二氧化硅肥料及其用途

文档序号:1926368 发布日期:2021-12-03 浏览:13次 >En<

阅读说明:本技术 二氧化硅肥料及其用途 (Silica fertilizer and use thereof ) 是由 D·吉廷斯 C·伏吉亚齐 K·斯托瓦尔 J·米苏拉卡 于 2020-04-24 设计创作,主要内容包括:包含二氧化硅含量等于或大于40重量%的矿物质的水性悬浮液作为植物肥料的用途,其中,所述水性悬浮液包含等于或小于10%(w/v)的矿物质。一种给植物施肥的方法,所述方法包括:制备所述水性悬浮液,并将其施用于种子、植物或生长基质,例如种子或植物周围的土壤。一种二氧化硅含量等于或大于40重量%的矿物质的浓缩浆料,其中,所述浓缩浆料的固体含量等于或大于20重量%或者等于或大于30重量%,并且粘度为60cP至2000cP或者60cP至700cP。制备所述浓缩浆料的方法,所述方法包括将二氧化硅含量等于或大于40重量%的矿物质与水混合。制备所述水性悬浮液的方法,所述方法包括稀释所述浓缩浆料。(Use of an aqueous suspension comprising a mineral having a silica content equal to or greater than 40 wt%, wherein the aqueous suspension comprises equal to or less than 10% (w/v) mineral, as a plant fertiliser. A method of fertilizing a plant, the method comprising: the aqueous suspension is prepared and applied to the seed, plant or growing substrate, such as the soil surrounding the seed or plant. A concentrated slurry of minerals having a silica content equal to or greater than 40 wt%, wherein the concentrated slurry has a solids content equal to or greater than 20 wt% or equal to or greater than 30 wt% and a viscosity of 60cP to 2000cP or 60cP to 700 cP. A process for preparing the concentrated slurry, the process comprising mixing a mineral matter having a silica content of equal to or greater than 40 wt% with water. A method of preparing the aqueous suspension, the method comprising diluting the concentrated slurry.)

二氧化硅肥料及其用途

技术领域

本发明总体涉及包含二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的水性悬浮液作为肥料的用途。本发明还涉及给植物施肥的方法,其中,该方法包括制备包含二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的水性悬浮液,并将其施用于种子、植物或包围种子或植物的生长基质(例如土壤)。本发明还涉及用于本文所述的水性悬浮液中的矿物质产品和包含所述矿物质的浓缩浆料,由它们可以制备用作肥料的水性悬浮液。

背景技术

硅可以帮助促进植物的生长发育。因此,含硅材料可包含在各种植物肥料中以提供硅源。例如,溶解的硅酸盐可以以液体形式使用。然而,这是相对昂贵的,并且需要专门改装的设备来处理液体肥料。作为另一种选择,可以以固体(颗粒)形式使用含二氧化硅的材料。然而,这些材料必须具有相对较大的颗粒尺寸才能有效地应用于植物(例如不被风吹走)。固体材料(术语SC)直接结合到生长的基质(例如土壤)中以避免漂移,其是劳动密集型的。这些材料的大颗粒尺寸也降低了硅溶解在水中的速度,因此可被植物利用。作为另一种选择,含有微小固体或小到足以被吸入的液滴的颗粒物质会导致严重的健康问题。某些直径小于10微米的颗粒可以深入肺部,甚至进入血液。直径小于约2.5微米的颗粒对健康构成最大风险。因此需要提供替代的和/或改进的产品和方法来为植物提供硅源。

发明内容

根据本发明的第一方面,提供了包含二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的水性悬浮液作为植物肥料的用途,其中,所述水性悬浮液包含等于或小于约10%(w/v)的矿物质。在某些实施方式中,所述水性悬浮液由二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的粉末或浓缩浆料制成。

根据本发明的第二方面,提供了一种给植物施肥的方法,该方法包括:

由二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的粉末或浓缩浆料制备包含二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的水性悬浮液,并且

将所述水性悬浮液施用于种子、植物或种子或植物周围的生长基质(例如土壤),

其中,所述水性悬浮液包含等于或小于约10%(w/v)的矿物质。

根据本发明的第三方面,提供了一种肥料组合物,其中,所述肥料组合物是包含二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的水性悬浮液,并且其中,所述水性悬浮液包含等于或小于约10%(w/v)的矿物质。

根据本发明的第四方面,提供了一种包含二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的浓缩浆料,其中,所述浓缩浆料具有等于或大于约30重量%的固体含量和约60cP至约700cP的粘度。

根据本发明的第五方面,提供了一种包含二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的浓缩浆料,其中,所述浓缩浆料具有等于或大于约20重量%的固体含量和约60cP至约2000cP的粘度。

根据本发明的第六方面,提供了一种制备本发明第四或第五方面的浓缩浆料的方法,该方法包括将二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质与水以及可选的一种或多种分散剂、一种或多种增稠剂、一种或多种润湿剂或其组合混合。

根据本发明的第七方面,提供了一种制备包含等于或小于约10%(w/v)的二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的水性悬浮液的方法,该方法包括稀释本发明第四或第五方面的浓缩浆料。

本发明的任何方面的某些实施方式可以提供以下优点中的一个或多个:

·提供植物可用的硅;

·提供植物可用的液体形式的硅;

·减小矿物质的粒径,例如,这可能会增加植物获得硅的速度;

·增加产率;

·增加蛋白质含量。

本文将进一步描述与本发明的任何特定的一个或多个所述方面相关的细节、实施例和优选,并且同样适用于本发明的所有方面。除非在此另有说明,或者与上下文明显矛盾,否则本文描述的实施方式、实施例和优选的任意组合以其所有可能的变化形式都包含在本发明中。

具体实施方式

本发明基于出乎意料的发现,即含二氧化硅的矿物质可以以水性悬浮液的形式用作肥料。特别是,通过以水性悬浮液的形式施用含二氧化硅的矿物质粉末,可以将含二氧化硅的矿物质粉末用作肥料。本发明还基于出乎意料的发现,即含二氧化硅的矿物质可以以水性悬浮液的形式使用以增加植物的产率和/或蛋白质含量。

本发明还基于出乎意料的发现,即可以制备二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的浓缩浆料。有利地,所述浓缩浆料具有使其可倾倒的粘度。这使得二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质以适合和方便的形式运送给客户(例如农民),以制备用作肥料的包含等于或小于约10%(w/v)的矿物质的水性悬浮液。

因此,本文提供了包含二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的水性悬浮液作为植物肥料的用途,其中,所述水性悬浮液包含等于或小于约10%(w/v)的矿物质。在某些实施方式中,所述水性悬浮液由二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的粉末或浓缩浆料制备,例如通过将粉末或浓缩浆料与诸如水等水性溶剂混合。

本文还提供了一种给植物施肥的方法,该方法包括:

由二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的粉末或浓缩浆料制备包含二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的水性悬浮液,并且

将所述水性悬浮液施用于种子、植物或者种子或植物周围的生长基质(例如土壤),

其中,所述水性悬浮液包含等于或小于约10%(w/v)的矿物质。

术语“肥料”是指任何有利于植物生长和/或发育的产品。例如,肥料可以作为一种或多种对植物生长和/或发育必不可少或有用的营养物质的来源,例如作为硅、氮、磷和/或钾的来源。

术语“粉末”是指固体颗粒材料。本文所述的水性悬浮液可由二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质粉末制成。

