[发明专利]一种硅藻土基复合有机硅肥及其制备方法和用途

说明书

本发明属于农业肥料技术领域，具体涉及一种硅藻土基复合有机硅肥及其制备方法和用途。所述复合有机硅肥为颗粒状，其包含：二氧化硅70～90wt％，有机质5～15wt％，其余物质为粘结剂和其他辅助物质。本发明通过提纯、改性、复合等方法制备出的新型硅藻土基复合有机肥。具体的：(1)通过将纳米金属氧化物如TiO₂、ZrO₂与硅藻土复合，利用二者的协同作用可有效的吸附了重金属，起到了土壤吸附剂的作用；(2)通过引入了硅藻来弥补硅藻土的不足，改善硅藻土的硅藻蛋白石表面原有的羟基等活性位点以及独特的生物微孔性能随沉积年限逐渐下降的问题。因此，引入了硅藻后可以提高硅肥的吸附、负载等的特性。

技术领域

本发明属于农业肥料技术领域，具体涉及一种硅藻土基复合有机硅肥及其制备方法和用途。

背景技术

硅肥被誉为继氮肥、磷肥和钾肥三大主肥之后的第四大元素肥，袁隆平院士曾说道：“硅肥的推广必将掀起我国水稻甚至所有农作物的第二次绿色革命”，由此可见硅肥的重要性。硅肥能有效改善农作物“高产不优质、优质不高产”这一现状，这是因为硅元素是细胞壁的组成成份，所以禾本科植物缺硅时，植株茎叶柔软，光合作用弱，抗病能力差，从而影响农作物的产量和品质。因此施入适量的硅肥能起到以下几个作用：它能显著增加作物抗倒伏、抗病虫害和耐旱耐寒能力，提高水稻等植物对氮肥和磷肥的利用率，补充生长过程中所需要的营养元素进而提高座果率和结实率，达到“质优、高产、安全和环保”的目的。

硅肥属于中量元素肥料，主要是指以有效硅为主要指标的肥料。它是由含二氧化硅的原料，一般以炼铁炉渣、钾长石、海矿石、赤泥、粉煤灰、硅藻土等作为主要原料，经一定工艺加工而成的以复合硅酸盐为主的复杂混合物，没有明确的分子式和相对分子质量。一般根据硅肥的特点将其分为水溶性硅肥、枸溶性硅肥、钙镁磷肥、生物硅肥和硅藻土基硅肥等。其中硅藻土基硅肥内含有丰富的有效硅，是一种质优价廉的硅源，能提供更多植物所需吸收的Si元素，从而在植物表面发生聚合作用生成聚硅酮，进一步形成有效保护层，避免害虫和细菌对植物的危害，同时硅藻土是由硅藻大规模爆发沉积形成的，自身绿色环保无污染，是一种安全的成分。因此，硅藻土基硅肥是现有硅肥中提升质量、增加产量和安全环保效果优良的硅肥之一。

近年来，随着工业、农业等各行业的快速发展，土壤中含有越来越多的重金属离子，且不能被生物降解，容易在生物体内积累，许多重金属离子是有毒或致癌的。土壤污染处理中特别关注的重金属离子包括镉、汞、砷、铅和铬元素等。目前，重金属离子的污染问题已经严重危害到水稻等植物的安全，得到了越来越多的关注。其常用的处理方法有化学沉淀、光催化、微生物去除、物理吸附等。其中，物理吸附因其去除效率高，绿色环保等优势，可以与化学吸附进行相互协同作用，促进吸附效率的提高，现已成为一种重要的去除重金属离子的方法。

硅藻土吸附重金属是一种典型的物理吸附，它是由古代单细胞硅藻经过长期地质作用形成的生物硅质岩，它的主要成分为蛋白石(SiO₂·H₂O)及其变种，SiO₂含量一般大于80％，此外，还含有Al₂O₃、Fe₂O₃、CaO、MgO等金属氧化物杂质。具有表面积大、高度有序多孔结构、极低密度、热与化学稳定性好、储量丰富、成本低廉等独特的特点。此外，硅藻土表面有大量活性基团(Si-OH)，Si-OH的电离会在硅藻土表面引发负电荷，有利于重金属离子的吸附。所以常用来作为重金属离子的吸附剂。

目前市面常规硅藻土基硅肥所用的硅藻土大都是天然硅藻土，含有杂质，且本征比表面积较小，限制了硅藻土基复合有机硅肥吸附能力的发挥，亟需通过提纯手段以提高单位体积硅藻土含有量；通过改性手段以改善孔隙结构，充分提高吸附重金属污染离子的能力，起到土壤吸附剂的作用，进而响应国家双碳政策，进行美丽农村建设。

为了解决以上问题，提出本发明。

发明内容