CN101440001B - 一种液体硅肥及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种液体硅肥及其生产工艺，属于化肥技术领域。一种液体硅肥，特征：原料为可溶性硅、尿素、微量元素螯合物、黄腐酸，建立平衡复合的液态肥。工艺：1、固体硅酸钾溶解；2、微量元素的硫酸盐溶于水，加EDTA得EDTA微量元素螯合盐；冷却过滤后，加入硼酸、钼酸铵、尿素、黄腐酸；3、混配螯合即得液体硅肥。本发明：(1)利用水玻璃与黄腐酸螯合，可对其碱性起到很好的缓冲作用，并且可有效提高水玻璃中SiO3 3-的稳定性；(2)微量元素用EDTA、黄腐酸二次螯合，成为螯合态金属离子，避免了硅酸根与金属离子反应形成难溶于水的硅酸盐，影响硅素利用率。本发明以液体硅酸钾与大量元素、微量元素、有机物建立平衡的复合体系，可有效提高作物对硅素及各种营养元素的利用率。
Description
一、技术领域
本发明涉及一种液体硅肥及其生产工艺，属于化肥技术领域。
二、背景技术
硅对农作物的营养作用越来越受到世界农业科技界的重视，日本是研究硅肥最早的国家之一，现将硅元素列为农作物的必需元素，而排名于氮磷钾元素之后，成为农作物的第四大元素，尤其是喜硅作物，施用硅肥后不仅能提高产量，而且能明显改善农产品的品质，在作物生产过程中起着极其重要的作用，并且有抗病虫、抗干旱、促进根系生长发育、促进养分的有效利用。
目前，市场上常用的硅肥大多以枸溶性(相对于水溶性(速效性)而言，为缓效性物质，所含肥料成分不易被水溶失，均可被作物吸收。枸溶性肥料一般是难溶于水，但可溶于2％柠檬酸的化学肥料。)硅酸钙镁等矿物废渣为主，溶解性差，用量大，作用慢，不能被作物直接吸收。鉴于硅的化学特性，决定其绝大多数的化合物是不溶性的，虽然有少量可溶性物，亦受到种种因素所局限，至今未在农作物上直接施用，高效硅肥成功的例子，特别是作为一种液体硅肥，用于土壤追施及叶面喷洒，给予作物营养，还未见报道。多年来，如何在农业上有效地施用硅素肥料，一直是人们难以解决的问题。
中国发明专利说明书公布了一件授权专利“一种含硅叶面肥及其制备方法”，专利号为“ZL98121697.8”是由工业硅溶胶和大中量元素两部分分别包装组成。在田间使用时，甲乙两组份现配现用，达到利用硅元素及大量元素的目的，但该发明在生产使用上两次配比操作比较麻烦，同时在田间使用时，甲乙两组份混配时，硅溶胶遇到含硫酸盐、硝酸盐的中微量元素时不可避免地会有硅酸钙沉淀析出，同时硅酸根遇到这两类微肥时同样会发生SiO2沉淀析出，故在使用体系上讲，最终硅素的利用率很低，达不到使用效果。
三、发明内容
本发明的目的在于解决上述已有技术的不足，研制一种作物吸收利用率高的液体硅肥及其制备方法，以提高作物对硅肥及纯营养物质相配合溶剂的利用率，使之达到既增加产量又能增强其抗病性。
一种液体硅肥，特殊之处在于原料为可溶性硅、尿素、微量元素螯合物、黄腐酸，建立平衡复合的液态肥；按照重量配比：可溶性硅15-25％，微量元素螯合盐6-12％，尿素10-15％，黄腐酸10-15％，余量为水；
所述可溶性硅是指能溶于水的硅酸盐，如硅酸钾或硅酸钠，而其它硅酸盐如硅酸钙、硅酸镁等不溶于水。可溶性硅为液体硅酸钾或硅酸钠，模数(M)3.19-3.31，Be″(波美度)40-50°；
螯合物(旧称内络盐)是由中心离子和多齿配体结合而成的具有环状结构的配合物。在螯合物的结构中，一定有一个或多个多齿配体提供多对电子与中心体形成配位键。“螯”指螃蟹的大钳，此名称比喻多齿配体像螃蟹一样用两只大钳紧紧夹住中心体。螯合物通常比一般配合物要稳定，其结构中经常具有的五或六元环结构更增强了稳定性。正因为这样，螯合物的稳定常数都非常高，使用螯合物还可以掩蔽金属离子。可形成螯合物的配体叫螯合剂。
所述微量元素螯合物是以EDTA(乙二胺四乙酸)为螯合剂，螯合金属元素Fe(铁)、Cu(铜)、Mg(镁)、Zn(锌)、Mn(锰)、B(硼)、Mo(钼)，EDTA与所有微量金属元素和的重量比为1.8-2.2∶1；
