[发明专利]含硅玻璃粉末颗粒改善植物生长

说明书

本申请要求享有澳大利亚临时申请No.2008905218的优先权，其全部内容通过引用包含于此。

技术领域

本发明总体上涉及适用于为植物生长基质或植物供给植物可利用硅的含硅玻璃粉末颗粒、一种用于制造这些颗粒的方法，以及一种利用该颗粒为植物生长基质或植物提供植物可利用硅的方法。本发明还涉及一种改善植物生长的方法和一种提高植物产量的方法，其中包括将本发明的颗粒供给植物或植物生长基质。

背景技术

硅是植物细胞壁的重要部分，在植物细胞壁中起着类似于木质素的作用。具体来说，细胞壁内的硅可提供耐压力和刚性，因而在为植物提供结构强度方面很重要。例如，据报道，土壤中硅的供应充足能显著减少饲料作物下垂或倒伏的发生，并提供改善的机械强度。因此，例如，土壤中硅的含量水平充足对于改善谷类作物如小麦、燕麦和大麦的抵御可能导致植物倒伏的强风损害的能力是很重要的。这对谷类作物而言是一个突出的问题，因为如果作物严重倒伏的话会使其无法用机械收割机来收割，作物因此而损失。

通过土壤中充足的硅所提供的细胞的改良刚性也往往导致作物具有更为直立的习性，其最终会使植物具有更好的光吸收和较高的光合效率。这通常又会导致植物中的所需作物的较高产量。直立习性也往往使植物不容易受到风和雨的损害。

也已经知道，生长在含有充足的植物可利用硅的土壤中的植物也不容易遭受虫害的影响。如果不受理论限制，可以认为植物中的硅含量水平由于降低了昆虫咬食植物叶子的能力而提供了一种防止昆虫袭击的屏障。可以认为，昆虫会发现具有高水平硅含量的叶子不好咬食，因为这种咬食会损伤其下颚骨，由此减少了昆虫袭击该植物的机率。另外已证实硅有助于农作物抗旱，因为硅含量高的植物较为强壮且不易萎蔫。并且，充足的植物可利用硅含量水平可提高植物的摄取各种营养元素、特别是钾和磷的能力。因此很明显，为生长中的植物提供植物可利用硅有许多好处。

这种情况在例如经历了从包括植物可利用硅的土壤中大量浸出所有可浸出材料的潮湿的热带土壤中的高浸出条件下尤其如此。当与形成了循常耕作方式的一部分的物理干扰和施肥相结合时，这会在许多情况下导致植物可利用硅的损失、植物摄取植物必需的营养元素的能力的下降，以及植物可利用硅的所需含量水平的下降。

例如，对于大部分甘蔗种植区来说这个问题尤其如此，其也同样适用于稻米种植区。这两种作物对植物可利用硅的需求都很高，并且土壤中的任何硅不足都会导致显著的减产。

因此，有必要以一种经济有效的方式提供含有植物可利用硅的材料，使得这些材料可用作能加入到土壤或其它植物生长基质中从而为植物提供可接受水平的植物可利用硅的土壤改良剂或土壤“甜化”剂。迄今为止，这一方法是通过向土壤中加入含硅材料如硅酸钙矿渣、硅锰矿渣、硅酸钾和硅藻土以期提供所需含量水平的植物可利用硅来实现的。这些方案通常以约10吨/英亩的施用率来实施。然而这其中很多方法通常不会那么有效，因为这些材料通常具有很高的总硅量，但其植物可利用硅的含量未必高。为了成为一种有效的来源，含硅材料必须包含通常以植物可利用的形式存在的硅，一种水溶性的硅，例如单硅酸或者多硅酸。

因此在许多情况下，虽然提供了充足的总硅含量水平，但这些材料可能并不包含足够量的植物可利用硅。此外，许多这种材料的生产成本高，不是环境友好型的，并且在许多情况下不能为使用这种材料处理的土壤赋予所期望的特性。例如，通常会期望该材料具有很好的阳离子交换量。

土壤的阳离子交换量(CEC)是指土壤所能容留住的带正电荷的离子的量。当溶解于水中时，植物营养元素或者带正电荷，或者带负电荷。带正电荷的离子(阳离子)的例子包括：钙(Ca⁺⁺)、镁(Mg⁺⁺)、钾(K⁺)、钠(Na⁺)和铵(NH₄⁺)。具有高CEC的土壤往往比具有低CEC的土壤能更好地容留营养元素，并且也因此也不易发生例如在降雨或灌溉后营养元素从土壤中浸出的情况。

因此，有必要提供能满足这些需求的含硅材料和制造该含硅材料的方法。