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CN116161989A - 一种采用稻壳制备的硅肥及其制备方法 - Google Patents

一种采用稻壳制备的硅肥及其制备方法 Download PDF

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CN116161989A
CN116161989A CN202310258037.3A CN202310258037A CN116161989A CN 116161989 A CN116161989 A CN 116161989A CN 202310258037 A CN202310258037 A CN 202310258037A CN 116161989 A CN116161989 A CN 116161989A
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husk powder
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陈新平
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    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
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    • C05D1/00Fertilisers containing potassium

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Abstract

本发明公开了一种采用稻壳制备的硅肥及其制备方法,属于肥料制作技术领域,制备方法是先利用干稻壳制备稻壳粉,再对其进行进一步地改性,最后将制得的改性稻壳粉和其他原料一起制备成硅肥,本发明采用稻壳制得的一种用低成本且有效硅含量高的硅肥,同时能转化一部分土壤中被固定硅酸盐为植物可以吸收的硅酸,避免了施用硅肥导致重金属污染和环境危害。

Description

一种采用稻壳制备的硅肥及其制备方法
技术领域
本发明涉及肥料制作技术领域,尤其涉及一种采用稻壳制备的硅肥及其制备方法。
背景技术
稻谷壳是稻谷加工过程中产生的农业固体废弃物。我国是世界上最大的水稻种植国家,稻谷壳产量大、来源广但利用率低。在我国水稻产区,稻谷壳一般视作废料丢弃。然而,由于稻谷壳表面坚硬,硅含量较高,不易被细菌分解,且堆积密度小,体积大、堆放需要较大的面积,易造成环境污染,因此,稻谷壳的高效资源化利用具有实用价值。
硅肥被认为是继氮肥、钾肥、磷肥之后的第四种重要作物肥料。硅是第四大矿物元素,理想的土壤调理剂,在植物的生长中起着十分重要的作用,它能够增强植物光合作用,从而提高营养物质的积累,同时提高植株根部的活性,促进根部的呼吸和营养吸收,硅如果在植物表皮细胞中,能够增强植物茎秆的强度,有效减少倒伏现象。但是土壤中的硅含量虽然很高,但能被作物吸收利用的那一部分硅,即有效硅的含量低,绝大部分硅在土壤中呈非常稳定的结晶态和非结晶态,溶解度很低,植物难以吸收利用,因此往往通过施用硅素肥料来提供植物所需要的硅素营养。
