本发明涉及肥料
技术领域：
，特别提供了一种悬浮硅肥料及制备方法及装置，能够提高土壤有效硅利用率。
背景技术：
：稳定的土壤肥力是农业可持续发展的必要条件，而土壤养分供需平衡则是土壤肥力的重要基础。硅元素在发达国家已被列为氮、磷、钾后的第四大元素，在我国硅被定义为作物有益元素，有大量证据证明硅是作物产量和品质元素。喜硅作物的植株体内，除炭、氢、氧外，硅的含量是其它元素的几倍乃至几十倍，水稻一生需要的硅素超过氮、磷、钾的总量。硅是土壤的主要组成部分，占70％左右，但都是非常稳定的晶体态和不定型态，植物无法吸收利用。近年土壤酸化加剧了硅元素的流失，植物以单硅酸或偏硅酸的形态吸收硅元素，在自然界，在酸化土壤中，单硅酸或偏硅酸很容易被其他酸根取代而流失，酸化严重的地块，单硅酸为零。由于我国农业发展迅速，粮食及其他作物产量每年都在递增，大量的从土壤中汲取养分，虽然及时补充了氮磷钾元素，却没有及时补充硅元素，靠自然风化土壤中的硅元素已经远远不能满足作物和土壤对硅元素的需求，无法维持平衡。所以补充有效硅元素已是当务之急。技术实现要素：为了解决上述技术问题，本发明提供了一种悬浮硅肥料及制备方法及装置，既能补充土壤中流失的硅元素，又能满足作物生长的需要。本发明是这样实现的，一种悬浮硅肥料，按质量百分比计，包括如下组分，生物硅15％～20％，润湿剂1.0％～2.0％，分散剂2.0％～4.0％，增稠剂0.5％～1.0％，防冻剂2.0％～4.0％，其余为水，其中生物硅以sio2计。进一步地，所述生物硅为奥力硅。进一步地，所述润湿剂为msr-tt1；所述分散剂为msd-511；所述增稠剂为黄原胶；所述防冻剂为丙二醇。本发明还提供一种上述的悬浮硅肥料的方法，包括如下步骤：1)在高速剪切机内加入水，加入计量好的“生物硅”浸泡,浸泡结束，启动高速剪切机，依次加入称量好的润湿剂、分散剂、增稠剂，按规定时间完成剪切；2)在高速剪切机内加入防冻剂，继续剪切一定时间；3)剪切结束后启动砂磨机，将高速剪切机内物料在搅拌状态下按要求的流速泵入砂磨机研磨，经过研磨后的产品通过检测符合标准要求，包装为悬浮硅肥料。进一步地，所述步骤1)中，“生物硅”浸泡时间为30～40min，常温剪切时间为40～60min，剪切速度为200～300r/min。进一步地，所述步骤2)中，加入防冻剂后继续剪切20～30min。进一步地，所述润湿剂为msr-tt1；所述分散剂为msd-511；所述增稠剂为黄原胶；所述防冻剂为丙二醇。进一步地，所述步骤3)具体包括如下步骤：a)通过管道泵将剪切完成的物料泵入一级砂磨机进行研磨，研磨后的物料进入一级砂磨储罐；b)启动二级砂磨，通过管道泵将一级砂磨储罐物料泵入二级砂磨机，研磨后的物料进入二级砂磨储罐；c)研磨结束，启动管道泵将二级砂磨储罐物料泵入混合罐，开启混合罐搅拌，混合均匀后包装。本发明还提供一种制备上述的悬浮硅肥料的装置，包括高速剪切机、一级砂磨机、一级砂磨储罐、二级砂磨机、二级砂磨储罐、混合罐、搅拌釜和包装机，在高速剪切机和一级砂磨机之间设置第一管道泵，在一级砂磨储罐和二级砂磨机之间设置第二管道泵，在二级砂磨储罐和混合罐之间设置第三管道泵。