术语“浓缩浆料”是指固体含量等于或大于约20重量%或者等于或大于约30重量%的悬浮液。例如,硅灰石的浓缩浆料的固体含量可以等于或大于约50重量%,或者等于或大于约60重量%,或者等于或大于约70重量%。例如,硅藻土的浓缩浆料的固体含量可以等于或大于约20重量%,或者等于或大于约30重量%,或者等于或大于约32重量%,或者等于或大于约34重量%。

本文所述的水性悬浮液可由二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的浓缩浆料制成。例如,所述浓缩浆料可以是水性悬浮液。例如,水性溶剂可以是水。所述浓缩浆料可以包含水和二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质,基本上由或由水和二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质组成。所述浓缩浆料可以例如包含一种或多种其他添加剂,例如一种或多种分散剂、一种或多种润湿剂、一种或多种增稠剂、或其任意组合。所述浓缩浆料可以包含水和二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质以及一种或多种分散剂、一种或多种增稠剂、一种或多种润湿剂、或其组合,基本上由或由水和二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质及一种或多种分散剂、一种或多种增稠剂、一种或多种润湿剂、或其组合组成。

所述浓缩浆料可以例如是稳定的浓缩浆料,例如在制备浓缩浆料后至少约90%的颗粒可以保持悬浮状态达30天。这可以通过超过30天的粘度变化来测量。例如,稳定浆料的粘度在超过30天的变化小于约100cP或小于约50cP。

一种或多种其他添加剂可以各自以约0.01%(w/v)至约5%(w/v)的量存在于浓缩浆料中。例如,一种或多种其他添加剂可以各自以约0.05%(w/v)至约4%(w/v),或约0.1%(w/v)至约3%(w/v),或约0.5%(w/v)至约2%(w/v),或约0.5%(w/v)至约1.5%(w/v)的量存在于浓缩浆料中。

所述浓缩浆料中其他添加剂的总量可以例如等于或小于约10%(w/v)。例如,所述浓缩浆料中其他添加剂的总量可以等于或小于约8%(w/v),或者等于或小于约6%(w/v),或者等于或小于约5%(w/v),或者等于或小于约4%(w/v),或者等于或小于约2%(w/v)。例如,所述浓缩浆料中其他添加剂的总量可以为约0.01%(w/v)至约10%(w/v)或约0.1%(w/v)至约5%。

例如,所述浓缩浆料的固体含量可以等于或大于约20重量%。例如,所述浓缩浆料的固体含量可以等于或大于约21重量%,或者等于或大于约22重量%,或者等于或大于约23重量%。例如,所述浓缩浆料的固体含量可以等于或大于约32重量%。例如,所述浓缩浆料的固体含量可以等于或大于约34重量%,或者等于或大于约35重量%,或者等于或大于约38重量%,或者等于或大于约40重量%,或者等于或大于约45重量%,或者等于或大于约50重量%,或者等于或大于约55重量%,或者等于或大于约60重量%,或者等于或大于约65重量%,或者等于或大于约70重量%。例如,所述浓缩浆料的固体含量可以等于或小于约90重量%,或者等于或小于约85重量%,或者等于或小于约80重量%,或者等于或小于约75重量%。

当所述浓缩浆料包含硅灰石时,所述浓缩浆料的固体含量可以等于或大于约50重量%,例如等于或大于约55重量%,或者等于或大于约60重量%,或者等于或大于约65重量%,或者等于或大于约70重量%。当所述浓缩浆料包含硅灰石时,所述浓缩浆料的固体含量可以等于或小于约85重量%,例如等于或小于约80重量%,或者等于或小于约75重量%,或者等于或小于约73重量%。例如,当所述浓缩浆料包含硅灰石时,所述浓缩浆料的固体含量可以为约50重量%至约85重量%,或者约60重量%至约80重量%,或者约65重量%至约75重量%,或者约65重量%至约73重量%。

当所述浓缩浆料包含硅藻土时,所述浓缩浆料的固体含量可以等于或大于约20重量%,例如等于或大于约21重量%,或者等于或大于约22重量%,或者等于或大于约23重量%。当所述浓缩浆料包含硅藻土时,所述浓缩浆料的固体含量可以等于或大于约30重量%,例如等于或大于约32重量%,或者等于或大于约34重量%,或者等于或大于约35重量%。当所述浓缩浆料包含硅藻土时,所述浓缩浆料的固体含量可以等于或大于约40重量%,例如等于或大于约41重量%,或者等于或大于约42重量%,或者等于或大于约43重量%。当所述浓缩浆料包含硅藻土时,所述浓缩浆料的固体含量可以等于或小于约60重量%,例如等于或小于约55重量%,或者等于或小于约50重量%,或者等于或小于约45重量%,或者等于或小于约40重量%,或者等于或小于约37重量%。例如,当所述浓缩浆料包含硅藻土时,所述浓缩浆料的固体含量可以为约20重量%至约60重量%,或者约20重量%至约50重量%。例如,当所述浓缩浆料包含硅藻土时,所述浓缩浆料的固体含量可以为约30重量%至约60重量%,或者约30重量%至约50重量%,或者约30重量%至约40重量%,或者约32重量%至约37重量%。

例如,所述浓缩浆料中的固体材料可以包含等于或大于约90重量%的二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质。例如,浆料中的固体材料可以包含等于或大于约92重量%,或者等于或大于约94重量%,或者等于或大于约95重量%,或者等于或大于约96重量%,或者等于或大于约98重量%的二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质。例如,浆料中的固体材料可以包含约90重量%至约100重量%,或者约92重量%至约99重量%,或者约94重量%至约98重量%的二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质。

当所述浓缩浆料进一步包含一种或多种分散剂时,所述浓缩浆料的固体含量可以高于不包含分散剂的浓缩浆料的固体含量。例如,当所述浓缩浆料进一步包含一种或多种分散剂时,所述浓缩浆料的固体含量可以等于或大于约30重量%,或者等于或大于约35重量%,或者等于或大于约40重量%,或者等于或大于约45重量%,或者等于或大于约50重量%,或者等于或大于约55重量%,或者等于或大于约60重量%,或者等于或大于约65重量%,或者等于或大于约70重量%。例如,一种或多种分散剂的浓缩浆料的固体含量可以为约30重量%至约90重量%,或者约40重量%至约90重量%,或者约50重量%至约90重量%,或者约60重量%至约90重量%,或者约70重量%至约90重量%。

例如,所述浓缩浆料的粘度可以为约60cP至约2000cP,例如约100cP至约1500cP,或者约200cP至约1000cP,或者约400cP至约800cP。

例如,所述浓缩浆料的粘度可以为约60cP至约700cP,例如约100cP至约500cP,或者约200cP至约400cP。

当所述浓缩浆料包含硅灰石时,所述浓缩浆料的粘度可以等于或小于约500cP,例如等于或小于约450cP,或者等于或小于约400cP,或者等于或小于约350cP。例如,当所述浓缩浆料包含硅灰石时,所述浓缩浆料的粘度可以等于或大于约200cP,例如等于或大于约250cP,或者等于或大于约300cP。例如,当所述浓缩浆料包含硅灰石时,所述浓缩浆料的粘度可以为约200cP至约500cP,或者约250cP至约450cP,或者约300cP至约400cP。

