本发明涉及肥料领域，更具体地说，它涉及一种高活性腐殖酸钙镁硅肥。
背景技术：
1、在传统农业生产中，腐殖酸类肥料因其改良土壤、促进作物生长的显著效果而被广泛应用。然而，现有腐殖酸硅钙镁肥料存在诸多技术缺陷，主要表现在以下几个方面：
2、1.原料来源多样性造成肥效释放不够均匀，致使作物对养分的吸收呈现不稳定性。
3、2.部分肥料成分在土壤中易于被固定，从而降低了其利用率。
4、3.生产成本的相对较高，制约了钙镁硅肥料在农业领域的广泛应用。
5、4.缺乏针对性的改良措施，导致无法满足不同作物和土壤类型对肥料的特殊需求。
6、5.生产工艺相对复杂，难以实现大规模自动化生产，进而影响生产效率。
7、6.长期使用可能会对土壤结构产生不良影响，例如土壤板结等问题。
8、7.在储存和运输过程中，钙镁硅肥料易于受潮、结块，进而影响其使用效果。
9、8.在某些特定环境条件下，肥料中的有效成分可能迅速降解，导致有效期缩短。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高活性腐殖酸钙镁硅肥。
2、本发明提供了一种高活性腐殖酸钙镁硅肥，包括如下原料：腐殖酸、钙、硅和镁。
3、本发明还提供了一种高活性腐殖酸钙镁硅肥的生产方法，包括如下步骤：
4、步骤1：采用热化学活化工艺处理腐殖酸原料，制备高活性腐殖酸产品；
5、子步骤1：利用回转式热反应器对腐殖酸原料进行热脱水处理，得到预热处理腐殖酸物料。
6、将腐殖酸原料(含腐殖酸≥70％)置于回转式热反应器中，在90-110℃的温度下加热30-45分钟，使腐殖酸中的水分含量降至5％以下，获得预热处理的腐殖酸物料。
7、回转式热反应器是一种带有旋转筒体的热处理设备，其输入为腐殖酸原料，输出为水分含量降低的预热处理腐殖酸物料。
8、子步骤2：使用碱性活化处理法对预热处理腐殖酸物料进行活化，制得初级活化腐殖酸物料；
9、在预热处理的腐殖酸物料中添加活化剂(由氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠按照质量比3:1:1配制而成)，活化剂添加量为腐殖酸物料质量的8-12％，在回转式热反应器中于120-140℃条件下反应1-2小时，获得初级活化腐殖酸物料。碱性活化处理法是通过碱性物质使腐殖酸分子中的羧基、酚羟基等官能团充分暴露并活化的化学处理方法。
10、子步骤3：采用络合增效技术处理初级活化腐殖酸物料，生产高活性腐殖酸产品；
11、向初级活化腐殖酸物料中添加络合剂(由柠檬酸、乙二胺四乙酸按照质量比4:1配制而成)，络合剂添加量为初级活化腐殖酸物料质量的3-5％，在60-80℃条件下搅拌反应45-60分钟，获得高活性腐殖酸产品。该高活性腐殖酸产品具有更多暴露的羧基和酚羟基，与金属离子的络合能力提高30-50％。络合增效技术是通过添加具有强络合能力的有机酸，提高腐殖酸与金属元素结合能力的处理方法。
12、步骤2：采用多级孔隙调控工艺加工二氧化硅原料，制备特定孔径分布的多孔硅材料。
13、子步骤1：通过球磨活化处理二氧化硅原料，制备初级活化二氧化硅粉体；
14、将工业级二氧化硅原料(sio2含量≥95％)与碱性调控剂(由碳酸钠、碳酸钾按质量比3:1配制而成)混合，碱性调控剂添加量为二氧化硅原料质量的6-8％，在球磨机中干法球磨3-4小时，获得初级活化的二氧化硅粉体。球磨机是利用研磨体的冲击和研磨作用，对物料进行粉碎和活化的设备，其输入为二氧化硅原料和碱性调控剂混合物，输出为表面活性增强的初级活化二氧化硅粉体。
15、子步骤2：利用孔隙诱导混合法处理初级活化二氧化硅粉体，制备多孔硅预混料；
