CN105439718A - 一种液体硅肥及其生产工艺 - Google Patents

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李松
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Abstract

本发明公开一种液体硅肥及其生产工艺，其中，工艺包括步骤：S1、将化合物A加入溶剂中，进行搅拌溶解；S2、加入化合物B和化合物C，开启超声进行螯合反应，反应时间为3~5h，反应温度为50~80℃，得到螯合型液体硅肥；所述化合物A为硅酸盐化合物，所述化合物B为氨基酸、胺类化合物、酯类化合物、酰胺类化合物、腐殖酸或醇酯类化合物，所述化合物C为稳定剂。本发明工艺生产的液体硅肥，具有肥效高，容易被植物吸收，能耐受酸性环境和硬水的环境等特点，并且不发生沉淀等异常现象，pH接近中性。可通过喷施、滴灌、冲施的方式进行使用，其有效解决了普通速溶硅肥在和其他肥料同时使用时发生的沉淀而导致的堵塞管道的问题。

Description

一种液体硅肥及其生产工艺
技术领域
本发明涉及农业生产资料领域，尤其涉及一种液体硅肥及其生产工艺。
背景技术
硅肥是一种新型肥料，被国际土壤界列为继氮、磷、钾元素之后的第四大肥料元素，主要用于水稻、小麦、玉米、甘蔗等喜硅作物。其中水稻素有硅酸植物之称，施用硅肥可以增强水稻抗病能力、抗旱能力、颈部硬度、光合作用、结实率和促进干物质的累积，进而增加产量。据文献报道：施用硅肥后，水稻增产10%～20%，小麦增产10%～15%，花生增产15%～35%，大豆增产10%～20%，甘蔗增产10%～25%，玉米增产12%～20%，蔬菜增产12%～20%，经济效益相当可观。
虽然，土壤中二氧化硅的含量占土壤重量的50％～70％，但绝大部分呈结晶态，不能被植物吸收利用。近年来，随着氮、磷、钾等化肥的大量使用，土壤和灌溉水中的有效硅含量逐年下降，导致部分地区农作物减产，国内耕地缺硅面积更是达到了50%，所以施加硅肥成了增产重要途径。但现有硅肥其吸收率、稳定性、肥效都不能满足市场要求。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种液体硅肥及其生产工艺，旨在解决现有硅肥其吸收率、稳定性、肥效均有待提高的问题。
本发明的技术方案如下：
一种液体硅肥生产工艺，其中，包括步骤：
S1、将化合物A加入溶剂中，进行搅拌溶解；
S2、加入化合物B和化合物C，开启超声进行螯合反应，反应时间为3~5h，反应温度为50~80℃，得到螯合型液体硅肥；
所述化合物A为硅酸盐化合物，所述化合物B为胺类化合物、酯类化合物、酰胺类化合物、腐殖酸或醇酯类化合物，所述化合物C为稳定剂。
所述的液体硅肥生产工艺，其中，所述步骤A中，搅拌时间为30~60min，搅拌温度为30~50℃。
所述的液体硅肥生产工艺，其中，所述步骤C中，超声功率为1500~2000W。
所述的液体硅肥生产工艺，其中，所述溶剂为水或水与甘油的混合物。
所述的液体硅肥生产工艺，其中，所述稳定剂为尿素或三乙醇胺。
所述的液体硅肥生产工艺，其中，所述硅酸盐化合物为硅酸钾、硅酸钠或硅酸钾钠。
所述的液体硅肥生产工艺，其中，化合物B的氨基、胺基、羧基或酯基与化合物A的硅酸或硅酸盐摩尔比大于或等于1:1。
所述的液体硅肥生产工艺，其中，按质量份计，化合物A与溶剂的比例为1:5~8。
所述的液体硅肥生产工艺，其中，按质量份计，化合物B和化合物C的比例为9:1。
一种液体硅肥，其中，采用如上所述的生产工艺生产。
