CN114085116A - 一种硅基肥料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本公开属于肥料生产加工领域，具体涉及一种高温熔融反应生产制备硅基肥料的方法，方法包括：将硅基原料混合均匀，并烘干至硅基原料的含水量小于预设含水量；对硅基原料进行高温煅烧，直至生成熔融的液体；高温煅烧的煅烧温度在400℃‑1200℃内，高温煅烧的保温时间在10min‑120min内；对熔融的液体进行冷却，直至得到玻璃状固体；对玻璃状固体进行进一步冷却，使得玻璃状固体的温度降低至‑20℃‑100℃；对玻璃状固体进行粉碎和球磨，得到粉状硅基肥料；硅基原料包括：20％‑80％的二氧化硅，20％‑80％的碳酸钾，0.1％‑20％的五氧化二磷。通过本公开实施例的技术方案得到的硅基肥料，可以在一定程度上改善土壤的酸碱平衡。

Description

一种硅基肥料的制备方法
技术领域
本公开涉及肥料技术领域，具体而言，涉及一种硅基肥料的制备方法。
背景技术
近些年来，随着化学肥料的使用，我国土壤酸化问题越来越严重。土壤酸化可能会造成土壤板结，导致土壤中的各种微量元素随着水分流失，进而使得植物无法获得生长所必须的养分。同时，酸性土壤容易滋生真菌、细菌等微生物，导致植物根部的病害发生，进而严重危害农产品的品质及产量。此外，酸性土壤容易促进土壤中存在的有害金属元素加速释放，例如镉、锰、铬等元素。因此，土壤改良已到了刻不容缓的地步。
发明内容
本公开的目的在于提供一种硅基肥料的制备方法，进而通过使用硅基肥料，在一定程度上改善土壤的酸碱平衡。
本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。
根据本公开的第一方面，提供了一种硅基肥料的制备方法，包括：将硅基原料混合均匀，并烘干至所述硅基原料的含水量小于预设含水量；对所述硅基原料进行高温煅烧，直至生成熔融的液体；所述高温煅烧的煅烧温度在400℃-1200℃内，所述高温煅烧的保温时间在10min- 120min内；对所述熔融的液体进行冷却，直至得到玻璃状固体；对所述玻璃状固体进行进一步冷却，使得所述玻璃状固体的温度降低至- 20℃-100℃；对所述玻璃状固体进行粉碎和球磨，得到粉状硅基肥料；所述硅基原料包括，20％-80％的二氧化硅，20％-80％的碳酸钾，0.1％- 20％的五氧化二磷。
可选的，基于前述方案，所述硅基原料还包括：1％-25％的氧化镁。
可选的，基于前述方案，所述硅基原料还包括：1％-25％的氧化铁。
可选的，基于前述方案，所述硅基原料还包括：1％-25％的氧化钙。
可选的，基于前述方案，所述硅基原料还包括：1％-25％的氧化锌。
可选的，基于前述方案，所述硅基原料还包括：0.1％-5％的氧化铜。
可选的，基于前述方案，所述硅基原料还包括：0.1％-5％的氧化硼。
可选的，基于前述方案，所述硅基原料还包括：0.1％-5％的氧化锰。
本公开实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本公开的一种实施例所提供的硅基肥料制备方法中，可以通过对硅基原料进行高温煅烧、熔融、保温、冷却、粉碎、球磨等步骤，生成粉状的硅基肥料。在将硅基肥料撒施或滴灌到土壤中时，通过硅基的双性氧化作用，可以在土壤本身酸碱程度的基础上，对土壤的酸碱度进行调节，实现平衡土壤酸碱程度的效果；同时，硅基肥料中包含非常活跃的钾离子，因此具有很强的阳离子置换能力，可以与土壤中板结的盐分反应，将盐分中包含的阳离子转换为可以被植物直接吸收的状态；此外，硅基肥料中包含的活跃的硅离子、钾离子、磷酸根离子还可以直接作为植物的养分。其中，硅离子可以增强茎秆叶片韧性，提高植物的抗倒伏能力；磷酸根离子可以提高植物的抗逆性，降低病害、虫害发生的概率；钾离子可以提高果实木质化细胞的积累，增加植物果实的糖分和重量。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