与现有技术相比，本发明的优点在于：1、悬浮硅肥料能增强作物秸杆的机械强度，提高抗倒伏能力80％以上，令茎秆挺直，有利于密植；2、高效悬浮硅肥料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；3、高效悬浮硅肥料能增强瓜果类作物的花粉活力，提高座果率和成果率；4、高效悬浮硅肥料能减少磷在土壤中的固定，活化土壤中的磷，促进根系对磷的吸收，提高磷肥的利用率；5、高效悬浮硅肥料能很好的调节作物对氮磷钾等不同营养的平衡吸收，强化植物体对钙、镁的吸收和利用，并能抑制对铁、锰过量吸收和毒害，被称为"植物调节性肥料"；6、高效悬浮硅肥料能有效抑制植物叶片的水分蒸腾，施硅肥后，产生的硅化细胞能有效调节叶片气孔的开闭，挖掘水分蒸腾作用，增强作物的抗旱、抗寒、抗干热风等抗逆能力；7、高效悬浮硅肥料能增强光合作用和提高叶绿素含量，施硅肥可使表皮细胞硅质化，让作物茎叶挺直、减少遮阴，有利于进行充分的光合作用，提供给作物生长所需充足的碳水化合物，从而促进作物的生长和果实膨大；8、高效悬浮硅肥料是保健肥料，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(如蔬菜大棚连续种植3年以上，就会遇到霉菌等土传病菌的积累，严重影响蔬菜的产量与品质，施用硅肥，会有效地防止霉菌的存活与繁殖)；9、高效悬浮硅肥料能够减轻或消除土壤中的重金属污染，硅肥中所含的硅酸根离子可与镉、汞、铅等重金属发生化学反应，形成新的不易被植物吸收的硅酸化合物而沉淀下来，并能氧化镉、锰等重金属，减少它们的溶解度，从而抑制作物对它们的吸收，有效地防止重金属的污染，从而使其污染降到国家规定安全标准以下；10、高效悬浮硅肥料可明显改善农产品品质，使之色、香、味、形等俱佳，令果实着色好、果型端正、硬度高，耐储运，并能抑制真、细菌及霉菌的发生和侵染，延长保鲜期；11、高效悬浮硅肥料能增强作物对病虫害的抵抗力，可减少甚至消除病虫危害。经多年试验和实践证明：高浓度的硅酸对真菌孢子的萌发和菌丝生长均具有明显的抑制作用，作物吸收二氧化硅后，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。此外，施过硅肥的农作物还会产生一种令昆虫讨厌的气味，使害虫远离作物。(特别是对稻瘟病、纹枯病、白叶枯病、叶斑病、茎腐病、菌核病、锈病、白粉病、黑斑病、霜霉病、灰霉病、炭疽病、枯萎病、根腐病、软腐病及二化螟、稻飞虱、蚜虫、棉铃虫、钻心虫、白粉虱、根线虫等病虫害的抗性加强。)附图说明下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：图1为本发明提供的装置结构示意图。具体实施方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。实施例1、一种悬浮硅肥料，包括奥力硅颗粒(含二氧化硅72％)30g、润湿剂msr-tt12g；分散剂msd-5114g；增稠剂黄原胶0.2g，防冻剂丙二醇4g，水159.8g。制备上述悬浮硅肥料的方法，参考图1，包括如下步骤：1)在高速剪切1内加入水，加入“生物硅”浸泡30min，启动高速剪切机1，调节转速200r/min，依次加入称量好的润湿剂、分散剂、增稠剂，剪切40min；2)在高速剪切机1内加入防冻剂，继续剪切20min，剪切速度为200r/min；3)剪切结束后，通过第一管道泵9将剪切完成的物料泵入一级砂磨机2进行研磨，研磨后的物料进入一级砂磨储罐3；4)启动二级砂磨机4，通过第二管道泵10将一级砂磨储罐3内的物料泵入二级砂磨机4，研磨后的物料进入二级砂磨储罐5；5)研磨结束，启动第三管道泵11将二级砂磨储罐5内的物料泵入混合罐6，开启搅拌罐7搅拌，混合均匀后包装机8进行包装。