CN105367156A - 含硅藻土的肥料及其制备方法与使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含硅藻土的肥料及其制备方法与使用方法。该含硅藻土的肥料，由如下重量份的组分组成：氮元素0-30份、磷元素0-20份、钾元素0-30份、硅藻土0.3-30份、填料补足至100份；所述硅藻土的粒径为纳米级。其制备方法包括先对硅藻土纳米化处理的步骤和将纳米硅藻土与其他组分混料处理的步骤。该含硅藻土的肥料可以以底肥、追肥或农作物叶面喷施方式使用。本发明含硅藻土的肥料利用率高、环保、能降低土壤板结。其制备方法工艺简单，对设备要求低，节约了能耗，降低了成本。

Description

含硅藻土的肥料及其制备方法与使用方法

技术领域

本发明涉及肥料技术领域，具体涉及一种含硅藻土的肥料及其制备方法与使用方法。

背景技术

从可持续发展的观点及环境保护角度出发，开发利用农作物需要的中微量元素的肥料是进一步提高农作物产量的前提，在使用现有肥料的基础上，如何进一步开发新型肥料，提高肥料的利用率、改善土壤的板结状态，给作物提供及时的营养补充是研究的当务之急。

硅藻土是一种硅质岩石，主要由硅藻的遗骸所组成，储量丰富。硅藻土本身具有的纳米微孔结构，具有空容大、比表面积大的特点。尽管硅藻土具有储量丰富优势，且具有天然的纳米微孔结构，但是目前研究硅藻土肥料的公开文献并不多见。综合归类有如下几种使用方式：

一类是将硅藻土作为缓释载体，利用硅藻土的物理结构特定，将肥料中的大量或微量元素进行吸附后在施肥之后延长大量或微量元素的释放速率，从而提高肥料的肥效时间。

第二类是将其作为除臭剂，利用硅藻土物理结构特点，吸附肥量中的异味如臭味。

第三类是将其简单的作为填料进行使用，以提高肥料的经济效率。

分析目前肥量领域对硅藻土的利用方式，均存在局限性，如第一类和第二类的使用方式是仅仅利用硅藻土的天然的物理结构特点，第三类的利用方式也仅仅是作为填料实现经济效率，因此，化肥过度使用，土壤质地下降，环境被污染的当下，如何结合现代技术充分利用硅藻土开发新型环保、利用率高、且对土壤有改善作用的肥料具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种含硅藻土的肥料及其制备方法与使用方法，以克服现有硅藻土肥料利用率低、污染环境、土壤板结等技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种含硅藻土的肥料，由如下重量份的组分组成：

填料补足至100份；其中，所述硅藻土的粒径为纳米级。

以及，一种含硅藻土的肥料的制备方法，包括如下步骤：

将硅藻土进行纳米化处理，得到纳米硅藻土；

按照上述的含硅藻土的肥料的组分含量，将所述纳米硅藻土与氮元素原料、磷元素原料、钾元素原料和填料进行混料处理。

以及，上述的含硅藻土的肥料或由含硅藻土的肥料制备方法制备的含硅藻土的肥料以底肥、追肥或农作物叶面喷施方式使用。

与现有硅藻土肥料相比，上述含硅藻土的肥料通过将硅藻土的粒径纳米化，以便于农作物的吸收，从而向农作物提供中微量元素硅元素，以实现农作物产量和品质的提高。由于硅藻土的粒径纳米化，其表面能和表面结合能显著的增大，当将上述含硅藻土的肥料施加至土壤中或喷洒至农作物叶面后，能与农作物根部或叶面结合紧密，从而易被农作物吸收，提高了含硅藻土的肥料的有效性，在此过程中，改善了土壤的板结环境，减少污染。

上述含硅藻土的肥料制备方法先将硅藻土进行纳米化处理后直接与其他组分进行混料处理即可，其无需特殊的工艺和设备，因此，该方法工艺简单，适合工业化生产，节约了能耗，降低了成本。

