本发明属于肥料技术领域，具体是一种腐植酸硅复合肥及其制备方法。
背景技术：
硅肥既是肥料，为植物提供养分，又是土壤调理剂，改良土壤，提高种植效益，有明显的增产增收效果。一般土壤中硅含量丰富，但其主要以难溶解的硅酸盐形态存在，无法被植物利用。土壤中的硅有有机和无机两部分，有机物中的硅随着有机质的分解进入土壤成为植物能吸收的有效硅。硅酸钠Na2O.nSiO2为强碱弱酸盐，水解后呈弱碱性，pH值为：9～10。
腐植酸是由动植物残体经过微生物分解和转化积累产生，含有苯核、羧基、酚羟基的无定形的高分子化合物的混合物，现有技术腐植酸的施用方法有两种：一是将腐植酸直接施入土壤；二是将腐植酸加入肥料中施入土壤。这两种施用方法的缺点是：由于腐植酸在酸性和中性条件下，只有黄腐酸溶解，腐植酸中含有的黑腐酸、棕腐酸不能溶解，造成腐植酸利用率低。当环境pH值9～10时，腐植酸才可以完全溶解。
CN101550036A公开了一种全溶解水产肥料，其组成成份及其重量百分比为：磷酸一铵15～45％，腐植酸钠12～20％，硅酸钠5～12％，复合预混料8～13％，尿素30～40％。该发明水产肥料营养全面、配比均衡；其次，本发明溶解速度快，利用率高，但肥料溶解速度快也就导致无法实现缓释的效果。
CN104211479A公开了一种腐植酸活化型复混肥，由以下重量份的原料制备而成：腐植酸25-27份，氨水4-5份，氟硅酸钠5-8份，尿素24-27份，磷酸一铵10-12份，硫酸铵10-12份，硫酸钾19-22份，钙粉5-7份，油状防结剂0.15-0.3份，粉状防结剂0.3-0.45份。该发明使通过氨水和氟硅酸钠对腐植酸进行活化，来实现腐植酸的利用率。但其用到氟硅酸钠属于危险化学品中的毒害品，具有安全隐患。
因此目前还缺少一种具有较好的腐植酸利用率及长效缓释为一体的腐植酸硅肥。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明提供一种具有较好的腐植酸利用率及长效缓释为一体的腐植酸硅肥及其制备方法。
本发明提供一种腐植酸硅复合肥，按重量份计，原料组分包含腐植酸10-50份、硅酸钠5-20份、尿素330-450份。
优选地，按重量份计，还包括磷酸一铵100-350份。
优选地，所述磷酸一铵的氮含量为8％-15％，磷含量为40％-60％
优选地，按重量份计，还包括EDTA络合物1-5份。
优选地，所述EDTA络合物为EDTA-Zn、EDTA-Fe、EDTA-Cu、EDTA-Mg、EDTA-Mn和EDTA-Ca中的一种或几种。
优选地，按重量份计，还包括硼砂2-10份。
优选地，按重量份计，还包括氯化钾0-300份、硫酸钾0-480份、碳酸钙0-300份。优选地，氯化钾100-300份、硫酸钾100-480份、碳酸钙100-300份。
优选地，所述氯化钾的钾含量为58-62％；所述硫酸钾的钾含量为48-53％；所述碳酸钙的目数为200-500目。
优选地，所述尿素的氮含量为45-46.67％。
优选地，原料组分包含腐植酸、硅酸钠、尿素、磷酸一铵、EDTA络合物和硼砂，所述腐植酸、硅酸钠、尿素、磷酸一铵、EDTA络合物和硼砂的重量比为10-50：5-10：350-450：100-350:2-5：2-10。
本发明还提供一种上述任一项实施例所述腐植酸硅复合肥的制备方法，由高塔造粒制备得到。
本发明提供的腐植酸硅肥合理设置腐植酸、硅酸钠、尿素的比例，使得尿素与腐植酸之间形成腐植酸尿素络合物，能够长效缓释，同时硅酸钠又能够溶解腐植酸，提高腐植酸的利用率。
