CN103553745B

CN103553745B - 多元素矿物水溶硅肥的制备方法

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Publication number: CN103553745B
Application number: CN201310517563.3A
Authority: CN
Inventors: 范起元; 马菊花; 王青; 张国庆; 张文付
Original assignee: Individual
Current assignee: Fan Zhiwei
Priority date: 2013-10-29
Filing date: 2013-10-29
Publication date: 2015-05-20
Anticipated expiration: 2033-10-29
Also published as: CN103553745A

Abstract

本发明涉及一种多元素矿物水溶硅肥的制备方法，该水溶硅肥按重量份由透辉石3-5、钾长石3-5、蚯蚓粪82-85、草木灰5-7组成，包括以下步骤：将透辉石、钾长石分别用粉碎、研磨成粉末，过80目筛，过筛的粉末备用，将备用的透辉石粉、钾长石粉按组分的重量份称重后，置于搅拌机混合均匀，将混合均匀后的粉体投入熔炉锻烧，出料冷却得透辉石、钾长石水溶性多元素结晶体，再将透辉石、钾长石水溶性多元素结晶体粉碎、研磨成粉末，过筛，备用；按重量份将备用透辉石、钾长石水溶性多元素结晶体粉3-5、蚯蚓粪82-85和草木灰5-7置于搅拌机混合均匀，经造粒机造粒、烘烤机烘烤、筛分机筛分制成多元素矿物水溶硅肥。本发明可促进农作物增产、提高农作物品质、改良土壤结构、确保农作物安全食用。

Description

多元素矿物水溶硅肥的制备方法

技术领域

本发明属于农用肥料技术领域，涉及一种多元素矿物水溶硅肥，更具体地说本发明涉及天然岩石中多种元素如硅、磷、镁、钾等，促进农作物增产、提高农作物品质、改良土壤结构、确保农作物安全食用的一种多元素矿物水溶硅肥。

背景技术

长期以来，农业使用化肥来提高产量，使用化学肥料虽然能有效地提高农作物的产量，但使耕地中的营养失调，有机质含量下降，土壤板结，地下水污染，农产品品质下降，人类食用这些化肥生产出来的粮食会导致慢性中毒，有碍身体健康。因此人们希望有一种方法，改变这些不良方式来进行粮食生产。范起元及多位农业科技专家十几年来结合中国的国情，从实际出发，研究实验成功多元素矿物水溶硅肥，施用多元素矿物水溶硅肥可以增加土壤有机质的含量，促进有机物分解，活化土壤中固态磷，提高土壤肥力，降解土壤中残留的农药和有害物质，达到平衡土壤酸碱度，改善土壤质量，净化土壤环境的目的；此外，施用该多元素矿物水溶硅肥，可提高植物抗自然灾害能力和提高肥料利用率以及延长肥效期。

发明内容

本发明的目是提供一种多元素矿物水溶硅肥的制备方法，其特征在于：该多元素矿物水溶硅肥按重量份由以下原料组分组成：

透辉石 3-5

钾长石 3-5

蚯蚓粪 82-85

草木灰 5-7；

包括以下步骤：

步骤1：将透辉石、钾长石分别用粉碎机粉碎、研磨成粉末，过80目筛，过筛的粉末备用，未通过筛的颗粒重复粉碎、研磨成粉末过筛轮回，得透辉石粉、钾长石粉，备用；

步骤2：将步骤1备用的透辉石粉、钾长石粉按组分的重量份称重后，置于搅拌机混合均匀，将混合均匀后的粉体投入熔炉锻烧，锻烧温度控制在1680℃--1720℃，时间30分钟--60分钟，出料冷却得透辉石、钾长石水溶性多元素结晶体，再将透辉石、钾长石水溶性多元素结晶体粉碎、研磨成粉末，过100目筛，过筛的粉末备用，未通过筛的颗粒重复粉碎、研磨成粉末过筛轮回，得透辉石、钾长石水溶性多元素结晶体粉，备用；

步骤3：按重量份将步骤2备用透辉石、钾长石水溶性多元素结晶体粉3-5、蚯蚓粪82-85和草木灰5-7置于搅拌机混合均匀，经造粒机造粒、在200℃ -400℃温度下经烘烤机烘烤20分钟—50分钟、筛分机筛分制成多元素矿物水溶硅肥。