有益效果：本发明工艺生产的液体硅肥，具有肥效高，容易被植物吸收，能耐受酸性环境和硬水的环境等特点，并且不发生沉淀等异常现象，pH接近中性。可通过喷施、滴灌、冲施的方式进行使用，其有效解决了普通速溶硅肥在和其他肥料同时使用时发生的沉淀而导致的堵塞管道的问题。
附图说明
图1为本发明一种液体硅肥及其生产工艺的流程图。
图2为施用本发明实施例1液体硅肥前后草组织硅含量变化示意图。
图3为施用本发明实施例1液体硅肥前后高尔夫球在草坪上滚动距离对比图。
具体实施方式
本发明提供一种液体硅肥及其生产工艺，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的一种液体硅肥生产工艺，其特征在于，包括步骤：
S1、将化合物A加入溶剂中，进行搅拌溶解；
S2、加入化合物B和化合物C，开启超声进行螯合反应，反应时间为3~5h，反应温度为50~80℃，得到螯合型液体硅肥；
所述化合物A为硅酸盐化合物，所述化合物B为氨基酸、胺类化合物、酯类化合物、酰胺类化合物、腐殖酸或醇酯类化合物，所述化合物C为稳定剂。
本发明的螯合原理是利用含氨基、胺基、羧基或酯基等活性基团的化合物B与含硅酸根的化合物A螯合反应，得到稳定的螯合型液体硅肥，其反应式如下：
其中，R位置可以为C、N、O等元素或官能团，R1、R2位置可以为H、C、N元素，R3位置可以为C、H、K、Na、NH4等元素，R4、R5位置可以为H、K、Na、Si-R等。
化合物B的氨基、胺基、羧基或酯基与化合物A的硅酸或硅酸盐摩尔比大于或等于1:1。化合物A可以为固体，也可以为硅酸盐水溶液；
本发明的合成路线图如图1所示，首先在反应釜中进行投料，加入化合物A，再加入溶剂，控制温度为T1，控制时间为t1，搅拌溶解；再加入化合物B和化合物C，控制温度为T2，开启超声，控制螯合反应反应时间为t2；反应结束即可得到螯合型液体硅肥。
具体来说，在化合物A与溶剂搅拌溶解时，其搅拌时间为30~60min，搅拌温度为30~50℃。
在进行超声时，超声功率为1500~2000W。
所述溶剂为水或水与甘油的混合物。其中，在水与甘油的混合物中，甘油质量比例小于20%。
所述稳定剂为尿素或三乙醇胺等。
所述硅酸盐化合物为硅酸钾（1-4模量）、硅酸钠（1-4模量）或硅酸钾钠（1-4模量）。
按质量份计，化合物A与溶剂的比例为1:5~8。
按质量份计，化合物B和化合物C的比例为9:1。
本发明还提供一种液体硅肥，其采用如上所述的生产工艺生产。
实施例1：
按质量份计，加入1份的硅酸钾，再加入6份的水与甘油混合物（甘油质量比例为15%），控制温度为40℃，控制时间为45min，搅拌溶解；先加入酰胺类化合物，再加入尿素（B和C总量为1份，B和C的质量份比例为9:1，下同），控制温度为65℃，开启超声，超声功率为2000W，控制螯合反应反应时间为4h；反应结束即可得到螯合硅肥。
实施例2
按质量份计，加入1份的硅酸钠，再加入5份的水与甘油混合物（甘油质量比例为10%，下同），控制温度为30℃，控制时间为50min，搅拌溶解；先加入醇酯类化合物，再加入尿素（B和C总量为1份），控制温度为50℃，开启超声，超声功率为1500W，控制螯合反应反应时间为5h；反应结束即可得到螯合硅肥。
实施例3
按质量份计，加入1份的硅酸钾，再加入8份的水与甘油混合物（甘油质量比例为18%），控制温度为50℃，控制时间为30min，搅拌溶解；先加入酯类化合物，再加入尿素（B和C总量为1份），控制温度为80℃，开启超声，超声功率为1800W，控制螯合反应反应时间为3h；反应结束即可得到螯合硅肥。
实施例4
