化學(xué)材料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

郭智暉

摘 要：我國農(nóng)業(yè)在從手工化、農(nóng)耕化邁向現(xiàn)代化的過程中，化學(xué)材料發(fā)揮著重要作用，但是隨著化學(xué)材料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的逐漸加深，化學(xué)材料對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展的負(fù)面作用也逐漸展現(xiàn)出來。當(dāng)前階段應(yīng)當(dāng)提高對(duì)化學(xué)材料的應(yīng)用方法和技術(shù)提高認(rèn)知水平，以滿足我國當(dāng)前對(duì)于綠色生產(chǎn)、可持續(xù)發(fā)展的需求。因此本文就重點(diǎn)闡述討論了常見幾類化學(xué)材料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用，旨在為農(nóng)業(yè)可持續(xù)生產(chǎn)提供一些參考。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)生產(chǎn);化學(xué)材料;應(yīng)用

一、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用化學(xué)材料的價(jià)值

農(nóng)業(yè)從落后的農(nóng)耕化、手工化發(fā)展到現(xiàn)在，化學(xué)材料起到了極大推動(dòng)性作用，并大幅提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率和產(chǎn)量，如今化學(xué)材料仍在農(nóng)業(yè)的不同領(lǐng)域和不同環(huán)節(jié)發(fā)揮著重要作用?？偟脕碚f化學(xué)材料對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的價(jià)值主要體現(xiàn)在兩方面;一方面，化學(xué)材料能夠改善農(nóng)作物的生長環(huán)境，諸如一些土壤改良劑的使用能夠有效改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的土壤機(jī)構(gòu)，提升農(nóng)作物的成活率和健康程度。另一方面化學(xué)材料的應(yīng)用能夠優(yōu)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，例如應(yīng)用了某些高分子材料的大棚塑料膜從保溫性上更好，應(yīng)用了某些新材料的農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備耐用性更高。

因此，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用化學(xué)材料意義重大。整體來說，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常見的化學(xué)材料有以下幾類：

二、保水劑

1.保水劑的定義

保水劑本質(zhì)上是一種高吸水樹脂，是通過將強(qiáng)親水性集團(tuán)和樹脂進(jìn)行交聯(lián)而產(chǎn)生的高分子材料。保水劑的最大優(yōu)勢(shì)在于能夠在極短時(shí)間內(nèi)吸收超過本身質(zhì)量百倍以上的水分并保持水分在材料內(nèi)不流失，即使是面對(duì)高溫、加熱、高酸、高堿環(huán)境下能夠依然保持原有屬性，并且具備能夠通過緩慢釋放儲(chǔ)存物質(zhì)供植物吸收利用的獨(dú)特屬性。由于這樣的獨(dú)特屬性，目前保水劑在改良土壤、保持突然水分、增加糧食產(chǎn)量等方面都發(fā)揮著重要作用。

2.保水劑在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用

（1）提高農(nóng)作物對(duì)于降雨的吸收

在種植土壤中加入保水劑能夠顯著提高土壤對(duì)降雨的吸收，提高土壤中水分的水分含量，進(jìn)而加快土壤對(duì)水分的吸收速度，減少因?yàn)樗终舭l(fā)而產(chǎn)生的損耗;但是需要注意的是，在利用保水劑提高土壤對(duì)降雨的吸收時(shí)，需要根據(jù)土壤的PH值、當(dāng)?shù)氐慕涤炅窟x擇不同吸水速率的保水劑。否則就會(huì)導(dǎo)致土壤蓄水能力和散水能力的失衡，進(jìn)而起到反作用。

（2）改善土壤結(jié)構(gòu)

此外，在土壤中加入保水劑還可以有效改善土壤結(jié)構(gòu)，因?yàn)楸Ｋ畡┠軌驇椭寥佬纬赏寥缊F(tuán)粒，大幅提高土壤的通透性。通常實(shí)際中，部分農(nóng)民會(huì)在每個(gè)灌溉季前將保水劑加入土壤中以用于阻擋土壤結(jié)皮，提高灌溉用水的深入速率，并最終達(dá)到提高灌溉效率的目的。

（3）增加土壤養(yǎng)分含量

保水劑的使用還能夠提高土壤中肥料的含量，促進(jìn)農(nóng)作物對(duì)于養(yǎng)分的吸收，起到“保肥”的效果。原因在于，保水劑從結(jié)構(gòu)上遍布微孔，在施肥中，一些氮肥所含離子如NO3-等，會(huì)進(jìn)入保水劑的微孔內(nèi)并被包裹起來，在后續(xù)的時(shí)間內(nèi)緩慢進(jìn)行釋放。因此從某種程度上講，保水劑起到了對(duì)肥料保蓄作用，從而提高了肥料的利用率。