具体实施方式
现在将全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。
下面，将结合实施例对本硅基肥料的制备的各个步骤进行更详细的说明。
首先，混合硅基原料。将硅基原料混合均匀，并烘干至所述硅基原料的含水量小于预设含水量。
实施例一
硅基原料可以包括：20％-80％的二氧化硅，20％-80％的碳酸钾， 0.1％-20％的五氧化二磷。例如：20％的二氧化硅，79％的碳酸钾，1％的五氧化二磷；35％的二氧化硅，55％的碳酸钾，10％的五氧化二磷； 50％的二氧化硅，30％的碳酸钾，20％的五氧化二磷；60％的二氧化硅，30％的碳酸钾，10％的五氧化二磷；79％的二氧化硅，20％的碳酸钾，1％的五氧化二磷。
通过硅基的双性氧化作用，可以在土壤本身酸碱程度的基础上，对土壤的酸碱度进行调节，实现平衡土壤酸碱程度的效果；同时，硅基肥料中包含非常活跃的钾离子，因此具有很强的阳离子置换能力，可以与土壤中板结的盐分反应，将盐分中包含的阳离子转换为可以被植物直接吸收的状态；此外，硅基肥料中包含的活跃的硅离子、钾离子、磷酸根离子还可以直接作为植物的养分。其中，硅离子可以增强茎秆叶片韧性，提高植物的抗倒伏能力；磷酸根离子可以提高植物的抗逆性，降低病害、虫害发生的概率；钾离子可以提高果实木质化细胞的积累，增加植物果实的糖分和重量。
实施例二
在本公开的一种示例实施例中，上述硅基原料还可以包括：1％- 25％的氧化镁。例如：21％的二氧化硅，53％的碳酸钾，1％的五氧化二磷，25％的氧化镁；40％的二氧化硅，35％的碳酸钾，5％的五氧化二磷，20％的氧化镁；55％的二氧化硅，30％的碳酸钾，10％的五氧化二磷，5％的氧化镁；65％的二氧化硅，25％的碳酸钾，5％的五氧化二磷，5％的氧化镁；75％的二氧化硅，20％的碳酸钾，2.5％的五氧化二磷，2.5％的氧化镁。
需要说明的是，氧化镁的含量可以替换二氧化硅、五氧化二磷、碳酸钾中的任意一个或多个。例如，在原含量为35％的二氧化硅，55％的碳酸钾，10％的五氧化二磷的基础上，在只替代二氧化硅时，若需增加 5％的氧化镁，可以得到新的含量为：30％的二氧化硅，55％的碳酸钾， 10％的五氧化二磷，5％的氧化镁；在同时替代二氧化硅、碳酸钾和五氧化二磷时，若需增加5％的氧化镁，可以得到新的含量为：32％的二氧化硅，52％的碳酸钾，11％的五氧化二磷，5％的氧化镁.。其中，在需要同时替换多个原料时，可以以任意比例分配每种被替换的原料的含量。例如，在同时替代二氧化硅、碳酸钾和五氧化二磷时，若需增加 6％的氧化镁，可以按照1:1:1的比例进行替换，即每种含量均替换 2％；再如，可以按照1:2:3的比例进行替换，即二氧化硅替换1％、碳酸钾替换2％、五氧化二磷替换3％。
在硅基原料中加入氧化镁后，形成的硅基肥料中包含活跃的镁离子，可以被植物直接吸收。由于镁离子是二磷酸核酮糖羧化酶的活化剂，可以很好地促进植物对于二氧化碳的同化作用，增强光合作用，因此可以提高植物叶绿素含量。
实施例三
