一种含硅有机肥及其制备方法与流程

1.本发明涉及肥料制造技术领域，涉及一种有机肥，尤其涉及一种含硅有机肥及其制备方法。


背景技术：

2.众所周知，氮、磷、钾是农作物所必需的三大营养元素，而硅元素作为作物生长的一种重要的中量元素，其在农业上的应用已受到国内外的日益重视，英国农学家认为，氮磷钾对农作物的增产作用已发挥的差不多了，若要作物继续增产的话，就要靠硅肥了。
3.硅肥是一种很好的品质肥料、保健肥料和植物调节性肥料，是其它化学肥料无法比拟的一种新型多功能肥料。
4.有机肥对增加粮食产量、改善作物品质、提高耕地地力及其降低环境污染等作出很大的贡献。而在耕地土壤重金属污染治理方面，有机肥作用一直存在争议，有些学者认为有机肥中许多功能团具有吸附金属元素作用而减少了重金属活性，有利于降低作物吸收累积而提高农产品质量安全性；而有些研究则认为增施有机肥提高了土壤溶液中doc浓度，增加了土壤水溶液中重金属浓度而农产品污染风险上升，而且有些有机肥自身也存在较高含量的重金属污染物，长期大量应用易引起耕地更严重的污染。另外，土壤环境条件变化如厌氧变有氧、酸性变碱性、低温变高温等促进有机肥被微生物降解的进程，有机肥结合的重金属元素将被重新释放而进入水溶液中，因而有机肥-重金属这种结合稳定形式也是一个潜在风险因素。硅是地球上除氧之外的第二大元素，尽管未作为高等植物的必需营养元素，水稻组织中累积量却很高，稻田里应用硅肥有利于水稻抗倒伏、耐干旱、减少病虫害、增产等，且因具有替代功能，可显著减少作物对重金属污染物的吸收，提高农产品质量安全性。


