一种生物有机微纳米硅肥及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及有机肥技术领域，具体涉及一种生物有机微纳米硅肥及其制备方法和应用。
背景技术
硅元素已被国际土壤学界确认为是继氮磷钾之后的第四种植物营养元素，它是禾本科和根块类作物的必须养分，在大量使用氮磷钾肥后，要使作物健康成长，单靠自然循环提供的硅素营养是远远不能满足的，因此硅素营养就成了植物生长的限制因素，科学补充硅素营养成为限制农业生产的焦点。目前我国进行田间试验的硅肥主要类型为钙镁磷肥、硅镁肥、硅钙肥、天然硅石灰、火力发电厂的粉煤灰、小化肥厂的造气渣、钢铁厂的熔渣、生产磷或磷肥的黄磷水渣等，甚至有直接用灰埠水泥作硅肥施用的，虽然多数工厂废渣都可以转化为硅源，综合开发利用，变废为宝，但应注意的是，一些废渣中Cd、Cr、Pb、As等有害重金属含量可能超标，连续或大量施用会对土壤及农作物造成污染。废渣硅源虽然可利用，但它的SiO2含量不高，远途倒运成本高，就地开发就地利用比较好，在缺乏硅源的地方，仍不能很好解决硅肥的施用问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种生物有机微纳米硅肥及其制备方法和应用。本发明提供的生物有机微纳米硅肥在增产、增收、增加土壤有机质、抗病虫害、抗倒伏和降低重金属方面有显著效果。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种生物有机微纳米硅肥，由包括以下质量份的原料制备而成：页岩1000～1200份、黄腐酸钾50～150份、中微量-有益元素50～100份、硅酸盐菌剂10～20份、沸石30～100份和增效剂30～60份。
优选地，所述增效剂包括腐植酸和/或聚谷氨酸。
优选地，所述硅酸盐菌剂中的活菌数≥20亿/g。
本发明还提供了上述技术方案所述的生物有机微纳米硅肥的制备方法，包括：将所述页岩、黄腐酸钾、中微量-有益元素和沸石依次进行粉碎、活化后，再与增效剂、硅酸盐菌剂混合发酵，得到生物有机肥。
优选地，所述页岩粉碎后的粒径为1500～2500目。
优选地，所述黄腐酸钾、中微量-有益元素、沸石粉碎后的粒径为500～1500目。
优选地，所述活化的时间为40h～50h。
优选地，所述发酵的时间为4d～5d。
本发明还提供了上述技术方案所述的生物有机微纳米硅肥在农作物增产和/或增效中的应用。
优选地，所述农作物包括禾本科和/或块根作物。
本发明提供了一种生物有机微纳米硅肥，其中以页岩为主要原料制备而成的硅酸盐细菌为主的有机微纳米硅肥。本发明提供的含页岩的有机肥能够在作为体内形成硅化细胞，茎叶表层细胞加厚，角质层增加，从而提高对病虫的抵抗能力；还有利于作物的增产和增收。
具体实施方式
本发明提供了一种生物有机微纳米硅肥，由包括以下质量份的原料制备而成：页岩1000～1200份、黄腐酸钾50～150份、中微量-有益元素50～100份、硅酸盐菌剂10～20份、沸石30～100份和增效剂30～60份。
本发明提供的生物有机微纳米硅肥包括质量份为1000～1200份的页岩，优选为1100份。本发明对所述页岩的来源没有特殊限定，采用常规市售产品即可。在本发明中，所述页岩主要提供二氧化硅，还有一定含量的三氧化二铝、三氧化二铁、氧化钙、氧化镁。
本发明提供的生物有机微纳米硅肥包括质量份为50～150份的黄腐酸钾，优选为80～130份，更优选为100份。本发明对所述黄腐酸钾的来源没有特殊限定，采用常规市售产品即可。在本发明中，所述黄腐酸钾的作用是主要促进作物对各种有益元素的吸收，改良土壤环境，改善作物品质，提高抗逆性。