目前,人工合成的硅肥的品种主要有枸溶性硅肥、水溶性硅肥两大类,枸溶性硅肥的原料为炼钢厂的废钢渣、粉煤灰、矿石,它的有效硅为不溶于水溶于酸从而被植物吸收利用的那一部分硅,植物只能通过根系释放有机酸溶解,过程十分缓慢,并且其中可能含有重金属,在长期的田间应用中会造成重金属污染,矿石成本高,并且矿产储量有限,无法满足农业生产的实际需要;水溶性硅肥的有效硅为溶于水后被植物直接吸收利用的那部分硅,农作物对其吸收利用率较高,但通常由高温化学合成,生产工艺较复杂,成本高,目前两类的硅肥中有效硅含量均较低。水稻壳中含硅量约10%-21%,是一种很有价值的资源,可以采用稻壳制备植物生长需要的硅肥,但是现有技术中利用水稻壳制备硅肥的有效硅含量低。因此,本发明提供了一种用稻壳制备的低成本且有效硅含量高的硅肥,避免施用以传统方法制备的硅肥导致的重金属污染、环境危害和成本高等问题。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的是提供一种采用稻壳制备的硅肥及其制备方法,避免施用以传统方法制备的硅肥导致的重金属污染、环境危害和成本高,解决硅肥有效硅含量低和转化利用土壤中部分难以被植物吸收的硅酸盐的问题。
本发明通过以下技术手段解决上述技术问题:
一种采用稻壳制备的硅肥,包括以下原料:60-80质量份改性稻壳粉、7-9质量份木质素磺酸钙、10-18质量份沸石、12-20质量份硼酸钾、8-12质量份凹凸棒粉、2-5质量份乙酸锌。
进一步,所述硅肥的制备方法为:
(1)将粉碎后的沸石和凹凸棒粉混合加入水中,搅拌均匀后再加入木质素磺酸钙,搅拌均匀后得到混合溶液;
(2)加热混合溶液至200-300℃后加入乙酸锌,搅拌反应1-3h,冷却至常温后加入硼酸钾和改性稻壳粉,调节反应体系的pH至6-7,再次加热溶液温度至400-500℃进行浓缩并干燥,最后粉碎过滤得到硅肥。
进一步,所述改性稻壳粉包括以下原料:1-4质量份高锰酸钾、14-20质量份稻壳粉、0.5-2质量份聚碳酸酯粉末、2-5质量份醋酸铈、1.5-4.8质量份硅酸酯、1-4质量份二乙烯三胺。
进一步,所述改性稻壳粉的具体制备步骤为:
(1)配制高锰酸钾溶液和醋酸铈溶液,将高锰酸钾溶液与醋酸铈溶液混合后加入稻壳粉,经过磁力搅拌2-4h后,超声0.5-1h,于室温下静置10-12h,洗涤过滤并干燥,烘干至恒重即制得预处理稻壳粉;
(2)预处理稻壳粉与水混合后,加入硅酸酯和聚碳酸酯粉末进行反应8-12h,加入二乙烯三胺,加热至50℃-70℃后保持13h-15h,冷却,依次抽滤、洗涤、干燥、冷却后,得到改性稻壳粉。
进一步,所述改性稻壳粉的制备步骤(1)中高锰酸钾溶液的浓度为0.2mol/L,醋酸铈溶液的浓度为0.1mol/L。
稻壳的热解产物二氧化硅作为骨架,增大了稻壳粉的孔隙结构,加入高锰酸钾对稻壳粉进行氧化,丰富了稻壳粉表面的含氧官能团,加入醋酸铈进入稻壳粉的孔隙中,铈离子置换出稻壳粉中的钠离子、钾离子等杂质原子,铈是一种稀土元素,能增强稻壳粉对硅酸盐的吸附能力。硅酸酯提高稻壳粉表面的活性后,与稻壳粉的活性基团键接,使得硅酸酯容易接枝在稻壳粉表面。二乙烯三胺与稻壳粉表面基团共价键合,使稻壳粉载有亲水性强的多氨基化合物,碳酸酯在酸性环境下易水解出碳酸根离子,调节pH的同时可以和硅酸盐反应,使无法被植物吸收利用的硅酸盐转变成植物可以吸收的硅酸,可以适当减少施用硅肥的次数,也在一定程度上避免了硅肥中的硅被固定成硅酸盐
进一步,所述稻壳粉的制备方法如下:
(1)以干稻壳为原料进行粉碎后,和水加入不锈钢高温反应釜中,混合均匀后密闭反应釜,将反应釜放入恒温烘箱中加热,设定温度为200-240℃,待温度升温后,维持2-6小时后关闭电源,使温度降低至室温;
(2)将反应釜中反应产生的混合物进行抽滤得到固相产物,将收集的固相产物在40℃的烘箱中干燥24h至恒重,再研磨粉碎,得到的产物即为稻壳粉。
进一步,所述干稻壳和水的比例为1:10。
进一步,所述稻壳粉的制备步骤(2)中反应产生的混合物采用0.45μm的滤膜进行真空抽滤。
有益效果:
本发明制备的硅肥有如下优势:
(1)本发明提供的制备方法将稻壳作为原料,将其转化为硅肥,实现了废物的资源化利用;