当所述浓缩浆料包含硅藻土时,所述浓缩浆料的粘度可以等于或小于约2000cP,例如等于或小于约1500cP,例如等于或小于约1000cP,例如等于或小于约800cP。当所述浓缩浆料包含硅藻土时,所述浓缩浆料的粘度可以等于或小于约700cP,例如等于或小于约650cP,或者等于或小于约600cP,或者等于或小于约550cP,或者等于或小于约500cP,或者等于或小于约450cP,或者等于或小于约400cP。例如,当所述浓缩浆料包含硅藻土时,所述浓缩浆料的粘度可以等于或大于约200cP,例如等于或大于约250cP,或者等于或大于约300cP,例如等于或大于约350cP。例如,当所述浓缩浆料包含硅藻土时,所述浓缩浆料的粘度可以为约200cP至约2000cP,或者约250cP至约1500cP,或者约300cP至约1000cP,或者约500cP至约1000cP。例如,当所述浓缩浆料包含硅藻土时,所述浓缩浆料的粘度可以为约200cP至约700cP,或者约250cP至约600cP,或者约300cP至约500cP。

例如,所述浓缩浆料可以是可倾倒和可泵送的。

在室温下浆料混合后直接进行粘度测量。可以使用Brookfield DV2T LV粘度计测量粘度,转子3以20rpm或50rpm或100rpm运行,或转子5以20rpm运行。最合适的转子将提供最一致的读数,并且可由技术人员选择。

例如,所述浓缩浆料可以包含硅藻土,并且具有约20重量%至约60重量%的固体含量和约100cP至约2000cP的粘度。例如,所述浓缩浆料可以包含硅藻土,并且具有约20重量%至约60重量%的固体含量和约100cP至约1000cP的粘度。例如,所述浓缩浆料可以包含硅藻土,并且具有约30重量%至约50重量%的固体含量和约500cP至约800cP的粘度。

例如,所述浓缩浆料可以包含硅藻土,并且具有约30重量%至约60重量%的固体含量和约100cP至约600cP的粘度。例如,所述浓缩浆料可以包含硅藻土,并且具有约30重量%至约60重量%的固体含量和约100cP至约500cP的粘度。例如,所述浓缩浆料可以包含硅藻土,并且具有约30重量%至约50重量%的固体含量和约100cP至约400cP的粘度。

例如,所述浓缩浆料可以包含硅藻土和约0.01%(w/v)至约5%(w/v)的一种或多种分散剂,并且具有约20重量%至约60重量%的固体含量和约100cP至约2000cP的粘度。例如,所述浓缩浆料可以包含硅藻土和约0.01%(w/v)至约2%(w/v)的一种或多种分散剂,并且具有约20重量%至约50重量%的固体含量和约100cP至约1000cP的粘度。例如,所述浓缩浆料可以包含硅藻土和约0.01%(w/v)至约2%(w/v)的一种或多种分散剂,并且具有约20重量%至约50重量%的固体含量和约500cP至约800cP的粘度。

例如,所述浓缩浆料可以包含硅藻土和约0.01%(w/v)至约5%(w/v)的一种或多种分散剂,并且具有约30重量%至约60重量%的固体含量和约100cP至约600cP的粘度。例如,所述浓缩浆料可以包含硅藻土和约0.01%(w/v)至约2%(w/v)的一种或多种分散剂,并且具有约35重量%至约60重量%的固体含量和约100cP至约500cP的粘度。例如,所述浓缩浆料可以包含硅藻土和约0.01%(w/v)至约2%(w/v)的一种或多种分散剂,并且具有约40重量%至约60重量%的固体含量和约100cP至约400cP的粘度。

例如,所述浓缩浆料可以包含硅灰石,并且具有约40重量%至约80重量%的固体含量和约100cP至约600cP的粘度。例如,所述浓缩浆料可以包含硅灰石,并且具有约50重量%至约80重量%的固体含量和约100cP至约500cP的粘度。例如,所述浓缩浆料可以包含硅灰石,并且具有约50重量%至约80重量%的固体含量和约100cP至约400cP的粘度。

例如,所述浓缩浆料可以包含硅灰石和约0.01%(w/v)至约5%(w/v)的一种或多种分散剂,并且具有约40重量%至约80重量%的固体含量和约100cP至约600cP的粘度。例如,所述浓缩浆料可以包含硅灰石和约0.01%(w/v)至约2%(w/v)的一种或多种分散剂,并且具有约50重量%至约80重量%的固体含量和约100cP至约500cP的粘度。例如,所述浓缩浆料可以包含硅灰石和约0.01%(w/v)至约2%(w/v)的一种或多种分散剂,并且具有约60重量%至约80重量%的固体含量和约100cP至约400cP的粘度。

本文描述的适合用作肥料的水性悬浮液(等于或小于约10%(w/v)的二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的水性悬浮液)可以例如由二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的粉末或浓缩浆料制成。

本文描述的适合用作肥料的水性悬浮液可以例如通过将二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的粉末或浓缩浆料与诸如水等水性溶剂混合来制备。可以使用任何合适的混合设备。

用作肥料的水性悬浮液包含二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质。例如,用作肥料的水性悬浮液可基本上由或由氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质组成。例如,用作肥料的水性悬浮液可以基本上由或由二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质和可选的一种或多种本文所述的其他添加剂组成。术语“由……组成”不包括任何未具体列举的附加组分。术语“基本上由……组成”限制了其他添加剂的存在,使得附加组分的总量等于或小于约10%(w/v),或者等于或小于约5%(w/v),或者等于或小于约2%(w/v),或者等于或小于约1%(w/v)。

适合用作肥料的水性悬浮液包含等于或小于约10%(w/v)的二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质。例如,用作肥料的水性悬浮液可以包含等于或小于约9.5%(w/v),或者等于或小于约8%(w/v),或者等于或小于约7.5%(w/v),或者等于或小于约7%(w/v),或者等于或小于约6.5%(w/v),或者等于或小于约6%(w/v),或者等于或小于约5.5%(w/v),或者等于或小于约5%(w/v)等于或小于约4.5%(w/v),或者等于或小于约4%(w/v),或者等于或小于约3.5%(w/v),或者等于或小于约3%(w/v),或者等于或小于约2.5%(w/v)的二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质。例如,用作肥料的水性悬浮液可以包含等于或大于约0.01%(w/v)的二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质。例如,用作肥料的水性悬浮液可以包含等于或大于约0.05%(w/v),或者等于或大于约0.1%(w/v),或者等于或大于约0.5%(w/v),或者等于或大于约1%(w/v),或者等于或大于约1.5%(w/v),或者等于或大于约2%(w/v)的二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质。例如,用作肥料的水性悬浮液可以包含约0.01%(w/v)至约10%(w/v)的二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质,或者约0.05%(w/v)至约8%(w/v)的二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质,或者约0.05%(w/v)至约5%(w/v)的二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质,或者约0.5%(w/v)至约4%(w/v)的二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质。

所述水性悬浮液包含水性溶剂。例如,水性溶剂可以是水。

用作肥料的水性悬浮液可以可选地包含一种或多种另外的添加剂。例如,用作肥料的水性悬浮液可进一步包含一种或多种其他肥料。例如,用作肥料的水性悬浮液可包含一种或多种分散剂、一种或多种润湿剂、一种或多种增稠剂、或其任意组合。

