一种可溶性缓释型土壤改良调理多元素肥料及其制作工艺

技术领域

本发明涉及肥料制备技术领域，具体而言，涉及一种可溶性缓释型土壤改良调理多元素肥料及其制作工艺。

背景技术

肥料是提供一种或一种以上植物必需的矿质元素，改善土壤性质、提高土壤肥力水平的一类物质，是农业生产的物质基础之一。肥料对农作物增产至关重要，高等植物所必需的营养元素包括碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙等多种元素，任何一种元素的缺少都会影响到作物的正常生长发育。

土壤是植物生长发育的基础。植物以其根系固定在土壤中，并通过根系在土壤中吸收水分和营养物质，以保证其正常的生理活动。土壤对植物起支撑作用和供给植物生长发育中对水、肥、气、热的要求，所以土壤的理化性质及肥力状况对植物的生长发育具有重要意义。土壤性状主要由土壤质地和结构、土壤厚度、土壤矿物质、土壤有机质、土壤温度、水分及土壤微生物、土壤酸碱性等因素综合作用决定。

在农业种植及园林绿化过程中，施用化学农药和化肥是杀虫除草、改善土壤养分含量的主要手段之一，但长期大量施用化学农药、化肥等，会出现土壤有害物质残留、pH值紊乱、土壤板结现象、保水保肥能力差等问题，造成土壤退化，严重影响了作物及园林植物的生长。

化石或矿物石中含有丰富的钙元素，现有技术中对化石或矿物石中的钙元素提取效率低，提取效果差，使得化石或矿物石中钙元素的利用率只有40％左右，如何提高化石或矿物石中钙元素的利用率是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可溶性缓释型土壤改良调理多元素肥料，该肥料能够调理土壤pH值，改善土壤板结，增加土壤有机质含量，补充土壤中的营养元素。

本发明的另一目的在于提供一种可溶性缓释型土壤改良调理多元素肥料的制作工艺，采用天然化石或矿物石制备含高浓度钙的肥料，让化石或矿物石中的碳酸钙利用率可达到99％左右，从而让肥料可以更好的调理土壤。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明提出一种可溶性缓释型土壤改良调理多元素肥料，按重量份数计，包括以下原料：千枚岩20-80份，片岩10-50份，云母15-60份，硅粉5-40份，贝化石溶液10-40份，盐0.1-5份和碳酸钙2-20份。

本发明提出一种可溶性缓释型土壤改良调理多元素肥料的制作工艺，包括以下步骤：

将千枚岩、片岩、云母、硅粉、贝化石溶液、盐混合后加入纳米粒子在220-300℃烧结6-10h，烧结后依次加入碳酸钙、钼酸钠、硝酸钾、二水氯化钙和氯化镁，然后在220-240℃电解4-8h，电解后分离得到液体，将液体制成颗粒。

本发明实施例的可溶性缓释型土壤改良调理多元素肥料、可溶性缓释型土壤改良调理多元素肥料的制作工艺至少具有以下有益效果：

千枚岩、片岩、云母中都含有大量的钙元素或其它矿物质等，但是未经处理，其中的钙元素利用率低，还会对土壤造成一定的不良影响。本发明中选择千枚岩、片岩和云母为原料，通过烧结对其中的钙进行提取，将其变成水溶性钙，而水溶性钙可以被植物吸收利用，进而有助于植物生长。盐、碳酸钙、钼酸钠、硝酸钾、二水氯化钙和氯化镁主要是起催化或置换作用，在电解条件下，有助于将原料中析出的其它钙变成水溶性钙，提高液体中钙的浓度，让其可以更好的被植物利用。

本发明中，原料配比合理，在制作工艺中，各原料间的催化、置换效果更好，从而可以提高原料中钙的提取率，进而提高钙的利用率。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考具体实施例来详细说明本发明。

一种可溶性缓释型土壤改良调理多元素肥料，按重量份数计，包括以下原料：千枚岩20-80份，片岩10-50份，云母15-60份，硅粉5-40份，贝化石溶液10-40份，盐0.1-5份和碳酸钙2-20份。

