CN103058784B

CN103058784B - 一种含硅的水溶性肥料

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Publication number: CN103058784B
Application number: CN201310042943.6A
Authority: CN
Inventors: 张建国
Original assignee: Hebei Academy of Forestry Sciences
Current assignee: Hebei Academy of Forestry Sciences
Priority date: 2013-02-04
Filing date: 2013-02-04
Publication date: 2015-03-11
Anticipated expiration: 2033-02-04
Also published as: CN103058784A

Abstract

本发明涉及一种含硅的水溶性肥料，其特征为含有N、P、K、Si四种主要营养元素，N、P、K、Si四种主要营养元素由水溶性硅酸盐、缩聚磷酸钾、聚磷酸铵三类物质提供。本发明的含硅的水溶性肥料可以生产成固体肥料或液体肥料。所述的肥料有效成分高，具有明显的提高植物产量、品质和增强植物抗逆性的作用，适用于粮食作物、蔬菜、果树等。

Description

一种含硅的水溶性肥料

技术领域

本发明涉及一种含硅的水溶性肥料。

背景技术

长期以来，人们一直认为氮、磷、钾、碳、氢、氧、钙、镁、铜、铁、锌、硼、钼、硫、氯等16种元素是作物生长的必需元素。其实，除了上述16种营养元素外，植物吸收硅元素的量比吸收氮元素的量还要大，硅在植物体内构建细胞壁及在形成表皮组织中有重要作用。

早在1926年，美国加州大学农业研究人员就开始研究硅肥并肯定了硅素的肥效。1935年日本开始硅肥的研究，1954年开始生产和应用，1957年成立日本硅肥协会。日本政府于1955年就以肥料法的形式将硅肥作为一种新型肥料确定并大面积推广和使用，硅肥的大量施用给日本农业带来了高效益。

硅肥在日本、韩国、朝鲜、美国、澳大利亚、菲律宾、印度、泰国、马来西亚及我国台湾等国家与地区已被大面积推广和使用。我国70年代中期开始研究硅肥，80年代后期才实现工业化生产。近几年来，我国在河南、山东、浙江、安徽、湖北、广西、海南、河北、四川等省对喜硅作物和缺硅土壤施用硅肥。通过研究证明：硅肥有利于提高作物的光合作用和叶绿素含量，使茎叶挺直，促进有机物积累；硅肥能增加作物茎杆的机械强度，提高抗倒伏能力85%以上，令茎秆挺直，有利于密植；硅肥能提高作物对病虫害的抵抗力，减少各种病虫害的发生，作物吸收硅后，可在植物体内形成硅化细胞，使茎叶表层细胞壁加厚，角质层增加，形成一个坚固的保护层，使昆虫不易咬动，病菌难以入侵；硅肥能使作物体内通气性增强，可预防根系腐烂和早衰，对防治水稻烂根病有重要作用；硅肥能有效调节叶片气孔开闭和抑制水分蒸腾，增强作物的抗旱、抗干热风、抗寒及抗低温等抗逆能力；硅肥能增强瓜果类作物的花粉活力，在开花期施用硅肥，能显著提高成果率；硅肥能减少磷肥在土壤中的固定，活化土壤中的磷和促进根系对磷的吸收，提高磷肥的利用率。强化钙、镁的吸收和利用，能很好的调节作物对氮磷钾等不同养分的平衡吸收，被称为“植物调节性肥料”；硅肥是保健肥料，能活化有益微生物，改良土壤，矫正土壤酸度，提高土壤盐基，促进有机肥分解，抑制土壤病菌、抗重茬及减轻重金属污染；硅肥可明显改善农产品品质，有效预防裂果、缩果和畸形果，增加果实的硬度，令果形端正、着色好、口味佳，商品性好，耐储运，延长保鲜期。因此，硅肥被国际土壤界列为继氮、磷、钾之后的第四大元素肥料。

