本發(fā)明屬于肥料，具體是指一種生物有機硅液體肥及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、硅元素是植物正常生長發(fā)育階段所必需的中量營養(yǎng)元素之一，對于促進(jìn)植物生長、增強植物抗逆性、改善土壤物理化學(xué)性質(zhì)等方面發(fā)揮著重要作用；在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，充分利用硅元素對植物的多方面作用，不僅有助于提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)，同時也有利于改善植物對環(huán)境脅迫的適應(yīng)能力，從而促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展；傳統(tǒng)的硅肥一般為非水溶性硅肥，分解速度較慢、溶解性小、難以被作物所吸收利用等問題，因此，現(xiàn)有技術(shù)關(guān)于硅肥的研究轉(zhuǎn)向水溶性硅肥，水溶性硅肥是以一種能夠溶于水，可以被植物直接吸收的硅肥，然而，水溶性硅肥通過淋濾流入水體，降低了植物對硅元素的有效吸收，造成環(huán)境污染和資源浪費，控制肥料中硅的釋放，可以提高硅的利用率，并能防止水土污染。

2、由于液體肥料不會出現(xiàn)類似固體肥料容易吸潮結(jié)塊等問題，并且液體肥料生產(chǎn)成本較低，功能配方更容易調(diào)整，具有速溶、均勻的特點，因此，液體肥料越來越受到人們的青睞，在灌溉技術(shù)和自動化施肥領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。

3、因此，如何提供一種具有穩(wěn)定性強、營養(yǎng)成分不易流失、能夠緩釋放營養(yǎng)成分、對土壤起到保水保肥效果、價格低廉的生物有機硅液體肥并將其應(yīng)用于作物種植中，使得提高作物品質(zhì)和產(chǎn)量是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了一種生物有機硅液體肥及其制備方法，本發(fā)明通過將硅元素和納米二氧化硅作為水凝膠芯，將其由膨潤土、nh4cl和木薯淀粉形成的水凝膠內(nèi)膜和由苯甲醛和苯硼酸雙修飾的聚乙烯醇接枝到殼聚糖中并添加聚多巴胺溶液形成的水凝膠外膜穩(wěn)定包覆，得到具有光敏性的水凝膠基肥；將秸稈、禽畜糞以及廚余垃圾等廢棄有機質(zhì)與發(fā)酵菌液共同發(fā)酵，得到有機質(zhì)發(fā)酵液；水凝膠基肥與有機質(zhì)發(fā)酵液協(xié)同作用后的液體肥具有提高肥料活性化成分的穩(wěn)定性，使其不易流失營養(yǎng)成分，進(jìn)而實現(xiàn)緩慢釋放肥料營養(yǎng)成分且提高土壤保水保肥能力的技術(shù)效果，并將此液體肥應(yīng)用于作物種植中，實現(xiàn)提高作物品質(zhì)和產(chǎn)量的技術(shù)效果。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：本發(fā)明提出了一種生物有機硅液體肥，所述液體肥包括如下重量份的組分：水凝膠基肥50-80份、有機質(zhì)發(fā)酵液30-50份、尿素14-20份、木質(zhì)素磺酸鈉12-18份、腐殖酸10-14份、增稠劑5-7份、乳化劑1-3份；

3、所述水凝膠基肥包括水凝膠芯和水凝膠膜；

4、所述水凝膠芯為質(zhì)量比為10:1-2的硅元素和納米二氧化硅的復(fù)合體系；

5、所述水凝膠膜包括水凝膠內(nèi)膜和水凝膠外膜；

6、所述水凝膠內(nèi)膜基材包括以下重量份的組分：膨潤土7-10份、nh4cl2-3份和木薯淀粉1-2份；

7、所述水凝膠外膜由苯甲醛和苯硼酸雙修飾的聚乙烯醇接枝到殼聚糖中并添加聚多巴胺溶液形成的；

8、優(yōu)選地，所述增稠劑包括以下重量份的組分：羧甲基纖維素鈉2-3份和黃原膠3-4份；

9、優(yōu)選地，所述乳化劑包括十二烷基苯磺酸鈉、阿拉伯樹膠、卵磷脂、羊毛脂、脂肪酸皂中的至少一種；

10、優(yōu)選地，所述水凝膠基肥的制備方法具體包括以下步驟：

11、s1、將膨潤土進(jìn)行研磨、干燥、過150目篩，添加nh4cl和木薯淀粉進(jìn)行混合均勻，得到水凝膠內(nèi)膜基材，加入氧化反應(yīng)液，得到水凝膠內(nèi)膜；

12、s2、將聚乙烯醇溶于90-100℃水，得到聚乙烯醇溶液；將4-羧基苯硼酸頻那醇酯溶于無水二甲基亞砜，得到4-羧基苯硼酸頻那醇酯溶液；將3,4-二羥基苯甲醛溶于聚乙烯醇溶液后，加入4-羧基苯硼酸頻那醇酯溶液，加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺和n-羥基丁二酰亞胺，在80-90℃、1000-1500rpm下攪拌進(jìn)行超聲處理40-60min，得到預(yù)處理反應(yīng)液；