优选的是，一种多元素矿物水溶硅肥的制备方法，其特征在于：该多元素矿物水溶硅肥按重量份由以下原料组分组成：

透辉石 4

钾长石 4

蚯蚓粪 85

草木灰 7；

包括以下步骤：

步骤1：选含硅40%、磷20%、镁20%、钾20%的透辉石和含硅68%、钾14%的钾长石分别用粉碎机粉碎、研磨成粉末，过80目筛，过筛的粉末备用，未通过筛的颗粒重复粉碎、研磨成粉末过筛轮回，得透辉石粉、钾长石粉，备用；

步骤2：将步骤1备用的透辉石粉、钾长石粉按组分的重量份称重后，置于搅拌机混合均匀，将混合均匀后的粉体投入熔炉锻烧，锻烧温度控制在1700℃，时间60分钟，出料冷却得透辉石、钾长石水溶性多元素结晶体，再将透辉石、钾长石水溶性多元素结晶体粉碎、研磨成粉末，过100目筛，过筛的粉末备用，未通过筛的颗粒重复粉碎、研磨成粉末过筛轮回，得透辉石、钾长石水溶性多元素结晶体粉，备用；

步骤3：按重量份将步骤2备用透辉石、钾长石水溶性多元素结晶体粉8重量份、蚯蚓粪85重量份和草木灰7重量份置于搅拌机混合均匀，经造粒机造粒、在300℃温度下经烘烤机烘烤30分钟、筛分机筛分制成多元素矿物水溶硅肥。

优选的是，以上任一方法制成多元素矿物水溶硅肥。

所述的透辉石选自河北唐县透辉石矿业有限公司所述的钾长石由河北阜平东下关矿业有限公司提供。

所述的蚯蚓粪由天津唐沽蚯蚓养殖场提供。

所述的草木灰由河北徐水县菌业有限公司提供。

透辉石，英文名称为diopside，是辉石中常见的一种,属于单斜晶系，它属于硅酸盐矿物，是钙和镁的硅酸盐。透辉石是一种天然的钙镁硅酸盐，透辉石外观呈灰白色，烧后呈洁白色，是一种非常接近理论成分，有害杂质和烧失量极低的优质透辉石。常见颜色主要为蓝绿色至黄绿色、褐色、黄色、紫色、无色至白色，长柱体、粒状或片状。光泽为玻璃光泽。本发明采用的透辉石选自河北唐县透辉石矿业有限公司，其中含硅40%、磷20%、镁20%、钾20%。

钾长石：钾是农作物生长的重要的元素，世界上蕴藏着很多含钾资源，我国钾资源丰富，我国从二十世纪60年代初起就开始利用钾长石制取钾肥的研究，先后进行了数十种工艺研究，综合起来可分为：烧结法、高温熔融法、水热法、高炉冶炼法和低温分解法。烧结法：利用石灰石和煤炭作原料，经过粉碎，成球后在立窑锻烧，使其中的氧化钾转化成水溶性，能被植物吸收，且不易流失，是一种缓释肥料，本发明采用的钾长石由河北阜平东下关矿业有限公司提供。其中含硅68%、钾14%。

以上所述的透辉石、钾长石水溶性多元素结晶体粉主要成分：水溶性硅酸（NASIO2CASIO260%+-%）、钾、磷、镁等微量元素。

产品功能：改良土质，（尤其是酸性土壤），增高植物产量，减轻冻害，提前成熟、减轻旱情，增强抗病虫害能力，增加糖度，有害成分含量比国家及国际标准（NY1110——2006）低。

有害成份	标准值	分析值	备注
				Hg	0.005%	0.0005%
AS	0.01%	0.001%
				SCd	0.01%	0.001%
Pb	0.01%	0.005%
				Cr	0.05%	0.005%

蚯蚓粪具有干净卫生、无异味、吸水、保水、透气性强等特性，物理特性是生物肥在蚯蚓体内自然结合的产物，能提高植物光合作用、保苗、壮苗、抗病虫害和抑制有害菌和土传病害，可明显改善土壤结构，提高肥力和彻底解决土壤板结问题，在提高农产品品质，尤其是茶、果、蔬类产品的品质方面效果卓著。蚯蚓粪具有以下功能和特点：

