硅肥技术综合

硅肥及其制备简介介绍几种值得关注的肥料2001.7.6硅素肥料硅素肥料简称硅肥，是一种以硅元素为主或含有硅元素的肥料。早在1840年，德国就发现硅在作物中的作用，1926年美国提出水稻是喜硅作物，并在甘蔗等作物上施用硅肥，获得增产效果。日本1935年开始研究硅肥，1955年在肥料法中列入硅肥，1957年成立日本硅肥协会，继之在美国、韩国、菲律宾、朝鲜和我国台湾等东南亚地区广泛施用。1999年9月在美国佛罗里达举行了第一届世界硅肥学术会议，并决定2002年在日本召开第二届世界硅肥学术会议，这标志硅肥已被世界所重视。我国70年代研究硅肥，80年代实现工业化生产，1995年河南省成立“河南省硅肥工程技术研究中心”。同年，国家科委在河南召开“全国硅肥研究开发和生产应用会”。目前已在河南、云南、天津、山东等15个省市、自治区生产和使用。按硅肥的溶解性质可分为水溶性硅肥和枸溶性硅肥。水溶性硅肥可溶于水，易被作物吸收，是一种速效硅肥。目前我国主要的硅肥是枸溶性硅肥，其原料主要是粉煤灰、炼铁炉渣、黄磷炉渣、氮肥造气炉渣等，既综合利用了废渣，保护了环境，能使作物增产，还可改良土壤，同时工业废渣中含有较多的微量元素和中量元素，可以发挥综合肥效。我国还没有硅肥的统一标准，各地根据原料的特点，制订地方标准或企业标准。日本规定的商品硅肥质量：SiO2＞20％，CaO＋MgO＞35％，粒度要求全部通过10目筛，60％以上通过30目筛。朝鲜规定硅肥：SiO2＞15％，一级品粒度要求85％以上通过100目筛，二级品85％通过65目筛。我国硅肥的增产效果如下：油菜增产7％，蚕豆增产13％，小麦、棉花增产10％－15％，大豆、玉米、竹类增产10％－20％，水稻、甘蔗、麻类、西瓜增产10％－25％，烟草增产10％－28％，蔬菜增产15％－20％，花生增产15％－25％，茭白增产15％－30％，草莓增产30％－50％。另外，除可增产还对作物产品有改善效果，如提高烤烟质量，使中上等烟比例提高0．54％，投入产出比1∶8－23。二、微生物肥料微生物肥料是以微生物为特点的一种肥料。微生物是生物的一大类，与植物、动物共同组成生物界。利用微生物如细菌、酵母菌等繁殖快和具有特殊转化功能的特点进行物质转化。在人为设计的、有适宜于微生物生存的养料、温度、空气、水分、酸碱度等条件、并在一定的载体上繁殖，例如利用腐植土（加禽畜粪，配氮磷钾等化肥）作为细菌的固体培养基，植入氮细菌、磷细菌、钾细菌等，经发酵后制成微生物肥料。如某种微生物肥料，含氮、磷、钾细菌数分别可达到90、180、50亿*/克，有机质＞30％，总养分（N＋P2O5＋K2O）≥25％。与养分等量的复混肥料、有机复混肥料对比，施用微生物肥料土壤中速效氮、磷、钾含量均有提高，因而作物获得增产，如下表所示：养分含量（mg*/kg）水稻项目速效氮速效磷速效钾产量增产率（％）（kg*/ha）施前施后施前施后施前施后1231.对照68.067.651.750.880.679.447402.复混肥料68.472.551.964.980.985.3564619.113.有机复混肥料68.379.851.675.081.289.1584723.353.564.微生物肥料68.190.751.888.480.796.0602730.956.753.08我国发展硅肥前景广阔2001年7月31日性能较好发展加快硅元素被国际土壤界认为继氮、磷、钾之后第四种植物营养元素。硅肥是一种含硅酸钙为主的可溶性矿物肥料，具有无毒、无味、无腐蚀及不易流失等特性，广泛施用于水稻、小麦、玉米、棉花、花生、油菜、甘蔗、果蔬等作物。农作物所需的硅大都是由土壤提供的，但土壤中能被植物吸收的硅却很少，特别是随着农业快速发展，农作物不断吸收土壤中的硅，致使土壤中的有效硅逐步减少。据有关部门勘查表明，我国长江流域70%的土壤缺硅，黄河、淮海及辽东半岛地区约有一半的土壤缺硅，而且缺硅的区域正在逐渐扩大。由于硅肥能够明显改善农作物的品质，已引起世界化肥行业的重视。