13、s3、將殼聚糖溶于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的醋酸水溶液中，得到殼聚糖溶液，加入s2所得預(yù)處理反應(yīng)液，添加光引發(fā)劑，在室溫、500-700rpm下攪拌20-24h，在ph為8.0的磷酸鹽緩沖液中透析1-2d，以6000-8000rpm下離心8-10min，收集上清液，得到反應(yīng)液；

14、s4、將聚多巴胺溶解在ph為7.0的tris-hcl緩沖液中，得到聚多巴胺溶液，加入s3所得反應(yīng)液，混合均勻，紫外光交聯(lián)，得到水凝膠外膜；

15、s5、將硅元素和納米二氧化硅進(jìn)行混合，加入至s1所得水凝膠內(nèi)膜中進(jìn)行溶解2-3h后，加入s4所得水凝膠外膜，在室溫、100-300rpm下攪拌4-6h，減壓抽濾、干燥過篩，得到水凝膠基肥。

16、優(yōu)選地，在s1中，所述氧化反應(yīng)液為體積比為1:1-3的nano3水溶液和h2o2水溶液；

17、優(yōu)選地，在s1中，所述水凝膠內(nèi)膜基材與氧化反應(yīng)液的質(zhì)量體積比為10-15g:50-60ml；

18、優(yōu)選地，在s2中，所述聚乙烯醇在水中的添加量為0.1-0.2g/ml；

19、優(yōu)選地，在s2中，所述4-羧基苯硼酸頻那醇酯在無水二甲基亞砜中的添加量為12-16mg/ml；

20、優(yōu)選地，在s2中，所述3,4-二羥基苯甲醛、聚乙烯醇、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺和n-羥基丁二酰亞胺的質(zhì)量比為10-30:10-20:1-2:0.6-0.8；

21、優(yōu)選地，在s3中，所述殼聚糖在醋酸水溶液中的添加量為5-10mg/ml；

22、優(yōu)選地，在s3中，所述光引發(fā)劑為質(zhì)量濃度為0.1%的苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰亞膦酸鋰，在預(yù)處理反應(yīng)液和殼聚糖溶液的混合液中的添加量為0.4-0.6mg/ml；

23、優(yōu)選地，在s4中，所述聚多巴胺溶解在tris-hcl緩沖液中的添加量為6-10mg/ml；

24、優(yōu)選地，在s4中，紫外光交聯(lián)處理中，功率為100-300w，照射時間為10-20min；

25、優(yōu)選地，在s5中，所述硅元素包括硅酸鉀、硅酸鈣和硅酸鈉中的至少一種；

26、優(yōu)選地，在s5中，所述納米二氧化硅的粒徑為10-50nm；

27、優(yōu)選地，所述有機質(zhì)發(fā)酵液的制備方法具體包括以下步驟：

28、將秸稈、禽畜糞和廚余垃圾分選除雜，粉碎，加水打漿，加入發(fā)酵菌液，攪拌均勻，在36-48℃下發(fā)酵1-3d后升溫至50-60℃，供氧反應(yīng)5-7天，降至常溫，靜置5-7天，過濾除渣得到有機質(zhì)發(fā)酵液；

29、優(yōu)選地，所述秸稈包括玉米秸稈、小麥秸稈、水稻秸稈和油菜秸稈中的至少一種；

30、優(yōu)選地，所述禽畜糞包括牛糞、羊糞和雞糞中的至少一種；

31、優(yōu)選地，所述廚余垃圾包括廢棄食材、廚余果皮、水果蔬菜殘次品中的至少一種；

32、優(yōu)選地，所述秸稈、禽畜糞、廚余垃圾和水的質(zhì)量體積比為3-5g:4-8g:1-3g:12-20ml；

33、優(yōu)選地，所述發(fā)酵菌液由質(zhì)量比為3:2:1的地衣芽孢桿菌液、植物乳桿菌液和埃氏慢生根瘤菌液混合形成，發(fā)酵菌液的添加量為秸稈總量的2-3%，且發(fā)酵菌液中發(fā)酵菌劑的活菌數(shù)均≥105cfu/ml。

34、地衣芽孢桿菌會產(chǎn)生吲哚乙酸植物生長素和賴氨酸、色氨酸等植物所需有機氮源，有助于增強植物根系發(fā)育，提高植物的養(yǎng)分吸收能力和抗逆性，地衣芽孢桿菌還具有抑制土傳病原菌的能力，可以降低土壤中病原菌的數(shù)量，減少植物的病害發(fā)生；植物乳桿菌能夠產(chǎn)生有益的抗生素，有助于抑制有害微生物的生長，維持土壤微生物群落的平衡，促進(jìn)土壤有益微生物的生長，分解土壤中的有機物質(zhì)，釋放出有益的養(yǎng)分供植物吸收利用，促進(jìn)作物生長；埃氏慢生根瘤菌與植物具有共生關(guān)系，能夠提高植物的抗逆性，增強植物對逆境環(huán)境的適應(yīng)能力，如抗病蟲、耐鹽堿等能力，有助于改善植物的生長狀況和增強植物的生存率；地衣芽孢桿菌、植物乳桿菌和埃氏慢生根瘤菌協(xié)同作用，與廢棄有機質(zhì)共同發(fā)酵，得到有機質(zhì)發(fā)酵液，有助于提高土壤通氣性和保水性，有利于土壤微生物的平衡發(fā)展，促進(jìn)植物健康生長。

