一种有机液体硅钾肥及其制备方法与流程

文档序号:14238557阅读:764来源:国知局

本发明涉及肥料领域,尤其是涉及一种有机液体硅钾肥及其制备方法。



背景技术:

土地抽样调查检测结果表明:我国有50%-80%以上的耕地土壤缺硅,每年需要3000万~3500万吨硅肥。世界硅肥应用始于上世纪50年代初的日本,在此后20年时间里,美国、东南亚等地迅速掀起硅肥推广热潮,但硅肥在我国一直鲜为人知。

我国的硅肥研究进展缓慢,主要是因为氮磷钾肥料的推广应用比国外晚。在国内外植物营养界,早就有“中国华北地区不缺硅”的学术“定论”。但实际上从来没有人对华北土壤的有效硅含量作过系统的实验。事实上,蔡德龙带领研究人员在黄淮海地区土壤抽样后发现:中国华北土壤碱性确实较高,但有效硅含量并不高,有的地方甚至比南方一些地区还要低!黄河、淮河、长江三大河流中下游流域有效硅的含量在百万分之十以下,比世界上已经广泛使用硅肥的日本、菲律宾、韩国等国河流中有效硅含量都要低。

因此,找到一种适合我国土壤坏境的硅钾肥是一个亟待解决的技术难题。



技术实现要素:

本发明的目的在于:针对现有技术存在的问题,提供一种有机液体硅钾肥及其制备方法,解决我国目前没有适合本地土壤坏境的硅钾肥的问题。

本发明的目的通过以下技术方案来实现:

一种有机液体硅钾肥,该硅钾肥的成份和重量百分含量为:k2o:15%~18%、sio2:5%~10%、有机螯合剂10%~30%和水余量。

作为进一步的技术方案,该硅钾肥的成份和重量百分含量为:k2o:17%、sio2:7%、有机螯合剂20%和水余量。

作为进一步的技术方案,其中k元素来源于钾的无机化合物;si元素来源于硅的无机化合物;有机螯合剂来源于有机羧酸。

作为进一步的技术方案,钾的无机化合物是氢氧化钾、碳酸钾中的至少一种。

作为进一步的技术方案,硅的无机化合物是单硅酸、偏硅酸、偏硅酸钾、硅酸钾中的至少一种。

作为进一步的技术方案,有机羧酸是乙酸、乙二酸、柠檬酸、乳酸、己二酸、果糖酸、乳酸中的至少一种。

一种有机液体硅钾肥的制备方法,该方法包括:1)在常温下,将组份重量百分比为10%~30%的有机螯合剂加入反应釜中,用组份重量百分比为10%~20%的水混合,搅拌均匀,得到溶液a;2)将组份重量百分比为30%~50%的钾的无机化合物加入到a溶液中,搅拌均匀,让其反应,得到溶液b;3)将组份重量百分比为1~10%的硅的无机化合物和按组份重量百分比余量的水一同加入到b溶液中,充分搅拌,让其反应,即得到有机液体硅钾肥。

作为进一步的技术方案,步骤2)中进行反应的反应时间为40分钟。

作为进一步的技术方案,步骤3)进行反应的反应时间为120分钟。

与现有技术相比,本发明具有以下优点:

1、将作物必须的硅元素与钾元素通过羧基化合物等电位螯合成为一种有机螯合物,这种螯合物水溶性好、作物易吸收、无毒无害无残留、成本低、使用方便;

2、这种肥料中含硅量最高达到10%,含钾量最高达到20%,不仅符合国家标准也能满足农业生产的需要;

3、实现这种肥料的制备方法能耗低、工艺流程简单、无环境污染,产品质量容易控制。

具体实施方式

下面以具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

经发明人大量实验研究表明,硅具有以下作用:

1、提高作物的光合作用:硅提高水稻、大小麦、甘蔗等禾本科作物的光合效率,其机理是淀积在表皮细胞中的硅使植株挺拔,叶片与茎杆夹角变小,改善了植株的受光势,提高了植株对光的截获与利用。

