本发明涉及肥料技术领域，尤其涉及一种有机矿化固体水溶性硅肥及其制备方法。
背景技术：
硅是作物生长所必需的营养元素之一，硅不足时，植株表皮细胞硅质化程度低，病菌易侵入，植株抗病虫能力弱。我国土壤缺硅比较普遍，大约有2亿亩，黄河、淮海及辽东半岛地区约有一半的土壤缺硅。随着农作物的不断吸收，土壤中的有效硅继续减少，缺硅区域正在逐渐扩大，一般认为，北方土壤有效硅(折合二氧化硅)含量若小于300毫克/千克即为缺硅。此时在缺硅土壤上正确施用硅肥，可能使各种作物产量大幅增加，有数据显示，平均可使水稻增产10-26％，小麦增产10-15％，花生增产15-25％，棉花增产10-15％，水果、蔬菜增产幅度更大。
但是目前硅肥的开发过程中还存在以下挑战：一是由于气候、水源、土质、病虫害等各种因素的影响，人工投放到地里的硅肥并不一定能完全被作物所吸收，而且硅肥水溶性差，植物吸收率更低；二是作物的生长过程中免不了受到病虫的侵害，将硅肥投放到土壤中仍然需要同时施用农药，但是传统农药普遍存在“有毒”的副作用效应；三是目前极端性气候常态化，自然灾害越来越频繁，存在如干热风、干旱、洪涝、高温低温等各种逆境对农作物的侵袭，农作物的抗灾效能需要满足更高要求。
技术实现要素：
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种有机矿化固体水溶性硅肥及其制备方法，所述硅肥植物吸收率高，不仅能使各种作物大幅增产，而且能够完全避免使用传统农药成分却仍能起到防治病害的作用，同时增强植物抗灾、抗逆性能。
本发明提出的一种有机矿化固体水溶性硅肥，其原料按重量份包括：硅酸钠水溶液90-120份，尿素30-40份，磷酸氢二钠10-20份，磷酸二氢钾5-15份，磷酸氢二铵10-15份，硝酸钾15-25份，腐植酸20-30份，kom2-6份，硫酸铜0.5-1.5份，钼酸铵0.1-0.5份，硼酸2-4份，硫酸锰1-3份，硫酸锌3-5份，硫酸镁2-5份，硫酸亚铁0.5-2份，柠檬酸2-4份，edta-二钠6-10份，葡萄糖酸钠1-3份，氢氧化钾12-18份，消泡剂0.1-1份，水700-1000份。
优选地，所述硅酸钠水溶液中硅素含量按二氧化硅计算为30-35wt％。
优选地，所述水溶性硅肥中还包括生物杀菌剂，所述生物杀菌剂通过将包括苦参、青蒿、苦谏皮、葛根、黄芪、连翘、金银花、五倍子、芦根的植物提取液与海沸石、麦饭石、聚谷氨酸混匀制得。
优选地，苦参、青蒿、苦谏皮、葛根、黄芪、连翘、金银花、五倍子、芦根的重量配比为10-15:8-12:3-7:2-5:1-3:6-10:2-5:2-5:4-8。
优选地，所述植物提取液是通过将苦参、青蒿、苦谏皮、葛根、黄芪、连翘、金银花、五倍子、芦根加其总重量8-10倍的水煎煮3-5次，合并滤液后浓缩至原液的10-15wt％获得。
本发明还提出了上述有机矿化固体水溶性硅肥的制备方法的制备方法，包括如下步骤：
s1、将磷酸氢二钠加入到硅酸钠水溶液中搅拌溶解得到溶液a；
s2、将腐植酸、氢氧化钾、消泡剂、磷酸二氢钾、磷酸氢二铵、尿素、硝酸钾依次加入到水中，搅拌均匀得到溶液b；
s3、将柠檬酸、氢氧化钾、edta-二钠、kom、硫酸铜、钼酸铵、葡萄糖酸钠、硼酸、硫酸锰、硫酸亚铁、硫酸锌、硫酸镁依次加入到水中搅拌均匀得到溶液c；
s4、将溶液c在搅拌条件下加入溶液b中混匀得到溶液d，再在搅拌条件下将溶液a加入到溶液d中搅拌均匀，送入造粒机中造粒，280-350℃下烘烤30-40min后过筛，得到所述有机矿化固体水溶性硅肥。
优选地，s2、s3中水的用量分别为配方水用量的80-90％、10-20％。
