本發(fā)明涉及緩釋肥料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種富硅富氧水稻高效緩釋肥料及其制備方法。

背景技術(shù)：

化肥作為重要的農(nóng)業(yè)資料, 在提高糧食產(chǎn)量方面起到了舉足輕重的作用，盡管我國肥量總量大，但肥料利用效率遠(yuǎn)低于世界發(fā)達(dá)國家水平。我國傳統(tǒng)的肥料施肥中氮肥利用率為30%～35%、磷肥當(dāng)季利用率8%～20%、鉀肥利用率約50%，大部分營養(yǎng)分隨著滲漏和蒸發(fā)流失在空氣和地下水中，不但浪費(fèi)嚴(yán)重，而且會造成土壤、空氣、地下水等環(huán)境污染。因此，對肥料進(jìn)行改性，提高肥效是降低肥料用，提高利用率的有效途徑。例如目前緩控釋肥就是提高化肥利用率的有效措施之一，緩控釋肥能有效地控制養(yǎng)分的釋放、延長肥效期、滿足作物整個生育期對肥料養(yǎng)分的需要、可最大限度地提高肥料的利用率、減少資源浪費(fèi)和環(huán)境污染，對促進(jìn)農(nóng)林業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收、農(nóng)林業(yè)可持續(xù)發(fā)展有著重要作用，是21世紀(jì)肥料產(chǎn)業(yè)的重要發(fā)展方向。

牡蠣殼的由粒細(xì)胞不斷分泌無機(jī)鹽堆積而形成的。在牡蠣殼的形成中，有機(jī)生物大分子作為框架，誘導(dǎo)晶體形成，使得碳酸鈣分子不斷有次序的堆積，逐漸形成具有較高密度的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。牡蠣殼主要是有三層結(jié)構(gòu)組成，最外層是厚度極薄的硬化蛋白角質(zhì)層，中間是鈣質(zhì)纖維交織，含有較多天然氣孔的棱柱層，主要是由方解石構(gòu)成，內(nèi)層是珍珠層，主要是由文石構(gòu)成。在牡蠣的三層結(jié)構(gòu)中，最主要的棱柱層，呈葉片狀結(jié)構(gòu)，含有大量微孔，經(jīng)過煅燒后，CO2排除，剩余主要成分是氧化鈣，物質(zhì)發(fā)生分解，原來的孔道發(fā)生改變，形成復(fù)雜的多孔型結(jié)構(gòu)，牡蠣殼的物質(zhì)組成分為無機(jī)質(zhì)和有機(jī)質(zhì)兩部分，無機(jī)質(zhì)部分碳酸鈣為主，占牡蠣殼質(zhì)量90%以上，其中，鈣元素約占39.78%，此外，還包含銅、鐵、鋅、錳、鍶等20多種微量元素；牡蠣殼的有機(jī)成分約占牡蠣殼質(zhì)量的3-5%，含有甘氨酸、胱氨酸、蛋氨酸等17中氨基酸。

過氧化鈣，化學(xué)分子式CaO2，是一種重要的無機(jī)化工產(chǎn)品，白色至淡黃色無臭，在水及潮濕空氣中緩慢釋放氧氣、可用作殺菌劑、防腐劑、發(fā)酵劑、油類漂白劑和封閉泥膠快干劑以及增氧供氧劑。但是過氧化鈣直接使用時，面臨著遇水遇潮氣過于快速釋放氧氣的缺陷和不足。由于可以通過氧化鈣結(jié)合雙氧水以及適量的水生成穩(wěn)定過氧化鈣晶體，如化學(xué)式所示， CaO+H2O2+7H2O→CaO2?8H2O，在該反應(yīng)體系中，需要對生成的過氧化鈣晶體進(jìn)行過濾、沖洗、加熱干燥等一系列程序才能得到穩(wěn)定的過氧化鈣。

牡蠣殼來源廣泛，借助牡蠣殼開發(fā)高效廉價的緩釋肥，對提高肥料的利用率具有重大的意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種富硅富氧水稻高效緩釋肥料及其制備方法。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種富硅富氧水稻高效緩釋肥料，包括以下重量份組分：牡蠣殼81-82、乙基纖維素31-32、硅氣凝膠81-82、腐殖酸硅40-50、米糠240-250、褐煤60-70、天然油頁巖100-110、固氮菌2.3-2.4、植物乳桿菌3.4-3.5、光合細(xì)菌1.6-1.7、尿囊素3-3.1、硅酸鉀2.5-2.6、硫酸鋅2.3-2.4、硝酸鉀2.5-2.6、蜂花醇3.1-3.2、大蒜素1.3-1.4、檸檬酸粉3-3.4、聚谷氨酸2.9-3、阿拉伯膠3.2-3.3、聚乙烯吡咯烷酮2-3、適量的雙氧水、適量的氨水、適量的水。