在本公开的一种示例实施例中，上述硅基原料还可以包括：1％- 25％的氧化铁。例如：21％的二氧化硅，53％的碳酸钾，1％的五氧化二磷，25％的氧化铁；40％的二氧化硅，35％的碳酸钾，5％的五氧化二磷，20％的氧化铁；55％的二氧化硅，30％的碳酸钾，10％的五氧化二磷，5％的氧化铁；65％的二氧化硅，25％的碳酸钾，5％的五氧化二磷，5％的氧化铁；75％的二氧化硅，20％的碳酸钾，2.5％的五氧化二磷，2.5％的氧化铁。
需要说明的是，氧化铁的含量可以替换二氧化硅、五氧化二磷、碳酸钾中的任意一个或多个。例如，在原含量为35％的二氧化硅，55％的碳酸钾，10％的五氧化二磷的基础上，在只替代二氧化硅时，若需增加5％的氧化铁，可以得到新的含量为：30％的二氧化硅，55％的碳酸钾， 10％的五氧化二磷，5％的氧化铁；在同时替代二氧化硅、碳酸钾和五氧化二磷时，若需增加5％的氧化铁，可以得到新的含量为：32％的二氧化硅，52％的碳酸钾，11％的五氧化二磷，5％的氧化铁.。其中，在需要同时替换多个原料时，可以以任意比例分配每种被替换的原料的含量。例如，在同时替代二氧化硅、碳酸钾和五氧化二磷时，若需增加 6％的氧化铁，可以按照1:1:1的比例进行替换，即每种含量均替换 2％；再如，可以按照1:2:3的比例进行替换，即二氧化硅替换1％、碳酸钾替换2％、五氧化二磷替换3％。
在硅基原料中加入氧化铁后，形成的硅基肥料中包含活跃的铁离子，可以被植物直接吸收。由于铁离子是植物固氮酶、氧化酶的重要组成部分，因此可显著提高植物对氮的吸收，使植物叶片更加浓绿。
实施例四
在本公开的一种示例实施例中，上述硅基原料还可以包括：1％- 25％的氧化钙。例如：21％的二氧化硅，53％的碳酸钾，1％的五氧化二磷，25％的氧化钙；40％的二氧化硅，35％的碳酸钾，5％的五氧化二磷，20％的氧化钙；55％的二氧化硅，30％的碳酸钾，10％的五氧化二磷，5％的氧化钙；65％的二氧化硅，25％的碳酸钾，5％的五氧化二磷，5％的氧化钙；75％的二氧化硅，20％的碳酸钾，2.5％的五氧化二磷，2.5％的氧化钙。
需要说明的是，氧化钙的含量可以替换二氧化硅、五氧化二磷、碳酸钾中的任意一个或多个。例如，在原含量为35％的二氧化硅，55％的碳酸钾，10％的五氧化二磷的基础上，在只替代二氧化硅时，若需增加 5％的氧化钙，可以得到新的含量为：30％的二氧化硅，55％的碳酸钾， 10％的五氧化二磷，5％的氧化钙；在同时替代二氧化硅、碳酸钾和五氧化二磷时，若需增加5％的氧化钙，可以得到新的含量为：32％的二氧化硅，52％的碳酸钾，11％的五氧化二磷，5％的氧化钙.。其中，在需要同时替换多个原料时，可以以任意比例分配每种被替换的原料的含量。例如，在同时替代二氧化硅、碳酸钾和五氧化二磷时，若需增加 6％的氧化钙，可以按照1:1:1的比例进行替换，即每种含量均替换2％；再如，可以按照1:2:3的比例进行替换，即二氧化硅替换1％、碳酸钾替换2％、五氧化二磷替换3％。
在硅基原料中加入氧化钙后，形成的硅基肥料中包含活跃的钙离子，可以被植物直接吸收。由于钙是植物细胞壁的重要组成元素，因此可以明显减少水果裂果现象。
实施例五
在本公开的一种示例实施例中，上述硅基原料还可以包括：1％- 25％的氧化锌。例如：21％的二氧化硅，53％的碳酸钾，1％的五氧化二磷，25％的氧化锌；40％的二氧化硅，35％的碳酸钾，5％的五氧化二磷，20％的氧化锌；55％的二氧化硅，30％的碳酸钾，10％的五氧化二磷，5％的氧化锌；65％的二氧化硅，25％的碳酸钾，5％的五氧化二磷，5％的氧化锌；75％的二氧化硅，20％的碳酸钾，2.5％的五氧化二磷，2.5％的氧化锌。