16、将初级活化的二氧化硅粉体与孔隙形成剂(由微晶纤维素、聚乙二醇4000按质量比2:1配制而成)混合，孔隙形成剂添加量为初级活化的二氧化硅粉体质量的15-20％，在混合造粒机中湿法混合15-20分钟，获得造粒前的多孔硅预混料。孔隙诱导混合法是通过添加可在后续热处理过程中分解或熔出的有机物质，在材料中形成特定孔隙结构的技术方法。
17、子步骤3：采用盘式造粒技术加工多孔硅预混料，生产湿态多孔硅颗粒；
18、将造粒前的多孔硅预混料在盘式造粒机中造粒，喷水量控制在预混料质量的25-30％，转速控制在20-25rpm，倾角35-40°，造粒时间25-35分钟，获得湿态多孔硅颗粒。盘式造粒机是一种旋转圆盘状设备，利用离心力和物料自身重力使颗粒逐渐长大的设备，其输入为多孔硅预混料和水，输出为成型的湿态多孔硅颗粒。
19、子步骤4：使用热处理工艺加工湿态多孔硅颗粒，制备特定孔径分布的多孔硅材料；
20、将湿态多孔硅颗粒在隧道式干燥机中于130-150℃干燥1.5-2小时，再在回转窑中于600-700℃煅烧0.5-1小时，最后冷却至室温，获得特定孔径分布的多孔硅材料。该材料具有1-100nm范围内的多级孔道结构，比表面积达200-250m2/g，总孔容为0.8-1.2cm3/g。隧道式干燥机是一种连续输送带式干燥设备，回转窑是一种旋转筒体式高温热处理设备，两者组合使用可完成物料的干燥、煅烧和孔隙调控。
21、步骤3：应用元素负载工艺处理多孔硅材料，制备钙镁负载型多孔硅复合材料。
22、子步骤1：采用高温液相负载法处理特定孔径分布的多孔硅材料，制备初步负载的钙镁-硅复合物；
23、将步骤2获得的特定孔径分布的多孔硅材料置于负载反应釜中，加入氧化钙和硫酸镁溶液(浓度为15-20％)，液固比为3:1，在70-80℃条件下搅拌反应2-3小时，期间保持ph值在8.5-9.5之间，获得初步负载的钙镁-硅复合物。高温液相负载法是利用温度提高离子迁移速率和溶解度，促进多孔载体对目标元素吸附和固定的工艺方法，负载反应釜是一种具有温度控制和搅拌功能的反应容器。
24、子步骤2：使用微量元素强化技术处理初步负载的钙镁-硅复合物，制备多元素负载的复合物；
25、向初步负载的钙镁-硅复合物中添加功能性微量元素溶液(含硼0.5-1％、锌0.3-0.6％、锰0.2-0.4％、铁0.3-0.5％)，微量元素溶液添加量为初步负载的钙镁-硅复合物质量的5-8％，在60-70℃条件下继续搅拌反应1-1.5小时，获得多元素负载的复合物。微量元素强化技术是通过补充植物所需的微量元素，提高肥料综合功效的工艺方法。
26、子步骤3：采用真空过滤干燥工艺处理多元素负载的复合物，生产钙镁负载型多孔硅复合材料；
27、将多元素负载的复合物在真空过滤机上过滤，然后在60-80℃条件下干燥8-12小时，获得干燥的钙镁负载型多孔硅复合材料。该材料中cao含量为25-30％，mgo含量为10-15％，sio2含量为45-50％，微量元素总含量为1-2％。真空过滤干燥工艺是先通过减压过滤去除多余液相，再通过干燥去除残留水分的工艺方法。
28、步骤4：运用多层结构设计工艺组合原材料，制造层状递进式释放的营养单元。
29、子步骤1：应用均质混合技术处理高活性腐殖酸产品和钙镁负载型多孔硅复合材料，制备基础混合材料
30、将步骤1获得的高活性腐殖酸产品与步骤3获得的钙镁负载型多孔硅复合材料，按照质量比1:2混合，在双轴混合机中混合20-30分钟，获得基础混合材料。双轴混合机是一种具有两个相互啮合搅拌轴的混合设备，能够实现物料的高效均质混合，其输入为高活性腐殖酸产品和钙镁负载型多孔硅复合材料，输出为均匀的基础混合材料。