2、提高根系活性:硅提高根系的活性表现在硅可使水稻根系的白根数增加,提高水稻根系的ɑ-萘胺氧化力,增强水稻根的泌氧能力,提高根的脱氢酶活性,从而减轻厌氧条件下还原性有害、有毒物质如fe2+、mn2+、h2s等对根系的危害。

3、提高抗倒伏能力:由于淀积在表皮细胞壁中的硅形成角硅双层,茎杆的机械强度增加,使植株拔,可有效地防止水稻、大小麦等作物的倒伏现象,在恶劣气候如台风袭击等情况下这种作用尤其明显。

4、增强抗病能力:硅提高作物的抗病性已是不争的事实。硅对水稻的三大病害(稻瘟病、纹枯病、白叶枯病)和胡麻叶斑病,小麦的锈病和赤霉病具有显著的抗性。硅钙肥可显著减轻水稻的螟虫、稻飞虱和大小麦的蚜虫危害,可提高黄瓜、冬瓜、甜瓜、西瓜等葫芦科物对真菌病害如霜霉病、腐霉病、白粉病的抵抗力,减轻番茄脐腐病的发病率。然而硅提高作物抗病性的机制尚未搞清楚。长期以来,人们一直认为沉积在乳突体、表皮细胞壁或受真菌侵染部位的硅对植物起着天然的"机械或物理屏障"作用,硅的积累与寄主细胞的抗病或系统抗病。

5、提高植物的抗逆能力:硅显著提高植物对生物胁迫(如上述的抗病性)和非生物胁迫(即环境胁迫,如铁、锰、铝等重金属毒害、盐害、干旱胁迫等)的抗(耐)性。

6、抑制作物的蒸腾作用,提高水分利用率:淀积在表皮细胞壁中的硅所形成的角硅又层可抑制水分蒸腾作用,有利于作物经济用水。对于发展节水农业有重要意义。

7、提高作物产量、改善品质:水稻、大小麦、玉米、甘蔗等禾本科作物,黄瓜、冬瓜、西瓜、甜瓜等胡芦科作物以及.番茄、大豆、草莓、棉花等作物对硅钙肥也有较明显的反应。甘蔗、甜菜、甜瓜施用硅钙肥后可显著提高含糖量,番茄施用硅钙肥后可提高维生素c含量。增产的机理应该是综合性的效果(促进生长、提高高光合作用,促进对养分的吸收,提高对养分的利用率。提高抗倒状、抗病性等)。

8、促进对养分的吸收,改善体内养分平衡:硅可以通过促进或抑制作物对某些必需营养元素的吸收与运输从而改善作物体内的养分不平衡状况。

由于硅具有非常多的优点,本实施例提供一种有机液体硅钾肥,该硅钾肥的成份和重量百分含量为:k2o:15%~18%、sio2:5%~10%、有机螯合剂10%~30%和水余量;其中k元素来源于钾的无机化合物;si元素来源于硅的无机化合物;有机螯合剂来源于有机羧酸。

钾的无机化合物是氢氧化钾、碳酸钾中的至少一种。硅的无机化合物是单硅酸、偏硅酸、偏硅酸钾、硅酸钾中的至少一种。有机羧酸是乙酸、乙二酸、柠檬酸、乳酸、己二酸、果糖酸、乳酸中的至少一种。

众多农作物在使用本有机液体硅钾肥后,均获得了非常显著的技术效果:

1、水稻施用硅肥的增产效果:水稻是典型的喜硅作物,对硅需求量较多,试验研究结果表明,硅对水稻生长具有相当大的作用。水稻吸硅后表现为根系发达,可使植株表皮细胞硅质化、茎秆粗壮、叶片挺举,减少遮光,光合作用增强15%-20%,抗倒伏能力提高85%左右,抗旱、抗病抗虫能力大大增强。特别是对稻瘟病、叶斑病、茎腐病、水稻白叶枯病和二化螟、钻心虫、蚜虫、稻飞虱抗性加强。同时还可预防水稻根系的腐烂和早衰,特别是对根治水稻中毒性烂根病有重要作用,一般增产幅度可达20%-30%以上。