目前，我国使用的硅肥品种主要有枸溶性硅肥、水溶性硅肥两大类，枸溶性硅肥是指不溶于水而溶于酸后可以被植物吸收的硅肥，常见的多为炼钢厂的废钢渣、粉煤灰、硅矿石经高温煅烧工艺等加工而成，一般施用量较大，适合做土壤基施。我国目前使用的硅肥大多为枸溶性硅肥，这类肥料的主要缺点是含硅量低、不溶于水，不能直接被作物吸收，效果较差，同时含有部分重金属，易对土壤造成污染，影响农产品品质。例如：发明专利CN90105832.7公开了一种利用砂岩、石灰石、煤和矿化剂生产硅肥的方法；发明专利CN100500622C脱硫灰渣与钾矿石复合焙烧生产钾钙硅酸复合肥料；公开号CN101125772A公开了用含钛高炉渣制备固态硫镁铁氮硅复合肥料的方法；公开号CN101508610A公开了用磷矿粉、钾长石、煤矸石、菱镁矿粉、微量元素制造缓释长效复合肥料的方法。

水溶性硅肥是指溶于水可以被植物直接吸收的硅肥，农作物对其吸收利用率较高，一般常用作叶面喷施、冲施和滴灌，也可进行基施和追施。目前含硅的速溶性肥料还不太多，例如，一种新型水溶性液态硅酸肥料（公开号CN101823910A）公开了由硅酸钠、钼酸铵、尿素、氢氧化钾、硼酸组成的液态硅酸肥料；高效硅素化肥的生产方法（CN88104650.7）公开了由水玻璃经喷雾干燥而得到水溶性固体硅肥。这类的肥料硅元素的来源主要是硅酸钠，过多的钠离子对土壤和作物是有害的；氮磷钾硅四元肥料及其制备方法（公开号CN101805219A）公开了由硅钾肥、尿素、氯化钾、磷酸一铵、氯化铵、合成氯和硫酸生产氮磷钾硅四元肥料，由于选用的材料过多，PH值不稳定，易造成一些不溶物质的析出，有效成分含量低，包装、贮存、运输成本高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种直接溶解于水的，有效成分含量高且施用效果好，使用方便的含硅的水溶性肥料。

为了达成上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明所述含硅的水溶性肥料，包含水溶性硅酸盐、缩聚磷酸钾和聚磷酸铵；其中水溶性硅酸盐、缩聚磷酸钾和聚磷酸铵的重量份为1-100:1-100:1-100。

本发明所述含硅的水溶性肥料，其中水溶性硅酸盐至少包含以下中的一种：偏硅酸钠（Na₂SiO₃.nH2O）、正硅酸钠（Na₄SiO₄）、硅酸钾（K₂SiO₃）、硅酸钾钠（xNa₂O·yK₂O·zSiO₂）或甲基硅酸钾（C₃H₉KOSi）；其中缩聚磷酸钾盐至少包含以下中的一种：焦磷酸钾（K₄P₂O₇）、三聚磷酸钾（K₅P₃O₁₀）、四聚磷酸钾（K₆P₄O₁₃）、二聚偏磷酸钾（K₂P₂O₆）、三聚偏磷酸钾（K₃P₃O₉）、多聚偏磷酸钾[（KPO₃)_n n=4-8]或多聚磷酸钾[K_n+2P_nO_3n+1 (n>4)]；其中聚磷酸铵为聚合度小于20的水溶性聚磷酸铵[（NH₄）_(n+2)P _n O_(3n+1) n<20]。

本发明所述含硅的水溶性肥料，其中所述的水溶性硅酸盐是硅酸钾；所述的缩聚磷酸钾盐为焦磷酸钾和/或三聚磷酸钾。

本发明所述含硅的水溶性肥料，其中所述的水溶性硅酸盐、缩聚磷酸钾和聚磷酸铵的重量份为1-10:1-10:1-10。

本发明所述含硅的水溶性肥料，其中所述的水溶性硅酸盐、缩聚磷酸钾和聚磷酸铵的重量份为1-5:1-5:1-5。

本发明所述的含硅的水溶性肥料，其中所述的水溶性硅酸盐、缩聚磷酸钾和聚磷酸铵的重量份为1:3:1。

本发明所述的含硅的水溶性肥料，可以用适当的载体和表面活性剂助剂加工成目前已知的剂型，如可溶性粉剂和可溶性液剂。

本发明所述的含硅的水溶性肥料，可以施用于作物的根系、种子、枝干、叶片、果实、花朵，优选以喷洒的方式施用于植物的叶片、果实、枝干。

本发明所述的含硅的水溶性肥料，适用的作物为粮食作物、油料作物、烟叶、麻、蔬菜、花卉或果树。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