31、子步骤2：采用差异化配方制备技术加工基础混合材料，生产五种不同功能的层状材料
32、根据不同层位的养分释放要求，分别制备5种不同功能的层状配方：
33、1、采用速效成分配比技术处理基础混合材料，制备速效释放层材料；
34、将基础混合材料与速效性养分(由尿素、磷酸二氢钾按质量比3:2配制而成)按质量比4:1混合，添加4-6％的速溶性有机质(由海藻提取物、氨基酸按质量比1:1配制而成)，在混合造粒机中混合15-20分钟，获得速效释放层材料。速效成分配比技术是通过添加易溶解、快速释放的养分组分，实现短期速效养分供应的配方设计方法。
35、2、采用中效成分配比技术处理基础混合材料，制备中效释放层材料；
36、将基础混合材料与中效性养分(由硝酸铵钙、过磷酸钙按质量比1:1配制而成)按质量比3:1混合，添加3-5％的土壤改良剂(由腐植酸钠、聚天冬氨酸按质量比4:1配制而成)，在混合造粒机中混合15-20分钟，获得中效释放层材料。中效成分配比技术是通过添加溶解度适中的养分组分，实现中期稳定养分供应的配方设计方法。
37、3、直接使用基础混合材料作为平衡释放层材料；
38、采用缓效成分配比技术处理基础混合材料，制备缓效释放层材料；
39、将基础混合材料与缓效性养分(由聚合尿素、聚磷酸铵按质量比2:1配制而成)按质量比3:1混合，添加4-6％的团粒结构改良剂(由聚丙烯酰胺、壳聚糖按质量比3:2配制而成)，在混合造粒机中混合15-20分钟，获得缓效释放层材料。缓效成分配比技术是通过添加溶解度较低、释放较慢的养分组分，实现长期持续养分供应的配方设计方法。
40、4、采用长效成分配比技术处理基础混合材料，制备长效核心层材料；
41、将基础混合材料与长效性养分(由包膜控释尿素、硫包衣磷酸二铵按质量比1:1配制而成)按质量比5:2混合，添加5-8％的根系刺激剂(由水解蛋白、腐殖酸钾按质量比2:3配制而成)，在混合造粒机中混合15-20分钟，获得长效核心层材料。长效成分配比技术是通过添加包膜或特殊处理的超长效养分组分，实现超长期养分释放的配方设计方法。
42、5、使用多层挤压成型技术处理五种不同功能的层状材料，制备初始层状结构颗粒；
43、按照由内到外的顺序，依次将5种不同功能的层状材料在多层挤压造粒机中进行层状组装，控制各层的质量比为第5层:第4层:第3层:第2层:第1层＝1:1.5:2:1.5:1，挤压压力控制在15-20mpa，获得初始的层状结构颗粒。多层挤压造粒机是一种能够实现同心层状结构成型的专用设备，通过多个喂料口和挤压头，将不同功能的物料按照设定的层次结构挤压成型。
44、6、采用滚筒整形技术处理初始层状结构颗粒，生产层状递进式释放的营养单元；
45、将初始的层状结构颗粒在滚筒整形机中整形15-25分钟，控制滚筒转速为15-20rpm，获得形状规则的层状营养单元，颗粒粒径范围为3-5mm。不同层位具有不同的养分释放周期：最外层(第1层)养分释放期为0-3个月；第2层为3-6个月；第3层为6-12个月；第4层为12-24个月；最内层(第5层)为24-36个月。滚筒整形机是一种通过物料在旋转筒体中相互碰撞和摩擦，使颗粒表面光滑、形状规则的设备。
46、步骤5：采用密度强化与表面保护工艺处理层状营养单元，制造高强度腐殖酸硅钙镁肥成品
47、子步骤1：利用高压压缩技术处理层状递进式释放的营养单元，制备高密度压实颗粒；
48、将步骤4获得的层状递进式释放的营养单元置于高压压缩机中进行压实处理，压力控制在25-30mpa，处理时间30-45秒，获得高密度压实颗粒。该压实处理使颗粒密度从原来的1.2-1.4g/cm3提高到1.8-2.2g/cm3，颗粒抗压强度从原来的15-20n提高到45-55n。高压压缩机是一种能够施加高压力使物料致密化的设备，通过瞬时高压作用增加颗粒的密度和硬度。
