一种硅元素水稻缓释肥及其制备方法与流程

1.本发明属于肥料技术领域，具体涉及一种硅元素水稻缓释肥及其制备方法。


背景技术：

2.缓释肥料又称缓效肥料或控释肥料。其肥料中含有养分的化合物在土壤中释放速度缓慢或者养分释放速度可以得到一定程度的控制以供作物持续吸收利用。使用缓释肥料的目的：减少肥料养分特别是氮素在土壤中的损失；减少施肥作业次数，节省劳力和费用；避免发生由于过量施肥而引起的对种子或幼苗的伤害。
3.水稻是最重要的粮食作物之一，为地球大部分人口提供了食物来源。随着人口的增加，对水稻的需求也在不断的增加。水稻的增产离不开肥料，目前水稻生产中使用较多的肥料是速效肥料，其特点就是见效快，缺点是使用周期短，需要多次追肥。缓释肥作为一种新型肥料，具有缓释性，实现了肥料养分释放与水稻营养吸收需求基本同步。施用缓释肥能实现作物一次性施肥，从而简化施肥技术，降低施肥劳动强度，减少施肥成本，提高肥料利用率，并减轻养分流失造成的环境污染。
4.目前，水稻常用的肥料肥效短，利用率低，用量多，在生产过程中必须分次追肥，才能满足作物在整个生长期对养分的要求。存在施肥次数多，费工费时，生产效率低的局限。
5.火力发电厂粉煤灰排放逐年锐增，大量粉煤灰堆积废弃，造成大量土地的弃耕，不仅浪费土地资源，严重污染环境，而且给电力工业的进一步发展造成障碍。
6.鉴于以上原因，特提出本发明。