需要说明的是，氧化锌的含量可以替换二氧化硅、五氧化二磷、碳酸钾中的任意一个或多个。例如，在原含量为35％的二氧化硅，55％的碳酸钾，10％的五氧化二磷的基础上，在只替代二氧化硅时，若需增加 5％的氧化锌，可以得到新的含量为：30％的二氧化硅，55％的碳酸钾， 10％的五氧化二磷，5％的氧化锌；在同时替代二氧化硅、碳酸钾和五氧化二磷时，若需增加5％的氧化锌，可以得到新的含量为：32％的二氧化硅，52％的碳酸钾，11％的五氧化二磷，5％的氧化锌.。其中，在需要同时替换多个原料时，可以以任意比例分配每种被替换的原料的含量。例如，在同时替代二氧化硅、碳酸钾和五氧化二磷时，若需增加 6％的氧化锌，可以按照1:1:1的比例进行替换，即每种含量均替换 2％；再如，可以按照1:2:3的比例进行替换，即二氧化硅替换1％、碳酸钾替换2％、五氧化二磷替换3％。
在硅基原料中加入氧化锌后，形成的硅基肥料中包含活跃的锌离子，可以被植物直接吸收。由于锌离子参与植物生长素(吲哚乙酸)的合成，因此使用后可以明显提高植物的生长速度。
实施例六
在本公开的一种示例实施例中，上述硅基原料还可以包括：0.1％- 5％的氧化铜。例如：21％的二氧化硅，73％的碳酸钾，1％的五氧化二磷，5％的氧化铜；40％的二氧化硅，52％的碳酸钾，5％的五氧化二磷，3％的氧化铜；55％的二氧化硅，23％的碳酸钾，20％的五氧化二磷，2％的氧化铜；65％的二氧化硅，24％的碳酸钾，10％的五氧化二磷，1％的氧化铜；75％的二氧化硅，20％的碳酸钾，4.9％的五氧化二磷，0.1％的氧化铜。
需要说明的是，氧化铜的含量可以替换二氧化硅、五氧化二磷、碳酸钾中的任意一个或多个。例如，在原含量为35％的二氧化硅，55％的碳酸钾，10％的五氧化二磷的基础上，在只替代二氧化硅时，若需增加 5％的氧化铜，可以得到新的含量为：30％的二氧化硅，55％的碳酸钾， 10％的五氧化二磷，5％的氧化铜；在同时替代二氧化硅、碳酸钾和五氧化二磷时，若需增加5％的氧化铜，可以得到新的含量为：32％的二氧化硅，52％的碳酸钾，11％的五氧化二磷，5％的氧化铜.。其中，在需要同时替换多个原料时，可以以任意比例分配每种被替换的原料的含量。例如，在同时替代二氧化硅、碳酸钾和五氧化二磷时，若需增加 3％的氧化铜，可以按照1:1:1的比例进行替换，即每种含量均替换 1％；再如，可以按照1:2:3的比例进行替换，即二氧化硅替换0.5％、碳酸钾替换1％、五氧化二磷替换1.5％。
在硅基原料中加入氧化铜后，形成的硅基肥料中包含活跃的铜离子，可以被植物直接吸收。由于铜离子具有强力的杀菌作用，因此使用后可防治植物的锈病、白粉病等病害。
实施例七
在本公开的一种示例实施例中，上述硅基原料还可以包括：0.1％- 5％的氧化硼。例如：21％的二氧化硅，73％的碳酸钾，1％的五氧化二磷，5％的氧化硼；40％的二氧化硅，52％的碳酸钾，5％的五氧化二磷，3％的氧化硼；55％的二氧化硅，23％的碳酸钾，20％的五氧化二磷，2％的氧化硼；65％的二氧化硅，24％的碳酸钾，10％的五氧化二磷，1％的氧化硼；75％的二氧化硅，20％的碳酸钾，4.9％的五氧化二磷，0.1％的氧化硼。
需要说明的是，氧化硼的含量可以替换二氧化硅、五氧化二磷、碳酸钾中的任意一个或多个。例如，在原含量为35％的二氧化硅，55％的碳酸钾，10％的五氧化二磷的基础上，在只替代二氧化硅时，若需增加 5％的氧化硼，可以得到新的含量为：30％的二氧化硅，55％的碳酸钾， 10％的五氧化二磷，5％的氧化硼；在同时替代二氧化硅、碳酸钾和五氧化二磷时，若需增加5％的氧化硼，可以得到新的含量为：32％的二氧化硅，52％的碳酸钾，11％的五氧化二磷，5％的氧化硼.。其中，在需要同时替换多个原料时，可以以任意比例分配每种被替换的原料的含量。例如，在同时替代二氧化硅、碳酸钾和五氧化二磷时，若需增加 3％的氧化硼，可以按照1:1:1的比例进行替换，即每种含量均替换 1％；再如，可以按照1:2:3的比例进行替换，即二氧化硅替换0.5％、碳酸钾替换1％、五氧化二磷替换1.5％。