2、小麦施用硅肥的增产效果:表现为分蘖多、群体大、根系发达、茎秆粗壮、叶片直立不披,株型挺拔,叶面积系数提高,光合作用增强,干物质积累增加,抗寒、抗旱、抗干热风等抗逆能力增强,穗空秕数减少,有效穗数和千粒重增加,成熟时秸秆清秀、不倒伏,病虫害少(小麦蚜虫、钻心虫、吸浆虫和纹枯病、白粉病、锈病等病虫害的发生率明显减少),提早成熟2-3天,一般可增产14.2-17.9%。

小麦吸硅特点为抽穗期>成熟期>拔节期>返青期。硅肥可做基肥施肥也可以在返青期做追肥,水溶性速效硅肥也可在拔节期、灌浆期进行叶面喷施。

3、玉米施用硅肥的增产效果:玉米施用硅肥后表现为玉米茎粗、叶色深绿、光合作用增强,长势好,穗大粒多、籽粒饱满,抗倒伏能力提高80%以上,并能显著增强玉米的抗病、抗虫能力(青枯病、粗缩病、叶斑病及蚜虫、玉米螟的发生率明显减少)。尤其是对减少玉米秃尖、提高结实率和千粒重的效果最为明显,增产幅度可达13.8%-25.7%。

玉米进入拔节期吸硅量和速度明显增加,到抽雄初期为吸收硅素高峰期,无论基施还是追施在玉米吸硅高峰期(抽雄初期)均能明显促进作物对氮磷钾肥的吸收,增加玉米的产量。

4、花生施用硅肥的增产效果:花生施用硅肥后光合作用增强,植株生长健壮,叶色深绿,根系发达,分枝多,抗逆性强,青枯病、叶斑病、蚜虫、棉铃虫等病虫害的发生明显减少,百仁重和百果重增加,果实饱满、空壳少。成熟期提前2-3天,增产幅度达14.7%-32.5%。

5、大豆施用硅肥的增产效果:95年河南兰考县一位民办教师在大豆上施用了硅肥,增产率在25%以上。施硅肥的大豆长势好、叶片大、结实多、病虫害少(豆荚螟危害明显减少),收获前许多农民看到后,以为施硅肥的大豆是什麽新品种。经过他再三解释,大豆是因为施用了硅肥长势好,并不是什麽大豆新品种。96年以后周围农民在大豆上都用上硅肥,获得了丰收。

6、油菜施用硅肥的增产效果:油菜施硅肥能促进生长健壮,增强光合作用和提高叶绿素含量,增粗茎基,降低分枝节位,对增强油菜抗倒伏能力有明显作用,同时增加分枝,提高油莱结角结籽率,降低阴角率,增加千粒重,增产幅度可达11.91%-14.2%,经济效益显著。

7、棉花施用硅肥的增产效果:经多点试验结果表明,施硅肥的棉花茎秆粗壮,根系发达,缓苗期缩短2-3天,新根早发,叶片肥大,现蕾早,坐蕾多而脱落少,伏棉桃增加,耐旱涝,病虫害少(蚜虫、棉铃虫和枯萎病发生率明显降低和减少),单株结铃数、单铃重可提高9.5%-12.4%,棉花平均增产率达7.64%-14.83%以上。棉花对硅肥比较敏感,在一定范围内随着硅肥使用量增加,效果表现更加明显。

8、谷子(粟)施用硅肥的增产效果:1995年河南清丰县进行了大面积的硅肥效果试验,施用硅肥的谷子长势喜人,比未施硅肥的平均增高20cm,且穗大、粒饱、不倒伏,抗旱能力强,成熟后,经单收单打施硅肥的谷子合单产4275kg/hm2,对比的折合2310kg/hm2,增产率达85%,张中山家试验,单位面积增产2325kg/hm2,增产率达到30%以上。