通过本发明所得的含硅的水溶性肥料，在水中可以完全溶解，水溶后可直接喷洒于农作物表面，被植物快速吸收，使用方便且可减少肥料的浪费。

通过本发明所得的含硅的水溶性肥料，选用的水溶性硅酸盐、缩聚磷酸钾和聚磷酸铵，三者的水溶液pH值相近，不易引起聚磷酸盐的水解或硅酸盐的沉淀。

通过本发明所得的含硅的水溶性肥料，选用的缩聚磷酸钾和聚磷酸铵，具有氮、磷、钾含量高的特点，可以有效地为植物补充氮、磷、钾元素。

通过本发明所得的含硅的水溶性肥料，其中缩聚磷酸钾和聚磷酸铵对金属离子具有鳌合作用，可利用其鳌合作用在液体肥料中加入微量元素，微量元素在聚磷酸盐中的溶解度远高于在正磷酸盐中的溶解度，不会产生沉淀，可以方便地以本发明的肥料为基础，配制含有微量元素的液体或固体肥料。

通过本发明所得的含硅的水溶性肥料，有效成分含量高，使用量小，可以减少、包装、贮存、运输和使用成本。

具体实施方式

本发明的实施例采用的原料全部从市场购买，硅酸盐为邢台大洋化工有限公司生产，固体硅酸钾为FR-3型粉状速溶硅酸钾，含SiO₂ 62%，含K₂O 30%；液体硅酸钾为DY-404型液体水玻璃，含SiO₂ 26%，含K₂O 16%；固体硅酸钠含Na₂O 22%,含SiO₂ 72% ；固体硅酸钾钠为钾钠比为1：1的产品，其含Na₂O 14.5% ，含K₂O 14.5% , 含SiO₂ 65% ；缩聚磷酸钾为杭州同和化工有限公司生产，焦磷酸钾（K₄P₂O₇）含量大于98%，折合含K₂O 55%，含P₂O₅ 42%；三聚磷酸钾（K₅P₃O₁₀）含量大于98%，折合含K₂O 51%，含P₂O₅ 46.5%；聚磷酸铵[（NH₄）_(n+2)P_n O_(3n+1) n<20]为四川什邡市长丰化工有限公司生产的水溶性聚磷酸铵，含量98%，折合含P₂O₅ 46%，含氮24%。

本发明的实施例1~6及10、11采用固体肥料的制作方法制造，将粉状物料分别过100目筛，按照重量份，分别称取适量物料，加入混料机中，充分搅拌、混均，然后分装待用。

本发明的实施例7~9采用液体肥料的制作方法制造，将原料分别过100目筛，按照重量份，分别称取适量物料；在反应釜中加水，然后将原料分别投入反应釜中，充分搅拌、溶解、过滤，然后分装待用。

实施例1-实施例11得到的11种产品，原料比例及SiO₂、K₂O 、P₂O₅、N 含量见表1。

表1 实施例1-实施例11产品组合及有效成分含量

本发明提供的产品组合具有有效成份含量高的特点。计算CN101805219实施例1所得的肥料，SiO₂含量为5.5%，P₂O₅的含量为19.3%，K₂O的含量为12.92%，N的含量为14.49%，有效成分含量仅为52.21%。本发明所得的固体肥料有效成份含量均可达到75%以上；其中当水溶性硅酸盐、缩聚磷酸钾、聚磷酸铵三者的重量份为1:3:1时，有效成分为88.6%，且N、P、K、Si的配比最适于植物生长，稀释1000倍后仍可显著改善作物的品质，优于其他实施例的效果。通过调整各原料之间的比例，可以方便地配制成具有不同的N、P、K、Si含量的肥料。营养元素的配比可以根据生产的需要来进行选择，在作物生长初期可以选择氮元素含量高的组合，在作物生长后期特别是果实近成熟期可以选择钾元素含量高的组合，对喜硅作物或为增强作物的抗病能力，可以选择硅元素含量高的组合。