在硅基原料中加入氧化硼，形成的硅基肥料中包含活跃的硼离子，可以被植物直接吸收。由于硼离子在植物体内促进细胞的分裂和伸长，因此使用后可避免出现生长点坏死、叶片畸形、果皮木栓化、甜菜心腐病等现象。
实施例八
在本公开的一种示例实施例中，上述硅基原料还可以包括：0.1％- 5％的氧化锰。例如：21％的二氧化硅，73％的碳酸钾，1％的五氧化二磷，5％的氧化锰；40％的二氧化硅，52％的碳酸钾，5％的五氧化二磷，3％的氧化锰；55％的二氧化硅，23％的碳酸钾，20％的五氧化二磷，2％的氧化锰；65％的二氧化硅，24％的碳酸钾，10％的五氧化二磷，1％的氧化锰；75％的二氧化硅，20％的碳酸钾，4.9％的五氧化二磷，0.1％的氧化锰。
需要说明的是，氧化锰的含量可以替换二氧化硅、五氧化二磷、碳酸钾中的任意一个或多个。例如，在原含量为35％的二氧化硅，55％的碳酸钾，10％的五氧化二磷的基础上，在只替代二氧化硅时，若需增加 5％的氧化锰，可以得到新的含量为：30％的二氧化硅，55％的碳酸钾， 10％的五氧化二磷，5％的氧化锰；在同时替代二氧化硅、碳酸钾和五氧化二磷时，若需增加5％的氧化锰，可以得到新的含量为：32％的二氧化硅，52％的碳酸钾，11％的五氧化二磷，5％的氧化锰.。其中，在需要同时替换多个原料时，可以以任意比例分配每种被替换的原料的含量。例如，在同时替代二氧化硅、碳酸钾和五氧化二磷时，若需增加 3％的氧化锰，可以按照1:1:1的比例进行替换，即每种含量均替换 1％；再如，可以按照1:2:3的比例进行替换，即二氧化硅替换0.5％、碳酸钾替换1％、五氧化二磷替换1.5％。
在硅基原料中加入氧化锰，形成的硅基肥料中包含活跃的锰离子，可以被植物直接吸收。由于锰离子是植物酶的活化剂，参与氮及无机酸的代谢，因此使用后可促进植物花粉管的伸长，提高座果率。
实施例九
在本公开的一种示例实施例中，上述的硅基原料中除了二氧化硅，碳酸钾和五氧化二磷之外，还可以同时包含氧化镁、氧化铁、氧化钙、氧化锌、氧化铜、氧化硼、氧化锰等原料中的多种。例如，可以同时包含氧化镁和氧化铁两种原料，50％的二氧化硅，30％的碳酸钾，10％的五氧化二磷，5％的氧化镁，5％的氧化铁；再如，可以同时包含氧化钙，氧化锌和氧化铜三种原料，38％的二氧化硅，32％的碳酸钾，10％的五氧化二磷，8％的氧化钙，8％的氧化锌，4％的氧化铜；又如，可以同时包含氧化镁、氧化铁、氧化钙，氧化锌、氧化铜、氧化硼和氧化锰七种原料，65％的二氧化硅，20％的碳酸钾，1％的五氧化二磷，1％的氧化镁，10％的氧化铁，1％的氧化钙，1％的氧化锌，0.4％的氧化铜，0.2％的氧化硼，0.4％的氧化锰。
其次：高温煅烧硅基原料。
针对以上所述实施例配比后的硅基原料进行高温煅烧，直至生成熔融的液体。其中，高温煅烧的煅烧温度可以控制在400℃-1200℃内，高温煅烧的保温时间可以控制在10min-120min内。需要说明的是， 400℃-1200℃和10min-120min分别是指可以实现硅基肥料制备的温度范围和保温时间，在实际制备时，通常需要确定一个准确的煅烧温度和保温时间；保温时间是指达到煅烧温度后保持该煅烧温度的时间。例如，在制备硅基肥料时确定的煅烧温度为800℃和80min，此时，需要将硅基原料进行加热煅烧，直至温度达到800℃，并保持800℃这个温度80min后，开始降温，以实现800℃，80min的高温煅烧。