(2)本发明在制备稻壳粉的过程中,分别在220℃处理4h、220℃处理4h、240℃下分别处理2h、4h、6h,得出在制备稻壳粉时,240℃下处理6h得到的稻壳粉中活性硅的含量最高,为133.55mg/kg。
(3)得到的硅肥的含硅量高,重金属离子等有害杂质含量极低,避免了其毒害和环境危害等,此外,由于水热炭基硅肥更易于作物吸收,施用可提高作物品质;制得的硅肥可以和土壤中的硅酸盐作用,使土壤中的无效硅转化为有效硅,不用单纯只能依靠人为添加硅素。
说明书附图
图1:实施例1-5反应后稻壳粉有效硅含量;
图2:施用实施例6制备的硅肥后黑麦草的生长图;
图3:施用实施例5制备的硅肥后黑麦草的生长图;
图4:施用对比例5制备的硅肥后黑麦草的生长图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明进行详细说明:
本发明提供了一种采用稻壳制备的硅肥及其制备方法,但是在之前需要先制备稻壳粉,本发明制备的稻壳粉的具体的制备步骤如下所示:
实施例1:稻壳粉的制备一
本实施例所采用的稻壳粉可以由以下步骤制备而成:
(1)以1kg干稻壳为原料进行粉碎后,将干稻壳和水按照1:10的比例加入不锈钢高温反应釜中,混合均匀后密闭反应釜;将反应釜放入恒温烘箱中加热,设定温度为200℃,待温度升温至200℃后,维持4小时,关闭电源,使温度降低至室温;
(2)将反应釜中反应产生的混合物采用0.45μm的滤膜进行真空抽滤得到固相产物,将收集的固相产物在40℃的烘箱中干燥24h至恒重,得到的固态产物即为稻壳粉。
实施例2:稻壳粉的制备二
(1)以1kg干稻壳为原料进行粉碎后,将干稻壳和水按照1:10的比例加入不锈钢高温反应釜中,混合均匀后密闭反应釜;将反应釜放入恒温烘箱中加热,设定温度为220℃,待温度升温至220℃后,维持4小时,关闭电源,使温度降低至室温;
(2)将反应釜中反应产生的混合物采用0.45μm的滤膜进行真空抽滤得到固相产物,将收集的固相产物在40℃的烘箱中干燥24h至恒重,得到的固态产物即为稻壳粉。
实施例3:稻壳粉的制备三
(1)以1kg干稻壳为原料进行粉碎后,将干稻壳和水按照1:10的比例加入不锈钢高温反应釜中,混合均匀后密闭反应釜;将反应釜放入恒温烘箱中加热,设定温度为240℃,待温度升温至240℃后,维持2小时,关闭电源,使温度降低至室温;
(2)将反应釜中反应产生的混合物采用0.45μm的滤膜进行真空抽滤得到固相产物,将收集的固相产物在40℃的烘箱中干燥24h至恒重,得到的固态产物即为稻壳粉。
实施例4:稻壳粉的制备四
(1)以1kg干稻壳为原料进行粉碎后,将干稻壳和水按照1:10的比例加入不锈钢高温反应釜中,混合均匀后密闭反应釜;将反应釜放入恒温烘箱中加热,设定温度为240℃,待温度升温至240℃后,维持4小时,关闭电源,使温度降低至室温;
(2)将反应釜中反应产生的混合物采用0.45μm的滤膜进行真空抽滤得到固相产物,将收集的固相产物在40℃的烘箱中干燥24h至恒重,得到的固态产物即为稻壳粉。
实施例5:稻壳粉的制备五
(1)以1kg干稻壳为原料进行粉碎后,将干稻壳和水按照1:10的比例加入不锈钢高温反应釜中,混合均匀后密闭反应釜;将反应釜放入恒温烘箱中加热,设定温度为240℃,待温度升温至240℃后,维持6小时,关闭电源,使温度降低至室温;
(2)将反应釜中反应产生的混合物采用0.45μm的滤膜进行真空抽滤得到固相产物,将收集的固相产物在40℃的烘箱中干燥24h至恒重,得到的固态产物即为稻壳粉。
对实施例1-5制备的稻壳粉进行活性硅含量测试后发现,在240℃下保持6h(实施例5)制备得到的稻壳粉的活性硅含量最高,如表1所示。
表1:实施例1-5反应后稻壳粉有效硅含量