1、养分全面，蚯蚓粪不但含有氮、磷、锌等大量元素，而且含有铁、锰、锌、铜、镁等多种微量元素和18种氨基酸，有机质含量和腐植质含量都达到30%左右，每克含微生物有益菌群在1亿以上，更可贵的是含有拮抗微生物和未知的植物生长素，这些有效成分是任何化学肥料，有机肥成微生物肥所无法达到的。

2、富含有机质，增强地力，减少化肥用量，根本解决土壤板结问题判断土质肥沃程度的首要标准是土壤中有机质的含量，如果不提高土壤有机质含量，那么提高产量、改善品质、减少化肥农量、降低成本就无从谈起。蚯蚓粪有机质含量约30%，而且有机质经过2次发酵和2次动物消化，所形成的有机质质量高、易溶于土壤中，易被植物吸收。促进土壤团粒结构，提高土壤通透性、保水性、保肥力、利于微生物的繁殖和增加，使土壤吸收养分和储存养分的能力增强，从源头上解决化肥施用次数多、量大、易流失，利用率低等问题。经蚯蚓消化后的有机质颗粒细小，表面面积比消化前提高100倍以上，能提供更多的机会让土壤与空气接触，从根本上解决土地板结的问题。据国内研究机构的研究成果，每1斤蚯蚓粪其效果可等同于10斤农家肥，既经济实惠又方便施用。

3、富含微生物菌群，提高农作物抗病防病能力，保护土地生态环境沙漠与耕地的区别除了有机质含量外，更重要的是耕地中含有大量的有益微生物菌。我国的耕地由于长期单施化肥和大量使用农药，使土壤中的有机质含量、微生物含量逐年下降。采用大量有益微生物菌群（EM）对动物排池物进行2次发酵，然后投喂蚯蚓，在通过消化道时，随食物进入体内的真菌营养体及大部分细菌被杀死，只有真菌孢子和部分细菌仍保持活力，生长缓慢的细菌通过消化道后群体下降，而生长快的细菌，在消化道内迅速繁殖，在蚯蚓排泄物中的群体数量甚至会超过进入蚯蚓体时的数量。蚯蚓粪中微生物含量在1亿个/克左右，更可贵的是含有至少两种拮抗微生物。这些大量有益微生物施入土壤后，迅速抑制害菌的繁殖，有益菌得以繁殖扩大，减少土传病害的发生，使农作物不易生病，同时增加植物根部的固氮、解钾、解磷的能力。研究表明，大量微生物的代谢能改善土壤的理化性质，使土壤成分多样化和易于吸收，并产生土壤肥力形成和发育的生物能，提高土壤在有机物和无机物之间能量转换的动力，保护土地生态环境。

4、富含腐殖酸，调节土壤酸碱度，提高土壤供肥能力，蚯蚓粪腐质酸含量在21%—40%之间，并且含有多种消化酶和中和土壤酸碱度的菌体物质，能提高土壤中性磷酸、蛋白酶、脲酶和蔗糖酶的活性，从而提高土壤的供肥能力，改善土壤结构和平衡酸碱度，最终体现在作物的生长发育、产量及品质上。蚯蚓粪所含的腐植酸是有机质经蚯蚓消化后产生的，不同于一般有机肥中的腐植酸，因为蚯蚓把许多有机营养成分有规律地消化混合使其转变为简单、易溶于水的物质，使植物轻而易举地摄取，这是其他有机肥料所无法办到的。

5抗旱保肥，促根壮苗，在蚯蚓粪特有而丰富的营养成分和奇特理化性质的共同作用下，在施用蚯蚓粪后，作物明显表现出抗旱能力提高和减少化肥用量，特别是作物的根系尤显发达，从而使作物在壮苗，抗倒和抗病等方面表现突出。

6、重茬不减产，由于蚯蚓粪所含营养物质丰富，而且能显著提高土壤中微生物数量，改善土壤结构。多年的试验表明，在连续使用蚯蚓粪产品后，可使重茬作物不减产，对于薯类作物甚至产量一年比一年高。