千枚岩是具有千枚状构造的低级变质岩石，变质程度介于板岩和片岩之间。原岩通常为泥质岩石(或含硅质、钙质、炭质的泥质岩)、粉砂岩及中、酸性凝灰岩等，经区域低温动力变质作用或区域动力热流变质作用的底绿片岩相阶段形成。显微变晶片理发育面上呈丝绢光泽。千枚岩的矿物组合为绢云母、绿泥石和石英，可含少量长石及碳质、铁质等物质，有时还有少量方解石、雏晶黑云母、黑硬绿泥石或锰铝榴石等变斑晶；常为细粒鳞片变晶结构，粒度小于0.1毫米，在片理面上常有小皱纹构造。

片岩是具有典型的片状构造的变质岩的一种，是区域变质的产物。其特征是片理构造，由片状，板状，纤维状矿物相互平行排列，粒度较粗，肉眼可辨别。其主要矿物为云母，石英，角闪石，绿泥石等，强度较低，极易风化，抗冻性差。

云母是一种造岩矿物，呈现六方形的片状晶形，是主要造岩矿物之一。云母晶体内部具层状结构，因此呈片状晶体，以六方片状晶体为主。云母是云母族矿物的统称，是钾、铝、镁、铁、锂等金属的铝硅酸盐，都是层状结构，单斜晶系。云母块云母具有非常高的绝缘、绝热性能，化学稳定性好，具有抗强酸、强碱和抗压能力。某些白云母加热在100～600℃时，弹性和表面性质均不变；在700～800℃后，脱水、机械、电气性能有所改变，弹性丧失，变脆；在1050℃时，结构破坏。金云母在700℃左右时，电气性能较白云母好。

硅粉，也叫微硅粉，学名“硅灰”。硅粉是一种物理性质、化学性质十分稳定的中性无机填料，不含结晶水，不参与固化反应，不影响反应机理。对各类树脂有良好的浸润性，吸附性能好，易混合，不产生结团现象。硅粉粒度大小分布合理，致密性强，耐磨性能好，可大幅度提高固化物的抗拉、抗压、抗冲击强度和耐磨性能，抗冲磨能力能提高0.5-2.5倍。其还能降低固化物的线膨胀系数和固化物的收缩率，从而消除内应力，防止开裂，并且由于硅粉的粒度细，分布合理，能有效的减少和消除沉淀，分层现象。硅粉质纯，杂质含量低，物化性能稳定，使固化物具有良好的绝缘性能和抗电弧性能。硅粉的化学成分为二氧化硅，属惰性物质，与大部分酸、碱不起化学反应，硅粉均匀分布、覆盖在物件表面，具有较强的抗腐蚀性，抗空蚀能力提高3-16倍。硅粉与减水剂、粉煤灰、矿粉、纤维等相容性良好。贝化石溶液，将贝化石添加到食用酸中，在常温下继续搅拌，持续注入空气，进行30天的反应而得。

盐，主要成分是氯化钠，还含有钡盐、氯化物、镁、铅、砷、锌、硫酸盐等杂质，钡含量不得超过20mg/kg。味咸，含杂质时易潮解；溶于水或甘油，难溶于乙醇，不溶于盐酸，水溶液中性并且导电。固态的氯化钠不导电，但熔融态的氯化钠导电。在水中的溶解度随着温度的升高略有增大。当温度低于0.15℃时可获得二水合物NaCl·2H

碳酸钙是一种无机化合物，化学式为CaCO

本实施例中选择千枚岩、片岩、云母为主要原材料，几者中都含有大量的钙元素或其它矿物质等，但是未经处理后，其中的钙元素利用率低，通过向其中加入贝化石溶液、盐然后进行烧结，这样可以将化石或矿物石中的钙提取出来，再经过电解，这样可以让析出的钙变成水溶性钙，应用到土壤后更便于植物吸收钙元素，从而有利于植物生长。在烧结过程中，还可以加入纳米粒子，纳米粒子可以对钙的析出起到促进作用，从而提高原料中钙的提取效果，提高化石或矿物石中钙的利用率。