35、本發(fā)明還提供了一種生物有機硅液體肥制備方法，具體包括如下步驟：

36、將水凝膠基肥和有機質(zhì)發(fā)酵液進(jìn)行混合，在室溫、300-500rpm下攪拌30-40min后，加入尿素、木質(zhì)素磺酸鈉、腐殖酸、增稠劑和乳化劑，繼續(xù)在室溫、1000-1200rpm下攪拌40-60min，得到生物有機硅液體肥。

37、本發(fā)明取得的有益效果如下：

38、本發(fā)明將膨潤土、nh4cl和木薯淀粉進(jìn)行混合，加入氧化反應(yīng)液，得到水凝膠內(nèi)膜；膨潤土具有優(yōu)良的吸水性和保水性，可以幫助儲存水分并逐漸釋放給作物，保持土壤濕潤度；氯化銨作為一種氮肥，提供植物所需的氮元素，促進(jìn)植物的生長和發(fā)育；木薯淀粉作為一種生物降解材料，可以在土壤中降解為有機物，對環(huán)境友好，同時也能為作為提供營養(yǎng)物質(zhì)；三者協(xié)同作用，通過陽離子交換、表面吸附、絡(luò)合等方式，提高氮肥利用率、提高土壤ph和持水保水能力、固定重金屬，將重金屬轉(zhuǎn)化為較低的生物利用度狀態(tài)，降低重金屬對土壤的污染影響，有助于提高土壤健康狀態(tài)；通過將3,4-二羥基苯甲醛和4-羧基苯硼酸頻那醇酯雙修飾的聚乙烯醇接枝到殼聚糖中并添加聚多巴胺溶液，得到水凝膠外膜；3,4-二羥基苯甲醛的醛基與殼聚糖的氨基之間發(fā)生席夫堿反應(yīng)，3,4-二羥基苯甲醛的羥基與4-羧基苯硼酸頻那醇酯的硼酸之間形成硼酸酯鍵，4-羧基苯硼酸頻那醇酯的羧基與聚多巴胺的氨基之間發(fā)生酰胺化反應(yīng)，通過席夫堿、硼酸酯鍵和酰胺化的動態(tài)作用進(jìn)行多種交聯(lián)形成具有復(fù)雜多孔交聯(lián)結(jié)構(gòu)的水凝膠外膜，并通過聚乙烯醇和聚多巴胺引入雙鍵和鄰苯二酚基團的方式，使水凝膠外膜具有光敏性特點，通過4-羧基苯硼酸頻那醇酯引入硼酸酯鍵的方式，一方面提高水凝膠的凝膠強度，從而增加體系的機械性能，有助于提高硅元素和納米二氧化硅的穩(wěn)定性，另一方面硼酸酯鍵作為緩釋劑，具有延緩釋放水凝膠基肥的活性成分的作用；將硅元素和納米二氧化硅先后用水凝膠內(nèi)膜和水凝膠外膜進(jìn)行包覆，得到具有光敏性的水凝膠基肥，水凝膠基肥一方面能夠幫助土壤起到持水保水作用，另一方面通過水凝膠的方式將硅肥活性成分穩(wěn)定包覆在膜材料內(nèi)，使其不易流失營養(yǎng)成分，進(jìn)而實現(xiàn)緩慢釋放肥料營養(yǎng)成分的技術(shù)效果；將秸稈、禽畜糞以及廚余垃圾等廢棄有機質(zhì)與發(fā)酵菌液共同發(fā)酵，得到有機質(zhì)發(fā)酵液，生活中大部分農(nóng)田和生活中的廢棄物作為垃圾被收集填埋或棄置于土壤上，廢棄有機質(zhì)不僅占用大量的土地面積，而且容易繁殖和傳播病菌，給環(huán)境帶來許多不良影響，本發(fā)明充分利用廢棄的有機質(zhì)，將其變廢為寶，提高廢棄物的附加值，節(jié)約成本，有利于保護生態(tài)環(huán)境，符合可持續(xù)發(fā)展理念；水凝膠基肥與有機質(zhì)發(fā)酵液協(xié)同作用后的生物有機硅液體肥中有效硅含量高，作物吸收效果好，可迅速的為玉米補充硅營養(yǎng)，能夠提高硅養(yǎng)分的利用率，提高玉米的產(chǎn)量和品質(zhì)；本發(fā)明所制備的液體肥制備工藝流程簡單，原料均無毒無害，綠色環(huán)保，液體肥可用于噴灌和滴灌系統(tǒng)，省時、省工、省肥，使用方便。