再次，对上述高温煅烧后的硅基原料直至生成熔融的液体；所述高温煅烧的煅烧温度在400℃-1200℃范围内，所述高温煅烧的保温时间在 10min-120min范围内；然后所述熔融的液体进行冷却，直至得到玻璃状固体；再后对所述玻璃状固体进行进一步冷却，使得所述玻璃状固体的温度降低至-20℃-100℃范围内。
最后，对上述玻璃状固体进行粉碎和球磨，最终得到粉状硅基肥料，包装成品。
上述硅肥原料为粉状固体，还可将粉状固体的硅基原料按照1升水溶解50-600克硅基肥原料的预设比例溶解于蒸馏水中，得到液体硅基肥料。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其他实施例。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限。

Claims (9)

1.一种硅基肥料的制备方法，其特征在于，包括：
将硅基原料混合均匀，并烘干至所述硅基原料的含水量小于预设含水量；
对所述硅基原料进行高温煅烧，直至生成熔融的液体；所述高温煅烧的煅烧温度在400℃-1200℃范围内，所述高温煅烧的保温时间在10min-120min范围内；
对所述熔融的液体进行冷却，直至得到玻璃状固体；
对所述玻璃状固体进行进一步冷却，使得所述玻璃状固体的温度降低至-20℃-100℃范围内；
对所述玻璃状固体进行粉碎和球磨，得到粉状硅基肥料；
所述硅基原料包括：20％-80％的二氧化硅，20％-80％的碳酸钾，0.1％-20％的五氧化二磷。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硅基原料还包括：1％-25％的氧化镁。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硅基原料还包括：1％-25％的氧化铁。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硅基原料还包括：1％-25％的氧化钙。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硅基原料还包括：1％-25％的氧化锌。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硅基原料还包括：0.1％-5％的氧化铜。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硅基原料还包括：0.1％-5％的氧化硼。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硅基原料还包括：0.1％-5％的氧化锰。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述粉状硅基原料按照预设比例溶解于蒸馏水中，得到液体硅基肥料。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20020087705A (ko) * 2001-05-16 2002-11-23 신용 규산질 비료조성물 및 그 제조방법
CN108976083A (zh) * 2018-08-20 2018-12-11 陕西科技大学 一种富含微量元素的液体富硒硅肥的制备方法

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