适用于本文所述的水性悬浮液和浓缩浆料的分散剂的实例可以例如由选自下组的单体和/或共聚单体制成:丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、富马酸、马来酸酐、异巴豆酸、乌头酸(顺式或反式)、中康酸、芥子酸、十一烯酸、当归酸、canellic酸、羟基丙烯酸、丙烯醛、丙烯酰胺、丙烯腈、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、乙烯基吡咯烷酮、乙烯基己内酰胺、乙烯、丙烯、异丁烯、二异丁烯、乙酸乙烯酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、甲基乙烯基酮、丙烯酸和甲基丙烯酸的酯及其混合物。分散剂可以例如是聚丙烯酸和/或聚甲基丙烯酸和/或其盐,例如聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钠盐。诸如聚乙二醇及其衍生物等非离子分散剂也适用于本文所述的水性悬浮液和浓缩浆料。羧甲基纤维素和羟乙基纤维素也是适用于本文所述的水性悬浮液和浓缩浆料的分散剂的实例。

某些分散剂也可用作本文所述的水性悬浮液和浓缩浆料中的增稠剂。例如,纤维素和纤维素衍生物,如羧甲基纤维素、羟乙基纤维素和疏水改性纤维素,并且丙烯酸和甲基丙烯酸的聚合物也可以作为增稠剂。例如,用疏水共聚物改性的丙烯酸和甲基丙烯酸的聚合物可用作增稠剂。

其他矿物质产品,例如膨润土和/或凹凸棒石,也可用作增稠剂。

增稠剂的其他实例包括环氧乙烷和/或环氧丙烷聚合物或共聚物、聚环氧乙烷(聚乙二醇)、环氧乙烷氨基甲酸酯、疏水改性的羟基化氨基甲酸酯、疏水改性的碱溶胀乳液增稠剂、二异丁烯-马来酸酐共聚物、单宁酸、衣康酸、单硬脂酸甘油酯和天然增稠剂,如木质素、磺化木质素、淀粉、疏水改性淀粉、瓜尔胶、明胶和黄原胶。

用于本文所述的水性悬浮液和浓缩浆料中的润湿剂的实例包括有机硅酮,例如非离子有机硅酮,例如甲基化硅酮。

一种或多种其他添加剂可以各自以约0.01%(w/v)至约5%(w/v)的量存在于水性悬浮液中。例如,一种或多种其他添加剂可以各自以约0.05%(w/v)至约4%(w/v),或者约0.1%(w/v)至约3%(w/v),或者约0.5%(w/v)至约2%(w/v)的量存在于水性悬浮液中。

水性悬浮液中其他添加剂的总量可以例如等于或小于约10%(w/v)。例如,水性悬浮液中其他添加剂的总量可以等于或小于约8%(w/v),或者等于或小于约6%(w/v),或者等于或小于约5%(w/v),或者等于或小于约4%(w/v),或者等于或小于约2%(w/v)。例如,水性悬浮液中其他添加剂的总量可以为约0.01%(w/v)至约10%(w/v),或者约0.1%(w/v)至约5%。

例如,适合用作肥料的水性悬浮液的总固体含量可以等于或小于约15重量%。例如,适合用作肥料的水性悬浮液的总固体含量可以等于或小于约14重量%,或者等于或小于约13重量%,或者等于或小于约12重量%,或者等于或小于约11重量%,或者等于或小于约10重量%,或者等于或小于约9重量%,或者等于或小于约8重量%,或者等于或小于约7重量%,或者等于或小于约6重量%,或者等于或小于约5重量%,或者等于或小于约4重量%,或者等于或小于约3重量%。例如,适合用作肥料的水性悬浮液的固体含量可以等于或大于约0.5重量%,或者等于或大于约1重量%,或者等于或大于约1.5重量%,或者等于或大于约2重量%。例如,适合用作肥料的水性悬浮液的总固体含量在约0.5重量%至约15重量%,或者约1重量%至约10重量%。

例如,所述水性悬浮液中的固体材料可以包含等于或大于约90重量%的二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质。例如,所述水性悬浮液中的固体材料可以包含等于或大于约92重量%,或者等于或大于约94重量%,或者等于或大于约95重量%,或者等于或大于约96重量%,或者等于或大于约98重量%的二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质。例如,所述水性悬浮液中的固体材料可以包含约90重量%至约100重量%,或者约92重量%至约99重量%,或者约94重量%至约98重量%的二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质。

适合用作肥料的水性悬浮液和本文所述的浓缩浆料包含二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质。以下对二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的描述,包括粒径特性,同样适用于在适合用作肥料的水性悬浮液和浓缩浆料中使用的矿物质。

本文使用的术语“矿物质”是指具有固定结构和化学组成的天然存在的无机的固体物质。本文使用的术语“二氧化硅”是指二氧化硅,SiO2

例如,二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的二氧化硅含量可以等于或大于约45重量%,或者等于或大于约50重量%,或者等于或大于约55重量%,或者等于或大于约60重量%,或者等于或大于约65重量%,或者等于或大于约70重量%,或者等于或大于约75重量%,或者等于或大于约80重量%,或者等于或大于约85重量%,或者等于或大于约90重量%。例如,二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的二氧化硅含量可以等于或小于约100重量%,或者等于或小于约99重量%,或者等于或小于约95重量%,或者等于或小于约90重量%,或者等于或小于约80重量%,或者等于或小于约70重量%,或者等于或小于约60重量%。例如,二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的二氧化硅含量可以为约40重量%至约99重量%,或者约40重量%至约95重量%,或者约40重量%至约60重量%,或者约60重量%至约99重量%。

矿物质的二氧化硅含量可以例如通过定量X射线衍射,如Rietveld方法确定。

二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质可以例如选自硅藻土、硅灰石、沸石、高岭石、膨润土、滑石、绿泥石及其组合。例如,二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质可以选自硅藻土、硅灰石或其组合。

硅藻土(也称为“硅藻土”和“DE”)通常是一种以硅藻的硅质骨架(硅藻壳)形式富含生源性二氧化硅(即由生物体产生或带来的二氧化硅)的沉积物。硅藻是一种多样化的微观、单细胞、金棕色藻类,通常属于硅藻纲(Bacillariophyceae),它们具有华丽的硅质骨架,其结构多样且复杂,包括两个瓣膜,在活的硅藻中,其像药盒一样组合在一起。

硅藻土通常通过加工非常细碎的硅藻土(包括硅藻土矿石)制成。一般而言,天然硅藻土是一种沉积生物硅沉积物(包括化石骨架或硅藻),一种在海洋或淡水环境中积累的单细胞藻类植物。硅藻土可以从盐水源或淡水源中获得,并且通常具有蜂窝状二氧化硅结构,这为其提供了有用的特性,如吸收能力、高表面积、化学稳定性和低堆积密度。

例如,DE可以包含一种或多种天然杂质,如粘土和有机物。在其首次使用之前,DE可以经历一个或多个化学和/或物理改性过程,这可以例如去除一种或多种天然杂质。物理改性过程包括例如研磨、干燥和分级。化学改性过程包括例如硅烷化和煅烧。作为另一种选择,在首次使用之前,DE可能在采矿或提取后未经处理。

