化学材料在农业生产中的应用

2021-12-02陈宇

广东蚕业 2021年11期

关键词：泥炭沸石保水剂

陈　宇

化学材料在农业生产中的应用

陈宇

（菏泽家政职业学院山东菏泽274000）

当前，应用于农业生产领域的化学材料越来越多，为提高农作物产量和质量提供了较大帮助。文章阐述了化学材料在农业生产中的应用价值，对农业生产中的常用化学材料进行介绍，对各类材料的应用要点进行分析，希望能为相关工作人员带来参考。

化学材料；保水剂；稀土材料；农业生产；提质增收

发展现代农业，不仅需要推进农业机械化进程，而且应该强化多元资源的合理运用。对于农业生产而言，化学材料的有效应用，既可以缓解耕地种植引发的生态污染与破坏，又可以为推动农田提质增产提供辅助。从现实角度来看，研究化学材料在农业生产中的应用要点，可以为进一步优化化学材料应用奠定基础。

1 农业生产中化学材料的应用价值

利用化学方法产生的材料统称为化学材料，这种材料类型众多，在生产生活领域应用广泛。在农业生产领域，化学材料也十分常见，贯穿农业生产始终。当前，化学材料在农业生产中的主要应用方向是种植环境优化，在改良土壤结构、质量方面发挥着极为重要的作用[1]。当然，化学材料还可以用于改良农业生产机械，在优化机械性能、延长机械使用寿命方面也有奇效。在农业生产领域，化学材料的参与度极高，不仅能够为农产品增产与机械改良提供直接助力，更为现代农业发展提供了极大帮助。基于此，笔者对化学材料在农业生产中的应用价值进行了总结：（1）提高农产品质量和数量；（2）推动农业生产提质增效；（3）改良农业生产模式；（4）增强农业机械适用性；（5）节约农业生产成本。

2 常用的化学材料

2.1 保水剂

保水剂是高分子材料，具有强吸水性特征，能反复吸水、释水。从原料上来看，保水剂是无毒无害的高吸水性树脂，不仅可吸收或释放水，更能吸收、释放肥料、农药，因此在农业、工业、林业生产中都十分常见。近代以来，保水剂类型不断丰富，各类品种的应用范围也不相同。在分类时，可通过原料来源、亲水化、亲水基团和交联方法等多项指标进行划分。

通常来说，农业生产中保水剂主要用来改良农作物土壤，其主要应用方式即利用其吸水和释水特性保持土壤水分，助力农作物健康生长。在这一环节，常用的保水剂分为几个类别：（1）蛋白质系保水剂；（2）淀粉系保水剂；（3）合成聚合物系保水剂；（4）纤维素系保水剂。保水剂中成分相同的聚合物交联度与吸水倍率之间成反比，前者越低则后者越高，保水性、稳定性与凝强度差；反之，吸水倍率低，则组成的聚合物交联度高，保水性较强[2]。当然，保水剂的功能不仅表现在保水方面，其保肥、保温及改良土壤结构的功能也不容忽视。尤其是在保温方面，基于保水剂可让土壤昼夜温差减小，若将0.1%～0.2%的保水剂混入砂壤土（土层厚10 cm），则昼夜温差可从原本的11 ℃～19.5 ℃减少为11 ℃～13.5 ℃。在农作物种植环节，使用保水剂还可以提高水肥利用率，为节约农业生产成本提供辅助。对于农业生产者而言，使用保水剂优势众多，但也需要在选用时关注几点：（1）保水剂使用年限大多不超过2年；（2）300倍是常规保水剂吸水倍率，但使用时间越长倍率越低；（3）淀粉系保水剂的环保特性突出，可自动降解。

2.2 稀土

稀土是镧系元素和钪、钇共十七种金属元素的总称，被称为工业维生素。稀土主要存在于稀土矿中，自然界当中的稀土矿石种类十分丰富，足有250种之多。当前，稀土在农业、军事、冶金、玻璃陶瓷等产业中应用广泛，在农业生产中，稀土可用于增加植物叶绿素含量和光合作用，对根系发育十分有益；而且，稀土还可在催种环节发挥重要作用，能提高种子发芽率、促进幼苗生长；在优化农作物自身性能方面，稀土同样十分有效，可用于研发抗病、抗寒、抗旱农作物。在实践工作当中，稀土主要应用在玉米、大豆拌种当中，利用稀土元素拌和玉米种子，可加速出苗、增加株高，还可让玉米早熟和增产，而用其拌和大豆种子时，同样能发挥上述作用，能让单株结荚数增加14.8个～26.6个，整体增产14.5%～20.0%。当然，稀土还可用于水果生产，向苹果树的果实喷施稀土能增加维生素C含量、总糖含量和糖酸比，还会加速苹果着色。

2.3 沸石

沸石（AmBpO2p·nH2O）也被称为硅酸铝钾盐或分子筛，属于特殊类型的矿石。从结构方面来看，沸石有着架状结构，使得晶体内存在很多空腔，当空腔中的水分子遇高温排出时沸石会如沸腾一般膨胀发泡。天然沸石在农业、工业生产中应用广泛，在国防产业和医学领域也十分常见。在农业生产方面，沸石主要作用于种植土壤，可扮演土壤改良剂的角色，起到改善土质、优化种植、保肥、保水、防止病虫害的作用。