7、明显改善作物品质，恢复作物的自然风味，蚯蚓粪有机肥同时具有生物肥、生物有机肥、有机肥、氨基酸肥、腐植酸肥、菌肥、微肥的特点，但又不是这些肥料的简单组合，是蚯蚓亿万年进化过程中逐渐形成的最适合植物生长的组合。应用表明，蚯蚓粪在提高作物品质，合理增加作物的蛋白质、氨基酸、维生素和含糖量，恢复作物的自然风味等方面的效果突出，明显优于使用上述单一肥料组合的效果。

8、应用范围广，使用方便、清洁，蚯蚓粪有机肥能适用于各种农作物，既可作基肥，也可以作追肥。也可用于高级花卉营养土、草坪裁培、还可作为无土栽培的基质，无臭无味，干净卫生，不会发生烧根、烧苗现象。产品所含粗蛋白在5.1%-21.7%之间，远高于禾本科秸秆，而接近或超过豆科秸杆，而且含有18种氨基酸和大量改善水质的微生物菌群（EM），是各种动物的良好饲料，因此有农民用于养鱼和养虾。

综上所述，施用蚯蚓粪后可改变土壤物理性能，使粘土疏松，使砂土凝结；可促使土壤空气流通，加速微生物繁殖，有利于植物吸收养分；可增强保水、保肥性，防止土壤流失；能吸着盐基成分起交换作用，防止过量化肥的使用带来的危害；能分解土壤中的矿物质，供植物利用；与其它化学肥料混合使用，肥效长久；对植物、人、畜无害，还可以增强植物对病虫害的抵抗力，抑制植物土传病害，改善作物品质，恢复作物的自然风味。

所述的草木灰是柴草燃烧后形成的灰肥，是一种质地疏松的热性速效肥。草木灰的主要成分为钾，此外还含有磷、钙、铁、镁、硫等有效养分和少量的硼、铝、锰等微量元素。钾在植物体内能促进氮素代谢及糖类的合成与运输，可促使植株生长健壮，增强其抗病虫与自然灾害的能力。草木灰适用于酸性土或粘性土，尤其适用于红薯、马铃薯等忌氯作物，也可用作育苗、育秧的覆盖物，在林果生产中具有广泛的用途。

本发明按重量份将透辉石、钾长石水溶性多元素结晶体粉、蚯蚓粪和草木灰加工组合在一起，满足了植物生长的需要，透辉石、钾长石水溶性多元素结晶体粉水溶性达到95%以上，与蚯蚓粪和草木灰加工组合后效果显著，经六省市十余个实验基地实验结果证明，施用本多元素矿物水溶硅肥与施用普通复合肥的同等田块的比较表明，施用本多元素矿物水溶硅肥的田块，水稻增产26—31％，小麦增产26—31％，西瓜增产22.6—29.7％，玉米增产28.0—33.5％，芹菜增产26.6—33.2％，大豆增产150％--190％。本发明的多元素矿物水溶硅肥具有肥效高、纯天然、无毒无害、无污染的特点，原料来源广，可用于所有农作物的施肥，不但可以提高农作物的产量，而且还可以增强其品质，更重要的是改善了土壤的结构，同时，不但吸附化解了肥害、药害，而且补充了农作物所需的各种中微量元素，平衡了营养，增强了作物的抗病虫害能力，降低了化肥、农药的使用，减少了投资成本，保护了环境，为大面积推广使用提供了科学依据。

实验效果：本发明的产品已经分别在北京大兴、河北易县、徐水、新疆、辽阳、内蒙古的临河实验基地，以科技局召开现场会，玉米株高3.5米，产青杆近10吨，比黄玉米高产近一倍以上，有弹性、碳、氮比值高，从而达到抗虫、抗病、抗倒伏的目的。实际测产，黑花玉米产量在1000斤公斤以上，比对照田每亩平均（600公斤计算）实验田增产300公斤，增产率平均在33%。参与实验的农民一致评价实验用的水溶性土壤硅肥对玉米的生长、增产及抗病虫害，对玉米田的土壤改良有明显的促进作用，其中在北京大兴实验大豆，长势有惊人表现，平均产量400公斤，增250公斤，色泽、气味正常感官指标很好。