组别 有效硅含量(mg/kg)
实施例1 99.55
实施例2 107.38
实施例3 102.24
实施例4 122.73
实施例5 133.55
实施例6:硅肥的制备一
本实施例在制备硅肥前需要先制备改性稻壳粉,所采用的改性稻壳粉按照以下质量称取原料,其中稻壳粉采用实施例5制备的稻壳粉:
改性稻壳粉的制备:
称取高锰酸钾3kg、稻壳粉17kg、聚碳酸酯粉末1.5kg、醋酸铈3kg、硅酸酯3.2kg、二乙烯三胺3kg。
(1)配制0.2mol/L高锰酸钾溶液和0.1mol/L醋酸铈溶液,将高锰酸钾溶液与醋酸铈溶液混合后加入实施例5制备的稻壳粉,经过磁力搅拌3h后,超声1h,于室温下静置11h,洗涤过滤并于常温下干燥,烘干至恒重即制得预处理稻壳粉;
(2)将预处理稻壳粉和水混合,加入硅酸酯和聚碳酸酯粉末进行反应10h,加入二乙烯三胺,加热至60℃后保持14h,冷却,依次抽滤、洗涤、干燥、冷却后,得到改性稻壳粉。
硅肥的制备:
称取改性稻壳粉70kg、木质素磺酸钙8kg、沸石14kg、硼酸钾16kg、凹凸棒粉10kg、乙酸锌3kg。
(1)将粉碎后的沸石和凹凸棒粉混合加入水中,在198r/min下搅拌均匀后再加入木质素磺酸钙,搅拌均匀后得到混合溶液;
(2)加热混合溶液至250℃后加入乙酸锌,搅拌反应2h,冷却至常温后加入硼酸钾和改性稻壳粉,调节反应体系的pH至6.5,再次加热溶液温度至450℃进行浓缩并干燥,最后粉碎过滤得到硅肥。
实施例7:硅肥的制备二
改性稻壳粉的制备:
称取高锰酸钾1kg、稻壳粉14kg、聚碳酸酯粉末0.5kg、醋酸铈2kg、硅酸酯1.5kg、二乙烯三胺1kg。
(1)配制0.2mol/L高锰酸钾溶液和0.1mol/L醋酸铈溶液,将高锰酸钾溶液与醋酸铈溶液混合后加入实施例5制备的稻壳粉,经过磁力搅拌2h后,超声0.5h,于室温下静置10h,洗涤过滤并于常温下干燥,烘干至恒重即制得预处理稻壳粉;
(2)将预处理稻壳粉和水混合,加入硅酸酯和聚碳酸酯粉末进行反应8h,加入二乙烯三胺,加热至50℃后保持15h,冷却,依次抽滤、洗涤、干燥、冷却后,得到改性稻壳粉。
硅肥的制备:
称取改性稻壳粉60kg、木质素磺酸钙7kg、沸石10kg、硼酸钾12kg、凹凸棒粉8kg、乙酸锌2kg。
(1)将粉碎后的沸石和凹凸棒粉混合加入水中,在198r/min下搅拌均匀后再加入木质素磺酸钙,搅拌均匀后得到混合溶液;
(2)加热混合溶液至200℃后加入乙酸锌,搅拌反应3h,冷却至常温后加入硼酸钾和改性稻壳粉,调节反应体系的pH至7,再次加热溶液温度至500℃进行浓缩并干燥,最后粉碎过滤得到硅肥。
实施例8:硅肥的制备三
改性稻壳粉的制备:
称取高锰酸钾4kg、稻壳粉20kg、聚碳酸酯粉末2kg、醋酸铈5kg、硅酸酯4.8kg、二乙烯三胺4kg。
(1)配制0.2mol/L高锰酸钾溶液和0.1mol/L醋酸铈溶液,将高锰酸钾溶液与醋酸铈溶液混合后加入实施例5制备的稻壳粉,经过磁力搅拌4h后,超声1h,于室温下静置12h,洗涤过滤并于常温下干燥,烘干至恒重即制得预处理稻壳粉;
(2)将预处理稻壳粉和水混合,加入硅酸酯和聚碳酸酯粉末进行反应12h,加入二乙烯三胺,加热至70℃后保持13h,冷却,依次抽滤、洗涤、干燥、冷却后,得到改性稻壳粉。
硅肥的制备:
称取改性稻壳粉80kg、木质素磺酸钙9kg、沸石18kg、硼酸钾20kg、凹凸棒粉12kg、乙酸锌5kg。
(1)将粉碎后的沸石和凹凸棒粉混合加入水中,在198r/min下搅拌均匀后再加入木质素磺酸钙,搅拌均匀后得到混合溶液;
(2)加热混合溶液至300℃后加入乙酸锌,搅拌反应1h,冷却至常温后加入硼酸钾和改性稻壳粉,调节反应体系的pH至6,再次加热溶液温度至400℃进行浓缩并干燥,最后粉碎过滤得到硅肥。