国外许多国家积极开发、生产和使用硅肥，如日本每年都要召开一次全国性的硅肥会议。目前日本硅肥年施用量达150万t以上。我国周边国家和地区除日本外，韩国、朝鲜、菲律宾、泰国以及我国台湾省等也开始积极推广使用硅肥。另外，许多工业发达国家已广泛施用硅，促进了农作物的生长，并获得较好的经济效益。改善品质增产明显硅是农作物生长所需要的重要营养元素，农作物吸收硅后能促进根系生长发育，提高抗倒伏、抗病虫害、抗旱、抗寒和养分吸收的能力，并能够改善农作物品质，符合现代“绿色食品”发展的要求。硅肥可以调节农作物在不同阶段对氮、磷、钾等元素的营养需求，在其他元素使用过量时有抑制供给的作用。同时，硅肥可以改善农作物的营养成份，使瓜果类的糖及维生素、花生的脂肪、谷物的淀粉、小麦的蛋白质等含量明显提高。施用硅肥可以降低工业污水中重金属对农作物造成的污染。另外，硅肥对土壤和盐碱地的土壤结构改良还有独特的作用。由于硅肥中所含的硅、钙、镁离子，能够与红壤中大量积聚的铁、铝离子和盐碱地中大量积聚的铁、铝离子和盐碱地中大量积聚的钠离子发生转换反应，形成无害化合物，减少有害成分，同时还能补充农作物生长急需的硅、钙、镁等元素。农作物施用硅肥后增产效果非常明显，河南硅肥中心的科技人员通过对不同土壤类型的作用进行大量的试验表明：水稻增产率为10%-26%，小麦为10%-15%，花生为15%-25%，棉花为10%-15%，水果、蔬菜增产幅度更大。需求量大前景较好目前我国缺硅耕地占总耕地面积的50%左右，若全国推广硅肥施用，按每亩每年施用50kg计，每年需要硅肥3000万—4000万t，可见我国硅肥市场潜力巨大。我国硅肥生产在80年代后期才实现工业化，1995年硅肥生产能力约30万t/a。随着“九五”期间我国农业结构调整以及现代农业发展的需要，刺激和推动了硅肥的生产市场，近年来我国硅肥的生产有了很大的发展，生产能力已达100万t/a。推广应用硅肥，产生的社会和经济效益十分明显。以水稻为例，我国常年种植水稻的面积达3333多万公顷，缺硅土壤占50%，如果全部施用硅肥，按增产10%计，仅此一项每年应可增产100万t稻谷。另外硅肥的生产原料是工业废渣，生产成本很低，成本只有180-200元/t。若按硅肥销售价300元/t计，建设1万t/a的装置，当年就可收回成本。同时硅肥也能解决炼钢工业废渣污染环境的问题，1.7t废渣可以制备1t硅肥，若生产3000万t硅肥，即可消耗废渣5100万t，从而大幅度降低工业废渣对环境污染。因此推广硅肥的生产与应用具有非常明显的社会和经济效益。为了加快硅肥推广普及步伐，我国有关企业要加大对硅肥产业研究和发展投入，尽快建立国家级硅肥研究开发机构，集中开展硅肥技术研究，开发新产品，加速硅肥产业化进程。高炉渣开发硅肥市场广阔2001年2月9日近几年，宝钢集团企业开发总公司与上海市有关科研部门合作，利用高炉渣开发新型肥料———硅肥，这使宝钢高炉渣的开发利用再向前发展一步，也将对上海地区的农业生产作出有益的贡献。生产硅肥的主要原材料是炼铁过程中产生的钢渣和水渣，宝钢每年高炉水渣达200余万吨，其主要化学成分为SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO等。硅肥的加工过程为：1．把水渣磨细，细度为80目～100目；2．添入适用硅元素活化剂；3．搅拌混合后装袋（或搅拌混合造粒后装袋）。总的讲，硅肥的工业化生产工艺和设备是比较简单的。据有关资料表明，我国目前缺硅土壤面积相当大，每年需要硅肥3000万至4000万吨。可是目前生产硅肥能力较小，并且只集中在个别省份。因此，从全国来讲，硅肥的市场容量是相当大的。(中国冶金报)用煤渣、黑液生产硅肥硅是植物生长需要的第四大营养元素，对农作物的增产有着显著的效果。目前我国存在着大面积的缺硅土壤，每年平均需要硅肥3000-5000万吨，而我国目前只有100万吨左右的生产能力，因而硅肥的开发生产具有巨大的市场潜力。