硅藻土可以包含约65重量%至约98重量%的二氧化硅,例如约68重量%至约93重量%的二氧化硅,或者约70重量%至约90重量%的二氧化硅,或者约80重量%至约90重量%的二氧化硅。天然硅藻土可以例如包含与其他物质混合的约90重量%的二氧化硅。例如,粗硅藻土可包含约90重量%的二氧化硅和一种或多种金属氧化物,如Al、Fe、Ca和Mg氧化物。例如,DE可以包含约1重量%至约5重量%,例如约2重量%至约4重量%的氧化铝(Al2O3)。例如,DE可以包含约0.1重量%至约4重量%,例如约0.5重量%至约2重量%的氧化铁。

硅灰石是一种硅酸钙矿物(CaSiO3),其可能含有少量的铁、镁和/或锰来替代钙。它通常在不纯的石灰石或白云岩经受高温和高压时(有时在含硅流体的存在下)形成。

例如,硅灰石可以包含约40重量%至约60重量%的二氧化硅,例如约42重量%至约53重量%的二氧化硅,或者约45重量%至约52重量%的二氧化硅,或者约48重量%至约52重量%的二氧化硅。

根据酸提取方法,例如,二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的Si可用性可以等于或大于约3%。根据酸提取方法,例如,二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的Si可用性可以等于或大于约4%,或者等于或大于约5%,或者等于或大于约6%,或者等于或大于约7%,或者等于或大于约8%,或者等于或大于约9%,或者等于或大于约10%,或者等于或大于约11%,或者等于或大于约12%,或者等于或大于约13%,或者等于或大于约14%,或者等于或大于约15%,或者等于或大于约16%。根据酸提取方法,例如,二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的Si可用性可以等于或小于约50%,或者等于或小于约40%,或者等于或小于约30%,或者等于或小于约25%,或者等于或小于约20%,或者等于或小于约18%。根据酸提取方法,例如,二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的Si可用性可以为约3%至约50%,或者约5%至约40%,或者约6%至约30%,或者约8%至约25%,或者约10%至约25%,或者约12%至约20%。

酸提取方法(NIAES,1987)公开于Masayoshi Koshino:Second Revision of TheMethods of Analysis of Fertilizers(Details),第144-146页,Yokendo,Tokyo(1988),将其内容通过引用并入本文。该方法使用1g二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的测试部分,将其与150ml的HCl在约30℃搅拌1小时,然后冷却至室温后过滤。Si可用性是通过使用额外的HCl、氟化钾溶液来确定的,该溶液将可溶性二氧化硅转化为氟硅酸(H2SiF6),氟硅酸与添加的氯化钾反应形成大量的氟硅酸钾(K2SiF6)沉淀物。该沉淀物用碱(K2SiF6+4NaOH->2KF+4NaF+H4SiO4)滴定。该方法在以下实施例中进一步描述。

根据碱提取方法,例如,二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的Si可用性可以等于或大于约1%。根据碱提取方法,例如,二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的Si可用性可以等于或大于约1.5%,或者等于或大于约2%,或者等于或大于约2.5%,或者等于或大于约3%,或者等于或大于约3.5%,或者等于或大于约4%,或者等于或大于约4.5%,或者等于或大于约5%,或者等于或大于约5.5%,或者等于或大于约6%。根据碱提取方法,例如,二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的Si可用性可以等于或小于约20%,或者等于或小于约15%,或者等于或小于约10%,或者等于或小于约8%。根据碱提取方法,例如,二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的Si可用性可以为约1%至约20%,或者约2%至约15%,或者约2%至约10%。

碱提取方法描述于Sebastian等,Journal of AOAC International,第96卷,第2期,2013,将其通过引用并入本文。将0.2g二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的测试部分加入100ml的Na2CO3溶液(0.094M)和100ml的NH4NO3溶液(0.20M)中并搅拌1小时。样品保持不受干扰5天,然后使用钼酸铵络合物在U2001 Hitachi分光光度计上以660nm的波长比色测定Si可用性。加入酒石酸以络合溶液中的所有磷。标准硅曲线为0、0.5、1.0和2.0mg/l。

根据CaCl2提取方法,例如,二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的Si可用性可以等于或大于约0.001%。根据CaCl2提取方法,例如,二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的Si可用性可以等于或大于约0.005%,或者等于或大于约0.01%,或者等于或大于约0.05%,或者等于或大于约0.1%。根据CaCl2提取方法,例如,二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的Si可用性可以等于或小于约5%,或者等于或小于约2%,或者等于或小于约1%,或者等于或小于约0.5%。根据碱提取方法,例如,二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的Si可用性可以为约0.001%至约5%,或者约0.005%至约2%,或者约0.01%至约1%。

CaCl2提取方法使用1g二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的测试部分。将测试部分与100ml的0.01M CaCl2溶液搅拌2小时(Korndorfer等,1999)。然后将溶液过滤并通过ICP-OES原子光谱法(Jones和Dreher,1996年)确定Si含量。

例如,二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的d50可以等于或小于约50μm。例如,所述矿物质的d50可以等于或小于约45μm,或者等于或小于约40μm,或者等于或小于约35μm,或者等于或小于约30μm,或者等于或小于约25μm,或者等于或小于约20μm,或者等于或小于约15μm,或者等于或小于约10μm,或者等于或小于约5μm,或者等于或小于约3μm。例如,所述矿物质的d50可以等于或大于约0.1μm,或者等于或大于约0.5μm,或者等于或大于约1μm,或者等于或大于约2μm,或者等于或大于约3μm,或者等于或大于约4μm,或者等于或大于约5μm。例如,所述矿物质的d50可以为约0.1μm至约50μm,或者约0.1μm至约10μm,或者约0.1μm至约5μm,或者约0.1μm至约3μm,或者约0.5μm至约10μm,或者约0.5μm至约5μm,或者约0.5μm至约3μm,或者约4μm至约10μm。

当二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质是硅藻土时,所述矿物质的d50可以等于或小于约5μm,或者等于或小于约4.5μm,或者等于或小于约4μm,或者等于或小于约3.5μm,或者等于或小于约3μm。当二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质是硅藻土时,所述矿物质的d50可以等于或大于约0.1μm,或者等于或大于约0.5μm,或者等于或大于约1μm。例如,当二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质是硅藻土,所述矿物质的d50可以为约0.1μm至约5μm,或者约0.5μm至约4μm,或者约0.5μm至约3μm。

当二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质是硅灰石时,所述矿物质的d50可以等于或小于约10μm,或者等于或小于约9.5μm,或者等于或小于约9μm,或者等于或小于约8.5μm,或者等于或小于约8μm。当二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质是硅灰石时,所述矿物质的d50可以等于或大于约4μm,或者等于或大于约4.5μm,或者等于或大于约5μm,或者等于或大于约5.5μm,或者等于或大于约6μm。例如,当二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质是硅灰石时,所述矿物质的d50可以为约4μm至约10μm,或者约5μm至约9μm,或者约6μm至约8μm。

例如,二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的d90可以等于或小于约80μm。例如,二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的d90可以等于或小于约75μm,或者等于或小于约70μm,或者等于或小于约65μm,或者等于或小于约60μm,或者等于或小于约55μm,或者等于或小于约50μm,或者等于或小于约45μm,或者等于或小于约40μm,或者等于或小于约35μm。例如,二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的d90可以等于或大于约5μm,或者等于或大于约10μm,或者等于或大于约15μm,或者等于或大于约20μm。例如,二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的d90可以为约5μm至约80μm,或者约5μm至约70μm,或者约5μm至约60μm,或者约5μm至约50μm,或者约5μm至约20μm,或者约5μm至约10μm。