优选地，s2、s3中氢氧化钾的用量分别为配方氢氧化钾用量的80-85％、15-20％。
本发明中提出的一种有机矿化固体水溶性硅肥中，添加的硅酸钠水溶液、磷酸氢二钠、磷酸二氢钾、磷酸氢二铵、kom、edta-二钠等具有极好的水溶性，且相互之间可以协同、络合、共溶，所得硅肥中可溶性二氧化硅的含量高，植物吸收率高，很小施肥量即可克服作物中硅元素缺乏症，从而发挥硅肥抗倒伏、抗病虫害、抗逆的作用，并且能促进光合作用，促进根系生长发育和养分吸收利用，进而改良作物品质、改良土壤。
此外，本发明水溶肥中还添加了腐植酸、kom等的有机物，这些有机物不仅可以对水溶肥中的元素氮、磷、钾、铜、铁、钼、锰、镁等进行有效的有机矿化作用，而且在使用过程中激活了土壤活力，促进土壤循环，提高肥效，补偿缺素，协调营养平衡，改善根际循环，继而减少化肥对土壤的污染和对微生物的压力。腐殖酸等有机物还可以和kom形成复配，既可以供给作物养分又可以调节植物生理功能，提高作物抗性，从而明显增强农作物的抗倒伏、抗早衰、抗干旱、抗干热风、抗高温低温等抗逆性能。相对一般肥，本发明水溶肥中氮磷钾的用量大大较少，减轻了化肥污染，并且由于本发明在提供营养的同时，还能刺激作物本身增强防御性能，预防一些病害的发生，因此本发明产品药肥同源，使用后使农作物病轻虫少，能减少施药量和用药次数，虽有农药效果，但又不存在农药副作用。
本发明所述硅肥中还可以包含生物杀菌剂，由于硅肥本身能使植株表皮细胞硅质化程度提高，病菌不易侵入，当加入生物杀菌剂作为外部药剂具有协同增效防治病害的作用。具体来说，硅元素能使植株表皮细胞硅质化程度提高，病菌不易侵入，能显著提高水稻对三大病害(稻瘟病、纹枯病、白叶枯病)和胡麻对叶斑病，小麦对锈病和赤霉病的抗性，还可显著减轻作物虫害。所述生物杀菌剂通过将包括苦参、青蒿、苦谏皮、葛根、黄芪、连翘、金银花、五倍子、芦根的植物提取液与海沸石、麦饭石、聚谷氨酸混匀制得，葛根、黄芪、苦参、洋金花、金银花、五倍子、青蒿和芦根中，葛根、黄芪包含多糖和近20种的氨基酸和微量元素硒，具有很好的营养水稻基体和免疫促进的作用；苦参、青蒿、苦谏皮、葛根、黄芪、连翘、金银花、五倍子、芦根、连翘、金银花、五倍子、芦根中则含有大量多种杀菌成分能够有效杀灭或抑制水稻过程中的病毒和霉菌，减轻水稻病害、增强种子抗病能力；海沸石、麦饭石的多孔结构具有强大的吸附能力，不仅可以对上述具有杀菌作用的植物提取成分进行有效吸附并保护，同时还能对一些细菌和病菌具有一定的杀灭作用。即本发明中添加的生物杀菌剂可以对作物起保护作用和品质改良作用，并且提高植物的抵抗病害的能力，同时由于其原料为纯天然植物，无毒副作用。因此本发明硅肥能够完全避免使用传统农药成分却仍能起到防治病害的作用。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种有机矿化固体水溶性硅肥，其原料按重量份包括：硅酸钠水溶液90份，尿素40份，磷酸氢二钠10份，磷酸二氢钾15份，磷酸氢二铵10份，硝酸钾25份，腐植酸20份，kom6份，硫酸铜0.5份，钼酸铵0.5份，硼酸2份，硫酸锰3份，硫酸锌3份，硫酸镁5份，硫酸亚铁0.5份，柠檬酸4份，edta-二钠6份，葡萄糖酸钠3份，氢氧化钾12份，消泡剂1份，水700份；所述硅酸钠水溶液中硅素含量按二氧化硅计算为35wt％。
上述有机矿化固体水溶性硅肥的制备方法，包括如下步骤：
s1、按重量份将10份磷酸氢二钠加入到90份硅酸钠水溶液中搅拌溶解得到溶液a；
s2、按重量份将20份腐植酸、9.6份氢氧化钾、1份消泡剂、15份磷酸二氢钾、10份磷酸氢二铵、40份尿素、25份硝酸钾依次加入到560份水中，搅拌均匀得到溶液b；