具体实施方式

实施例1

制备1000kg多元素矿物水溶硅肥：

步骤3：按重量份将步骤2备用透辉石、钾长石水溶性多元素结晶体粉80kg、蚯蚓粪850kg和草木灰70kg置于搅拌机混合均匀，经造粒机造粒、在300℃温度下经烘烤机烘烤30分钟、筛分机筛分制成多元素矿物水溶硅肥。

实施例2

制备1000kg多元素矿物水溶硅肥：

步骤1：步骤1：选含硅40%、磷20%、镁20%、钾20%的透辉石和含硅68%、钾14%的钾长石分别用粉碎机粉碎、研磨成粉末，过80目筛，过筛的粉末备用，未通过筛的颗粒重复粉碎、研磨成粉末过筛轮回，得透辉石粉、钾长石粉，备用；

步骤3：按重量份将步骤2备用透辉石、钾长石水溶性多元素结晶体粉100kg、蚯蚓粪850kg和草木灰50kg置于搅拌机混合均匀，经造粒机造粒、在300℃温度下经烘烤机烘烤30分钟、筛分机筛分制成多元素矿物水溶硅肥。

实施例3

制备1000kg多元素矿物水溶硅肥：

步骤3：按重量份将步骤2备用透辉石、钾长石水溶性多元素结晶体粉70kg、蚯蚓粪840kg和草木灰70kg置于搅拌机混合均匀，经造粒机造粒、在300℃温度下经烘烤机烘烤30分钟、筛分机筛分制成多元素矿物水溶硅肥。

实施例4

增产、试验效果分析

试验于2013年安排在黑龙江省哈尔滨市。由河北省徐水硅肥科技有限公司提供多元素矿物水溶硅肥，供试品种为：玉米。供试验地块土壤为潮土，质地轻壤，中肥力水平，地力均匀。

试验方法

试验共设两个处理，三次重复，随机区组排列，小区面积1000m²。

处理一：ck按照当地习惯施肥。

处理二：ck+底施多元素矿物水溶硅肥50公斤/亩。

田间管理及记录（表1）

表1 试验点田间管理情况表

试验结果与分析

试验结果如表2所示，常规施肥处理（处理一）玉米平均产量为600千克/亩，常规施肥+底施多元素矿物水溶硅肥处理（处理二）玉米的平均产量为900千克/亩，处理二比对照增产33%。

表2 试验结果统计

对试验各处理玉米的亩产量进行方差分析，各处理之间玉米的亩产量差异显著，对各处理玉米亩产量进行多重比较，可以看出，常规施肥处理（处理一）与常规施肥+底施多元素矿物水溶硅肥处理（处理二）之间玉米亩产量差异明显，达到显著水平。

结果表明，玉米底施多元素矿物水溶硅肥有极显著的增产效果，与不用底施多元素矿物水溶硅肥相比增产幅度达33%，差异呈极显著水平。

2013年9月份哈尔滨市科技局组织召开现场会, 常规施肥处理（处理一）玉米株高1.9米，产青杆4吨/亩，常规施肥+底施多元素矿物水溶硅肥处理（处理二）玉米株高3.5米，产青杆10吨/亩。参与实验的农民一致评价多元素矿物水溶硅肥对玉米的生长、抗病虫害、增产增收有显著的作用，对玉米田的土壤改良有明显的促进作用。

实施例5

大豆试验效果分析

试验于2013年安排在北京市大兴区。由河北省徐水硅肥科技有限公司提供多元素矿物水溶硅肥，供试品种为：大豆。供试验地块土壤为沙土，质地轻壤，中肥力水平，地力均匀。

试验方法

试验共设两个处理，三次重复，随机区组排列，小区面积2000m²。

处理一：ck按照当地习惯施肥。

处理二：ck+底施多元素矿物水溶硅肥50公斤/亩。

田间管理及记录（表1）

表1 试验点田间管理情况表

试验结果与分析

试验结果如表2所示，常规施肥处理（处理一）大豆平均产量为150千克/亩，常规施肥+底施多元素矿物水溶硅肥处理（处理二）大豆的平均产量为400千克/亩，处理二比对照增产160%。

表2 试验结果统计

对试验各处理大豆的亩产量进行方差分析，各处理之间大豆的亩产量差异显著，对各处理大豆亩产量进行多重比较，可以看出，常规施肥处理（处理一）与常规施肥+底施多元素矿物水溶硅肥处理（处理二）之间大豆亩产量差异明显，达到显著水平。