通常来说，应用于农业生产领域的沸石会与肥料联用，其强大的选择性吸附作用可辅助施肥，在减少施肥次数、肥料用量及延长施肥有效性方面发挥着极为重要的作用。当然，应用沸石材料，还可以对土壤的酸碱度、板结度及盐碱化进行有效调节，能从根本上增强土壤的可用性，为提高农业生产质效提供保障。在现代农业生产环节，沸石已然成为多种类辅助生产的化学试剂载体，从多角度出发为农作物的种植与生长保驾护航，而且随着沸石调控土壤化学退化作用发挥，工业生产者对沸石材料的关注度越来越高，应用于农业生产的天然沸石种类也在不断丰富。

2.4 聚丙烯酰胺

聚丙烯酰胺即PAM，是化学式为(C3H5NO)n的线型高分子聚合物。常温条件下，聚丙烯酰胺为玻璃态固体，产品有胶液、胶乳和白色粉粒、半透明珠粒和薄片等。这种物质的热稳定性、水溶性及絮凝性良好，在工农业生产当中应用广泛。近年来，我国聚丙烯酰胺产能与产量不断增加，产业规模也不断扩大，2009年—2017年，聚丙烯酰胺产量实现了翻倍增长，从43.22万t/年跃升为94.25万t/年。

目前，聚丙烯酰胺可用于制造多种化学试剂，在农业生产领域以这一材料为原料的化学试剂主要发挥改良土壤结构的作用。在土壤中施放聚丙烯酰胺，可以有效调节土壤中的水分含量，起到保水作用，进而改良土壤结构，更能发挥出保肥、保土和增产的重要价值。需要注意的是，面对不同的农业生产需求，聚丙烯酰胺用量及施放时间必须有所区分，而且农业生产者们还需基于聚丙烯酰胺与肥料的耦合作用合理制定施放方案[3]。虽然，聚丙烯酰胺十分有利于推动农业生产提质增效，但这一方法并不适用于所有地区，而且对于经济条件欠佳的农户来说投入成本过高。因此，农业生产中的聚丙烯酰胺应用研究应主要围绕“降本增效”开展，优化农业生产中的聚丙烯酰胺施用技术体系，改良相关产品都将成为工作重点。

3 其他的化学材料

应用于农业生产领域的化学材料众多，在上文中笔者选取了四种常见且增产增收效果良好的材料类型。为对化学材料在农业生产中的应用进行更加全面的介绍，文章还选取了黄腐酸和泥炭这两种化学材料的应用要点进行论述。

3.1 黄腐酸

从外观上看，黄腐酸为红棕色粉末状物质，可溶于水，在农业生产方面可发挥多种作用。比如，能促进农作物生长，能提高农作物抗旱能力，能增强农作物抗逆能力，能实现农作物提质增产。通常来说，黄腐酸会被应用在粮食作物与瓜果蔬菜种植环节，在棉花、烟草、油菜等经济作物种植方面也不乏其身影。

除此之外，在农业生产环节还可利用黄腐酸改良土壤、增效化肥（增加%以上）。在改良土壤方面，黄腐酸的具体作用有以下4点。

（1）让土壤的团粒结构得到改良，这种腐殖质类物质能增加土壤中的团粒含量（≥0.25 mm）和有机质含量，使土壤具备更高的湿润度和透气性。

（2）增强土壤水分含量，作为亲水胶体，黄腐酸的最大吸水量可以超过500%，还具备抑制作物蒸腾和减慢土壤水分消耗速度的作用，在保水方面独具优势。

（3）提高土壤肥力，在土壤中施放黄腐酸能加速矿质溶解、增加土壤养分、提高肥料利用率。

（4）降低土壤盐分，借助于黄腐酸的吸附作用，可降低土壤溶液盐浓度，更能抑制有害微生物滋生[4]。

3.2 泥炭

泥炭主要由矿物质和有机物质组成，在沼泽发育中形成，因此泥炭中的水含量极高（65%）。通常来说，泥炭呈棕色或黑色，可燃且以层状分布，能充当燃料，也可用于制酒、建植、育苗和改良土壤。从农业生产的角度来看，泥炭主要参与育苗与肥地环节。在育苗阶段，泥炭能够提高种苗的发芽率和成活率，更可以提升农作物幼苗的发育质量。而在肥地阶段，泥炭既可以用于改良种植土壤的板结、硬化和重金属污染状况，也可以用于增强种植土壤的保水性、透气性，还能够充当绿色无公害肥料作用于农作物施肥阶段。在实践工作当中，泥炭展现出极强的经济效益和生态效益，是一种无污染、无残留且无公害的理想肥料，更是实现长效化种植土地治理和种植环境改良的理想材料。目前，泥炭在水稻种植领域应用广泛，泥炭可用于制作专业基质、土壤调理剂、有机肥。与传统土壤相比，采用泥炭基质进行水稻秧苗植株育秧时，植株的茎粗、根数、根长及壮苗指数都有所上升，具体增加量为11%、20%、32%、69%。