具体实施方式
下面结合和具体实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
本发明实施例提供一种腐植酸硅复合肥，按重量份计，原料组分包含腐植酸10-50份、硅酸钠5-20份、尿素330-450份。
在优选实施例中，按重量份计，腐植酸硅复合肥还包括磷酸一铵100-350份。磷酸一铵能够和尿素反应生成聚磷酸铵，
磷酸与尿素主要反应式为：
nH3PO4+(n-1)CO(NH2)2→(NH4)n+2PnO3n+1+(n-4)NH3↑+(n-1)CO2↑
反应式中聚磷酸铵通式为(NH4)n+2PnO3n+1，其中n即为聚合度。聚磷酸铵又称多聚磷酸铵或缩聚磷酸铵(简称APP)，聚磷酸铵是一种含N和P的聚磷酸盐，聚磷酸铵养分含量高，溶解性好，不易与土壤溶液中的钙、镁、铁、铝等离子反应使磷酸根失效。聚磷酸铵还具有螯合金属离子的作用，提高锌、锰等微量元素的活性。聚磷酸铵在土壤中不被植物直接吸收，而是逐步水解成正磷酸盐被植物利用，因而肥料进一步具有缓释的作用。
在优选实施例中，磷酸一铵的氮含量为8％-15％，磷含量为40％-50％。
在优选实施例中，按重量份计，腐植酸硅复合肥还包括EDTA络合物1-5份。在进一步优选实施例中，EDTA络合物为EDTA-Zn、EDTA-Fe、EDTA-Cu、EDTA-Mg、EDTA-Mn和EDTA-Ca中的一种或几种。EDTA与金属离子形成的络合物大多带电荷，因此能够溶于水中，利于植物吸收利用，EDTA络合物能够较好的融合中微量元素，使得得到的腐植酸硅复合肥含有中微量元素，对作物是生长具有较好的促进作用。本实施例的腐植酸硅复合肥，尿素与腐植酸之间形成腐植酸尿素络合物会增加复合肥的缓释效果，但硅酸钠能够溶解腐植酸，除了增加腐植酸的利用率，另一方面也会加快腐植酸的释放，导致肥效较短。若存在EDTA络合物，会进一步增强尿素与腐植酸之间形成腐植酸尿素络合物，增强使得腐植酸硅复合肥的缓释效果，延长肥效。
在优选实施例中，按重量份计，腐植酸硅复合肥还包括硼砂2-10份。硼在植物中的生理作用大致分为以下几方面：参与作物体内糖的代谢与运输；抑制酚类化合物和木质素的生物合成；促进花粉萌发和花粉管的生长；促进种子和果实的生长发育；影响细胞分裂、分化、成熟；参与植物生长素类激素的代谢；促进植物对钙的摄取。并且硼砂配合本发明的腐植酸、硅酸钠、尿素合理设置，施用在化合物后肥效较佳。
在优选实施例中，按重量份计，腐植酸硅复合肥还包括氯化钾0-300份、硫酸钾0-480份、碳酸钙0-300份。
在优选实施例中，按重量份计，氯化钾100-300份、硫酸钾100-480份、碳酸钙100-300份。
在优选实施例中，氯化钾的钾含量为58-62％；所述硫酸钾的钾含量为48-53％；碳酸钙的目数为200-500目。
在优选实施例中，尿素的氮含量为45-46.67％。
在优选实施例中，原料组分包含腐植酸、硅酸钠、尿素、磷酸一铵、EDTA络合物和硼砂，腐植酸、硅酸钠、尿素、磷酸一铵、EDTA络合物和硼砂的重量比为10-50：5-10：350-450：100-350:2-5：2-10。
本发明还提供一种腐植酸硅复合肥的制备方法，由高塔造粒制备得到。包括如下步骤：
(1)加入硅酸钠、水和腐植酸，生成腐植酸硅络合物，备用；
(2)在熔融锅中，加入尿素和腐植酸，控制温度在110℃-140℃，使之充分反应，得到熔融的料浆然流至一级混合锅中；