当二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质是硅藻土时,所述矿物质的d90可以等于或小于约15μm。例如,当二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质是硅藻土时,所述矿物质的d90可以等于或小于约14μm,或者等于或小于约13μm,或者等于或小于约12μm,或者等于或小于约11μm,或者等于或小于约10μm,或者等于或小于约9μm,或者等于或小于约8μm。当二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质是硅藻土,所述矿物质的d90可以等于或大于约4μm,或者等于或大于约4.5μm,或者等于或大于约5μm,或者等于或大于约5.5μm,或者等于或大于约6μm。例如,当二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质是硅藻土时,所述矿物质的d90可以为约4μm至约15μm,或者约5μm至约10μm。

当二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质是硅灰石时,所述矿物质的d90可以等于或小于约25μm。例如,当二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质是硅灰石时,所述矿物质的d90可以等于或小于20μm,或者等于或小于约15μm,或者等于或小于约10μm,或者等于或小于约8μm。当二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质是硅灰石时,所述矿物质的d90可以等于或大于约5μm,或者等于或大于约5.5μm,或者等于或大于约6μm,或者等于或大于约10μm,或者等于或大于约15μm。当二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质是硅灰石时,所述矿物质的d90可以为约5μm至约25μm,或者约5μm至约20μm,或者约6μm至约15μm,或者约6μm至约10μm。

例如,二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的d10可以等于或小于约5μm。例如,二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的d10可以等于或小于约4μm,或者等于或小于约3μm,或者等于或小于约2μm,或者等于或小于约1μm,或者等于或小于约0.5μm,或者等于或小于约0.2μm。例如,二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的d10可以等于或大于约0.01μm,或者等于或大于约0.05μm,或者等于或大于约0.1μm。例如,二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的d10可以为约0.01μm至约5μm,或者约0.05μm至约2μm,或者约0.1μm至约1μm,或者约0.1μm至约0.5μm。

当二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质是硅藻土时,所述矿物质的d10可以等于或小于约2μm。例如,当二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质是硅藻土时,所述矿物质的d10可以等于或小于约1.5μm,或者等于或小于约1μm。当二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质是硅藻土时,所述矿物质的d10可以等于或大于约0.05μm,或者等于或大于约0.1μm,或者等于或大于约0.5μm。例如,当二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质是硅藻土时,所述矿物质的d10可以为约0.05μm至约2μm,或者约0.1μm至约1μm。

当二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质是硅灰石时,所述矿物质的d10可以等于或小于约3μm。例如,当二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质是硅灰石时,所述矿物质的d10可以等于或小于2.5μm,或者等于或小于约2μm。当二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质是硅灰石时,所述矿物质的d10可以等于或大于约0.1μm,或者等于或大于约0.5μm,或者等于或大于约1μm。当二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质是硅灰石时,所述矿物质的d10可以为约0.1μm至约3μm,或者约0.5μm至约2.5μm,或者约0.1μm至约2μm。

本文所指的粒径特性是通过使用由Micromeritics Instruments Corporation,Norcross,Georgia,USA(www.micromeritics.com)供应的Sedigraph 5100机器(在此称为“Micromeritics Sedigraph 5100单元”)并基于斯托克斯定律的应用以众所周知的方式通过颗粒材料在完全分散的条件下在水性介质中的沉淀来测量。这样的机器提供具有一定尺寸的颗粒的累积重量百分比的测量值和图,在本领域中被称为“等效球直径”(e.s.d),其小于给定e.s.d值。平均粒径d50是以这种方式确定的颗粒e.s.d的值,其中50重量%的颗粒具有小于该d50值的等效球直径。粒径特性可根据ISO 13317-3或其等效方法确定。

用于本文所述的水性悬浮液和浓缩浆料中的二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质可以例如是硅藻土并且具有约0.5μm至约2.5μm的d50。例如,二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质可以是d50为约0.5μm至约2.5μm并且d90等于或小于约10μm的硅藻土。例如,二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质可以是d50为约0.5μm至约2.5μm并且d90等于或小于约10μm并且d10等于或小于约1μm的硅藻土。例如,二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质可以是d50为约0.5μm至约2.5μm并且d90为约4μm至约10μm并且d10为约0.1μm至约0.5μm的硅藻土。

用于本文所述的水性悬浮液和浓缩浆料中的二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质可以例如是硅灰石并且具有约5μm至约10μm的d50。例如,二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质可以是d50为约5μm至约10μm并且d90等于或小于约20μm的硅灰石。例如,二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质可以是d50为约5μm至约10μm并且d90等于或小于约20μm并且d10等于或小于约5μm的硅灰石。例如,二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质可以是d50为约5μm至约10μm并且d90为约10μm至约15μm并且d10为约0.5μm至约5μm的硅灰石。

本文所述的水性悬浮液可用作植物肥料。例如,本文所述的水性悬浮液可用于对植物施肥的方法,该方法可例如包括将水性悬浮液施用于种子、植物或者种子或植物周围的生长基质(例如土壤)。术语“生长基质”是指种子或植物可以获得营养以帮助其生长和发育的任何材料,例如土壤、堆肥、矿物质、水培或其组合。术语“种子或植物周围”是指种子或植物可以从中获取营养以帮助其生长和发育的任何区域。这可能取决于种子或植物的类型和大小(例如其根的长度)。可以例如将水性悬浮液施用于种子或植物的约1m内,或者种子或植物的约0.5m内,或者种子或植物的约0.3m内,或者种子或植物的约0.2m内的生长基质(例如土壤)。

例如,所述水性悬浮液可以通过任何合适的方式施用于种子、植物或者种子或植物周围的生长基质(例如土壤)。水性悬浮液可以例如通过喷雾施用于种子、植物或者种子或植物周围的生长基质(例如土壤),例如通过叶面喷雾(直接喷雾到植物的叶子上)。例如,水性悬浮液可以通过灌溉系统(即通过灌溉施肥)施用于种子、植物或者种子或植物周围的生长基质(例如土壤)。

例如,可以应用水性悬浮液的每次处理,使得二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质以约1kg/ha至约40kg/ha的量施用,例如约5kg/ha至约30kg/ha,或者约10kg/ha至约25kg/ha,或者约15kg/ha至约20kg/ha。

用一次或多次包含二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的水性悬浮液的处理可以应用于植物。例如,可以使用水性悬浮液进行两次或三次处理。例如,可以使用水悬浮液进行多达六次或多达五次或多达四次的处理。

所述水性悬浮液可用作任何合适植物的肥料。植物可以例如选自谷类(例如小麦、大麦、燕麦、黑麦、玉米、玉蜀黍、稻米、高粱、小米)、豆类(例如芸豆、利马豆、黑豆、蚕豆、豌豆、鹰嘴豆、扁豆、干豆)、水果、蔬菜和坚果。例如,植物可以是小麦或生菜。

例如,所述水性悬浮液可以在种子或植物生长和发育的任何合适阶段对其施用。

例如,当植物是小麦时,所述水性悬浮液可以在可见的旗叶阶段(Zadock阶段GS47)时和/或之后施用。例如,可以在Zadock阶段GS59时和/或之后和/或Zadock阶段GS75时和/或之后将水性悬浮液施用于小麦。例如,水性悬浮液可以应用于所有Zadock阶段GS47、GS59和GS75。