本发明所用原料均可从原料市场上购买。生物硅由俄罗斯工业沸石开放股份公司生产；高效分散剂msd-511、润湿剂msr-tt1由辽宁美隆有限公司生产；黄原胶为市场采购的工业级原料；水为工厂自制的去离子水。实施例2、与实施例1的区别在于：一种悬浮硅肥料，包括奥力硅颗粒(含二氧化硅72％)34g、润湿剂msr-tt13g；分散剂msd-5116g；增稠剂黄原胶0.5g，防冻剂丙二醇6g，水150.5g。实施例3、与实施例1的区别在于：一种悬浮硅肥料，包括奥力硅颗粒(含二氧化硅72％)40g、润湿剂msr-tt14g；分散剂msd-5118g；增稠剂黄原胶0.8g，防冻剂丙二醇8g，水139.2g。对实施例1、实施例2和实施例3制备的产品进行检验，结果如下表所示，分散性良好，颗粒达到纳米级。实施例4、悬浮硅肥分期施用对水稻植株不同部位镉浓度的影响一、试验处理：(1)对照ck(0％：0％)：0kg/亩硅肥。(2)全部基施硅肥t(100％：0％)：10kg/亩。(3)基施和拔节期硅肥各施一半tj(50％：50％)：基施5kg/亩，拔节期施用5kg/亩。(4)拔节期施用硅肥j(0％：100％)：10kg/亩。共4个处理，3个重复，共12个小区，随机排列。二、试验时间：2019年8月初插秧-2019年11月收获。各小区除硅肥外，其它肥料施用一样，病虫害防治按照常规进行。结果见表2：表2：硅悬浮肥分期施用水稻植株镉浓度(mg/kg)变化情况处理(％：％)根茎叶0:065.6±0.6a46.3±0.6a100:053.7±1.0b36.9±1.4b50:5045.7±0.7c31.1±1.0c0：10042.2±1.0d32.6±0.9c注：水稻根部作为最早和直接接触土壤的重金属粒子的器官，其镉离子浓度明显高于地上部分。通过表2的结果可知，本发明提供的悬浮硅肥料施用能够使得水稻阻隔镉进入根系能力增强，显著降低根系和地上部分茎叶的镉含量。实施例5、悬浮硅肥对稻米镉含量的影响一、试验地概况：试验选择在益阳市农科所试验田进行。土壤为白夹泥，土壤ph值6.2，土壤质地为壤土，无明显障碍层次。二、试验材料供试水稻品种：湘晚籼12号(大区试验)。供试肥料：40％湘株牌复合肥(n∶p2o5∶k2o＝20∶8∶12)、悬浮硅肥。三、试验设计试验共设4个处理，即施悬浮硅肥45kg/hm2(a)、75kg/hm2(b)、150kg/hm2(c)，以不施悬浮硅肥作对照(ck2)，其他栽培条件相同。大区面积1000m2，大区之间做埂覆膜，试验品种为湘晚籼12号，作晚稻栽培。四、试验过程试验按一季晚稻栽培要求进行。稻谷收获晒干后，检测稻米镉含量。结果见表3。表3：硅悬浮肥稻米镉含量变化情况处理实际产量kg/hm2稻米镉含量mg/kgck26681.750.290a7557.450.083b7292.250.028c8049.000.026通过表3的结果可知，150kg/hm2时对湘晚籼12号增产效果明显，高达20.46％，降镉效果明显，高达91％。综上，本发明提供的悬浮硅肥料既能补充土壤中流失的硅元素，又能满足作物生长的需要。硅元素含量高，分散性好，粒径达到纳米级。同时由于二氧化硅胶体的特殊结构，当胶体带负电时，具有吸附阳离子功能，能吸附铵根离子，避免铵根离子释放过快而造成烧苗现象，并且在吸附释放过程中，延长了氮肥的肥效。发扬斯规则表明与胶体粒子有相同化学元素的离子优先被吸附。并能不可逆的吸附住重金属镉离子，固定住重金属。高效悬浮态硅肥施肥过程呈稳定悬浮液，能避免堵塞滴头和过滤器，提高土壤有效硅素含量，持续的为作物生长提供硅素营养，最大限度的满足农作物的生长需求。当前第1页1 2 3
