浮性能。形成的懸浮液可穩(wěn)定很長(zhǎng)時(shí)間，如圖4所示。實(shí)施例4 :微原纖化的纖維素作為基體通過將梯牧草播種在1. 6% MFC-N或者0. 9% MFC-L形成的水凝膠體上證實(shí)了 MFC在凝膠播種中起到幫助的作用。發(fā)現(xiàn)種子粘附在MFC凝膠表面上并且健康地發(fā)芽。發(fā)芽的種子形成穿過該MFC凝膠的根系網(wǎng)。在沒有單獨(dú)施肥的情況下該草能夠正常生長(zhǎng)。不需要額外的水分，但是每隔兩天用水沖洗凝膠有利于生長(zhǎng)。實(shí)施例5 :表面殼層的形成以下列方式考察微原纖化的纖維素對(duì)土壤物質(zhì)形成彈性表面殼層的能力該實(shí)施例中，待考察的土壤物質(zhì)是粘土或者粉質(zhì)粘土。將該土壤樣品篩分為兩個(gè)尺寸等級(jí)0. 06-0. 2mm的尺寸等級(jí)和0. 2-lmm的尺寸等級(jí)。首先，稱量150g 土壤樣品于分析容器中。將纖維素分散體(未經(jīng)化學(xué)改性的)(0. 05質(zhì)量％或者0.1質(zhì)量％ )加入樣品，從而獲得45kg/ha或者90kg/ha濃度的樣品。然后在+21°C恒溫室培養(yǎng)該樣品3天。制備相應(yīng)的對(duì)比樣品。通過從土壤物質(zhì)樣品中分離75. Og的泥土考察了微原纖化的纖維素對(duì)于土壤樣品的抗風(fēng)蝕性和機(jī)械應(yīng)力的影響。還通過測(cè)定所形成的殼層厚度以能夠考察干篩法和濕篩法與殼層厚度之間的因果關(guān)系。對(duì)于干篩法，一次篩分10分鐘稱量的土壤樣品和總共篩分30分鐘(即3批/樣品)，并且每10分鐘流程后稱量接收器的重量。泥土通過篩子的量越小，泥土抗風(fēng)蝕的能力越強(qiáng)。對(duì)于濕篩法，稱量出4g 土壤樣品于0. 25mm篩子上。將篩子置于團(tuán)粒分析器中并且將具有其中稱量的IOOg去離子水的金屬圓筒置于其下。然后，將篩板降低進(jìn)入金屬圓筒的水中，并且開始團(tuán)粒分析器3分鐘的運(yùn)行。在該運(yùn)行期間，篩板上下移動(dòng)，其目的是模擬突然暴露于大雨下。該運(yùn)行之后，將篩子置于室溫下干燥并且將該金屬圓筒置于+105°C下干燥，該金屬圓筒含有分散在水中并經(jīng)過篩子的土壤物質(zhì)。水蒸發(fā)之后，稱量金屬圓筒，以該方式測(cè)定通過篩子的泥土量。通過篩子的泥土量越小，泥土越抗水蝕。表I示出測(cè)試中獲得的結(jié)果。表1.用纖維素分散體處理的土壤樣品中和對(duì)比物中的表面殼層的厚度
權(quán)利要求
1.處理土壤物質(zhì)的方法，其特征在于，通過至少包含微原纖化的纖維素和水的混合組成物處理該土壤物質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，該土壤物質(zhì)的顆粒通過該混合組成物結(jié)合于該土壤物質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，將該混合組成物播灑于該土壤物質(zhì)的表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，將該混合組成物與該土壤物質(zhì)混口 ο
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，該混合組成物含有少于5wt%的微原纖化的纖維素。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，調(diào)整該混合組成物的水含量。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，該混合組成物包含未經(jīng)化學(xué)改性的微原纖化的纖維素。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，該混合組成物包含陽離子改性的微原纖化的纖維素。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，該混合組成物包含改性為陰離子性的微原纖化的纖維素。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其特征在于，在含有改性為陰離子性的微原纖化的纖維素的該混合組成物中加入化合物，該化合物選自含鈣化合物、陽離子反離子和陽離子性的聚合物及其混合物。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10的方法，其特征在于，對(duì)含有改性為陰離子性的微原纖化的纖維素的該混合組成物加入含鈣化合物。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，含有微原纖化的纖維素的該混合組成物由干燥的和/或濃縮的纖維素原料經(jīng)原纖化而形成。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，通過該混合組成物處理該土壤物質(zhì)以形成該土壤物質(zhì)的表面殼層。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，通過該混合組成物處理土壤物質(zhì)以形成土壤團(tuán)聚體。
全文摘要
本發(fā)明涉及處理土壤物質(zhì)的方法。根據(jù)本發(fā)明，通過至少包含微原纖化的纖維素和水的混合組成物處理該土壤物質(zhì)。
文檔編號(hào)C08B17/00GK103052700SQ201180027306
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2011年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月2日
發(fā)明者A·勞卡寧, J-E·泰爾福克, L·阿拉庫(kù)庫(kù), M·薩奇亞, H·哈蒂凱寧 申請(qǐng)人:芬歐匯川公司