正因上述含硅藻土的肥料具有如易被农作物吸收，向农作物提供中微量元素硅元素、肥料的有效性高，因此，其可以以底肥、追肥或农作物叶面喷施等方式进行使用，其使用方法可以根据其形态的不同而灵活使用。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，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以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供一种肥料利用率低、能改善土壤环境，减少污染的肥料。以总重量为100份计，该含硅藻土的肥料由如下重量份的组分组成：

其中，上述含硅藻土的肥料的氮元素、磷元素、钾元素是作为大量元素存在，其为农作物提供所需的大量营养元素。另外，通过优化该大量元素的含量，能提高农作物的产量和农作物品质，同时还能与纳米硅藻土进行协同作用，进一步提高该肥料的有效性。因此，在一些实施例中，上述氮元素优选含量为10-25重量份。在一些具体实施例中，该氮元素的含量可以是0份、0.2份、0.5份、0.8份、1份、3份、5份、8份、10份、12份、13份、15份、16份、18份、20份、22份、25份、28份、30份等重量份。在一些实施例中，上述氮元素可以由本肥料技术领域中的常规的氮化合物提供，在具体实施例中，该氮化合物可以是尿素、硫酸铵、硝酸铵磷和硫酸铵中的一种或两种以上的复合物。

在另一些实施例中，上述磷元素优选含量为4-15重量份。在一些具体实施例中，该磷元素的含量可以是0份、0.2份、0.5份、0.8份、1份、2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、13份、15份、18份、20份等重量份。在一些实施例中，上述磷元素可以由本肥料技术领域中的常规的磷化合物提供，在具体实施例中，该磷化合物可以是磷一铵、磷酸二铵中的一种或两种复合物。

在又一些实施例中，上述钾元素优选含量为4-20重量份。在一些具体实施例中，该钾元素的含量可以是0份、0.2份、0.5份、0.8份、1份、2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、15份、18份、22份、25份、28份、30份等重量份。在一些实施例中，上述钾元素可以由本肥料技术领域中的常规的钾化合物提供，在具体实施例中，该钾化合物可以是氯化钾、硫酸钾、硫酸钾镁中的一种或两种以上的复合物。

另外，上述该大量元素氮元素、磷元素、钾元素可以根据农作物的种类或土壤的质地进行灵活调整。当然，该大量元素氮元素、磷元素、钾元素也可以同时含量为0，此时，该含硅藻土的肥料则为硅肥料，为农作物提供所需的中微量硅营养元素。

上述硅藻土的二氧化硅的含量达到95％以上，另外含有钙、镁等成分，这无疑可以为肥料提供中微量元素硅，而且加上硅藻土储量丰富，如果能将硅藻土中的中微量元素加以有效利用，则能有效降低中微量元素肥料的成本，同时能有效改善土壤质地，并降低对环境的污染和破坏。

将硅藻土的粒径进行纳米化处理后，即该硅藻土的粒径为纳米级，利用纳米硅藻土的大比表面积、具有很高的活性等特殊性能，尤其是纳米硅藻土的粒径小，表面原子数占据完整粒子总数的80％以上，表面原子的不饱和性，易与其它原子相结合而稳定下来，表现出很高的化学活性。随着粒径的减小，表面能及表面结合能迅速增大，在湿润的土壤环境中，容易被植物吸附，提高肥料的有效性，利用率提高势必改善土壤的环境。为了进一步提高纳米硅藻土的上述性能和功能，在一些实施例中，该纳米硅藻土的粒径为20-170nm。在一些具体实施例中，该纳米硅藻土的粒径为20nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、100nm、110nm、120nm、130nm、140nm、150nm、160nm、170nm等粒径。

在另一实施例中，该纳米硅藻土在上述含硅藻土的肥料的重量含量为14.5-20份。在一些具体实施例中，纳米硅藻土的含量可以是0.3份、0.5份、0.8份、1份、3份、5份、8份、10份、12份、13份、15份、16份、18份、20份、23份、25份、28份、30份等重量份。