按质量份计，加入1份的硅酸钾钠，再加入6.5份的水与甘油混合物，控制温度为50℃，控制时间为35min，搅拌溶解；先加入酰胺类化合物，再加入尿素（B和C总量为1份），控制温度为70℃，开启超声，超声功率为1600W，控制螯合反应反应时间为4.5h；反应结束即可得到螯合硅肥。
实施例5
按质量份计，加入1份的硅酸钠，再加入5.5份的水与甘油混合物，控制温度为35℃，控制时间为55min，搅拌溶解；先加入胺类化合物，再加入三乙醇胺（B和C总量为1份），控制温度为75℃，开启超声，超声功率为1900W，控制螯合反应反应时间为3.5h；反应结束即可得到螯合硅肥。
实施例6
按质量份计，加入1份的硅酸钾，再加入7.5份的水与甘油混合物，控制温度为42℃，控制时间为55min，搅拌溶解；先加入腐殖酸类化合物，再加入尿素（B和C总量为1份），控制温度为55℃，开启超声，超声功率为1850W，控制螯合反应反应时间为4.2h；反应结束即可得到螯合硅肥。
施用本发明实施例1的液体硅肥，植物组织硅含量明显比没有施用硅肥的要高，如图2所示。硅酸被植物吸收后，会在细胞壁分解成二氧化硅沉积下来，形成角质-硅质双层结构，提高植物的茎叶硬度，增强抗压能力；降低叶面的蒸腾作用，增强抗旱能力；提高表皮细胞的硅-纤维素的更致密度，增强抗病能力；提高根系的氧化能力，增强根系对养分的吸收能力；提高植物体内养分的流动性，增强养分的有效利用。
如图3所示，L代表滚动距离，由于草中硅含量有明显的提高，所以在一定程度上提高了草坪的整体硬度和承受压力的能力。所以施用本发明生产的液体硅肥的草坪的使用性能有一个相应的明显的提高，降低草坪阻力。
综上所述，本发明工艺生产的液体硅肥，具有肥效高，容易被植物吸收，能耐受酸性环境和硬水的环境等特点，并且不发生沉淀等异常现象，pH接近中性。可通过喷施、滴灌、冲施的方式进行使用，其有效解决了普通速溶硅肥在和其他肥料同时使用时发生的沉淀而导致的堵塞管道的问题。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种液体硅肥生产工艺，其特征在于，包括步骤：
S1、将化合物A加入溶剂中，进行搅拌溶解；
S2、加入化合物B和化合物C，开启超声进行螯合反应，反应时间为3~5h，反应温度为50~80℃，得到螯合型液体硅肥；
所述化合物A为硅酸盐化合物，所述化合物B为胺类化合物、酯类化合物、酰胺类化合物、腐殖酸或醇酯类化合物，所述化合物C为稳定剂。
2.根据权利要求1所述的液体硅肥生产工艺，其特征在于，所述步骤S1中，搅拌时间为30~60min，搅拌温度为30~50℃。
3.根据权利要求1所述的液体硅肥生产工艺，其特征在于，所述步骤S2中，超声功率为1500~2000W。
4.根据权利要求1所述的液体硅肥生产工艺，其特征在于，所述溶剂为水或水与甘油的混合物。
5.根据权利要求1所述的液体硅肥生产工艺，其特征在于，所述稳定剂为尿素或三乙醇胺。
6.根据权利要求1所述的液体硅肥生产工艺，其特征在于，所述硅酸盐化合物为硅酸钾、硅酸钠或硅酸钾钠。
7.根据权利要求1所述的液体硅肥生产工艺，其特征在于，化合物B的氨基、胺基、羧基或酯基与化合物A的硅酸或硅酸盐摩尔比大于或等于1:1。
8.根据权利要求1所述的液体硅肥生产工艺，其特征在于，按质量份计，化合物A与溶剂的比例为1:5~8。
9.根据权利要求1所述的液体硅肥生产工艺，其特征在于，按质量份计，化合物B和化合物C的比例为9:1。
10.一种液体硅肥，其特征在于，采用如权利要求1-9任一所述的生产工艺生产。
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