技术特征：1.一种悬浮硅肥料，其特征在于，按质量百分比计，包括如下组分，生物硅15％～20％，润湿剂1.0％～2.0％，分散剂2.0％～4.0％，增稠剂0.5％～1.0％，防冻剂2.0％～4.0％，其余为水，其中生物硅以sio2计。
2.按照权利要求1所述的悬浮硅肥料，其特征在于，所述生物硅为奥力硅。
3.按照权利要求1所述的悬浮硅肥料，其特征在于，所述润湿剂为msr-tt1；所述分散剂为msd-511；所述增稠剂为黄原胶；所述防冻剂为丙二醇。
4.一种制备权利要求1所述的悬浮硅肥料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)在高速剪切机内加入水，加入计量好的生物硅浸泡一定时间，启动高速剪切机，依次加入称量好的润湿剂、分散剂、增稠剂，按规定时间完成剪切；
2)在高速剪切机内加入防冻剂，继续剪切一定时间；
3)剪切结束后启动砂磨机，将高速剪切机内物料在搅拌状态下按要求的流速泵入砂磨机研磨，经过研磨后的产品通过检测符合标准要求，包装为悬浮硅肥料。
5.按照权利要求4所述的制备悬浮硅肥料的方法，其特征在于，所述步骤1)中，“生物硅”浸泡时间为30～40min，常温剪切时间为40～60min，剪切速度为200～300r/min。
6.按照权利要求4所述的制备悬浮硅肥料的方法，其特征在于，所述步骤2)中，加入防冻剂后继续剪切20～30min。
7.按照权利要求4所述的制备悬浮硅肥料的方法，其特征在于，所述润湿剂为msr-tt1；所述分散剂为msd-511；所述增稠剂为黄原胶；所述防冻剂为丙二醇。
8.按照权利要求4所述的制备悬浮硅肥料的方法，其特征在于，所述步骤3)具体包括如下步骤：
a)通过管道泵将剪切完成的物料泵入一级砂磨机进行研磨，研磨后的物料进入一级砂磨储罐；
b)启动二级砂磨，通过管道泵将一级砂磨储罐物料泵入二级砂磨机，研磨后的物料进入二级砂磨储罐；
c)研磨结束，启动管道泵将二级砂磨储罐物料泵入混合罐，开启混合罐搅拌，混合均匀后包装。
9.一种制备权利要求1所述的悬浮硅肥料的装置，其特征在于，包括高速剪切机(1)、一级砂磨机(2)、一级砂磨储罐(3)、二级砂磨机(4)、二级砂磨储罐(5)、混合罐(6)、搅拌釜(7)和包装机(8)，在高速剪切机(1)和一级砂磨机(2)之间设置第一管道泵(9)，在一级砂磨储罐(3)和二级砂磨机(4)之间设置第二管道泵(10)，在二级砂磨储罐(5)和混合罐(6)之间设置第三管道泵(11)。
技术总结本发明涉及肥料技术领域，特别提供了一种悬浮硅肥料及制备方法及装置，悬浮硅肥料按质量百分比计，包括如下组分，生物硅15％～20％，润湿剂1.0％～2.0％，分散剂2.0％～4.0％，增稠剂0.1％～0.4％，防冻剂2.0％～4.0％，其余为水，其中生物硅以SiO2计。通过剪切，将生物硅剪切到纳米级，并且通过形成的二氧化硅胶体，吸附铵根例子，固定重金属离子。同时既能补充土壤中流失的硅元素，又能满足作物生长的需要。
技术研发人员：顾广年
受保护的技术使用者：力拓肥料(沈阳)有限公司
技术研发日：2020.03.20
技术公布日：2020.06.05