(3)在一级混合锅中，往熔融的料浆里加入氯化钾和/或碳酸钙，控制温度100-125℃，混合后的熔融物流至二级混合锅；
(4)在二级混合锅中加入和步骤(1)配制好的腐植酸硅络合物，控制温度90-120℃，得到熔融混合料浆；
(5)混合熔融料浆通过高塔造粒机完成造粒，得到腐植酸硅复合肥。
在优选实施例中，步骤(1)中，硅酸钠和水先配制成过饱和溶液，再向过饱和溶液中加入腐植酸，生成腐植酸硅络合物。
在优选实施例中，步骤(2)中，开启搅拌下用蒸汽间接加热熔融，使之充分反应。
在优选实施例中，第一次加入的腐植酸与第二次加入的腐植酸的重量比为1-5：1-5。
在优选实施例中，步骤(4)中通过高塔造粒机完成造粒为，通过高塔内的双轴差动造粒机完成，物料下塔后送入冷却机中。用变频器调节冷却风量，控制出料温度35℃-45℃。筛分，包膜后得到腐植酸硅复合肥。
实施例1
以下组分均按重量份计，
本实施例的腐植酸硅复合肥主要包括如下重量份物料：尿素：磷酸一铵：氯化钾：腐植酸：硅酸钠：硼砂：EDTA-Zn：碳酸钙＝380：160：290：10：5：3：2：150。
(1)在搅拌槽加入硅酸钠5份，加水3份搅拌配制成过饱和溶液，加入5份腐植酸粉(腐植酸含量为60％-70％)，搅拌30min使其充分反应，生成腐植酸硅络合物，放出备用。
(2)在熔融锅中，加入380份尿素、3份硼砂和5份腐植酸粉(腐植酸含量为60％-70％)，控制温度在132℃，开启搅拌下用蒸汽间接加热熔融使之充分反应，锅满后通过料管自然溢流至一级混合锅中；
(3)在一级混合锅中，往熔融的料浆里加入氯化钾290份，碳酸钙150份，加热搅拌，控制温度为110℃，混合后的熔融物自然溢流至二级混合锅；
(4)在二级混合锅中加入磷酸一铵160份、、步骤(1)配制好的腐植酸硅络合物、2份EDTA-Zn，进行加热搅拌，在搅拌下控制温度105℃，得到熔融混合料浆；
(5)混合熔融料浆通过高塔内的双轴差动造粒机完成造粒，物料下塔后送入冷却机中。用变频器调节冷却风量，控制出料温度45℃。筛分，包膜后得到腐植酸硅复合肥。
实施例2
以下组分均按重量份计，
(1)在搅拌槽加入硅酸钠5份，加水3份搅拌配制成过饱和溶液，加入5份腐植酸粉(腐植酸含量为60％-70％)，搅拌30min使其充分反应，生成腐植酸硅络合物，放出备用。
(2)在熔融锅中，加入380份尿素、5份硼砂和5份腐植酸粉(腐植酸含量为60％-70％)，控制温度在128℃，开启搅拌下用蒸汽间接加热熔融使之充分反应，锅满后通过料管自然溢流至一级混合锅中；
(3)在一级混合锅中，往熔融的料浆里加入硫酸钾160份，碳酸钙188份，加热搅拌，控制温度为110℃，混合后的熔融物自然溢流至二级混合锅；
(4)在二级混合锅中加入磷酸一铵250份、、步骤(1)配制好的腐植酸硅络合物、2份EDTA-Fe，进行加热搅拌，在搅拌下控制温度105℃，得到熔融混合料浆；
(5)混合熔融料浆通过高塔内的双轴差动造粒机完成造粒，物料下塔后送入冷却机中。用变频器调节冷却风量，控制出料温度45℃。筛分，包膜后得到腐植酸硅复合肥。
对比例1
以下组分均按重量份计，
(1)在熔融锅中，加入380份尿素、3份硼砂，控制温度在132℃，开启搅拌下用蒸汽间接加热熔融使之充分反应，锅满后通过料管自然溢流至一级混合锅中；
(3)在一级混合锅中，往熔融的料浆里加入氯化钾290份，碳酸钙150份，加热搅拌，控制温度为110℃，混合后的熔融物自然溢流至二级混合锅；