对比例1:硅肥的制备
本对比例所制备的硅肥与实施例6制备的硅肥形成对比,其主要区别在于在制备改性稻壳粉时的步骤(1)的制备过程中没有加入醋酸铈对稻壳粉进行处理,其余原料配比和步骤与实施例6的原料配比和步骤相同,具体的制备步骤如下:
改性稻壳粉的制备:
(1)配制0.2mol/L高锰酸钾溶液,向高锰酸钾溶液中加入实施例5制备的稻壳粉,经过磁力搅拌3h后,超声1h,于室温下静置11h,洗涤过滤并于常温下干燥,烘干至恒重即制得预处理稻壳粉。
硅肥的制备:
所用改性稻壳粉为上述制备的改性稻壳粉,其余步骤、原料与实施例6中硅肥的制备相同。
对比例2:硅肥的制备
本对比例所制备的硅肥与实施例6制备的硅肥形成对比,其主要区别在于在制备改性稻壳粉时的步骤(2)的制备过程中没有加入聚碳酸酯粉末对稻壳粉进行处理,其余原料配比和步骤与实施例6的原料配比和步骤相同,具体的制备步骤如下:
改性稻壳粉的制备:
(2)将预处理稻壳粉和水混合,加入硅酸酯进行反应10h,加入二乙烯三胺,加热至60℃后保持14h,冷却,依次抽滤、洗涤、干燥、冷却后,得到改性稻壳粉。
硅肥的制备:
所用改性稻壳粉为上述制备的改性稻壳粉,其余步骤、原料与实施例6中硅肥的制备相同。
对比例3:硅肥的制备
本对比例所制备的硅肥与实施例6制备的硅肥形成对比,其主要区别在于在制备改性稻壳粉时的步骤(2)的制备过程中没有加入二乙烯三胺对稻壳粉进行处理,其余原料配比和步骤与实施例6的原料配比和步骤相同,具体的制备步骤如下:
改性稻壳粉的制备:
(2)将预处理稻壳粉和水混合,加入硅酸酯和聚碳酸酯粉末进行反应10h,后,冷却,依次抽滤、洗涤、干燥、冷却后,得到改性稻壳粉。
硅肥的制备:
所用改性稻壳粉为上述制备的改性稻壳粉,其余步骤、原料与实施例6中硅肥的制备相同。
对比例4:硅肥的制备
本对比例所制备的硅肥与实施例6制备的硅肥形成对比,其主要区别在于在制备改性稻壳粉时缺少步骤(1),即对稻壳粉不经过预处理步骤,直接进行改性,其余原料配比和步骤与实施例6的原料配比和步骤相同,具体制备步骤如下:
改性稻壳粉的制备:
(1)将实施例5制备的稻壳粉和水混合,加入硅酸酯和聚碳酸酯粉末进行反应10h,加入二乙烯三胺,加热至60℃后保持14h,冷却,依次抽滤、洗涤、干燥、冷却后,得到改性稻壳粉。
硅肥的制备:
所用改性稻壳粉为上述制备的改性稻壳粉,其余步骤、原料与实施例6中硅肥的制备相同。
对比例5:硅肥的制备
本对比例所制备的硅肥与实施例5制备的硅肥形成对比,其主要区别在于在制备改性稻壳粉时,缺少步骤(2),即对稻壳粉不经过二次改性,进行预处理后直接制备硅肥,其余原料配比与实施例5的原料配比相同,具体制备步骤如下:
改性稻壳粉的制备:
(1)配制0.2mol/L高锰酸钾溶液0.1mol/L醋酸铈溶液,将高锰酸钾溶液与醋酸铈溶液混合后加入实施例5制备的稻壳粉,经过磁力搅拌3h后,超声1h,于室温下静置11h,洗涤过滤并于常温下干燥,烘干至恒重即制得预处理稻壳粉;
硅肥的制备:
所用改性稻壳粉为上述制备的改性稻壳粉,其余步骤、原料与实施例6中硅肥的制备相同。
对比例6:硅肥的制备
本对比例所制备的硅肥与实施例6制备的硅肥形成对比,其主要区别在于在未使用改性稻壳粉,只使用了实施例5制备的稻壳粉,其余原料配比和步骤与实施例6的原料配比和步骤相同。
对比例7:硅肥的制备
本对比例所制备的硅肥与实施例6制备的硅肥形成对比,其主要区别在于在未使用改性稻壳粉,只使用了活性炭,其余原料配比和步骤与实施例6的原料配比和步骤相同。
实验一:硅肥中有效硅含量测试
选取实施例6和对比例1-7制备的硅肥,各取5g小样,参照国家标准《NY/T797-2004》测试各组制备的硅肥中的有效硅含量,另外设置空白对照组,空白对照组在测定时,除不加试样外,其余条件均相同,各重复三次。
