[发明专利]一种海水硅酸盐肥料及其制备方法

说明书

本发明属于海洋生态环境领域，具体的说是一种缓释海水硅酸盐肥料及其制备方法。将稻壳经高温灼烧后即得到氮、磷和重金属含量极低的适用于海水的缓释海水硅酸盐肥料。本发明的方法在海水硅酸盐缺乏条件下，能有效的增加海水硅酸盐的含量，且对水体中氮磷营养盐影响不大，显著促进浮游植物增殖。这种方法成本低廉，可以实现硅酸盐的天然缓释。

技术领域

本发明属于海洋生态环境领域，具体的说是一种缓释海水硅酸盐肥料及其制备方法。

背景技术

陆源含硅岩石风化后随陆地径流入海是海洋中可溶性硅酸盐的重要来源。硅经过硅藻吸收后进入生物体，随着死亡的硅藻和摄食硅藻的浮游动物的排泄物离开真光层沉降到海底。这就是硅在海洋中的迁移转化过程，其中通过再生过程向水体中提供的硅很少，主要通过陆源输入。

现如今，越来越多的海域被发现存在硅酸盐相对缺乏现象。一方面，修筑堤坝、水电站、水库、河流改道等水利工程以及淡水资源的过渡开发利用导致陆源向海洋输送硅的的减少。同时，农业氮磷肥料的大量施用，生活污水、工业废水的未达标排放等原因造成河流携带大量N、P营养盐流入海洋，进而造成Si的输送相对减少。另一方面，Si在水体中的循环速率远低于N、P。Si的再生不是通过有机物的降解，而是通过蛋白石SiO₂的溶解，与N、P的再生相比，Si的再生需要在海水的更深处才能完成，需要更久的时间。随着水产养殖规模的不断扩大，含N、P有机物被水产生物摄食后分解利用，以无机N、P形式重新释放到环境中，被浮游植物再次利用。同时Si主要以蛋白石的形式存在于硅藻的硅壳中，难以被生物分解，主要以假粪的形式排出，加速沉降到海底。因此，水产养殖业的发展加速了N、P的再生速率和Si的沉降速率，进一步加剧了硅酸盐相对缺乏现象。

长期的硅酸盐缺乏会对浮游植物群落结构造成巨大影响，进而影响影响生态环境和人类经济发展。硅缺乏会造成非硅藻类取代硅藻类称为优势种，易造成非硅藻类赤潮。其次，硅藻通常是滤食性鱼类、贝类以及浮游动物等的饵料，而非硅藻类营养价值低，许多是非饵料性的，硅缺乏造成养殖区饵料供给不足。甚至有些藻类能分泌藻毒素，其毒性经食物链富集，影响水产品产量，甚至引发一些危害人类健康的恶性事件。

在地球生态系统向大海中提供的硅不足以维持海洋生态系统可持续发展时，必须采取人工施加硅肥措施防止海洋生态的破坏。目前国内外对于硅酸盐缺乏问题的治理工作研究较少，有学者曾在一个海湾内每日连续投加营养盐，海湾内Chla、初级生产力以及扇贝的生长速率和大小显著增加。但是直接向开放海域添加营养盐成本太高，对海域造成的其他影响未知，实际应用意义不大。选择一种廉价易得的材料制备硅酸盐肥料缓解海域中的硅酸盐相对缺乏现象是一件迫在眉睫的事情。有学者曾利用钢渣提供硅培养浮游植物作为生物能源料，但其重金属含量高，向自然海域投加存在重金属污染问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种海水缓释硅酸盐肥料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种海水硅酸盐肥料的制备方法，将稻壳经高温灼烧后即得到氮、磷和重金属含量极低的适用于海水的海水缓释硅酸盐肥料。

所得海水缓释硅酸盐肥料氮、磷和重金属含量极低，可以做到单纯施加硅肥而不会对环境造成其他影响。

所述稻壳高温灼烧为将洗净后稻壳煮沸后烘干，于400-800℃下灼烧3h，灼烧使硅含量随温度升高，碳氮及其他杂质含量随温度降低。

所述稻壳高温灼烧为将洗净后稻壳煮沸后烘干，于600℃下灼烧3h，灼烧将氮、磷营养盐施放控制在较低水平，且硅酸盐缓释效果较好，综合考虑制备成本，此温度为最适温度。

一种海水硅酸盐肥料，所述制备获得用于海水中的海水硅酸盐肥料。

所述海水硅酸盐肥料施加于氮含量高而硅酸盐相对缺乏海域中，施入量为0.005-0.5g/L，进而增加海水中硅酸盐浓度，刺激浮游植物生长，降低总无机氮浓度。