本实施例中，按重量份数计，还可以包括：钼酸钠0.1-10份，硝酸钾1-18份，二水氯化钙5-30份和氯化镁2-15份。

钼酸钠是一种无机物，化学式Na

硝酸钾是一种无机物，俗称火硝或土硝，KNO

二水氯化钙是一种白色或者灰色化学品，多以颗粒状呈现，吸湿性极强，暴露于空气中极易潮解，易溶于水，同时放出大量的热，其水溶液呈微碱性，具有腐蚀性，加热至260℃时脱水变成无水物。其可以用作冷冻剂，钙质强化剂、螯合剂、固化剂和冷冻用致冷剂，还可以作饲料钙补充，氧、硫吸收剂，食物保护剂，上浆剂，净水剂，防冻剂等。

氯化镁是一种无机物，化学式MgCl

本实施例中还可以包括纳米粒子，纳米粒子为银、氧化铝和氧化铁中的一种或多种。纳米粒子用量是混合后原料的重量的2-3倍，纳米粒子可以对烧结过程起到催化作用，可以促进矿粉中钙的溶出，进而提高矿粉中钙的提取效果，提高矿粉中钙的利用率。

一种可溶性缓释型土壤改良调理多元素肥料的制作工艺，包括以下步骤：

将千枚岩、片岩、云母粉碎，粉碎后粒径为20-40μm，向粉末中加入硅粉、贝化石溶液、盐混合，混合后加入纳米粒子在220-300℃烧结6-10h，在烧结过程中还需要搅拌，搅拌速度为100-200r/min，搅拌时间为10-20min，烧结后依次加入碳酸钙、钼酸钠、硝酸钾、二水氯化钙和氯化镁，在200-400r/min搅拌30-40min，然后在220-240℃电解4-8h，电解后分离，先用过滤法分离，过滤后将滤液用离心分离法分离，离心速度为500-800r/min，离心时间为6-15min，得到液体，向液体中加入复合微量元素，复合微量元素包括硫酸镁、硼酸和硫酸锌，三者质量比为1：0.25：0.3，将液体制成颗粒。

本实施例中，先将千枚岩、片岩、云母粉碎，粉碎时可以破坏岩石的结构层，这样在烧结时可以加快其中的钙溶出，将其粉碎至20-40μm时，粉末中的钙溶出速度最快。加入硅粉、贝化石溶液和盐进行烧结，硅粉与矿粉的相容性好，可以让矿粉在贝化石溶液中的均匀性较好，盐可以促进矿粉中钙的溶出。因为矿粉中的钙在220℃以上才会变成熔融钙，而矿粉中的其它物质不会溶出，在上述温度烧结到一定时间后，矿粉内部的钙已全部溶出，为了让矿粉中的钙析出完全彻底，因此选择在220-300℃烧结6-10h。烧结过程中，进行搅拌可以破坏钙析出的平衡状态，让矿粉受到外界的力后进一步让其内部的钙析出，在100-200r/min搅拌10-20min时，钙析出程度最好。

烧结完成后，加入碳酸钙、钼酸钠、硝酸钾、二水氯化钙和氯化镁，在电解时更便于将钙变成水溶性钙，更便于植物利用吸收。在220-240℃电解4-8h，可以让钙一直保持熔融状态，进而让其变成水溶性钙，同时在该条件下可以完全将钙的形态进行转换，从而提高矿粉中钙的利用率。电解后先用过滤法进行分离，可以初步将电解液中的沉淀与液体分离，但是为了提高液体浓度及洁净度，还需要将滤液进行离心分离，具体是在500-800r/min离心6-15min，离心后可以得到高浓度液体，让肥料对土壤的改善效果更好。可选地，还包括将液体中将入复合微量元素，这样可以进一步补充土壤中的镁元素和锌元素，让土壤养分情况更好。复合微量元素中硫酸镁、硼酸和硫酸锌的质量比为1：0.25：0.3，这样可以提升土壤调理剂的调理作用，同时可以避免复合微量元素过量对土壤造成破坏。