本发明提供的生物有机微纳米硅肥包括质量份为50～100份的中微量-有益元素，优选为60～80份，更优选为70份。本发明对所述中微量-有益元素的来源没有特殊限定，采用常规市售产品即可。在本发明中，所述中微量-有益元素优选多维宝和硒粉；所述多维宝包括硼3％、镁6％、铁2％、锌0.3％和钙15％，由金玛肥业公司生产；所述硒粉优选为饲料级，含量为44.7％，购置于湖北铭优新材料公司。
本发明提供的生物有机微纳米硅肥包括质量份为10～20份的硅酸盐菌剂，优选为12～18份，更优选为15份。本发明对所述硅酸盐菌剂的来源没有特殊限定，优选总活菌数≥20亿/克，更优选总活菌数≥100亿/克的常规市售产品。在本发明中，所述硅酸盐菌剂优选购置于哈尔滨微华生物科技有限公司，有效活菌数优选为20亿/克。在本发明中，所述硅酸盐菌剂是细菌肥料。
本发明提供的生物有机微纳米硅肥包括质量份为30～100份的沸石，优选为50～80份，更优选为60份。本发明对所述沸石的来源没有特殊限定，采用常规市售产品即可。在本发明中，所述沸石的作用是改良土壤。
本发明提供的生物有机微纳米硅肥包括质量份为30～60份的增效剂，优选为40～50份，更优选为45份。在本发明中，所述增效剂优选包括腐植酸和/或聚谷氨酸。本发明对所述增效剂的来源没有特殊限定，采用常规市售产品即可。在本发明中，所述增效剂的作用是提高肥料利用率。
本发明还提供了上述技术方案所述的生物有机微纳米硅肥的制备方法，包括：将所述页岩、黄腐酸钾、中微量-有益元素和沸石依次粉碎、活化后，再与增效剂、硅酸盐菌剂混合发酵，得到生物有机肥。
本发明对所述粉碎的方法没有特殊限定，采用常规制备有机肥的粉碎方法即可。在本发明中，所述页岩粉碎后的粒径优选为1500～2500目，更优选为2000目。在本发明中，所述黄腐酸钾、中微量-有益元素、沸石粉碎后的粒径优选为500～1500目，更优选为1000目。在本发明中，所述活化优选在40℃～100℃，充分搅拌后静置。在本发明中所述活化的时间优选为40h～50h，更优选为48h。
本发明对所述混合发酵的方式没有特殊限定，采用常规混合发酵的方法即可。在本发明中，所述发酵的时间优选为4d～5d，更优选为4.5d。在本发明中，混合发酵完成后优选充分搅拌，陈化48h后造粒。本发明对所述造粒的方法没有特殊限定，优选圆盘或转鼓造粒。
本发明还提供了上述技术方案所述的生物有机肥在农作物增产和/或增收中的应用。在本发明中，所述农作物优选包括禾本科和块根作物。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
页岩1200kg，黄腐酸钾50kg，中微量-有益元素50kg，硅酸盐菌剂20kg，沸石40kg，腐植酸30kg。其中，硅酸盐菌剂的活菌数为20亿/g。
制备方法：将粉碎后粒径为2000目的页岩，与分别独立粉碎后粒径独立为1000目的黄腐酸钾、中微量-有益元素和沸石混合后活化48h后，再与腐植酸、硅酸盐菌剂混合发酵48h，制备得到生物有机肥。
实施例2
页岩1000kg，黄腐酸钾150kg，中微量-有益元素100kg，硅酸盐菌剂10kg，沸石80kg，聚谷氨酸60kg。其中，硅酸盐菌剂的活菌数为20亿/g。制备方法同实施例1。
实施例3