9、芝麻施用硅肥的增产效果:经河南省农业科学院芝麻研究中心试验结果表明,芝麻施用硅肥增产率达16.4%,施过硅肥的芝麻植株坚挺,叶片上扬不披,生长旺盛,有利于提高芝麻的光合作用,防止倒伏与早衰,同时病虫害少,芝麻的千粒重明显提高,且品质好。

10、马铃薯施用硅肥的增产效果:经郑州市蔬菜研究所试验,马铃薯(别名土豆、洋芋、山药蛋)施硅肥后,长势健壮,白粉病、黑斑病发病率低,马铃薯个大、外表光滑没有黑斑,品质好,商品率提高,一般可增产15%-20.6%以上。

11、茶叶施用硅肥的增产效果:硅是一种可以改善农作物品质的有益元素。通过四川农业大学资源环境学院试验研究结果表明:施用硅肥对茶叶品质具有显著影响,土壤施硅肥可

使茶叶中氨基酸和可溶性糖含量比对照分别提高38.66%和16.98%,而茶多酚和咖啡碱的含量分别降低15.28%和20.24%;叶面施硅则可使氨基酸和咖啡碱含量比对照分别提高33.47%和28.96%,而茶多酚和可溶性糖含量则分别降低12.39%和13.29%。

12、烟草施用硅肥的增产效果:烤烟施用硅肥后,表现为叶面积增大,叶面积指数提高,并能抑制炭疽病和气候性斑点病的侵染,促进烟叶的含钾量增加,施用硅肥具有提高烤烟产量和改善烟叶品质的作用。

13、芦苇施用硅肥的增产效果:经辽宁省芦苇科学研究所试验研究,结果表明,施硅肥可使芦苇生长速度加快,植株高度、根长、茎叶干重和根系干重有明显增加,纤维含量增加16.7%-39.8%/kg,纤维产量增加21.6%-40.6%,并可增加芦苇茎壁厚度,增强茎秆的机械强度,有效防止病虫害的侵入和抗倒伏,芦苇品质得到很大改善,增产率平均可达26.4-44.5%。

14、番茄(西红柿)施用硅肥的增产效果:经河南省科学院硅肥工程中心在番茄(西红柿)上的硅肥应用实验,结果表明,施硅肥的番茄(西红柿)增产4.25%-11.37%,并且硅肥具有提高番茄的抗病抗虫能力和改善番茄的外观品质等作用。

15、黄瓜施用硅肥的增产效果:经试验,施用过硅肥的黄瓜茎叶挺立,光合作用增强,茎粗增加,节数多,节间距缩短,含糖量明显提高,口感好。黄瓜吸收二氧化硅后能在茎叶表皮形成硅化细胞,使细胞壁加厚、抗病虫害能力强,特别是对黄瓜的霜霉病、枯萎病、叶斑病效果好。施硅肥可使结瓜期提前,黄瓜成色好,产量明显高于对照,品质得到很大改善。

16、冬瓜施用硅肥的增产效果:硅肥可使冬瓜的根系发育良好,始终保持根系的较大体积,同时提高根系呼吸率,有利于冬瓜对水分和养分的吸收利用。硅肥能明显促进冬瓜的主茎增粗,体积增大,增产率在12.1%以上。并使植株表皮细胞壁加厚,表皮毛增多、增长、变硬,显著增强冬瓜对白粉病、蚜虫等多种病虫害的抵抗能力。

17、丝瓜施用硅肥的增产效果:施用硅肥后,丝瓜秧苗健壮、叶片深绿而厚、坐果率高,前期产丝瓜多、果大肉厚。后期表现为产果期延长,丝瓜生长期病虫害比较少,枝繁叶茂,花果累累,产量提高30%以上,且品质好。

18、西瓜施用硅肥的增产效果:根据湖南省农业厅土壤肥料站试验,施硅肥的西瓜糖分增加1-1.5度,产量提高15%-35.5%。施硅肥后西瓜蔓叶生长快,叶色深绿,(枯萎病、炭疽病、蚜虫等)病虫害少,成果率高,上市早,西瓜皮薄、瓤红、甜度大、品质好。