上述填料可能改变上述含硅藻土的肥料的存在形态，根据填料的选用，可以使得上述含硅藻土的肥料以粉体、粒型或悬浮液等形式存在。因此，根据上述含硅藻土的存在形态可以灵活选用。如在一实施例中，当上述含硅藻土的肥料是以粉体形态存在时，该填料为石粉、水、膨润土、白灰、干粉中的至少一种。

当上述含硅藻土的肥料是以粒型存在时，该填料为石粉、膨润土、白灰、干粉中的至少一种。

当上述含硅藻土的肥料是以悬浮液存在时，该填料为水中的至少一种。

由于上述含硅藻土的肥料可以以粉体、粒型或悬浮液等形式存在，因此，在其被使用过程中，如该含硅藻土的肥料是以粉体、粒型或悬浮液等形式存在时，其可以采用作为以底肥、追肥等方式使用；当该含硅藻土的肥料是以悬浮液等形式存在时，其可以采用作为以农作物叶面喷施方式使用。

由上述可知，上述含硅藻土的肥料通过将硅藻土的粒径纳米化，以便于农作物的吸收，以实现农作物产量和品质的提高。由于硅藻土的粒径纳米化，其表面能和表面结合能显著的增大，从而易被农作物吸收，提高了含硅藻土的肥料的有效性，在此过程中，改善了土壤的如板结环境，减少污染。同时由于直接采用硅藻土为中微量元素原料来源，因此，其原料来源丰富，降低了其经济成本。另外，其可以以多种方式进行实施使用。

相应地，本发明实施例还提供了上述含硅藻土的肥料的一种工艺简单，成本低的制备方法。该制备方法包括如下步骤：

S01.将硅藻土进行纳米化处理，得到纳米硅藻土；

S02.按照上文所述的含硅藻土的肥料的组分含量，将步骤S01中制备的所述纳米硅藻土与氮元素原料、磷元素原料、钾元素原料和填料进行混料处理。

具体地，上述步骤S01中，硅藻土的纳米化处理方法可以是本领域常规的纳米化处理技术来实现，如采用研磨的方式将硅藻土的粒径处理至纳米级。研磨可以是钢砂磨或球磨等方式。在一实施例中，通过该纳米化处理，使得该纳米硅藻土的粒径控制在20-170nm。

上述步骤S02中，氮元素原料、磷元素原料、钾元素原料和填料等组分的含量和所选用的种类如上文对含硅藻土的肥料的阐述，为了节约篇幅，在此不再赘述。

该步骤S02中，将纳米硅藻土与氮元素原料、磷元素原料、钾元素原料和填料进行混料处理可以直接采用搅拌混料处理，当然还可以采用其他混料处理，只要是能实现各组分均匀分散的目的即可，均属发明公开的范围。

理所当然的，在混料处理过程中可以有粉碎处理的过程，如大量元素原料有结块等现象时，采用粉碎处理，能使得各组分混合的更加均匀。

上述含硅藻土的肥料制备方法只需按照配方将各组分按步骤混料处理，使得各组分充分混合均匀即可，也无需特殊的工艺和设备，因此，该方法工艺简单，适合工业化生产，节约了能耗，降低了成本。

现以具体含硅藻土的肥料及其制备方法为例，对本发明进行进一步详细说明。

实施例1

本实施例1提供一种含硅藻土的肥料及其制备方法。该含硅藻土的肥料由如下重量份的组分组成：

尿素41份、磷一铵22.5份、氯化钾22份，纳米硅藻土14.5份。

该含硅藻土的肥料的生产方法是：

S11.将硅藻土进行纳米化处理，得到粒径为100nm硅藻土；

S12.按照含硅藻土的肥料的组分含量，将步骤S11中制备的所述纳米硅藻土与尿素、磷一铵、氯化钾进行混料处理，直至混合均匀，得到粉剂的含硅藻土的肥料。

实施例2

本实施例2提供一种含硅藻土的肥料及其制备方法。该含硅藻土的肥料由如下重量份的组分组成：

硝铵磷36.5份、磷一铵9份、氯化钾13.5份、硫酸铵10份、纳米硅藻土15份、石粉16份。

该含硅藻土的肥料的生产方法是：

S21.将硅藻土进行纳米化处理，得到粒径为20nm硅藻土；

S22.按照含硅藻土的肥料的组分含量，将步骤S21中制备的所述纳米硅藻土与硝铵磷、磷一铵、氯化钾、硫酸铵、石粉进行粉粹混料处理，直至混合均匀，得到粉剂的含硅藻土的肥料。