详细地，本实施例中得到的多元素肥料可以制作成可溶性缓释型颗粒形状，这样在使用时更方便，同时也方便运输。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1

一种可溶性缓释型土壤改良调理多元素肥料，包括以下原料：

千枚岩20g，片岩10g，云母15g，硅粉5g，贝化石溶液10mL，盐0.1g，碳酸钙2g，钼酸钠0.1g，硝酸钾1g，二水氯化钙5g和氯化镁2g。

一种可溶性缓释型土壤改良调理多元素肥料的制作工艺，包括以下步骤：

将千枚岩、片岩、云母、硅粉、贝化石溶液、盐混合后加入纳米粒子在220℃烧结6h，烧结后依次加入碳酸钙、钼酸钠、硝酸钾、二水氯化钙和氯化镁，然后在220℃电解4h，电解后分离得到液体，将液体制成颗粒。

本实施例中纳米粒子为银。

实施例2

一种可溶性缓释型土壤改良调理多元素肥料，包括以下原料：

千枚岩80g，片岩50g，云母60g，硅粉40g，贝化石溶液40mL，盐5g，碳酸钙20g，钼酸钠10g，硝酸钾18g，二水氯化钙30g和氯化镁15g。

一种可溶性缓释型土壤改良调理多元素肥料的制作工艺，包括以下步骤：

将千枚岩、片岩、云母、硅粉、贝化石溶液、盐混合后加入纳米粒子在300℃烧结10h，烧结后依次加入碳酸钙、钼酸钠、硝酸钾、二水氯化钙和氯化镁，然后在240℃电解8h，电解后分离得到液体，将液体制成颗粒。

本实施例中纳米粒子为氧化铝。

实施例3

一种可溶性缓释型土壤改良调理多元素肥料，包括以下原料：

千枚岩50g，片岩20g，云母20g，硅粉10g，贝化石溶液20mL，盐3g，碳酸钙9g，钼酸钠2g，硝酸钾6g，二水氯化钙13g和氯化镁7g。

一种可溶性缓释型土壤改良调理多元素肥料的制作工艺，包括以下步骤：

将千枚岩、片岩、云母、硅粉、贝化石溶液、盐混合后加入纳米粒子在240℃烧结8h，烧结后依次加入碳酸钙、钼酸钠、硝酸钾、二水氯化钙和氯化镁，然后在230℃电解6h，电解后分离得到液体，将液体制成颗粒。

本实施例中纳米粒子为氧化铁。

实施例4

一种可溶性缓释型土壤改良调理多元素肥料，包括以下原料：

千枚岩40g，片岩30g，云母30g，硅粉20g，贝化石溶液30mL，盐4g，碳酸钙15g，钼酸钠5g，硝酸钾12g，二水氯化钙20g和氯化镁12g。

一种可溶性缓释型土壤改良调理多元素肥料的制作工艺，包括以下步骤：

将千枚岩、片岩、云母粉碎，粉碎后粒径为30μm，向粉末中加入硅粉、贝化石溶液、盐混合，混合后加入纳米粒子在240℃烧结7h，烧结后依次加入碳酸钙、钼酸钠、硝酸钾、二水氯化钙和氯化镁，在300r/min搅拌35min，然后在235℃电解7h，电解后分离得到液体，将液体制成颗粒。

本实施例中纳米粒子为银和氧化铁。

实施例5

一种可溶性缓释型土壤改良调理多元素肥料，包括以下原料：

千枚岩30g，片岩15g，云母22g，硅粉18g，贝化石溶液25mL，盐2.5g，碳酸钙14g，钼酸钠7g，硝酸钾15g，二水氯化钙24g和氯化镁14g。

一种可溶性缓释型土壤改良调理多元素肥料的制作工艺，包括以下步骤：

将千枚岩、片岩、云母粉碎，粉碎后粒径为25μm，向粉末中加入硅粉、贝化石溶液、盐混合，混合后加入纳米粒子在260℃烧结8.5h，在烧结过程中在150r/min搅拌15min，烧结后依次加入碳酸钙、钼酸钠、硝酸钾、二水氯化钙和氯化镁，在260r/min搅拌32min，然后在234℃电解7.5h，电解后分离，先用过滤法分离，过滤后将滤液用离心分离法分离，离心速度为600r/min，离心时间为10min，得到液体，将液体制成颗粒。