所述黄腐酸为生化黄腐酸，其PH(酸碱度)为5-6、BFA(黄腐酸)含量≥75％、HA(氨基酸)含量＞15％、N(氮)P(磷)K(钾)含量≥13％、不溶物含量＜5％；
所述所生产的液体硅肥，其黄腐酸含量≥8％、SiO2含量(二氧化硅)≥12％、NPK含量≥12％、Fe+Cu+Mg+Zn+B+Mo+Mn含量≥2％。
本发明一种液体硅肥的生产工艺是这样实现的：
1、将固体硅酸钾或硅酸钠加入反应釜中，加水、充入蒸汽(压力0.4Mpa、温度130-140℃)在高温高压下加水溶解，当硅酸钾或硅酸钠浓度大于30％时，过滤、冷却后，过滤液放入原料缸贮存备用；
2、将Zn、Mg、Cu、Mn、Fe的硫酸盐溶于水，加入微量金属元素总量1.8-2.2倍的EDTA，加热到90-100℃，反应1-3小时，即为EDTA微量元素螯合盐；将EDTA螯合盐溶液冷却过滤，过滤液中加入硼酸、钼酸铵、尿素、黄腐酸，充分溶解后过滤，过滤液贮存备用；
3、将上述1、2步骤中的形成物以0.8-1.2∶1比例混配螯合，即得本发明的液体硅肥。
本发明特点在于：
(1)利用固体硅酸钾与黄腐酸螯合，可对其碱性起到很好的缓冲作用，并且可有效提高水玻璃中SiO3 3-(硅酸根离子)的稳定性；
(2)微量元素用EDTA(乙二胺四乙酸)、黄腐酸二次螯合，成为螯合态金属离子，避免与硅酸根反应，如果反应，生成的不溶于水的硅酸盐会降低有效硅的利用率。
本发明的液体硅肥及其制备方法，针对部分作物需要硅肥和不便施用速效硅肥的难题，以液体硅酸钾与大量元素、微量元素、有机物建立平衡的复合体系，是一种性能稳定、肥效高的的有机液体硅肥，可有效提高作物对硅素及各种营养元素的利用率，能显著促进作物生长，增强作物的抗性，具有防止作物早衰，和促进作物丰产优质等多种功效。
四、附图说明
图1：本发明的一种液体硅肥生产工艺流程图。
五、具体实施方式
以下参照附图1，给出本发明的具体实施方式，通过实例详细说明本发明的具体细节，但不是对本发明的进一步限制。
实施例1
一种液体硅肥，其原料为可溶性硅、尿素、微量元素螯合物、黄腐酸，建立平衡复合的液态肥；按照重量配比：硅酸钾15-25％，微量元素螯合盐6-12％，尿素10-15％，黄腐酸10-15％，余量为水；
可溶性硅为液体硅酸钾、模数(M)3.19-3.31，波美度Be″为40-50°；微量元素螯合物是以EDTA(乙二胺四乙酸)为螯合剂，螯合金属元素Fe(铁)、Cu(铜)、Mg(镁)、Zn(锌)、Mn(锰)、B(硼)、Mo(钼)，EDTA与金属元素的重量比为1.8-2.2∶1；黄腐酸为生化黄腐酸，其PH(酸碱度)5-6、BFA(黄腐酸)≥75％、HA(氨基酸)＞15％、N(氮)P(磷)K(钾)≥13％、不溶物＜5％；
生产的液体硅肥，其黄腐酸≥8％、SiO2(二氧化硅)≥12％、NPK≥12％、Fe+Cu+Mg+Zn+B+Mo+Mn≥2％。
参考图1，本实施例的一种液体硅肥及其生产工艺，包括如下步骤：
1、将足量的固体硅酸钾加入反应釜中，加水、充入蒸气(压力0.4Mpa、温度130-140℃)在高温高压下溶解，当液体硅酸钾浓度大于30％时，过滤、冷却后，过滤液放入原料缸。
2、将20公斤的硫酸锌、30公斤的硫酸镁、4公斤硫酸铜、5公斤硫酸锰、20公斤硫酸亚铁溶于310公斤水，加160公斤的EDTA，加热至90-100℃，反应1-3小时，即为EDTA微量元素螯合盐；EDTA螯合盐溶液冷却过滤后过滤液中加入30公斤硼酸、1公斤钼酸钠、200公斤黄腐酸、220公斤尿素，充分搅拌螯合，即成为1000公斤溶液。
3、将1000公斤浓度38％的硅酸钾溶液与1000公斤上述生成物混合螯合即成为本发明2000公斤的液体硅肥。
实施例2