例如,使用水性悬浮液作为肥料可以增加植物的产率。例如,与没有用包含二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的水性悬浮液处理的产率相比,植物的产率可以增加至少约2%,或者至少约3%,或者至少约4%,或者至少约5%,或者至少约6%。例如,与没有用包含二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的水性悬浮液处理的产率相比,产率可增加至多约20%,或者至多约10%,或者至多约8%。

例如,将水性悬浮液用作肥料可以增加植物的蛋白质含量。例如,与没有用包含二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的水性悬浮液处理的蛋白质含量相比,植物的蛋白质含量可以增加至少约1%(即1个百分点),或者至少约2%,或者至少约3%,或者至少约4%,或者至少约5%,或者至少约6%。例如,与没有用包含二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的水性悬浮液处理的蛋白质含量相比,植物的蛋白质含量可以增加至多约20%,或者至多约10%,或者至多约8%。

以下编号的段落定义了本发明的特定实施方式:

1.包含二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的水性悬浮液作为植物肥料的用途,其中,所述水性悬浮液包含等于或小于约10%(w/v)的矿物质。

2.一种给植物施肥的方法,该方法包括:

由二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的粉末或浓缩浆料制备包含二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的水性悬浮液,并且

将所述水性悬浮液施用于种子、植物或生长基质,例如种子或植物周围的土壤,其中,所述水性悬浮液包含等于或小于约10%(w/v)的矿物质。

3.如段落1所述的用途或段落2所述的方法,其中,所述矿物质的二氧化硅含量等于或大于约45重量%,或者等于或大于约65重量%。

4.如任何前述段落所述的用途或方法,其中,所述矿物质是硅藻土、硅灰石或其组合。

5.如任何前述段落所述的用途或方法,其中,所述矿物质的d50(沉降图)等于或大于约0.1μm和/或等于或小于约50μm。

6.如任何前述段落所述的用途或方法,其中,所述矿物质的d90(沉降图)等于或大于约5μm和/或等于或小于约80μm。

7.如任何前述段落所述的用途或方法,其中,所述矿物质的d10(沉降图)等于或大于约0.01μm和/或等于或小于约5μm。

8.如任何前述段落所述的用途或方法,其中,所述水性悬浮液包含等于或大于约0.01%(w/v)的矿物质。

9.如任何前述段落所述的用途或方法,其中,所述水性悬浮液包含约0.5重量%至约5重量%(w/v)的矿物质。

10.如任何前述段落所述的用途或方法,其中,所述水性悬浮液的总固体含量等于或小于约15重量%和/或等于或大于约0.5重量%。

11.如任何前述段落所述的用途或方法,其中,通过叶面喷雾将所述水性悬浮液施用于种子或植物。

12.如任何前述段落所述的用途或方法,其中,通过灌溉系统将所述水性悬浮液施用于种子或植物或生长基质,例如种子或植物周围的土壤。

13.如任何前述段落所述的用途或方法,其中,植物的产率增加,和/或其中,植物的蛋白质含量增加。

14.如任何前述段落所述的用途或方法,其中,所述植物是小麦或生菜。

15.如任何前述段落所述的用途或方法,其中,所述水性悬浮液通过稀释段落16至40中任一项的浓缩浆料来制备。

16.一种二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的浓缩浆料,其中,所述浓缩浆料的固体含量等于或大于约20重量%或者等于或大于约30重量%,并且粘度为约60cP至约2000cP或者约60cP至约700cP。

17.如段落16所述的浓缩浆料,其中,所述浓缩浆料还包含一种或多种分散剂、一种或多种增稠剂、一种或多种润湿剂、或其组合。

18.如段落16或17所述的浓缩浆料,其中,所述浓缩浆料包含约0.5重量%至约2重量%总分散剂。

19.如段落16至18中任一项所述的浓缩浆料,其中,二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质是硅灰石。

20.如段落19所述的浓缩浆料,其中,硅灰石的d50(沉降图)等于或小于约10μm,例如等于或小于约9μm,例如等于或小于约8μm。

21.如段落19或20所述的浓缩浆料,其中,硅灰石的d50(沉降图)等于或大于约4μm,例如等于或大于约5μm,例如等于或大于约6μm。

22.如段落19至21中任一项所述的浓缩浆料,其中,硅灰石的d90(沉降图)等于或小于约25μm,例如等于或小于约20μm,例如等于或小于约10μm。

23.如段落19至22中任一项所述的浓缩浆料,其中,硅灰石的d90(沉降图)等于或大于约5μm,例如等于或大于约10μm,例如等于或大于约15μm。

24.如段落19至23中任一项所述的浓缩浆料,其中,硅灰石的d10(沉降图)等于或小于约3μm,例如等于或小于约2μm,例如等于或小于约1μm。

25.如段落19至24中任一项所述的浓缩浆料,其中,硅灰石的d10(沉降图)等于或大于约0.1μm,例如等于或大于约0.5μm,例如等于或大于约1μm。

26.如段落19至25中任一项所述的浓缩浆料,其中,所述浓缩浆料的固体含量等于或大于约50重量%,例如等于或大于约60重量%,例如等于或大于约70重量%。

27.如段落19至26中任一项所述的浓缩浆料,其中,所述浓缩浆料的固体含量等于或小于约85重量%,或者等于或小于约80重量%,或者等于或小于约75重量%。

28.如段落19至27中任一项所述的浓缩浆料,其中,所述浓缩浆料的粘度等于或小于约500cP,例如等于或小于约400cP。

29.如段落19至28中任一项所述的浓缩浆料,其中,所述浓缩浆料的粘度等于或大于约200cP,例如等于或大于约300cP。

30.如段落16至18中任一项所述的浓缩浆料,其中,二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质是硅藻土。

31.如段落30所述的浓缩浆料,其中,硅藻土的d50(沉降图)等于或小于约5μm,例如等于或小于约4μm,例如等于或小于约3μm。

32.如段落30或31所述的浓缩浆料,其中,硅藻土的d50(沉降图)等于或大于约0.5μm,例如等于或大于约1μm。

33.如段落30至32中任一项所述的浓缩浆料,其中,硅藻土的d90(沉降图)等于或小于约15μm,例如等于或小于约10μm,例如等于或小于约8μm。

34.如段落30至33中任一项所述的浓缩浆料,其中,硅藻土的d90(沉降图)等于或大于约4μm,例如等于或大于约5μm,例如等于或大于约6μm。

35.如段落30至34中任一项所述的浓缩浆料,其中,硅藻土的d10(沉降图)等于或小于约2μm,例如等于或小于约1μm,例如等于或小于约0.5μm。

36.如段落30至35中任一项所述的浓缩浆料,其中,硅藻土的d10(沉降图)等于或大于约0.05μm,例如等于或大于约0.1μm,例如等于或大于约0.2μm。

37.如段落30至36中任一项所述的浓缩浆料,其中,所述浓缩浆料的固体含量等于或大于约30重量%,例如等于或大于约35重量%。

38.如段落30至37中任一项所述的浓缩浆料,其中,所述浓缩浆料的固体含量等于或小于约60重量%,或者等于或小于约50重量%,或者等于或小于约40重量%。

39.如段落30至38中任一项所述的浓缩浆料,其中,所述浓缩浆料的粘度等于或小于约700cP,例如等于或小于约600cP,例如等于或小于约500cP。

40.如段落30至39中任一项所述的浓缩浆料,其中,所述浓缩浆料的粘度等于或大于约200cP,例如等于或大于约300cP。

41.一种制备段落16至40中任一项所述的浓缩浆料的方法,该方法包括将二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质与水以及可选的一种或多种分散剂、一种或多种增稠剂、一种或多种润湿剂或其组合混合。