实施例3

本实施例3提供一种含硅藻土的肥料及其制备方法。该含硅藻土的肥料由如下重量份的组分组成：

尿素30份、磷一铵10份、硫酸钾16份，纳米硅藻土30份，石粉14份。

该含硅藻土的肥料的生产方法是：

S31.将硅藻土进行纳米化处理，得到粒径为170nm硅藻土；

S32.按照含硅藻土的肥料的组分含量，将步骤S31中制备的所述纳米硅藻土与尿素、磷一铵、硫酸钾和石粉进行混料处理，直至混合均匀，造粒处理，得到粒型的含硅藻土的肥料。

实施例4

本实施例4提供一种含硅藻土的肥料及其制备方法。该含硅藻土的肥料由如下重量份的组分组成：

纳米硅藻土0.3份，用水补齐至100份。

该含硅藻土的肥料的生产方法是：

S41.将硅藻土进行纳米化处理，得到粒径为80nm硅藻土；

S42.按照含硅藻土的肥料的组分含量，将步骤S31中制备的所述纳米硅藻土与水进行混料处理，直至混合均匀，得到悬浮液的含硅藻土的肥料。

实施例5

本实施例5提供一种含硅藻土的肥料及其制备方法。该含硅藻土的肥料由如下重量份的组分组成：

尿素41份、磷一铵22.5份、氯化钾22份，纳米硅藻土5份，填料石粉补足至100份。

该含硅藻土的肥料的生产方法是：

S51.将硅藻土进行纳米化处理，得到粒径为100纳米硅藻土；

S52.按照含硅藻土的肥料的组分含量，将步骤S11中制备的所述纳米硅藻土与尿素、磷一铵、氯化钾、石粉填料进行混料处理，直至混合均匀，进行高塔造粒，得到颗粒状含硅藻土的肥料。

对比实施例1

直接选用普通肥料

对比实施例2

直接选用普通硅藻土

应用实施例

将上述实施例1-5提供的含硅藻土的肥料和对比实施例1、2提供的现有肥料进行如下试验

1.将上述实施例1提供的含硅藻土的肥料和对比实施例1、2提供的现有肥料作为底肥使用，其实施方式和量如下表1，其肥效使用效果见下表1：

表1

由表1可知，将本发明实施例提供的含硅藻土的肥料作为底肥使用时，能显著提高以生菜代表的农作物的产量，如与对比实施例2相比，硅藻土份额同样是8份时，其产量相对于对比实施例2生菜产量提高8％左右，相对于对比实施例1则提高了15％。因此，说明了本发明实施例提供的含纳米硅藻土的肥料更能被农作物吸收，能显著提高该肥料的有效性，从而提高农作物的产量。

2.将上述实施例2提供的含硅藻土的肥料和对比实施例1、2提供的现有肥料作为底肥使用，追肥尿素0.3g，其实施方式和量如下表2，盆栽实验作物是红苋菜，其肥效使用效果见下表2：

表2

由表2可知，将本发明实施例提供的含纳米硅藻土的肥料作为底肥使用，同样能显著提高以红苋菜为代表的农作物的产量，如与对比实施例1相比，硅藻土百分含量同样是15份时，使用纳米硅藻土的实施例2，其产量比对比实施例1增产了13.6％，比对比实施例2提高了5.4％。因此，说明了本发明实施例提供的含纳米硅藻土的肥料更容易被农作物吸收，能显著提高该肥料的有效性，从而提高农作物的产量。