1、将15公斤硫酸锌，25公斤硫酸镁，4公斤硫酸铜，4公斤硫酸锰，15公斤硫酸亚铁，溶于250公斤水，加120公斤EDTA，在加热90-100℃，反应1-3小时，冷却过滤液中加入25公斤硼酸，2公斤钼酸铵，160公斤黄腐酸，180公斤尿素，充分搅拌螯合，即成800公斤微量元素螯合盐溶液。
2、将1200公斤浓度30％的硅酸钾溶液，与800公斤上述生成物混合螯合即成为本发明2000公斤的液体硅肥。
实施例3
1、将25公斤硫酸锌，40公斤硫酸镁，5公斤硫酸铜，8公斤硫酸锰，30公斤硫酸亚铁，溶于376公斤水，加210公斤EDTA，在加热90-100℃，反应1-3小时，冷却过滤液中加入35公斤硼酸，1公斤钼酸铵，220公斤黄腐酸，250公斤尿素，充分搅拌螯合，即成1200公斤微量元素螯合盐溶液。
2、将800公斤浓度44％的硅酸钾溶液，与1200公斤上述生成物混合螯合即成为本发明2000公斤的液体硅肥。
以上实施例的液体硅肥及其制备方法，针对部分作物需要硅肥和不便施用速效硅肥的难题，以液体硅酸钾与大量元素、微量元素、有机物建立平衡的复合体系，是一种性能稳定、肥效高的的有机液体硅肥，可有效提高作物对硅素及各种营养元素的利用率。能够促进作物根系发育，增加吸收营养根数量，一般比对照增加30-40％，根系不但是吸收营养的器官，还是细胞分裂素的合成部分，由于吸收根的增加，能促使地上部分的叶、花、果的生长发育优势，提高光合作用强度，促进果实发育充分，果实含糖量高，着色好，提早成熟，提高产量达20-30％，同时树势健壮，提高其抗逆性，现将田间试验举例如下：
田间试验实例1(在苹果上的应用试验)
供试品种为红富士，树龄15年，密度为40株/666.7m2，树势中庸偏弱。试验设2个处理，处理1为本发明液体硅肥，处理2为施用等价的16-8-16复混肥，每个处理1株树，重复5次，液体硅肥分别于4月2日开6-8条放射沟，沟长1-1.5m，深20cm，稀释50倍后施于沟内，每株施稀释液7.5公斤，4月20日花前叶面喷施600倍液，谢花后到套袋前幼果膨大期，结合打药，叶面喷3次600倍液，复混肥于4月2日一次施用，其它管理完全一致。
1对苹果生长的影响
据调查，施用液体硅肥能够促进苹果叶片发育。叶面积、百叶鲜重、百叶干重，叶片厚度都有明显增加，尤其是叶片厚度和叶片鲜、干重，分别比对照增加29.6％，34.5％，29.4％，经t分析均达到极显著水平；叶面积比对照增加12.3％，经t检验达到显著水平。外围延伸枝长度比对照增加了42.3％，达极显著水平(表1)。同时，短果枝数增加了67.6％，达极显著水平。表1 液体硅肥对苹果营养生长的影响
| 处理 | 短果枝数(个) | 新梢长度(cm) | 叶面积(cm2) | 百叶鲜重(g) | 百叶干重(g) | 叶片厚(mm) |
| 液体硅肥 | 37** | 171** | 25.6* | 52.6** | 28.2** | 0.385** |
| 化肥 | 26 | 102 | 22.8 | 39.1 | 21.8 | 0.297 |
| 增减(±) | 11 | 69 | 2.8 | 13.5 | 6.4 | 0.088 |
注：*表示达显著水平，**表示达极显著水平。
2对苹果产量的影响
根据实收产量，施用液体硅肥的苹果当年平均株立量为123.7公斤，比施用等价复混肥的100.7公斤增加23公斤，增加了22.8％，经t检验达到极显著水平。产量增加的主要原因是苹果单果重明显增加，施用液体硅肥的平均单果重为249.6克，比施用复混肥的200克增加49.6克，增加了24.8％，经t检验达到极显著水平。
3对苹果品质的影响
据调查，苹果施用液体硅肥对果实可溶性固形物增加有一定效果。果实可溶性固形物含量为14.0％，比对照12.8％增加了1.2个百分点，经t检验达到显著水平。而对红富士苹果果形指数、果实硬度基本无影响(表2)。
表2 液体硅肥对苹果产量及品质的影响
| 处理 | 平均株产量(kg) | 平均单果重(g) | 果形指数 | 可溶性固形物(％) | 果实硬度(kg/cm2) |