技术实现要素：

7.为了解决现有技术存在的以上问题，本发明提供了一种硅元素水稻缓释肥及其制备方法，水稻可以充分的吸收利用所述的水稻缓释肥，显著促进水稻生长，提高水稻产量，成本低，且能充分利用粉煤灰，将其变废为宝。
8.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
9.一种硅元素水稻缓释肥，包括如下原料制成：粉煤灰、柠檬酸、硫酸铵、植物胶、微量元素和水。
10.进一步的，按照重量份，包括如下原料制成：粉煤灰56-60份、柠檬酸2-6 份、硫酸铵2-6份、植物胶1-3份、微量元素1-3份和水28-32份。
11.进一步的，按照重量份，包括如下原料制成：粉煤灰58份、柠檬酸4份、硫酸铵4份、植物胶2份、微量元素2份和水30份。
12.进一步的，所述的粉煤灰中加入质量分数为2-8％的水溶性硅颗粒。
13.进一步的，所述的水溶性硅颗粒的制备方法如下：
14.(i)将硅石粉碎后除杂，并加入食用碱，硅石粉与食用碱的质量比为7:3，得混合物；
15.(ii)将所述混合物在1500～1800℃条件下烧制，冷却后除杂，即得水溶性硅颗粒。
16.本发明中的植物胶为天然植物胶，可以是田菁胶、瓜尔胶、胡麻胶、香豆胶，是一类天然植物胶，从盛产植物豆中制得，主要成分是半乳甘露聚糖，还有蛋白质、纤维素、水分及少量钙、镁等无机元素；此外还有从石花菜中提取的石花胶。本发明的中的植物胶起到粘结的作用。
17.燃料(主要是煤)燃烧过程中排出的微小灰粒。其粒径一般在1～100μm之间。又称粉煤灰或烟灰。由燃料燃烧所产生烟气灰分中的细微固体颗粒物。如燃煤电厂从烟道气体中收集的细灰。飞灰是煤粉进入1300～1500℃的炉膛后，在悬浮燃烧条件下经受热面吸热后冷却而形成的。由于表面张力作用，飞灰大部分呈球状，表面光滑，微孔较小。一部分因在熔融状态下互相碰撞而粘连，成为表面粗糙、棱角较多的蜂窝状组合粒子。
18.粉煤灰的硅、钙以及微量元素硼、锰、铜、锌、钼、钴等，这些元素都是与农业息息相关，可作为农作物生长的养分，其氧化物虽然水溶性差，但都是可以溶于弱酸中，属于可溶性的养分。
19.本发明中的微量元素是指氮、磷、钾、镁、钠、锌中的一种或几种。各元素之间的比例为任意比例，且以可溶性盐、络合物或有机化合物的形式添加到其中。
20.本发明还提供了一种所述的硅元素水稻缓释肥的制备方法，包括如下步骤：
21.(1)按照各原料的重量，分别称取备用；
22.(2)分别将备用的柠檬酸、硫酸铵和水混合，搅拌溶解均匀，在加入粉煤灰搅拌均匀，加热，冷却；
23.(3)再加入植物胶和微量元素混合，搅拌均匀，制块，得到所述的硅元素水稻缓释肥。
24.进一步的，步骤(2)中加热至90-110℃，加热时间为25-35min。
25.进一步的，步骤(2)中加热至100℃，加热时间为30min。
26.进一步的，步骤(2)中冷却采用自然冷却。
27.进一步的，步骤(3)中制块采用制块机，制成4cm
×
4cm的方块。
28.本发明的缓释肥均匀的抛洒到稻田即可，操作简单。
29.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
30.本发明制备的缓释肥利用粉煤灰的硅、钙以及微量元素硼、锰、铜、锌、钼、钴等，可作为农作物生长的养分，其氧化物虽然水溶性差，但都是可以溶于弱酸中，属于可溶性的养分，柠檬酸作为酸性物质高温处理粉煤灰，本发明制备的水稻缓释肥可以使水稻充分的吸收养分，起到缓释的作用，提高水稻的产量，本发明在粉煤灰中加入水溶性硅颗粒使得其可溶性硅含量高，充分利用到了粉煤灰中的元素，养分更为全面，缓释效果好，提高农作物的产量，改良品质，改良土壤，减少人工，处理成本低，真正实现将粉煤灰污染物变废为宝，为农业的可持续发展做出贡献。
具体实施方式
31.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
32.实施例1
33.本实施例的一种硅元素水稻缓释肥，包括如下原料制成：粉煤灰56kg、柠檬酸6kg、硫酸铵2kg、植物胶3kg、微量元素1kg和水32kg；
34.其中，述的粉煤灰中加入质量分数为2％的水溶性硅颗粒，所述的水溶性硅颗粒的制备方法如下：
35.(i)将硅石粉碎后除杂，并加入食用碱，硅石粉与食用碱的质量比为7:3，得混合物；
36.(ii)将所述混合物在1500～1800℃条件下烧制，冷却后除杂，即得水溶性硅颗粒。
37.本实施例的硅元素水稻缓释肥的制备方法，包括如下步骤：
38.(1)按照各原料的重量，分别称取备用；
39.(2)分别将备用的柠檬酸、硫酸铵和水混合，搅拌溶解均匀，在加入粉煤灰搅拌均匀，加热至90℃，加热时间为35min，自然冷却；
40.(3)再加入植物胶和微量元素混合，搅拌均匀，采用制块机，制成4cm
ꢀ×
4cm的方块，得到所述的硅元素水稻缓释肥。
41.实施例2
42.本实施例的一种硅元素水稻缓释肥，包括如下原料制成：粉煤灰58kg、柠檬酸4kg、硫酸铵4kg、植物胶2kg、微量元素2kg和水30kg；
43.其中，述的粉煤灰中加入质量分数为3％的水溶性硅颗粒，所述的水溶性硅颗粒的制备方法如下：
44.(i)将硅石粉碎后除杂，并加入食用碱，硅石粉与食用碱的质量比为7:3，得混合物；
45.(ii)将所述混合物在1500～1800℃条件下烧制，冷却后除杂，即得水溶性硅颗粒。
46.本实施例的硅元素水稻缓释肥的制备方法，包括如下步骤：
47.(1)按照各原料的重量，分别称取备用；
