淺談納米技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的幾點具體應(yīng)用

撰文/曹菊

淺談納米技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的幾點具體應(yīng)用

撰文/曹菊*

納米技術(shù)是用單個原子、分子制造物質(zhì)的科學(xué)技術(shù)。納米科學(xué)技是以許多現(xiàn)代先進(jìn)科學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)的科學(xué)技術(shù)，它是現(xiàn)代科學(xué)（混沌物理、量子力學(xué)、介觀物理、分子生物學(xué)）和現(xiàn)代技術(shù)（計算機(jī)技術(shù)、微電子和掃描隧道顯微鏡技術(shù)、核分析技術(shù)）結(jié)合的產(chǎn)物，納米科學(xué)技術(shù)又將引發(fā)一系列新的科學(xué)技術(shù)。2003年9月，美國在發(fā)布的農(nóng)業(yè)發(fā)展路線圖中首次提出：重視納米技術(shù)在農(nóng)業(yè)和食品工業(yè)中的應(yīng)用。根據(jù)美國農(nóng)業(yè)部門的預(yù)測，納米技術(shù)將使整個農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式發(fā)展發(fā)生變革，許多國家已經(jīng)認(rèn)識到納米技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用前景，在這方面投入了大量研發(fā)力量，并已取得一定研究成果?，F(xiàn)就納米技術(shù)在在農(nóng)業(yè)中的幾點具體應(yīng)用簡單介紹如下：

1、納米技術(shù)在改良鹽堿地中的應(yīng)用

鹽堿地改良技術(shù)主要是將以納米技術(shù)制造的鹽堿地改良劑“納米碳液”兌水后，均勻地噴灑在鹽堿地上，通過納米離子的有機(jī)活動，吸附土壤中的鹽、堿離子，形成疏松、透氣、PH值為中性的隔離層，從而達(dá)到鹽堿地有效改良的目的。

2、在植物種子處理上的應(yīng)用

運用納米技術(shù)處理種子是應(yīng)用納米“FLM”材料的能量轉(zhuǎn)換性能，增強種子活力，提高植物種子體內(nèi)酶的活性，從而促進(jìn)植物生長，在原有品種農(nóng)藝性狀的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高植物的抗蟲、抗病以及各種抗逆能力。

2.1 提高出苗率。應(yīng)用納米技術(shù)處理過的種子能將吸收的自然界的光波轉(zhuǎn)化為電磁波，從而使體內(nèi)大分子團(tuán)分裂成小分子團(tuán)，在空間不變，分子數(shù)增加的情況下，分子團(tuán)的運動速度加劇，相互碰撞的幾率加大，活性也隨之增加，能量也就增強，種子破土的能力也就大大的提高。

2.2 幼苗長勢快，根系發(fā)達(dá)。應(yīng)用納米技術(shù)處理種子可調(diào)節(jié)植物體內(nèi)的新陳代謝，提高抗逆性，促進(jìn)根系生長，根系活力可提高82.09%。

3、納米技術(shù)在生物農(nóng)藥中的應(yīng)用

納米生物農(nóng)藥是利用植物源農(nóng)藥使其粒子納米化，使有效的脂溶性和水溶性的殺蟲物質(zhì)有效釋放并直接作用于害蟲，極大的提高了藥效。并且納米物質(zhì)的表面效應(yīng)(粒度越小，比表面就越大)，充分降低用藥量，從而在使用經(jīng)濟(jì)性上得到突破。目前，納米農(nóng)藥主要有以下幾種劑型：農(nóng)藥微乳劑、農(nóng)藥懸浮劑、以納米TiO顆粒為主體的納米農(nóng)藥、載藥納米微粒劑型。

3.1 與普通農(nóng)藥相比納米生物農(nóng)藥有以下優(yōu)點：

3.1.1 與水任意比例均勻混合分散，不受水質(zhì)和水溫的影響，與環(huán)境相容性好；

3.1.2 有效成分顆粒小，懸浮率高，活性比表面大，藥效好；

3.1.3 以水為基質(zhì)，基本不用二甲苯類有機(jī)溶劑，加工設(shè)備、能耗成本遠(yuǎn)低于可濕性粉劑；

3.1.4 采用濕法加工，生產(chǎn)過程中無可濕性粉劑生產(chǎn)的粉塵飛揚，無有毒溶劑揮發(fā)，不易燃；

3.1.5 使用方便，使用時可兌水直接噴霧，也可用于地面或飛機(jī)的低容量噴霧，無粉塵飛揚，有利于使用人員的健康安全。

3.1.6 具有增溶和滲透作用。當(dāng)農(nóng)藥加工成微乳液劑型時，農(nóng)藥成分的擴(kuò)散速率增加，有助于有效成分傳遞穿過動植物組織的半透膜，提高藥效；

3.1.7 傳遞效率高。高的傳遞效率提高了使用效果或減少噴施用量；

3.1.8 安全性好。

3.1.9 具有優(yōu)良、廣譜抗菌抑菌特性。并且具有光催化作用使葉片片光合色素含量增加，從而提高農(nóng)作物產(chǎn)量。

3.2 納米技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)藥方面的研究較其它方面的應(yīng)用起步較晚，且該領(lǐng)域的研究相對較弱，因此還存在許多需進(jìn)一步解決的問題：