技术实现要素：

5.本发明的一个目的是为了提供一种增加水稻产量，降低稻米重金属污染物积累的含硅有机肥。
6.本发明的另一个目的是为了提供该含硅有机肥的制备方法。
7.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种含硅有机肥，所述含硅有机肥按重量份数计包括以下组分：二氧化硅5.01-20.01份、植物秸秆100-300份、植物种子饼50-100份、有机质原料10-25份、微生物菌种0.3-1.8份与添加剂1.5-3.5份。
8.作为优选，所述含硅有机肥按重量份数计包括以下组分：二氧化硅9.99-15份、植物秸秆100-300份、植物种子饼50-100份、有机质原料10-25份、微生物菌种0.3-1.8份与添加剂1.5-3.5份。
9.作为优选，所述植物秸秆包括玉米秸秆、高粱秸秆、小麦秸秆、黄豆秸秆或水稻秸秆中的一种或几种的混合物。
10.作为优选，所述的植物种子饼包括棉籽饼、菜籽饼、花生饼、茶籽饼、黄豆饼粕或桐
籽饼中的一种或几种的混合物。
11.作为优选， 所述微生物菌种包括包括枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、多黏芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌及解淀粉芽孢杆菌中的至少一种。
12.作为优选，所述微生物菌种为枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌的混合物，有效活菌数大于或等于2亿个/克。
13.作为优选，所述添加剂由以下重量份数的原料制成：贝壳生物炭50-100份与溶菌酶0.3-1份。
14.作为优选，所述添加剂的制备方法包括：将贝壳清洗，去除角质层，分离棱柱层和珍珠层，干燥后粉碎至粒径为2-3cm，在惰性气体氛围下，升温至650-720℃进行充分碳化，然后降温至400-450℃，通入空气，保温30-60min后降至室温，粉碎至粒径30-50mm得到贝壳生物炭；然后加入溶菌酶，得到添加剂。
15.作为优选，所述有机质原料包括风化煤、生化黄腐酸钾、泥炭土及褐煤中至少一种。
16.一种含硅有机肥的制备方法，所述制备方法包括：将二氧化硅、植物秸秆、植物种子饼、有机质原料与微生物菌种拌和，在发酵罐中在50-80℃下发酵15-72小时，然后进行干燥，加入添加剂再造粒和包装。
17.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：1）本发明的含硅有机肥改善土壤环境，有利于作物生长，有机肥内富含硅元素，解决目前含硅有机肥短缺的问题；2）本发明所用的添加剂中，贝壳生物炭具有蜂窝海绵状微孔结构、对重金属的吸附力强，能够吸附土壤中的重金属，钝化铅、镉、铜、锌等多种重金属；具有较高的钝化效率，仍保留有贝壳中的多糖及蛋白质等有机营养物质，能够为土壤中的微生物繁殖提供营养，从而加快土壤结构的改善，促进农作物生长；3）本发明的制备方法简单，能耗少，成本低，无二次污染。
18.4）本发明的含硅有机肥有利于增加水稻产量，降低稻米重金属污染物积累；5）本发明的含硅有机肥适于进行推广应用，可促进水稻生产增收增效。
具体实施方式
19.以下结合具体实施例对本发明作出进一步清楚详细的描述说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一分部的实施例，而不是全部的实施例。因此，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
20.如无特殊说明，本发明实施例中所用原料均为市场可购得或本领域常用原料；如无特殊说明，本发明实施例中所用方法均为本领域技术人员可实现的常规方法。
21.本发明中，植物秸秆包括玉米秸秆、高粱秸秆、小麦秸秆、黄豆秸秆或水稻秸秆中的一种或几种的混合物；植物种子饼包括棉籽饼、菜籽饼、花生饼、茶籽饼、黄豆饼粕或桐籽饼中的一种或几种的混合物；所述微生物菌种为枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌的混合物，有效活菌数大于或等于2亿个/克；添加剂由以下重量份数的原料制成：贝壳生物炭50-100
份与溶菌酶0.3-1份；添加剂的制备方法包括：将贝壳清洗，去除角质层，分离棱柱层和珍珠层，干燥后粉碎至粒径为2-3cm，在惰性气体氛围下，升温至650-720℃进行充分碳化，然后降温至400-450℃，通入空气，保温30-60min后降至室温，粉碎至粒径30-50mm得到贝壳生物炭；然后加入溶菌酶，得到添加剂；有机质原料包括风化煤、生化黄腐酸钾、泥炭土及褐煤中至少一种。
22.实施例1本实施例提供了一种含硅有机肥，所述含硅有机肥按重量份数计包括以下组分：二氧化硅5.01份、植物秸秆100份、植物种子饼50份、有机质原料10份、微生物菌种0.3份与添加剂1.5份。
23.该有机肥的制备方法如下：将二氧化硅、植物秸秆、植物种子饼、有机质原料与微生物菌种拌和，在发酵罐中在50-80℃下发酵15-72小时，然后进行干燥，加入添加剂再造粒和包装。
24.实施例2本实施例提供了一种含硅有机肥，所述含硅有机肥按重量份数计包括以下组分：二氧化硅9.99份、植物秸秆200份、植物种子饼80份、有机质原料20份、微生物菌种1.5份与添加剂2.2份。
25.该有机肥的制备方法如下：将二氧化硅、植物秸秆、植物种子饼、有机质原料与微生物菌种拌和，在发酵罐中在50-80℃下发酵15-72小时，然后进行干燥，加入添加剂再造粒和包装。
26.实施例3本实施例提供了一种含硅有机肥，所述含硅有机肥按重量份数计包括以下组分：二氧化硅15份、植物秸秆300份、植物种子饼100份、有机质原料25份、微生物菌种1.8份与添加剂3.5份。
27.该有机肥的制备方法如下：将二氧化硅、植物秸秆、植物种子饼、有机质原料与微生物菌种拌和，在发酵罐中在50-80℃下发酵15-72小时，然后进行干燥，加入添加剂再造粒和包装。
28.实施例4本实施例提供了一种含硅有机肥，所述含硅有机肥按重量份数计包括以下组分：二氧化硅20.01份、植物秸秆300份、植物种子饼100份、有机质原料10份、微生物菌种0.3份与添加剂2.5份。
29.该有机肥的制备方法如下：将二氧化硅、植物秸秆、植物种子饼、有机质原料与微生物菌种拌和，在发酵罐中在50-80℃下发酵15-72小时，然后进行干燥，加入添加剂再造粒和包装。
30.对比例1，与实施例1相同，唯一区别是不加入二氧化硅。
31.在水稻试验上，设置了6个不同硅含量有机肥处理，分别是ck（不施有机肥）、s0施300kg/亩有机肥（对比例1制得的含硅有机肥）、s1施300kg/亩有机肥（实施例1制得的含硅有机肥）、s2施300kg/亩有机肥（实施例2制得的含硅有机肥）、s3施300kg/亩有机肥（实施例3制得的含硅有机肥）、s4施300kg/亩有机肥（实施例4制得的含硅有机肥）。试验小区为35m2，三次重复。
32.表1 不同含硅有机肥应用对水稻产量的影响处理cks0s1s2s3s4水稻产量（kg/亩）585.4587.0591.8592.6599.9612.4水稻增产（%）/0.271.101.242.494.61土壤ph7.247.297.207.257.357.33土壤有机质（g/kg）46.7348.1048.5050.1049.1050.50表2 不同含硅有机肥对稻米重金属元素含量的影响处理cks0s1s2s3s4镉含量（mg/kg）0.0430.0170.0230.0130.0170.017铬含量（mg/kg）0.0830.0400.0130.0130.0170.013砷含量（mg/kg）0.1130.0830.0930.0870.0700.083试验结果显示：与ck相比（585.4kg/亩），s0-s4均对水稻均有增产作用， s0、s1、s2、s3、s4分别增产0.27*%、1.10%、1.24%、2.49%、4.61%（表1），但未达显著水平；土壤ph值变化不大（估计土壤本身为碱性原因，试验田初始ph值为7.56），有机质提升明显，分别达2.93%-8.06%；鉴于水稻增产的稀释、土壤吸附及其硅元素替代等作用，施用含硅有机肥稻米中cd、cr、as显著下降，与ck相比，稻米cd分别下降了45.7-69.0%、cr分别下降了51.8-84.7%、as分别下降了17.4-38.1%（表2）。综合考虑上述试验效果及其成本等因素，含硅有机肥配方以3.3-5.0份为佳。
33.以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。