s3、按重量份将4份柠檬酸、2.4份氢氧化钾、6份edta-二钠、6份kom、0.5份硫酸铜、0.5份钼酸铵、3份葡萄糖酸钠、2份硼酸、3份硫酸锰、0.5份硫酸亚铁、3份硫酸锌、5份硫酸镁依次加入到140份水中搅拌均匀得到溶液c；
s4、将溶液c在搅拌条件下加入溶液b中混匀得到溶液d，再在搅拌条件下将溶液a加入到溶液d中搅拌均匀，送入造粒机中造粒，280℃下烘烤40min后过筛，得到所述有机矿化固体水溶性硅肥。
实施例2
一种有机矿化固体水溶性硅肥，其原料按重量份包括：硅酸钠水溶液120份，尿素30份，磷酸氢二钠20份，磷酸二氢钾5份，磷酸氢二铵15份，硝酸钾15份，腐植酸30份，kom2份，硫酸铜1.5份，钼酸铵0.1份，硼酸4份，硫酸锰1份，硫酸锌5份，硫酸镁2份，硫酸亚铁2份，柠檬酸2份，edta-二钠10份，葡萄糖酸钠1份，氢氧化钾18份，消泡剂0.1份，水1000份，生物杀菌剂1份；所述硅酸钠水溶液中硅素含量按二氧化硅计算为30wt％；
所述生物杀菌剂通过将苦参、青蒿、苦谏皮、葛根、黄芪、连翘、金银花、五倍子、芦根加其总重量8倍的水煎煮5次，合并滤液后浓缩至原液的10wt％获得植物提取液，将植物提取液与海沸石、麦饭石、聚谷氨酸混匀制得；苦参、青蒿、苦谏皮、葛根、黄芪、连翘、金银花、五倍子、芦根的重量配比为10:12:3:5:1:10:2:5:4；植物提取液、海沸石、麦饭石、聚谷氨酸的重量配比为3:4:1:2。
上述有机矿化固体水溶性硅肥的制备方法，包括如下步骤：
s1、按重量份将20份磷酸氢二钠加入到120份硅酸钠水溶液中搅拌溶解得到溶液a；
s2、按重量份将30份腐植酸、15.3份氢氧化钾、0.1份消泡剂、5份磷酸二氢钾、15份磷酸氢二铵、30份尿素、15份硝酸钾依次加入到900份水中，搅拌均匀得到溶液b；
s3、按重量份将2份柠檬酸、2.7份氢氧化钾、10份edta-二钠、2份kom、1.5份硫酸铜、0.1份钼酸铵、1份葡萄糖酸钠、4份硼酸、1份硫酸锰、2份硫酸亚铁、5份硫酸锌、2份硫酸镁、1份生物杀菌剂依次加入到100份水中搅拌均匀得到溶液c；
s4、将溶液c在搅拌条件下加入溶液b中混匀得到溶液d，再在搅拌条件下将溶液a加入到溶液d中搅拌均匀，送入造粒机中造粒，350℃下烘烤30min后过筛，得到所述有机矿化固体水溶性硅肥。
实施例3
一种有机矿化固体水溶性硅肥，其原料按重量份包括：硅酸钠水溶液105份，尿素35份，磷酸氢二钠15份，磷酸二氢钾10份，磷酸氢二铵12份，硝酸钾20份，腐植酸25份，kom4份，硫酸铜1份，钼酸铵0.3份，硼酸3份，硫酸锰2份，硫酸锌4份，硫酸镁3份，硫酸亚铁1.2份，柠檬酸3份，edta-二钠8份，葡萄糖酸钠2份，氢氧化钾15份，消泡剂0.5份，水850份，生物杀菌剂5份；所述硅酸钠水溶液中硅素含量按二氧化硅计算为33wt％；
所述生物杀菌剂通过将苦参、青蒿、苦谏皮、葛根、黄芪、连翘、金银花、五倍子、芦根加其总重量10倍的水煎煮3次，合并滤液后浓缩至原液的15wt％获得植物提取液，将植物提取液与海沸石、麦饭石、聚谷氨酸混匀制得；苦参、青蒿、苦谏皮、葛根、黄芪、连翘、金银花、五倍子、芦根的重量配比为15:8:7:2:3:6:5:2:8；植物提取液、海沸石、麦饭石、聚谷氨酸的重量配比为4:3:2:1。
上述有机矿化固体水溶性硅肥的制备方法，包括如下步骤：
s1、按重量份将15份磷酸氢二钠加入到105份硅酸钠水溶液中搅拌溶解得到溶液a；
s2、按重量份将25份腐植酸、12.3份氢氧化钾、0.5份消泡剂、10份磷酸二氢钾、12份磷酸氢二铵、35份尿素、20份硝酸钾依次加入到720份水中，搅拌均匀得到溶液b；