页岩1100kg，黄腐酸钾90kg，中微量-有益元素60kg，硅酸盐菌剂15kg，沸石50kg，腐植酸20kg，聚谷氨酸25kg。其中，硅酸盐菌剂的活菌数为20亿/g。制备方法同实施例1。
实施例4
1材料与方法
1.1试验地点
试验在郴州市农业科学研究所果蔬基地的葡萄示范园进行。纬度为北纬25.6906，经度为东经112.8569，海拔高338m，年平均气温为18℃，年平均降雨量1490mm。试验园土壤主要为山地黄壤。
1.2试验材料及方法
供试葡萄为避雨栽培的阳光玫瑰，于2014年1月3日定植，株行距为1.5m*2.5m，采用高宽垂方式管理。供试硅肥为实施例1生物有机肥。田间对比试验处理设置：①施实施例1有机肥(硅肥)：于2018年6月16日施加硅肥2kg/667m2。②对照：于2018年6月16日施普通的8％有机肥。该葡萄园的总面积425m2，施硅肥面积228.8m2，对照面积196.2m2。
2结果与讨论
2.1硅肥对葡萄干径和果穗数的影响试验于2018年8月16日在处理区与对照区各随机确定3行，每行连续取8株，分别调查24株葡萄的干径。调查结果表明，施实施例1有机肥(硅肥)区平均干径5.46cm，对照区为4.82cm,施实施例1有机肥(硅肥)区葡萄比对照区增粗0.64cm，增幅为13.3％。同时，在处理区与对照区各随机选取3畦，共72株，进行葡萄果穗数调查。结果表明，施实施例1有机肥(硅肥)区平均每株萄萄8.18个果穗，对照区仅7.24个(见表1)。
表1实施例1生物有机肥对阳光玫瑰果穗数的影响
2.2硅肥对葡萄叶片的影响
2018年7月28日在施实施例1有机肥(硅肥)区与对照区各随机选取4行，每行连续选取6株，每株顶端取第1片叶，计24片叶，分别测定叶片的鲜重、干重，并计算平均值及变异系数。结果施实施例1有机肥(硅肥)区葡萄单叶鲜重、干重比对照区分别增加0.8g和0.35g，干鲜重比值增加2.4％，变异系数降低1.6％(见表2)。说明萄萄施实施例1有机肥(硅肥)能够明显增加顶端第一片叶的叶重。
表2实施例1有机肥对阳光玫瑰叶片的影响
2.3硅肥对葡萄产量及可溶性固形物的影响
2018年9月2日收获时，调查施实施例1有机肥(硅肥)区与对照区的产量及随机选40穗测定葡萄平均穗重及可溶性固形物。结果施实施例1有机肥(硅肥)区平均穗重0.651kg，667m2(亩)产量947kg，可溶性固形物含量平均21.2％；对照区分别为0.595kg和767kg，可溶性固形物含量18.8％，增产率达到23.4％。可溶性固形物提高2.4％，667m2(亩)施实施例1有机肥(硅肥)比对照增值3600元，硅肥成本40元，产投比为90:1。施实施例1有机肥(硅肥)葡萄产量提高的主要原因是增加了每株葡萄果穗数，同时硅肥的使用，不仅补充了土壤中硅营养，而且通过硅肥的作用调节了氮、磷、钾等元素的吸收，并补充了葡萄需要数量比较多的钙、镁及微量元素铁、锌、钼等，显著促进了葡萄的营养生长，为提高葡萄产量提供了物质基础。
由上述试验结果可知，葡萄施用实施例1有机肥(硅肥)，生长旺盛，干径比对照区增加0.64cm，增幅为13.3％；施硅肥葡萄顶端叶片鲜重、干重分别比对照增加0.8g和0.38g，干鲜重比增加2.5％；施硅肥葡萄株穗数为8.18个，不施硅肥的仅为7.24个。施硅肥葡萄每667m2产量比对照区增产180kg，增产率达到23.4％，增值3600元，可溶性固形物含量比对照区提高2.4％，产投比11.25:1，提质增效显著。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