测试步骤具体为:
(1)试样溶液的制备:称取约1g各组样品,置于250mL干燥的具塞锥形瓶或容量瓶中准确加入150mL预先加热至28℃的0.5mol/L盐酸溶液,塞紧瓶塞,进行振荡;使用30r/min上下旋转式振荡器,保持溶液温度28℃-30℃,振荡1h。振荡结束后,立即用干燥漏斗和快速滤纸过滤,弃去最初几毫升滤液。
(2)含量的测定:准确吸取50mL滤液于蒸发皿中,加入40mL盐酸饱和硼酸溶液混匀,在水浴上蒸发至近干,向其中加入40mL盐酸,20mL的20g/L动物胶溶液,并在70℃-80℃的水浴中保温30min以溶解并凝聚二氧化硅。沉淀用倾泻法,以定量滤纸过滤沉淀,用温热的盐酸溶液洗涤蒸发皿和沉淀各4次-6次,每次用量约5mL-10mL,然后再用热水洗涤蒸发皿和沉淀,每次用约10mL水,洗涤至无氯离子,用10g/L的硝酸银溶液检验;
将沉淀同滤纸一并放入铂坩埚中,将铂坩埚置于垫有石棉网的电炉上,小心烘干,灰化完全后,置于马弗炉中。在950℃灼烧1h。取出稍冷,置于干燥器中冷却30min,称量。往铂坩埚中加入数滴水润湿沉淀,加2滴硫酸溶液,3mL氢氟酸将铂坩埚置于垫有石棉网的电炉上缓缓加热至硫酸冒白烟,继续加热蒸发近干。取下铂坩埚冷却至室温,再加入5mL氢氟酸外,继续加热至冒尽三氧化硫白烟,移入马弗炉中,在950℃灼烧1h。取出稍冷,置于干燥器中冷却30min,称量。
其中,有效硅含量(SiO2)以质量分数W(SiO2)表示:
W=100×[(m1-m2)-(m3-m4)]/(m×50÷150)
m1(g)-氢氟酸处理前沉淀与铂坩埚的质量;
m2(g)-氢氟酸处理后沉淀与铂坩埚的质量;
m3(g)-空白试验氢氟酸处理前沉淀与铂坩埚的质量;
m4(g)-空白试验氢氟酸处理后沉淀与铂坩埚的质量;
m-试样质量(g)
表1
组别 有效硅含量/(%)
实施例6 83.60
对比例1 75.28
对比例2 71.15
对比例3 67.04
对比例4 74.57
对比例5 71.12
对比例6 67.41
对比例7 55.90
空白对照 34.95
实验二:黑麦草的生长状况
选取颗粒饱满、无虫害、大小一致的多年生黑麦草种子消毒后进行生长试验,准确称取1.2kg土壤于花盆中。每组100粒种子,将种子分别和实施例6、对比例1-7制备的硅肥拌种,均匀地种植于花盆中,种子出苗后,定量浇水,盆栽置于温室大棚内,光照16h,温度为(26±2)℃,黑暗8h,温度(24±2)℃,相对湿度70%。用去离子水调节水分,并定期根据称重法补充土壤水分,使土壤水分保持不变。3次重复,播种后第4周收获黑麦草,结果如表2所示。
表2
组别 株高(cm) 根长(cm)
实施例6 34.25 19.56
对比例1 30.60 18.87
对比例2 28.27 16.81
对比例3 29.23 18.04
对比例4 28.74 17.12
对比例5 27.98 16.03
对比例6 27.56 14.01
对比例7 26.03 13.45
空白对照 21.33 10.64
由表1-表2可得:
1、实施例6制备的硅肥检测出有效硅的含量为83.60%,而实验二中使用实施例6制备的硅肥培养四周得到的黑麦草,株高为34.25cm,根长19.56cm,说明按照本发明公开的原料配比和方法制备的硅肥具有高含量的活性硅,能够直接被植物吸收利用,促进黑麦草的生长效果也最好。
2、对比例1有效硅含量比实施例6减少了8.32%,黑麦草的株高为30.60cm,根长18.87cm,在预处理中没有加入原料醋酸铈,稻壳粉对硅酸盐的吸附能力减弱,不能很好地吸附住硅酸盐,在后续反应转化硅酸盐比较困难。对比例2有效硅含量为71.15%,黑麦草的株高为28.27cm,根长16.81cm,在预处理中没有加入原料聚碳酸酯,不能水解出碳酸根离子和硅酸盐反应生成植物所需的硅酸,植物可利用的有效硅只有硅肥所提供的,因此效果比实施例6较差。