实施例1、2、5、6、9、10的使用方法及效果

将实施例1、2、5、6、9、10所得固体和液体含硅肥料，对沙米尔樱桃进行处理，得到以下良好结果。

供试樱桃品种为沙米尔，6年生，试验分七个处理，分别将实施例1、2、5、6、9、10所得产品稀释1000倍和500倍，以清水为对照，分别在5月4日和5月18日喷洒两次，5月25日采收。每处理3株树，重复3次。

采收后测定果实可溶性固形物含量、单果重、着色情况。可溶性固形物以折光仪测定，单果重用电子天平称重，着色度以目测法。1级：果实全部着紫红色；2级：果实全部鲜红或间有紫红；3级：淡红色或间有鲜红；4级：果面着不完全淡红色，部分果面黄绿色。结果示于表2中。

表2含硅肥料对樱桃果实生长和品质的影响

从上面的结果可以看出，本发明所提供的产品，显著促进果实生长，增加了果实重量，可溶性固形物明显提高，果实着色显著改善。同时可以发现，使用该肥料后，果色发亮，耐贮性也明显改善。

实施例3、4、7、8、11的使用方法及效果

将实施例3、4、7、8、11所得固体和液体含硅肥料，对酒葡萄进行处理，得到以下良好结果。

供试葡萄品种为马斯兰，3年生，试验分六个处理，分别将实施例3、4、7、8、11所得产品稀释1000倍和500倍，以清水为对照，8月16日喷洒1次，9月6日采收。每处理3株树，重复3次。采收后测定果实可溶性固形物含量、单果重。可溶性固形物以折光仪测定，单果重用电子天平称重。

表3含硅肥料对葡萄果实生长和品质的影响

从试验结果看，本发明的产品对果实重量影响不大，可能是由于使用时间过晚导致的，但可溶性固形物的增长还是非常显著。同时发现，果实的裂果率和浆烂率也明显减轻, SiO₂含量越高，裂果率和浆烂率越低。

Claims

1.一种含硅的水溶性肥料，其特征在于包含水溶性硅酸盐、缩聚磷酸钾和聚磷酸铵；所述水溶性硅酸盐、缩聚磷酸钾和聚磷酸铵的重量份为1-100:1-100:1-100。

2.根据权利要求1所述的含硅的水溶性肥料，其特征在于所述的水溶性硅酸盐至少包含以下中的一种：偏硅酸钠、正硅酸钠、硅酸钾、硅酸钾钠或甲基硅酸钾；

所述缩聚磷酸钾至少包含以下中的一种：焦磷酸钾、三聚磷酸钾、四聚磷酸钾、二聚偏磷酸钾、三聚偏磷酸钾、多聚偏磷酸钾或多聚磷酸钾；

所述聚磷酸铵为聚合度小于20的水溶性聚磷酸铵。

3.根据权利要求2所述的含硅的水溶性肥料，其特征在于所述的水溶性硅酸盐是硅酸钾；所述的缩聚磷酸钾为焦磷酸钾和/或三聚磷酸钾。

4.根据权利要求1或3所述的含硅的水溶性肥料，其特征在于所述的水溶性硅酸盐、缩聚磷酸钾和聚磷酸铵的重量份为1-10:1-10:1-10。

5.根据权利要求4所述的含硅的水溶性肥料，其特征在于所述的水溶性硅酸盐、缩聚磷酸钾和聚磷酸铵的重量份为1-5:1-5:1-5。

6.根据权利要求5所述的含硅的水溶性肥料，其特征在于所述的水溶性硅酸盐、缩聚磷酸钾和聚磷酸铵的重量份为1:3:1。