中科院福建物质结构研究所经过多年研究，找到了一条以固相催化原理利用工业废渣、废液生产硅肥的新途径。该工艺将工业用的锅炉燃烧用煤磨成约60目，在搅拌机中按重量比8.5：1.5的比例加入煤粉和工业CaO粉末，再添加适量固体催化剂和造纸厂排放的黑液，搅拌均匀后，由造粒机制成直径约为5cm的煤球，自然晾干12小时，送往锅炉燃烧，燃烧后的煤渣冷却球磨，便制成了含有效硅约30%的硅肥。加有催化剂的1吨煤粉制成煤球时，可消耗0.5吨的黑液。造纸厂排放的黑液经初步浓缩后，还可掺入到煤粉中燃烧除去，避免了对水质的污染。用煤粉、黑液加催化剂制成的煤球，可使煤块着火点下降，炉膛温度升高50oC左右，节煤10%以上，有害气体减少约54.6%，粉煤灰含量下降了约60%。生产出的硅肥有效硅含量大于25%，主要含量与市售硅肥相当。水稻每亩施30kg，可增产约12%，对甘蔗、香蕉、芦笋、甘薯等的增产再10%-50%之间，还可大大提高甘蔗的含糖量。由于硅肥的偏碱性，对酸性红土壤还可以起到改良作用。每吨的生产成本只需约150元左右，可大大减少工业污染，并且可降低燃煤的消耗。利用粉煤灰生产硅酸钾肥肥料中的氨、磷、钾等元素，只有钾是水溶性的。利用粉煤灰的硅与钾可以制成溶解于2%柠檬酸的高效柠檬酸溶解性钾的硅酸钾肥。硅肥能增强农作物抗病菌能力，对水稻来说，硅肥能增强抗稻热病的能力；对大麦、胡瓜等作物，能增强抗霉病菌的能力。农作物根系吸收可溶性SiO2后,SiO2聚集于植物体内，叶面水分蒸发后，沉积与叶底和茎的表面细胞内，使细胞膜SiO2化，能抑制病菌的侵入。我国一般火力电厂、以煤为原料造气的合成氨厂所排放的工业废物粉煤灰完全可以用来生产硅酸钾肥。其生产工艺亦较为简单，先将各种原料混合浆料化，经造粒干燥后，在800-1200摄氏度的工艺条件下烧成，冷却后即可制得成品硅酸钾肥。硅酸钾肥的保证有效成份为：可溶性SiO2达20%以上，CaO+MgO总量为20%，特别保证构溶性MgO在3.5%以上。（这里的构溶性SiO2是在0.5NHCl中的可溶性）。粉煤灰硅酸钾肥在生产与施用中有如下的优点与特点：原料中粉煤灰占2/3，粉煤灰利用率高；硅酸钾肥为碱性，施用于酸性土壤时，可有效的防止荒漠化；溶于柠檬酸，难溶于水，长效性好，流失少；溶解度小，一般不会发生浓度障碍；有利于防止病虫害；施用方便等方法。硅肥、长效硅钾肥及其肥效（一）什么是硅肥硅肥是一种以含硅酸钙为主的矿物肥料，亦称硅钙肥或硅钙镁肥，呈微碱性，不溶于水，可溶于酸。硅肥的外观根据制造原料的不同，呈白色、灰褐色或黑色粉未。具有无毒、无嗅、无腐蚀性、不变质及不易流失等特征，硅肥密度5000～3000千克／立方米，其矿物组成主要为无定形的玻璃体。硅肥主要组成为：CaSi03、Ca2SiO4、Mg2SiO4、Ca3Mg（SiO4）2等。硅肥中还含有多种微量元素，如Mn、Cu、Zn、Co等。（二）硅肥为什么能使农作物增产硅肥既可以作肥料，提供养分，又可用作土壤调理剂，改良土壤。此外，还兼有防病、防虫和减毒的作用。具体有以下作用：1.硅是植物体组成的重要营养元素。大部分植物体都含有大量硅，如生产1000千克稻谷，水稻地上部分Si02的吸收量达150千克，超过水稻吸收氮、磷、钾的总和。粮食产量越高、施用氮肥越多硅肥的需要量越大。2.作物吸收硅后，形成硅化细胞提高植物细胞壁强度，株型挺拔茎叶直立，利于密植，提高叶面的光合作用，有利于通风透光和有机物的积累。硅素能提高植株叶绿素含量，延长生育期，促进植物生长。由此，硅肥改变了作物的群体结构，对作物的增产潜力是很大的。3.硅化细胞的形成使作物表层细胞壁加厚，角质层增加，从而增强对病虫害的抵抗能力，特别是对稻瘟病、稻飞虱、叶斑病、茎腐病、小粘菌核病、白叶枯病、小麦白粉病、锈病、螟虫、蚜虫等病虫害的抵抗能力。这样可以减少农药用量。4.硅素能增强植株基部秸秆强度，使作物导管的刚性增强、增强植物内部通气性，从而增强根系的氧化能力，防止根系早衰与腐烂，增强抗倒伏能力。如桂对水稻烂根病有较强