s3、按重量份将3份柠檬酸、2.7份氢氧化钾、8份edta-二钠、4份kom、1份硫酸铜、0.3份钼酸铵、2份葡萄糖酸钠、3份硼酸、2份硫酸锰、1.2份硫酸亚铁、4份硫酸锌、3份硫酸镁、5份生物杀菌剂依次加入到130份水中搅拌均匀得到溶液c；
s4、将溶液c在搅拌条件下加入溶液b中混匀得到溶液d，再在搅拌条件下将溶液a加入到溶液d中搅拌均匀，送入造粒机中造粒，310℃下烘烤35min后过筛，得到所述有机矿化固体水溶性硅肥。
实施例4
一种有机矿化固体水溶性硅肥，其原料按重量份包括：硅酸钠水溶液100份，尿素34份，磷酸氢二钠15份，磷酸二氢钾10份，磷酸氢二铵13份，硝酸钾19份，腐植酸28份，kom3.2份，硫酸铜0.6份，钼酸铵0.5份，硼酸2.5份，硫酸锰1份，硫酸锌3份，硫酸镁5份，硫酸亚铁0.8份，柠檬酸2.6份，edta-二钠6份，葡萄糖酸钠1.8份，氢氧化钾15.2份，消泡剂0.5份，水740份，生物杀菌剂2份；所述硅酸钠水溶液中硅素含量按二氧化硅计算为30-35wt％；
所述生物杀菌剂通过将苦参、青蒿、苦谏皮、葛根、黄芪、连翘、金银花、五倍子、芦根加其总重量9倍的水煎煮4次，合并滤液后浓缩至原液的12wt％获得植物提取液，将植物提取液与海沸石、麦饭石、聚谷氨酸混匀制得；苦参、青蒿、苦谏皮、葛根、黄芪、连翘、金银花、五倍子、芦根的重量配比为12:10:5:3:2:8:3:4:6；植物提取液、海沸石、麦饭石、聚谷氨酸的重量配比为3.2:3.4:1:1.5。
上述有机矿化固体水溶性硅肥的制备方法，包括如下步骤：
s1、按重量份将15份磷酸氢二钠加入到100份硅酸钠水溶液中搅拌溶解得到溶液a；
s2、按重量份将28份腐植酸、12.6份氢氧化钾、0.5份消泡剂、10份磷酸二氢钾、13份磷酸氢二铵、34份尿素、19份硝酸钾依次加入到600份水中，搅拌均匀得到溶液b；
s3、按重量份将2.6份柠檬酸、2.6份氢氧化钾、6份edta-二钠、3.2份kom、0.6份硫酸铜、0.5份钼酸铵、1.8份葡萄糖酸钠、2.5份硼酸、1份硫酸锰、0.8份硫酸亚铁、3份硫酸锌、5份硫酸镁、2份生物杀菌剂依次加入到140份水中搅拌均匀得到溶液c；
s4、将溶液c在搅拌条件下加入溶液b中混匀得到溶液d，再在搅拌条件下将溶液a加入到溶液d中搅拌均匀，送入造粒机中造粒，300℃下烘烤30min后过筛，得到所述有机矿化固体水溶性硅肥。
本发明对水稻进行试验，生成示范报告如下：
1、实验材料
1.1试验地点：安徽省六安市北部的闫店乡、翁墩乡、洞阳村，以及东部的孙岗镇
1.2供试稻种：粳稻品种“嘉华1号”，杂交稻为晚稻品种
1.3供试肥料：实施例4中的有机矿化固体水溶性硅肥
1.4试验设计：试验设两个处理，分别用a、ck表示，a：实施例4中的有机矿化固体水溶性硅肥稀释30倍后按30ml/亩喷施，间隔20d喷施1次，连续喷施3次；ck：按30ml/亩清水喷施，间隔20d喷施1次，连续喷施3次
2、试验结果及分析：
表1两个处理下有机矿化固体水溶性硅肥对水稻产量性状的试验结果
试验结果表明，本发明的有机矿化固体水溶性硅肥对水稻产量均有不同程度的增产效果，且对杂交稻的增产效果优于粳稻。有机矿化固体水溶性硅肥通过提高水稻结实率，从而增加水稻穗粒数，实现水稻增产。水稻喷施有机矿化固体水溶性硅肥后表现出杆青籽黄、籽粒饱满、病害轻等优良性状，使用有机矿化固体水溶性硅肥是实现水稻优质增产、预防病害的有效措施。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。