48.(2)分别将备用的柠檬酸、硫酸铵和水混合，搅拌溶解均匀，在加入粉煤灰搅拌均匀，加热至100℃，加热时间为30min，自然冷却；
49.(3)再加入植物胶和微量元素混合，搅拌均匀，采用制块机，制成4cm
ꢀ×
4cm的方块，得到所述的硅元素水稻缓释肥。
50.实施例3
51.本实施例的一种硅元素水稻缓释肥，包括如下原料制成：粉煤灰60kg、柠檬酸2kg、硫酸铵6kg、植物胶1kg、微量元素3kg和水28kg；
52.其中，述的粉煤灰中加入质量分数为5％的水溶性硅颗粒，所述的水溶性硅颗粒的制备方法如下：
53.(i)将硅石粉碎后除杂，并加入食用碱，硅石粉与食用碱的质量比为7:3，得混合物；
54.(ii)将所述混合物在1500～1800℃条件下烧制，冷却后除杂，即得水溶性硅颗粒。本实施例的硅元素水稻缓释肥的制备方法，包括如下步骤：
55.(1)按照各原料的重量，分别称取备用；
56.(2)分别将备用的柠檬酸、硫酸铵和水混合，搅拌溶解均匀，在加入粉煤灰搅拌均
匀，加热至110℃，加热时间为25min，自然冷却；
57.(3)再加入植物胶和微量元素混合，搅拌均匀，采用制块机，制成4cm
ꢀ×
4cm的方块，得到所述的硅元素水稻缓释肥。
58.实施例4
59.本实施例的一种硅元素水稻缓释肥，包括如下原料制成：粉煤灰57kg、柠檬酸5kg、硫酸铵3kg、植物胶2.5kg、微量元素1.5kg和水31kg；
60.其中，述的粉煤灰中加入质量分数为6％的水溶性硅颗粒，所述的水溶性硅颗粒的制备方法如下：
61.(i)将硅石粉碎后除杂，并加入食用碱，硅石粉与食用碱的质量比为7:3，得混合物；
62.(ii)将所述混合物在1500～1800℃条件下烧制，冷却后除杂，即得水溶性硅颗粒。
63.本实施例的硅元素水稻缓释肥的制备方法，包括如下步骤：
64.(1)按照各原料的重量，分别称取备用；
65.(2)分别将备用的柠檬酸、硫酸铵和水混合，搅拌溶解均匀，在加入粉煤灰搅拌均匀，加热至95℃，加热时间为32min，自然冷却；
66.(3)再加入植物胶和微量元素混合，搅拌均匀，采用制块机，制成4cm
ꢀ×
4cm的方块，得到所述的硅元素水稻缓释肥。
67.实施例5
68.本实施例的一种硅元素水稻缓释肥，包括如下原料制成：粉煤灰58kg、柠檬酸5kg、硫酸铵2kg、植物胶2kg、微量元素1.5kg和水28kg；
69.其中，述的粉煤灰中加入质量分数为6％的水溶性硅颗粒，所述的水溶性硅颗粒的制备方法如下：
70.(i)将硅石粉碎后除杂，并加入食用碱，硅石粉与食用碱的质量比为7:3，得混合物；
71.(ii)将所述混合物在1500～1800℃条件下烧制，冷却后除杂，即得水溶性硅颗粒。
72.本实施例的硅元素水稻缓释肥的制备方法，包括如下步骤：
73.(1)按照各原料的重量，分别称取备用；
74.(2)分别将备用的柠檬酸、硫酸铵和水混合，搅拌溶解均匀，在加入粉煤灰搅拌均匀，加热至102℃，加热时间为30min，自然冷却；
75.(3)再加入植物胶和微量元素混合，搅拌均匀，采用制块机，制成4cm
ꢀ×
4cm的方块，得到所述的硅元素水稻缓释肥。
76.实施例6
77.本实施例的一种硅元素水稻缓释肥，包括如下原料制成：粉煤灰59kg、柠檬酸3kg、硫酸铵5kg、植物胶1.5kg、微量元素2.5kg和水29kg；
78.其中，述的粉煤灰中加入质量分数为8％的水溶性硅颗粒，所述的水溶性硅颗粒的制备方法如下：
79.(i)将硅石粉碎后除杂，并加入食用碱，硅石粉与食用碱的质量比为7:3，得混合物；
80.(ii)将所述混合物在1500～1800℃条件下烧制，冷却后除杂，即得水溶性硅颗粒。
81.本实施例的硅元素水稻缓释肥的制备方法，包括如下步骤：
82.(1)按照各原料的重量，分别称取备用；
83.(2)分别将备用的柠檬酸、硫酸铵和水混合，搅拌溶解均匀，在加入粉煤灰搅拌均匀，加热至105℃，加热时间为32min，自然冷却；
84.(3)再加入植物胶和微量元素混合，搅拌均匀，采用制块机，制成4cm
ꢀ×
4cm的方块，得到所述的硅元素水稻缓释肥。
85.试验例1
86.日期：2021年4月15日至10月10日结束。
87.地点：兴安盟乌兰浩特市乌兰哈达镇古城村袁隆平工作站示范基地。
88.作物品种：当地采用的常规品种稻香4号
89.面积：共3个池子，7.4亩，其中实施例2制备的缓释肥处理2个池子5 亩，对照普通复合肥常规处理1个池子2.4亩。
90.要求：试验地块平坦、保水保肥力强、灌排方便，本试验除肥料外，其他田间管理和技术措施的作业均要求一致。
91.处理：试验设置2个处理
[0092]ⅰ处理：两个重复均是亩施用10％缓释肥，每亩5公斤 德润肥(n20-p8-k12＝40％)每亩35公斤。
[0093]ⅱ处理：对照田(ck)亩施用德润肥(n20-p8-k12＝40％)，每亩施入40 公斤。结果如表1所示。
[0094]
表1
[0095][0096]
从表1中可以看出，本发明的缓释肥与对照田相比，分蘖和根系都稍多，而最后每平方米有效穗数多34.8个，平均穗长0.3厘米，每穗空秕粒减少0.3 个即空秕率减少1.5％，平均每穗实粒数增加0.2个，即实粒率增加0.2％，平均每亩增产62.1公斤，即增产率10.7％。
[0097]
本发明人也对其他实施例制备的缓释肥进行了上述试验，结果基本一致，由于篇幅有限，不再一一列举。
[0098]
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。