本实施例中纳米粒子为银和氧化铝。

实施例6

一种可溶性缓释型土壤改良调理多元素肥料，包括以下原料：

千枚岩25g，片岩28g，云母26g，硅粉21g，贝化石溶液32mL，盐3.5g，碳酸钙6g，钼酸钠7.5g，硝酸钾10.5g，二水氯化钙16g和氯化镁9g。

一种可溶性缓释型土壤改良调理多元素肥料的制作工艺，包括以下步骤：

将千枚岩、片岩、云母粉碎，粉碎后粒径为28μm，向粉末中加入硅粉、贝化石溶液、盐混合，混合后加入纳米粒子在240℃烧结9h，在烧结过程中在160r/min搅拌12min，烧结后依次加入碳酸钙、钼酸钠、硝酸钾、二水氯化钙和氯化镁，在350r/min搅拌32min，然后在238℃电解6.5h，电解后分离，先用过滤法分离，过滤后将滤液用离心分离法分离，离心速度为700r/min，离心时间为8min，得到液体，向液体中加入复合微量元素，复合微量元素包括硫酸镁、硼酸和硫酸锌，三者质量比为1：0.25：0.3，将液体制成颗粒。

本实施例中纳米粒子为银、氧化铝和氧化铁。

1、对土壤性质的试验

选取试验地中下等肥力，土壤质地为壤土，中等盐碱土，种植植物为草，试验前取10-30cm深处土壤样品，测定土壤含盐量、pH、有机质、钙、钾、镁含量，取样后，将试验地随机分为7个试验区，试验区大小相同为30cm*30cm，1-6试验区为试验组，试验组对应使用本发明中实施例1-6的可溶性缓释型土壤改良调理多元素肥料，7试验区为空白组，空白组使用未经本发明中的制作工艺制备的化石或矿物石肥料，使用方法为：一年使用3次，每隔4个月使用一次，用量为20g/m

表1试验地初始养分情况

表2试验后养分情况

根据表1、表2可知，本发明中实施例1-6得到的肥料可以将偏碱性土壤调理至中性，可以降低土壤含盐量，增加土壤有机质含量，提高土壤中交换性钙和速效钾的含量。试验组与空白组相比较，经本发明中的制作工艺制备的肥料能够更好的调理土壤。由此可知，本发明得到的肥料能够调理土壤pH，降低土壤含盐量，增加土壤有机质含量，提高土壤中植物可利用的钙、钾含量，进而让土壤有利于植物生长。

2、植物生长试验

将上述试验中处理后和未处理的试验区种植大麦芽，初始时大麦芽的情况相同，具有统计学意义，种植一个月，种植期间，对小麦生长情况、长势观察，取每个试验区的小麦芽及根测定其钙浓度，具体结果如下：

表3植物生长情况统计

根据表3可知，使用本发明的肥料可以提高植物对钙的吸收率，可以提高小麦生长速度，使小麦长势良好。因此表明，本发明的土壤调理肥能够将化石或矿物石中的钙转换成植物可利用的钙，提高了植物对钙的利用率。

综上所述，本发明实施例的可溶性缓释型土壤改良调理多元素肥料和可溶性缓释型土壤改良调理多元素肥料的制作工艺，本发明的多元素肥料能够调理土壤pH值，改善土壤板结，增加土壤有机质含量，补充土壤中的营养元素。本发明多元素肥料的制作工艺，采用天然化石或矿物石制备含高浓度钙的肥料，让化石或矿物石中的碳酸钙利用率可达到99％左右，从而让肥料可以更好的调理土壤。

以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。