3.2.1 微乳劑中使用的溶劑、乳化劑和助乳化劑的選擇上應(yīng)盡量少用或不用醇和酮類等極性溶劑作助溶劑，把溶劑、乳化劑和助乳化劑的危害降至最??；

3.2.2 水懸浮劑中貯存物理穩(wěn)定性，農(nóng)藥納米懸浮劑的開發(fā)和應(yīng)用還有待進(jìn)一步的研究；

3.2.3 納米Ti02類農(nóng)藥對有益菌的抑制作用。如何解決好這些問題將是開發(fā)研制納米農(nóng)藥過程中的關(guān)鍵。

4、納米技術(shù)在生物肥料中的應(yīng)用

化肥的施用為滿足世界人口增加對糧食和其他農(nóng)產(chǎn)品的需求所起的作用有目共睹，據(jù)FAO估計，化肥對農(nóng)作物增產(chǎn)的總份額約占40%-60%。但不合理施用化肥帶來的肥料利用率低、環(huán)境污染等問題也不可忽視；化學(xué)肥料養(yǎng)分釋放快，與作物吸收養(yǎng)分不協(xié)調(diào)；另外施入土壤后會發(fā)生淋溶、揮發(fā)、固定等作用，施用肥料是引起上述問題的主要原因。研制養(yǎng)分釋放與作物吸收養(yǎng)分相協(xié)調(diào)的控釋肥料，是解決這些問題的根本途徑。國內(nèi)外采用了物理、化學(xué)和生物等手段控制肥料養(yǎng)分的釋放，研制出了不同類型的緩釋或控釋肥料，但過高的價格，或養(yǎng)分釋放與作物吸收不協(xié)調(diào)等限制了這些肥料在生產(chǎn)中的應(yīng)用。把納米技術(shù)應(yīng)用于控釋肥料的生產(chǎn)，實現(xiàn)根據(jù)各種農(nóng)作物不同生長發(fā)育階段的需要而及時供給養(yǎng)分的目的，是當(dāng)前新型肥料研究的熱點。納米肥料不僅可以根據(jù)農(nóng)作物不同生長發(fā)育階段有控制性的提供給所需養(yǎng)分，而且肥料中養(yǎng)分釋放速率與作物生長發(fā)育期的需肥規(guī)律基本吻合。納米肥料的類型主要有：納米結(jié)構(gòu)肥料、納米材料膠結(jié)包膜的緩（控）釋肥料和納米磁性液體肥料。

納米肥料的優(yōu)勢有：

4.1 充分利用廢棄資源，減少環(huán)境污染。納米肥料屬于環(huán)境友好型肥料，其膠結(jié)包膜劑大部分采用廢棄資源，從根本上解決環(huán)境的面源污染問題。

4.2 肥料有效性提高，易于被作物吸收。納米材料具有表面效應(yīng)和小尺寸效應(yīng)，增強了肥料的吸附性能，在土壤中可減少肥料的流失和淋失，另一方面，在植物的生長過程中，根系具有趨肥、趨水性，納米肥料可充分吸附結(jié)合在根系表面，促進(jìn)了根毛區(qū)對養(yǎng)分的吸收。

4.3 培肥土壤，改善土壤理化性質(zhì)一方面為植物提供養(yǎng)分，另一方面可以增加土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮土壤的蓄肥保肥能力；納米材料可以加強土壤中養(yǎng)分離子的交換吸附，提高土壤的生產(chǎn)力；納米材料還有促進(jìn)土壤中微生物活動的可能性，調(diào)節(jié)土壤中的C/N比，培肥土壤。

5、納米技術(shù)在葉面肥中的應(yīng)用

如何提高植物的光和作用，是加快植物生長和提高產(chǎn)量的有效辦法，目前最主要的是以補充二氧化碳提高碳源來促進(jìn)光合作用，像二氧化碳發(fā)生器、碳酸水等的應(yīng)用，而運用光觸媒和暗觸媒，噴施于植物葉面主要是提高光的利用率，使光合作用更活躍，即使是日照不足的雨季（因為吸收的是紫外線）也有很好的促進(jìn)效果。

5.1 促進(jìn)植物快速生長。植物葉面噴施之后其光合作用速率大大的增加，葉片變厚變綠，光合作用量的增加，帶來植物體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)運動更加順暢，著根旺盛，吸收礦質(zhì)營養(yǎng)的能力大大的加強，生長狀態(tài)明顯好轉(zhuǎn)。

5.2 節(jié)約化肥、農(nóng)藥。植物吸收水肥離不開硝酸還原酶，硝酸還原酶的活性大小將直接影響到植物吸收的能力，而用納米技術(shù)處理的植物，能使硝酸還原酶的活性提高132%，這無疑提高植物對水肥的吸收能力，提高了植物對肥料的利用率，實現(xiàn)節(jié)省化肥的目的。

5.3 提高抗病、抗?jié)?、抗旱、抗寒、抗衰等。納米技術(shù)處理能活化體內(nèi)細(xì)胞，促進(jìn)新陳代謝，提高機(jī)體的免疫力，增強植物的生長勢，同時自身也有一定的消毒殺菌能力，這樣就大大降低 發(fā)病率。

5.4 增加產(chǎn)量。運用納米技術(shù)處理植物，可提高水、肥、農(nóng)藥等物質(zhì)的能量，增強體內(nèi)酶的活性，促進(jìn)新陳代謝，一般可增產(chǎn)20%.

5.5 改善果實品質(zhì)。其增強了光合作用，促進(jìn)干物質(zhì)的積累，改善了果實的品質(zhì)，糖度以及各種營養(yǎng)物質(zhì)的含量大大的提高。

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