所述的一種富硅富氧水稻高效緩釋肥料制備方法，包括以下步驟：

(1)將牡蠣殼放入粉碎器中粉碎20-30min，過300目，之后放入馬沸爐中，在900-950℃下煅燒3-4h，得煅燒牡蠣殼粉，將煅燒牡蠣殼粉中加入總重量3-5倍的氨水以及10-12倍的水，在室溫下超聲并機(jī)械攪拌20-40min，形成反應(yīng)底液；將雙氧水在室溫以滴加到不斷攪拌的反應(yīng)底液中進(jìn)行反應(yīng)；雙氧水滴加完畢后繼續(xù)反應(yīng)10-20min，形成包含過氧化鈣晶體沉淀的反應(yīng)液，其中雙氧水與煅燒牡蠣殼粉的摩爾比為7-10:1；反應(yīng)液上層澄清和下層沉淀分開，得復(fù)合液和沉淀備用；將沉淀中加入乙基纖維素，高壓均質(zhì)攪拌均勻，然后冷卻在室溫室壓加入硅氣凝膠、羥甲基環(huán)糊精以及總重量4-5倍的水混合攪拌均勻，得包膜液備用；

(2)將尿囊素、硅酸鉀、硫酸鋅、硝酸鉀、蜂花醇、大蒜素、檸檬酸粉、聚谷氨酸混合，并加入總重量3-5倍的水混合攪拌均勻，得營養(yǎng)液備用；

(3)將褐煤、天然油頁巖混合粉碎，過300目，之后加入腐殖酸硅、米糠、營養(yǎng)液、固氮菌、植物乳桿菌、光合細(xì)菌以及總重量0.34-0.35倍的水?dāng)嚢杈鶆蛑?，堆置成煤球形狀的帶孔柱狀堆肥，?5-40℃下堆置發(fā)酵26-38d，將堆肥發(fā)酵按時間均分成2個階段，在第2個階段開始時加入步驟（1）得到的復(fù)合液，待發(fā)酵結(jié)束，粉碎帶孔柱狀堆肥，加入阿拉伯膠、聚乙烯吡咯烷酮混合攪拌均勻之后，調(diào)整水分含量為總重量46.5-50%，之后采用圓形造粒機(jī)制造直徑1.05-1.25mm的球型肥料顆粒備用；

(4)將球型肥料顆粒放置帶高壓噴頭和熱風(fēng)烘烤的在高溫滾動流化床上，將步驟（1）得到的包膜液通過高壓噴頭重復(fù)3-5次均勻的噴灑在球型肥料顆粒，每次噴灑時配合138.5-140℃的熱風(fēng)烘烤，待操作完畢，在采用48.5-50℃干燥1.3-2h，冷卻，袋裝即得。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：

本發(fā)明采用硅氣凝膠、褐煤、天然油頁巖、腐殖酸硅、米糠等開了一種富硅有機(jī)包膜肥料，營養(yǎng)豐富，富含大量硅元素，能夠滿足水稻根莖秸稈等的生長需要，肥料為發(fā)酵有機(jī)無機(jī)緩釋肥，肥效時間長，肥效有用成分能夠被水稻根系容易利用，無毒無害，綠色環(huán)保，同時，添加有尿囊素、蜂花醇、大蒜素等營養(yǎng)物質(zhì)，能夠促進(jìn)水稻的增長，保證水稻根系不受雜菌污染，增加其抗逆性，提高其產(chǎn)量；在者，根據(jù)水稻根系環(huán)境特點(diǎn)，增加富氧成分，根據(jù)牡蠣殼的結(jié)構(gòu)以及成分特點(diǎn)，利用乙基纖維素以及硅氣凝膠，開了一種包含穩(wěn)定過氧化鈣的包膜層，包膜層包覆主料之后整體經(jīng)131-140℃的熱風(fēng)烘烤，包膜層中過氧化鈣晶體中的水分以及主料中其它自由水去除，增加了肥料的保質(zhì)期，同時，包膜層一步實現(xiàn)了過氧化鈣的加載利用，在肥料的使用過程中，過氧化鈣包膜層與滲透的水分結(jié)合，氧化鈣與水反應(yīng)，一部分釋放氧氣，實現(xiàn)了肥料的富氧，促進(jìn)植物的新陳代謝，另一方面生成具有粘結(jié)性能的氫氧化鈣，動態(tài)調(diào)控包膜層的孔隙，調(diào)整肥料的釋放效率，減緩包膜層的崩解速率，具有一箭雙雕的效果，可以一定程度上取代高代價包膜材料。同時，本發(fā)明的包膜肥料材料來源廣泛，價格成本低，制備工藝操作簡單，能夠廣泛應(yīng)用和推廣。

