淺談納米技術在現代農業中的幾點具體應用

撰文/曹菊

淺談納米技術在現代農業中的幾點具體應用

撰文/曹菊*

納米技術是用單個原子、分子制造物質的科學技術。納米科學技是以許多現代先進科學技術為基礎的科學技術，它是現代科學（混沌物理、量子力學、介觀物理、分子生物學）和現代技術（計算機技術、微電子和掃描隧道顯微鏡技術、核分析技術）結合的產物，納米科學技術又將引發一系列新的科學技術。2003年9月，美國在發布的農業發展路線圖中首次提出：重視納米技術在農業和食品工業中的應用。根據美國農業部門的預測，納米技術將使整個農業生產方式發展發生變革，許多國家已經認識到納米技術在農業生產領域的應用前景，在這方面投入了大量研發力量，并已取得一定研究成果。現就納米技術在在農業中的幾點具體應用簡單介紹如下：

1、納米技術在改良鹽堿地中的應用

鹽堿地改良技術主要是將以納米技術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，從而達到鹽堿地有效改良的目的。

2、在植物種子處理上的應用

運用納米技術處理種子是應用納米“FLM”材料的能量轉換性能，增強種子活力，提高植物種子體內酶的活性，從而促進植物生長，在原有品種農藝性狀的基礎上進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。應用納米技術處理過的種子能將吸收的自然界的光波轉化為電磁波，從而使體內大分子團分裂成小分子團，在空間不變，分子數增加的情況下，分子團的運動速度加劇，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，根系發達。應用納米技術處理種子可調節植物體內的新陳代謝，提高抗逆性，促進根系生長，根系活力可提高82.09%。

3、納米技術在生物農藥中的應用

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

3.1 與普通農藥相比納米生物農藥有以下優點：

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

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，基本不用二甲苯類有機溶劑，加工設備、能耗成本遠低于可濕性粉劑；

3.1.4 采用濕法加工，生產過程中無可濕性粉劑生產的粉塵飛揚，無有毒溶劑揮發，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。當農藥加工成微乳液劑型時，農藥成分的擴散速率增加，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，從而提高農作物產量。

3.2 納米技術應用于農藥方面的研究較其它方面的應用起步較晚，且該領域的研究相對較弱，因此還存在許多需進一步解決的問題：

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小；

3.2.2 水懸浮劑中貯存物理穩定性，農藥納米懸浮劑的開發和應用還有待進一步的研究；

3.2.3 納米Ti02類農藥對有益菌的抑制作用。如何解決好這些問題將是開發研制納米農藥過程中的關鍵。

4、納米技術在生物肥料中的應用

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

納米肥料的優勢有：

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

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和小尺寸效應，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合在根系表面，促進了根毛區對養分的吸收。

4.3 培肥土壤，改善土壤理化性質一方面為植物提供養分，另一方面可以增加土壤的團粒結構，充分發揮土壤的蓄肥保肥能力；納米材料可以加強土壤中養分離子的交換吸附，提高土壤的生產力；納米材料還有促進土壤中微生物活動的可能性，調節土壤中的C/N比，培肥土壤。

5、納米技術在葉面肥中的應用

如何提高植物的光和作用，是加快植物生長和提高產量的有效辦法，目前最主要的是以補充二氧化碳提高碳源來促進光合作用，像二氧化碳發生器、碳酸水等的應用，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）也有很好的促進效果。

5.1 促進植物快速生長。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，帶來植物體內營養物質運動更加順暢，著根旺盛，吸收礦質營養的能力大大的加強，生長狀態明顯好轉。

5.2 節約化肥、農藥。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，實現節省化肥的目的。

5.3 提高抗病、抗澇、抗旱、抗寒、抗衰等。納米技術處理能活化體內細胞，促進新陳代謝，提高機體的免疫力，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 發病率。

5.4 增加產量。運用納米技術處理植物，可提高水、肥、農藥等物質的能量，增強體內酶的活性，促進新陳代謝，一般可增產20%.

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

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