结果表明，大豆底施多元素矿物水溶硅肥有极显著的增产效果，与不用底施多元素矿物水溶硅肥相比增产幅度达160%，差异呈极显著水平。

本多元素矿物水溶硅肥在石家庄、张家口、合肥等地进行了多地多次试验，同时进行了对比，其效果表现在以下几个方面：

（1）促进发根。据越冬调查，施用本多元素矿物水溶硅肥的麦苗根系发达，比施普通复合肥田块的生根增加1.0—4.0条／株，比施钙镁磷肥和碳铵的生根增加3.6条／株，这说明本多元素矿物水溶硅肥符合小麦冬季“上闲下忙”的生育规律，有利于壮苗越冬。

（2）促进分蘖。在同等条件下，施用本多元素矿物水溶硅肥的旱茬麦田的麦苗和稻麦茬麦苗的分蘖数较之施普通复合肥的分别增加3.9-7.5万苗／亩和1.7万苗／亩，为后期的增产奠定了基础。

（3）土壤保水能力强。施用本多元素矿物水溶硅肥的田块，在小麦拔节期调查，土层5cm处的泥土仍可手握成团，这使得在成熟期小麦受干热风的影响较轻，使籽粒饱满。

（4）增产效果明显。施用本多元素矿物水溶硅肥与施用普通复合肥的同等田块的比较表明，施用本多元素矿物水溶硅肥的田块，水稻增产26—31％，小麦增产26—31％，西瓜增产22.6—29.7％，玉米增产28.0—33.5％，芹菜增产26.6—33.2％，大豆增产150％--190％。

综上所述，本发明的多元素矿物水溶硅肥具有肥效高、纯天然、无毒无害、无污染的特点，原料来源广，可用于所有农作物的施肥，不但可以提高农作物的产量，而且还可以增强其品质，更重要的是改善了土壤的结构，同时，不但吸附化解了肥害、药害，而且补充了农作物所需的各种中微量元素，平衡了营养，增强了作物的抗病虫害能力，降低了化肥、农药的使用，减少了投资成本，保护了环境，为大面积推广使用提供了科学依据。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims

1.一种多元素矿物水溶硅肥的制备方法，其特征在于，按重量份由以下原料组分制备而成：

包括以下步骤：

步骤2：将步骤1备用的透辉石粉、钾长石粉按组分的重量份称重后，置于搅拌机混合均匀，将混合均匀后的粉体投入熔炉锻烧，锻烧温度控制在1680℃-1720℃，时间30分钟-60分钟，出料冷却得透辉石、钾长石水溶性多元素结晶体，再将透辉石、钾长石水溶性多元素结晶体粉碎、研磨成粉末，过100目筛，过筛的粉末备用，未通过筛的颗粒重复粉碎、研磨成粉末过筛轮回，得透辉石、钾长石水溶性多元素结晶体粉，备用；

步骤3：按重量份将步骤2备用的透辉石、钾长石水溶性多元素结晶体粉8-10、蚯蚓粪82-85和草木灰5-7置于搅拌机混合均匀，经造粒机造粒、在200℃-400℃温度下经烘烤机烘烤20分钟-50分钟，筛分机筛分制成多元素矿物水溶硅肥。

2.根据权利要求1所述的一种多元素矿物水溶硅肥的制备方法，其特征在于，按重量份由以下原料组分制备而成：

包括以下步骤：

步骤1：选含硅40％、磷20％、镁20％、钾20％的透辉石和含硅68％、钾14％的钾长石分别用粉碎机粉碎、研磨成粉末，过80目筛，过筛的粉末备用，未通过筛的颗粒重复粉碎、研磨成粉末过筛轮回，得透辉石粉、钾长石粉，备用；

步骤3：按重量份将步骤2备用的透辉石、钾长石水溶性多元素结晶体粉8、蚯蚓粪85和草木灰7置于搅拌机混合均匀，经造粒机造粒、在300℃温度下经烘烤机烘烤30分钟、筛分机筛分制成多元素矿物水溶硅肥。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法制得的多元素矿物水溶硅肥。