49、子步骤2：采用硅酸盐表面硬化技术处理高密度压实颗粒，生产表面硬化的肥料颗粒；
50、将高密度压实颗粒在表面硬化装置中进行表面硬化处理，采用硅酸盐硬化剂(由硅酸钠、硫酸铝按质量比3:1配制而成)喷涂，硬化剂用量为颗粒质量的1-2％，喷涂后在90-110℃条件下热处理15-20分钟，获得表面硬化的肥料颗粒。硅酸盐表面硬化技术是通过硅酸盐类无机物在颗粒表面形成坚硬保护层的工艺方法，表面硬化装置是一种能够均匀喷涂并热处理物料表面的设备。
51、子步骤3：使用憎水性表面处理工艺加工表面硬化的肥料颗粒，制备高强度腐殖酸硅钙镁肥成品；
52、将表面硬化的肥料颗粒在抗风化处理装置中进行抗风化处理，采用憎水性处理剂(由硅烷偶联剂kh-570、蜡乳液按质量比1:4配制而成)进行表面喷涂，处理剂用量为颗粒质量的0.5-1％，喷涂后在50-70℃条件下干燥30-45分钟，获得高强度腐殖酸硅钙镁肥成品。该成品具有显著的耐水性和抗风化性能，在80％相对湿度环境下存放30天质量损失率低于0.5％。憎水性表面处理工艺是通过在颗粒表面形成憎水保护膜，防止水分和空气侵入颗粒内部的工艺方法。
53、本发明的有益效果在于：本发明提出的高活性腐殖酸钙镁硅肥在原料中添加腐殖酸大大提升了肥效利用率，使用作物达到均衡吸收。
54、充份释放土壤中没有被吸收的元素，增加土壤活性使作物充份吸收各类元素。
55、通过腐殖酸钙镁硅肥的使用，可以有效改善土壤结构，增强土壤的保水保肥能力，从而减少化肥的使用量，降低农业生产成本。
56、该肥料的开发有助于减少化肥对环境的污染，促进农业可持续发展。
57、腐殖酸钙镁硅肥的推广使用，将有助于提高作物的产量和品质，满足市场对绿色、有机农产品的需求。
58、目前我国耕地的理化现状：我国的耕地普遍酸化板结缺钙、有机质、大多数耕地土壤缺少钙元素，中微量元素缺失严重。约有80％的耕地已退化成中低产田，进入老龄化状态，生产能力不断的下降。修复土壤，进行科学合理的平衡施肥，向土壤中补充腐殖酸及中微量元素是必然的趋势。
59、本发明提出的方法制备出了具有以下技术效果和产品特性的高效肥料：
60、具有高密度(1.8-2.2g/cm3)和高强度(抗压强度45-55n)特性，能够保持颗粒完整性，适应机械化深施作业，确保肥料能被完整输送到40-60cm的深层土壤中，克服了传统肥料强度不足的问题。
61、采用五层递进式释放结构设计，实现了长达3年的养分持续供应，显著降低施肥频次和成本。各层养分释放期依次为：最外层0-3个月、第二层3-6个月、第三层6-12个月、第四层12-24个月、最内层24-36个月，能够针对不同生长阶段和不同深度根系提供精准营养供应。
62、中的腐殖酸经过热化学活化处理，活性显著提高，与钙镁硅元素形成稳定络合物，能够有效改善土壤团粒结构和阳离子交换能力，提高土壤有机质含量，优化土壤ph值至适宜范围(6.5-7.5)。
63、具有优异的土壤改良效果，能够打破犁底层，改善土壤通透性，促进深层根系发育。施用后能使深层土壤的容重降低约20％，孔隙度提高约15-20％，土壤硬度降低约50％。
64、表面经过特殊憎水处理，具有优异的耐水性和抗风化性能，存储稳定性好，不易结块，便于运输和保存。
65、综上所述，本发明中的腐殖酸硅钙镁肥生产方法，能够生产出具有高活性、高强度、多层次递进式释放结构的创新型肥料产品，该产品适用于果园等经济作物的土壤改良和养分供应，能有效解决深层土壤板结、养分不均等问题，促进作物生长，提高产量和品质。