(4)在二级混合锅中加入磷酸一铵160份、2份EDTA-Zn，硅酸钠5份,10份腐植酸粉(腐植酸含量为60％-70％)进行加热搅拌，在搅拌下控制温度105℃，得到熔融混合料浆；
(5)混合熔融料浆通过高塔内的双轴差动造粒机完成造粒，物料下塔后送入冷却机中。用变频器调节冷却风量，控制出料温度45℃。筛分，包膜后得到对比例1复合肥。
对比例2
以下组分均按重量份计，
(1)在搅拌槽加入硅酸钠3份，加水3份搅拌配制成过饱和溶液，加入50份腐植酸粉(腐植酸含量为60％-70％)，搅拌30min使其充分反应，生成腐植酸硅络合物，放出备用。
(2)在熔融锅中，加入380份尿素、5份硼砂、50份腐植酸粉(腐植酸含量为60％-70％)，控制温度在132℃，开启搅拌下用蒸汽间接加热熔融使之充分反应，锅满后通过料管自然溢流至一级混合锅中；
(3)在一级混合锅中，往熔融的料浆里加入硫酸钾160份，碳酸钙100份，加热搅拌，控制温度为110℃，混合后的熔融物自然溢流至二级混合锅；
(4)在二级混合锅中加入磷酸一铵250份、、步骤(1)配制好的腐植酸硅络合物、2份EDTA-Fe，进行加热搅拌，在搅拌下控制温度105℃，得到熔融混合料浆；
(5)混合熔融料浆通过高塔内的双轴差动造粒机完成造粒，物料下塔后送入冷却机中。用变频器调节冷却风量，控制出料温度45℃。筛分，包膜后得到对比例,2复合肥。
效果实施例
1.肥料成分测试
将上述实施例1、实施例2和对比例1、对比例2制备得到的腐植酸硅复合肥进行氮元素、磷元素(以五氧化二磷计)、钾元素(以氧化钾计)的含量检测，结果如表1所示。
表1
2.肥效田间试验
供试作物：生菜；
试验地点：番禺区石碁镇长坦村
试验方法：试验共设5个处理，实施例1为处理1、实施例2为处理2、对比例1为处理3、对比例2为处理4、空白对照为处理5。试验面积为单行10m长，每个处理各两行。生菜种下后开始施肥，在施肥第5天进行开始进行观察，测量生菜的平均株高。在施肥17天后收获，称量生菜可食用部分的平均重量。具体数据如表2所示。
表2
由表1和表2的数据可以得到，实施例1和实施例2制备得到的腐植酸硅复合肥具有较高的氮元素、磷元素和钾元素含量。并且在施肥第17天，收获后，实施例1和实施例2得到的生菜株高相比未施用肥料的空白对照组，株高分别增加了34.6％和42.9％。实施例1和实施例2得到的生菜可食用部分重量相比未施用肥料的空白对照组，增加了39.2％和44.1％。说明本实施例1和实施例2配方和方法制备得到的腐植酸硅复合肥具有较好的肥效，对作物作用明显。
对比例1中，步骤(1)未先加入腐植酸与硅酸钠形成腐植酸硅络合物，而是在二级混合锅中加入腐植酸时加入硅酸钠。得到的腐植酸硅复合肥在田间施用时，对生菜的增效作用相对而言没有实施例1和实施例2的好，肥效相对较差。说明本发明腐植酸硅复合肥的制备方法合理，得到的腐植酸硅复合肥肥效相对较好。
对比例2中，硅酸钠、尿素、腐植酸的配比不在本发明的配比内，得到的腐植酸硅复合肥在田间施用时，对生菜的增效作用相对而言没有实施例1和实施例2的好。说明腐植酸硅复合肥的肥效不仅和复合肥的成分有关，还和硅酸钠、尿素、腐植酸三者之间的配比有关。比例不合理会导致复合肥的肥效不能完全发挥作用。尿素与腐植酸之间形成腐植酸尿素络合物，能够长效缓释，同时硅酸钠又能够溶解腐植酸，提高腐植酸的利用率。因此合理设置三者的比例才能实现提高腐植酸硅复合肥的肥效。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。