19、莲藕施用硅肥的增产效果:1990年经河南信阳地区试验,莲藕施用硅肥效果非常好,施硅后的莲藕叶片发黑绿,无病害,长势健壮,产量提高20%以上,品质好。

20、茭白施用硅肥的增产效果:经浙江省嘉善县土肥站试验,硅肥对茭白有明显增产效果,施硅后茭白叶片有光泽,病斑少,发病率平均减轻21.2%,分蘖率高、单株重增加12%,上市早,品质好。且施硅后可增强茭白对二化螟、稻蛀茎夜蛾、胡麻斑病等病虫害的抵抗能力。

21、大白菜施用硅肥的增产效果:1995年经天津农林局土壤肥料站试验,施硅肥后大白菜叶色浓绿,长势好,干烧心及软腐病发病率下降,同时蚜虫也大大减少,增产率达30%以上。

22、大葱施用硅肥的增产效果:据1995年河南清丰县大葱上的硅肥试验表明,施硅肥的大葱长势好、大葱葱白又粗又高又挺拔,平均株高90cm,没有发生病害,增产幅度58%以上。

23、葡萄施用硅肥的增产效果:山东省嘉祥县科委大棚葡萄施硅肥的试验表明,施硅肥葡萄株高比对照增加15.7%,果穗数增多106.7%,顶端单叶鲜重、干重分别增加10.0%、12.8%,干鲜重比增加2.5%,变异系数降低,葡萄产量增加72%,甜度增加,品质提高,葡萄的霜霉病、灰霉病、白粉病、褐斑病、炭疽病等发病率明显降低,产投比为132:1,可见硅肥在葡萄上推广大有可为。

24、草莓施用硅肥的增产效果:经浙江省土壤肥料工作站试验证明,硅肥对草莓的生长发育及产量的影响很大,硅肥不仅能促进草莓的生长发育旺盛,还能使其抗病率提高39%-70%,抗蚜虫率提高18%-63%,对草莓灰霉病有较强的抵抗力,对白粉病、病毒病也有一定的抗性,且草莓果实外观好、光泽圆润,大果率增加12%-28%,平均增产可达57%,上市早,品质好。

25、硅肥对甘蔗的增产增糖作用:甘蔗是喜硅的代表性作物之一,甘蔗吸硅后细胞硅质化增加,细胞壁增厚,叶片坚挺、蔗株不易倒伏,水分蒸发减少,抗旱能力强,病虫害少,甘蔗叶斑病、蚜虫发生率减少10%-11.5%。施用硅肥后甘蔗增产率达30.5%-40.55%,糖分提高0.125%-0.2%,同时表现出减少病虫害的作用,经济效益显著,在甘蔗上是一种值得大力推广的首选肥料。

实施例2

在本实施例中,硅钾肥的成份和重量百分含量为:k2o:17%、sio2:7%、有机螯合剂20%和水余量。

其余与实施例1一致。

实施例3

在本实施例中,硅钾肥的成份和重量百分含量为:k2o:15%、sio2:5%、有机螯合剂10%和水余量。

其余与实施例1一致。

实施例4

在本实施例中,硅钾肥的成份和重量百分含量为:k2o:18%、sio2:10%、有机螯合剂30%和水余量。

其余与实施例1一致。

实施例5

本实施例提供一种有机液体硅钾肥的制备方法,该方法包括:

1)在常温下,将组份重量百分比为10%~30%的有机螯合剂加入反应釜中,用组份重量百分比为10%~20%的水混合,搅拌均匀,得到溶液a;

2)将组份重量百分比为30%~50%的钾的无机化合物加入到a溶液中,搅拌均匀,让其反应40分钟,得到溶液b;

3)将组份重量百分比为1~10%的硅的无机化合物和按组份重量百分比余量的水一同加入到b溶液中,充分搅拌,让其反应120分钟,即得到有机液体硅钾肥。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,应当指出的是,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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