42.一种制备包含等于或小于约10%(w/v)的二氧化硅含量等于或大于约40重量%的矿物质的水性悬浮液的方法,该方法包括稀释段落16至40中任一项所述的浓缩浆料。

实施例

实施例1

材料和方法

测定了用硅藻土(DE)或者硅灰石(W)处理对生菜生长的影响。

测试的DE具有1.28μm的d50(沉降图)和11.7μm的d50(激光)。

测试的W具有12μm的d50(激光)。

DE和W的d50(激光)通过激光衍射测量,例如使用从Malvern Panalytical或Microtrac获得的仪器。

样品的施用是在Chrysoupoli(Kavala,North Greece)地区的商业塑料温室生菜培养中进行的。在移植到0.1公顷的水培培养物后1周,以2个剂量(20kg/ha和200kg/ha)施用每个样品。样品是矿物质含量为2%(w/v)的DE或W的水性悬浮液,并通过灌溉施肥施用。

在生菜植株行内以20cm的距离并且在生菜植株行间以40cm的距离移植4片叶子的生菜植株。每个处理在3个地块中重复实验。

在整个实验期间实现了对营养缺乏或植物毒性的视觉评估。

在商业收获阶段移植后2个月进行取样并评估总产率。总产率估算为每个处理的3个地块的平均值。基于每个处理70株植物的随机抽样评估植物大小。

总产率以每0.1公顷的吨数表示。在去除异物后,称量单个植物的重量至小数点后两位。

为了确定叶子的营养成分,将植物组织洗涤、干燥、灰化,然后提取微量元素和常量元素,并在电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)中进行测量。在凯氏定氮系统(Kjeldahl system)中测量总氮含量。

使用SPSS统计数据包(SPSS v21.0,Chicago,USA)通过ANOVA分析进行统计分析。不同字母表示根据显著性水平p=0.05的Duncan多极差检验统计显著差异。

结果

在温室条件下对生菜栽培进行目视检查期间,没有观察到营养缺乏或植物毒性的迹象。

产率差异见表1。

表1

从该实验中获得的数据显示,用20kg/ha的DE处理的生菜每公顷增加了5.3吨。尽管作物密度高,但与对照相比,总产率增加了7.6%。

使用浓度为0(对照)、20和200kg/ha的DE和W进行施肥后,收获时每棵生菜(n=70)的平均大小如表2所示。

表2

用20kg/ha的DE处理的单个生菜的大小显著增加,这提高了作物的商业价值。

根据养分分析,在200kg/ha和200kg/ha浓度的DE处理后,总氮浓度增加。磷浓度响应于20kg/ha和200kg/ha的DE处理而增加。锰浓度响应于20kg/ha的DE和W处理而增加。锌浓度响应于200kg/ha时的DE处理并响应于20kg/ha和200kg/ha的W处理而增加。铁浓度在20kg/ha和200kg/ha的W处理后增加。铜浓度在200kg/ha的DE和W处理后增加。

实施例2

测定了用硅藻土(DE)或硅灰石(W)处理对小麦生长的影响。在本实施例中使用了与实施例1中使用的相同的DE和W。

测试了以下处理:

处理1:在可见的旗叶阶段(Zadock阶段GS47)叶面喷施一次DE

处理2:在可见的旗叶阶段(Zadock阶段GS47)叶面喷施一次W

处理3:叶面喷施三次DE(在可见的旗叶阶段(Zadock阶段GS47)第一次喷施,第一次喷施两周后进行第二次喷施(Zadock阶段GS59),第二次喷施两周后进行第三次喷施(Zadock阶段GS75))

处理4:叶面喷施三次W(在可见的旗叶阶段(Zadock阶段GS47)第一次喷施,第一次喷施两周后进行第二次喷施(Zadock阶段GS59),第二次喷施两周后进行第三次喷施(Zadock阶段GS75))

处理5:对照处理(不施用叶面肥料)

实验在希腊塞萨利(Thessaly,Greece)进行。该实验包括在完全随机区组设计中每种处理的四次重复。其由20个地块组成,尺寸为5m×9m。

使用配备在3巴压力下工作的扇形喷嘴的田间喷雾器将处理组喷洒到树冠上30cm。以400l/ha的水稀释的20kg/ha的剂量喷洒(5%(w/v))。

在收获期间,从每个地块采集种子和芽样品。水分含量是通过将种子样品过度干燥24小时至105℃来估算的。使用种子样品评估百升重量、蛋白质含量、面筋含量和谷物颜色。使用种子和芽样品评估营养成分。使用近红外(NIR)分析仪(例如Foss的GRAINANALYSERMill或Perten 8800型)分析谷物和芽样品。

平均产率是在对所有处理在10%的共同水分基础下的种子鲜重的结果进行归一化后估算的。

结果

各处理获得的谷物产率和品质参数示于表3。

表3

与对照相比,处理过的小麦中的种子蛋白质高出多达1%(1个百分点)。

就平均产率而言,处理1为4.9t/ha,处理2为5.02t/ha,处理3为4.85t/ha,处理4为4.94t/ha,处理5为4.81t/ha。

实施例3

将上述实施例1和2中使用的硅藻土矿物质配制成浓缩浆料(DE 1)。另外的硅藻土矿物质(DE 2)和硅灰石矿物质(W)也被配制成浓缩浆料。

制备每种矿物质在0.2重量%六偏磷酸钠溶液中的7重量%的悬浮液。矿物质的粒径分布由沉降图测定。结果如表4所示。

表4

d<sub>50</sub>(μm) d<sub>10</sub>(μm) d<sub>90</sub>(μm)
W 6.71 1-1.5 ~20
DE 1 1.28 <0.3 ~5-6
DE 2 1.96 ~0.4 ~8-10

然后在搅拌下将每种矿物质逐渐添加到200mL室温自来水或室温的1%聚丙烯酸钠溶液中。在粘度测试或观察之前,样品在高剪切下混合5分钟。肉眼评估浆料的粘度的流动度。在每种情况下获得的最高固体百分比通过目测悬浮液自由流动和搅拌而没有显著阻力的能力来确定。结果如表5所示。

表5

然后在100mL水中分析每种矿物质的粘度,并逐渐增加固体含量。在粘度测试之前,样品在高剪切下混合5分钟。类似地,将矿物质逐渐添加到聚丙烯酸钠水溶液中。使用Brookfield DV2T粘度计测量粘度,转子3以100rpm运行。获得500cP和800cP的固体百分比报告在下表6中。

表6

本实施例中使用的W和DE1的各种浆料的粘度也使用Brookfield DV2T LV粘度计测量,转子3以20rpm运行(硅灰石),或转子5以20rpm运行(DE)。在室温下浆料混合后直接进行粘度测量。结果如表7所示。

表7

上文广泛地描述了本发明的某些实施方式而没有限制。对本领域技术人员来说显而易见的变化和修改都在所附权利要求所限定的本发明的范围内。

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