| 液体硅肥 | 123.7** | 249.6** | 0.91 | 14.0* | 8.55 |
| 化肥 | 100.7 | 200.0 | 0.90 | 12.8 | 8.54 |
| 增减(±) | 23 | 49.6 | 0.01 | 1.2 | 0.01 |
此外试验还观察到，施用液体硅肥的苹果套袋前幼果开始褪绿，为乳白色，而对照为青绿色。摘袋后苹果着色较对照早2-3天，内外膛上色快，表光好。同时，施用液体硅肥的果树，较对照新根增加15.6％根长增加25.3％，根腐病下降42.7％，病害发病率下降59-75％
田间试验2(在番茄上的应用试验)
采用本发明液体硅肥与磷酸二氢钾的对比试验，小区面积66m2，随机区组设计，4次重复，液体硅肥与磷酸二氢钾，均按1∶600倍稀释，7天叶面喷洒一次，地下均按亩10公斤，随水在苗期和盛果期各冲施一次，采收期调查结果
液体硅肥对番茄的增产效果
| 处理 | 株高(cm) | 百叶干重(g) | 座果数(个/hm2) | 产量(kg/hm2) |
| 液体硅肥 | 163 | 141 | 147778 | 17800 |
| 磷酸二氢钾 | 148 | 109 | 118944 | 14877.8 |
| 增减(％) | 10 | 29 | 24.12 | 17.64 |
同时调查发现，施用液体硅肥的番茄较对照抗灰霉病，叶霉病；抗白粉虱能力强；叶片直立，通风透光好，根系发达，较对照增加36.7％；抗脐腐病能力强，果面表光好，成熟度整齐。
通过三年来对各种作物多点的试验证明，它的增产幅度一般范围是：水稻20-30％，小麦15-20％，辣椒20-35％，花生15-20％，草莓25-30，苹果15-25％，番茄15-25％。本发明产品不仅能使作物提高产量、增加品质，同时由于作物吸收硅元素之后，在作物体内形成硅化细胞，使作物各个部位表层细胞壁加厚，角质层增加，从而增强了化物对病虫害的抵抗能力，对防止作物根系早衰和腐烂，特别是对果树早期落叶病，根腐病，白粉病，果锈病及蚜虫、飞虱等病虫害具有明显抵抗能力，同时作物中的硅化细胞能够调节叶面及果实表面气孔开闭及水分蒸腾，增强作物抗旱、抗干热风、抗寒能力，提高了果实的耐贮性。
Claims (3)
1.一种液体硅肥，其特征在于其原料为可溶性硅、尿素、微量元素螯合物、黄腐酸，按照重量配比：可溶性硅15-25％，微量元素螯合盐6-12％，尿素10-15％，黄腐酸10-15％，余量为水；
上述可溶性硅为液体硅酸钾或硅酸钠，模数为3.19-3.31，Be″为40-50°；
微量元素螯合物是以乙二胺四乙酸为螯合剂，螯合金属元素Fe、Cu、Mg、Zn、Mn、B、Mo，乙二胺四乙酸与金属元素的重量比为1.8-2.2∶1；
生产的液体硅肥，其黄腐酸含量≥8％、SiO2含量≥12％、NPK含量≥12％、Fe+Cu+Mg+Zn+B+Mo+Mn含量≥2％。
2.根据权利要求1所述一种液体硅肥，其特征在于所述黄腐酸为生化黄腐酸，其PH值为5-6、BFA≥75％、HA＞15％、NPK≥13％、不溶物＜5％。
3.权利要求1或2所述的一种液体硅肥的生产工艺，其特征在于包括如下步骤
(1)、将固体硅酸钾或硅酸钠加入反应釜中，加水、充入压力0.4Mpa、温度130-140℃的蒸汽溶解，当硅酸钾或硅酸钠浓度大于30％时，过滤、冷却，冷却液放入原料缸贮存备用；
(2)、将Zn、Mg、Cu、Mn、Fe的硫酸盐溶于水，加入微量金属元素总量1.8-2.2倍的乙二胺四乙酸，加热到90-100℃，反应1-3小时，即为乙二胺四乙酸微量元素螯合盐；将乙二胺四乙酸螯合盐溶液冷却过滤后，过滤液中加入硼酸、钼酸铵、尿素、黄腐酸，充分溶解后过滤，过滤液贮存备用；
(3)、将上述步骤(1)、(2)形成物以0.8-1.2∶1比例混配螯合，即得液体硅肥。
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