3.将上述实施例3提供的含硅藻土的肥料和对比实施例1、2提供的现有肥料作为底肥及追肥使用，其实施方式和量如下表3，盆栽实验作物是红苋菜，其肥效使用效果见下表3：

表3

由表3可知，将本发明实施例提供的含硅藻土的肥料同时作为底肥和追肥使用时，能显著提高以红苋菜为代表的农作物的产量，如与对比实施例1相比，硅藻土份额同样是30份时，实施例3使用纳米硅藻土的肥料其产量相对于对比实施例2生菜产量提高15.4％左右，相对于对比实施例1则提高了25.8％。因此，说明了本发明实施例提供的含纳米硅藻土的肥料可作为底肥和追肥使用，更能被农作物吸收，能显著提高该肥料的有效性，从而提高农作物的产量。

4.将上述实施例4提供的含硅藻土的肥料和对比实施例1、2提供的现有肥料在水中分散，配制成肥料分散液，进行叶面喷施使用，其实施方式和量如下表4，其肥效使用效果见下表4：

表4

由表4可知，将本发明实施例提供的含硅藻土的肥料作为悬浮液肥对农作物叶面喷施使用时，同样能显著提高以生菜代表的农作物的产量，如与对比实施例2相比，硅藻土百分含量同样是0.15％时，其产量是对比实施例2生菜产量的两倍有余，因此，说明了本发明实施例提供的含硅藻土的肥料更能被农作物吸收，能显著提高该肥料的有效性，从而提高农作物的产量。

5.将上述实施例5提供的含硅藻土的肥料和对比实施例1、2提供的现有肥料作为底肥使用，追肥尿素0.3g，其实施方式和量如下表5，盆栽实验作物是红苋菜，其肥效使用效果见下表5：

表5

由表5可知，将本发明实施例提供的含硅藻土的肥料同时作为底肥和追肥使用时，能显著提高以红苋菜为代表的农作物的产量，如与对比实施例1相比，硅藻土份额同样是5份时，实施例3使用纳米硅藻土的肥料其产量相对于对比，相对于对比实施例1则提高了26.7％，对比实施例2生菜产量提高6.7％左右。因此，说明了本发明实施例提供的含纳米硅藻土的肥料可作为底肥和追肥使用，更能被农作物吸收，能显著提高该肥料的有效性，从而提高农作物的产量。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种含硅藻土的肥料，由如下重量份的组分组成：

其中，所述硅藻土的粒径为纳米级。

2.根据权利要求1所述的含硅藻土的肥料，其特征在于，所述硅藻土的重量份为14.5-20份。

3.根据权利要求1所述的含硅藻土的肥料，其特征在于，所述硅藻土的粒径为20-170nm。

4.根据权利要求1-3任一所述的含硅藻土的肥料，其特征在于，所述氮元素的重量份为10-25份。

5.根据权利要求1-3任一所述的含硅藻土的肥料，其特征在于，所述磷元素的重量份为4-15份。

6.根据权利要求1-3任一所述的含硅藻土的肥料，其特征在于，所述钾元素的重量份为4-20份。

7.根据权利要求1-3任一所述的含硅藻土的肥料，其特征在于，所述填料为石粉、水、膨润土、白灰、干粉中的至少一种。

8.根据权利要求1-3任一所述的含硅藻土的肥料，其特征在于，所述含硅藻土的肥料以粉体、粒型或悬浮液形式存在。

9.一种含硅藻土的肥料的制备方法，包括如下步骤：

将硅藻土进行纳米化处理，得到纳米硅藻土；

按照如权利要求1-8任一所述的含硅藻土的肥料的组分含量，将所述纳米硅藻土与氮元素原料、磷元素原料、钾元素原料和填料进行混料处理。

10.根据权利要求1-8任一所述的含硅藻土的肥料或由权利要求9所述的含硅藻土的肥料的制备方法制备的含硅藻土的肥料以底肥、追肥或农作物叶面喷施方式使用。