3、对比例3的有效硅比实施例5含量少16.56%,黑麦草的株高为29.23cm,根长18.04cm,在改性中没有加入原料二乙烯三胺;对比例4的有效硅比实施例5含量少9.03%,黑麦草的株高为28.74cm,根长17.12cm,稻壳粉没有进行预处理,表面的含氧官能团较少,改性步骤中的聚碳酸酯接枝在稻壳粉表面的数量减少,也未引入醋酸铈改性。对比例5的有效硅含量为71.12%,黑麦草的株高为27.98cm,根长16.03cm,稻壳粉未进行改性,表面活性较差,也无法转化土壤中原本的硅素。
4、对比例6和对比例7的有效硅含量分别为67.41%和55.90%,黑麦草的株高分别为27.56cm、26.03cm,根长分别为14.01cm、13.45cm,相比于空白对照组,两组对黑麦草的生长有一定的影响,但是提供的有效硅不足,仅仅起到一般肥料的作用。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (8)

1.一种采用稻壳制备的硅肥,其特征在于,所述硅肥包括以下原料:60-80质量份改性稻壳粉、7-9质量份木质素磺酸钙、10-18质量份沸石、12-20质量份硼酸钾、8-12质量份凹凸棒粉、2-5质量份乙酸锌。
2.一种采用稻壳制备的硅肥的制备方法,其特征在于,所述硅肥的制备方法为:
(1)将粉碎后的沸石和凹凸棒粉混合加入水中,搅拌均匀后再加入木质素磺酸钙,搅拌均匀后得到混合溶液;
(2)加热混合溶液至200-300℃后加入乙酸锌,搅拌反应1-3h,冷却至常温后加入硼酸钾和改性稻壳粉,调节反应体系的pH至6-7,再次加热溶液温度至400-500℃进行浓缩并干燥,最后粉碎过滤得到硅肥。
3.根据权利要求2所述的一种采用稻壳制备的硅肥的制备方法,其特征在于,所述改性稻壳粉包括以下原料:1-4质量份高锰酸钾、14-20质量份稻壳粉、0.5-2质量份聚碳酸酯粉末、2-5质量份醋酸铈、1.5-4.8质量份硅酸酯、1-4质量份二乙烯三胺。
4.根据权利要求3所述的一种采用稻壳制备的硅肥的制备方法,其特征在于,所述改性稻壳粉的具体制备步骤为:
(1)配制高锰酸钾溶液和醋酸铈溶液,将高锰酸钾溶液与醋酸铈溶液混合后加入稻壳粉,经过磁力搅拌2-4h后,超声0.5-1h,于室温下静置10-12h,洗涤过滤并干燥,烘干至恒重即制得预处理稻壳粉;
(2)将预处理稻壳粉和水混合,加入硅酸酯和聚碳酸酯粉末进行反应8-12h,加入二乙烯三胺,加热至50℃-70℃后保持13h-15h,冷却,依次抽滤、洗涤、干燥、冷却后,得到改性稻壳粉。
5.根据权利要求4所述的一种采用稻壳制备的硅肥的制备方法,其特征在于,所述改性稻壳粉的制备步骤(1)中高锰酸钾溶液的浓度为0.2mol/L,醋酸铈溶液的浓度为0.1mol/L。
6.根据权利要求4所述的一种采用稻壳制备的硅肥的制备方法,其特征在于,所述稻壳粉的制备方法如下:
(1)以干稻壳为原料进行粉碎后,和水混合均匀后加热,设定温度为200-240℃,待温度升温后,维持2-6小时后关闭电源,使温度降低至室温;
(2)将反应釜中反应产生的混合物进行抽滤得到固相产物,将收集的固相产物在40℃的烘箱中干燥24h至恒重,再研磨粉碎,得到的产物即为稻壳粉。
7.根据权利要求6所述的一种采用稻壳制备的硅肥的制备方法,其特征在于,所述干稻壳和水的质量比为1:10。
8.根据权利要求6所述的一种采用稻壳制备的硅肥的制备方法,其特征在于,所述稻壳粉的制备步骤(2)中反应产生的混合物采用0.45μm的滤膜进行真空抽滤。
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