具體實施方式

一種富硅富氧水稻高效緩釋肥料，包括以下重量份組分：牡蠣殼81、乙基纖維素31、硅氣凝膠81、腐殖酸硅40、米糠240、褐煤60、天然油頁巖100、固氮菌2.3、植物乳桿菌3.4、光合細(xì)菌1.6、尿囊素3、硅酸鉀2.5、硫酸鋅2.3、硝酸鉀2.5、蜂花醇3.1、大蒜素1.3、檸檬酸粉3、聚谷氨酸2.9、阿拉伯膠3.2、聚乙烯吡咯烷酮2、適量的雙氧水、適量的氨水、適量的水。

所述的一種富硅富氧水稻高效緩釋肥料制備方法，包括以下步驟：

(1)將牡蠣殼放入粉碎器中粉碎20min，過300目，之后放入馬沸爐中，在900℃下煅燒3h，得煅燒牡蠣殼粉，將煅燒牡蠣殼粉中加入總重量3倍的氨水以及10倍的水，在室溫下超聲并機(jī)械攪拌20min，形成反應(yīng)底液；將雙氧水在室溫以滴加到不斷攪拌的反應(yīng)底液中進(jìn)行反應(yīng)；雙氧水滴加完畢后繼續(xù)反應(yīng)10min，形成包含過氧化鈣晶體沉淀的反應(yīng)液，其中雙氧水與煅燒牡蠣殼粉的摩爾比為7:1；反應(yīng)液上層澄清和下層沉淀分開，得復(fù)合液和沉淀備用；將沉淀中加入乙基纖維素，高壓均質(zhì)攪拌均勻，然后冷卻在室溫室壓加入硅氣凝膠、羥甲基環(huán)糊精以及總重量4倍的水混合攪拌均勻，得包膜液備用；

(2)將尿囊素、硅酸鉀、硫酸鋅、硝酸鉀、蜂花醇、大蒜素、檸檬酸粉、聚谷氨酸混合，并加入總重量3倍的水混合攪拌均勻，得營養(yǎng)液備用；

(3)將褐煤、天然油頁巖混合粉碎，過300目，之后加入腐殖酸硅、米糠、營養(yǎng)液、固氮菌、植物乳桿菌、光合細(xì)菌以及總重量0.34倍的水?dāng)嚢杈鶆蛑?，堆置成煤球形狀的帶孔柱狀堆肥，?5℃下堆置發(fā)酵26d，將堆肥發(fā)酵按時間均分成2個階段，在第2個階段開始時加入步驟（1）得到的復(fù)合液，待發(fā)酵結(jié)束，粉碎帶孔柱狀堆肥，加入阿拉伯膠、聚乙烯吡咯烷酮混合攪拌均勻之后，調(diào)整水分含量為總重量46.5%，之后采用圓形造粒機(jī)制造直徑1.05mm的球型肥料顆粒備用；

(4)將球型肥料顆粒放置帶高壓噴頭和熱風(fēng)烘烤的在高溫滾動流化床上，將步驟（1）得到的包膜液通過高壓噴頭重復(fù)3次均勻的噴灑在球型肥料顆粒，每次噴灑時配合138.5℃的熱風(fēng)烘烤，待操作完畢，在采用48.5℃干燥1.3h，冷卻，袋裝即得。

取兩塊面積均為22畝的水稻種植基地，分為對照組和實驗組。對照組使用市售高效緩釋肥，每畝用肥料23kg，實驗組使用本發(fā)明制得的高效緩釋肥，每畝用肥料23kg。兩塊水稻種植基地相鄰，日照和田間照料一致，成熟后分別采摘，對照組平均畝產(chǎn)603.3kg，實驗組平均畝產(chǎn)740.7kg。對照組發(fā)病率為13%，實驗組發(fā)病率為5%。使用本發(fā)明肥料的實驗組，土壤結(jié)塊明顯減少。說明實驗組使用本發(fā)明的肥料后畝產(chǎn)量得到提高，平均畝產(chǎn)量提高了137.4 kg，發(fā)病率減少了近8%。