三、稀土肥

1.稀土肥的定義

稀土肥通常是是指含有稀土元素的稀土微肥，而稀土元素一般是指包括鈧、釔、鑭、镥17個(gè)元素在內(nèi)的總稱。從分布上看，稀土元素主要分布在地殼中的巖石圈，尤其在堿性巖漿巖中分布最為密集，并且常常以混合物的形態(tài)存在，稀土有輕稀土和重稀土之分，但是無論哪種稀土，都具有一定的放射性，因此在生產(chǎn)稀土肥時(shí)要嚴(yán)格按照國家生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作，避免稀土對(duì)農(nóng)作物、人、畜產(chǎn)生危害。

2.稀土肥的作用機(jī)理

（1）促進(jìn)農(nóng)作物的光合作用

植物進(jìn)行光合作用的過程可以描述為植物通過葉綠素，利用二氧化碳將太陽能轉(zhuǎn)化為生物能，儲(chǔ)存在體內(nèi)，并最終產(chǎn)生氧氣的過程。通過使用稀土溶液，可以使得農(nóng)作物能夠直接在葉面上不經(jīng)過導(dǎo)管直接吸收CO2和水分，進(jìn)而大幅提高光合作用的效率和質(zhì)量。

（2）提高植物體內(nèi)酶的活性

各類農(nóng)作物的果實(shí)如麥子、蘋果、梨、葡萄、玉米等本質(zhì)上是各類營養(yǎng)成分如維生素、蛋白質(zhì)、糖分、淀粉的集合體。他們的產(chǎn)生離不開農(nóng)作物體內(nèi)各類催化酶的參與。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前已發(fā)現(xiàn)的各類植物體內(nèi)不同的酶已經(jīng)有上千種，作為一種具有高度催化性的蛋白質(zhì)，酶在植物成長過程中發(fā)揮著重要作用。在現(xiàn)實(shí)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，一些稀土肥料如硝酸稀土肥能夠顯著提高植物體內(nèi)硝酸還原酶的活性，大幅提高硝態(tài)氮向氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化的速率，使肥料更易被農(nóng)作物吸收，因此有著廣泛應(yīng)用。

3.稀土肥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

（1）促進(jìn)作物生長

稀土肥含有大量植物生長所需的必備元素，現(xiàn)實(shí)中的施肥效果已經(jīng)表明，稀土肥的施用能夠明顯提升作物的健康程度，相比之下，傳統(tǒng)的化學(xué)肥料成分構(gòu)成單一，長時(shí)間施用還會(huì)破壞土壤結(jié)構(gòu)，使其形成結(jié)塊，對(duì)作物生長造成不利影響。而稀土微肥則主要采取溶液的方式進(jìn)行施肥，完美的避開了此類問題的產(chǎn)生。

（2）促進(jìn)作物萌芽

作物在萌芽階段，對(duì)于營養(yǎng)成分的吸收相對(duì)困難，對(duì)于周邊環(huán)境的要求也更為嚴(yán)格，對(duì)于溫度、濕度都有著苛刻的要求。而稀土肥包含了所有農(nóng)作物在萌芽階段需要的各類元素，在成分含量和吸收便捷性上都與作物萌芽狀態(tài)的需求保持高度契合，從而能夠有效避免種子在萌芽階段死亡。

四、聚丙烯酰胺

1.聚丙烯酰胺的定義

聚丙烯酰胺，又被稱為PAM，是一種人工合成的線性高分子聚合材料，由于其優(yōu)秀的吸附特性，20世紀(jì)50年代起，聚丙烯酰胺被廣泛運(yùn)用與社會(huì)生產(chǎn)的多個(gè)領(lǐng)域，無論是石油、礦產(chǎn)、醫(yī)藥、紡織、污水處理等領(lǐng)域，聚丙烯酰胺都發(fā)揮著重要作用。按照離子類型的不同，聚丙烯酰胺可以被分為四種-陰離子型、陽離子型、兩性離子型和非離子型，其中在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的一般是陰離子型聚丙烯酰胺。

2.聚丙烯酰胺在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

（1）調(diào)節(jié)土壤水分

目前，我國部分地區(qū)的水土流失問題極為嚴(yán)重，不僅對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成了負(fù)面影響，也對(duì)生態(tài)環(huán)境形成了極大破壞，水土流失不僅帶走了土壤表層，更會(huì)造成土壤中P、N等營養(yǎng)物質(zhì)的大量流失，而聚丙烯酰胺的使用不僅能夠改善土壤的物理結(jié)構(gòu)，更能調(diào)節(jié)土壤水分，避免水土流失，實(shí)際應(yīng)用中，將土壤中的聚丙稀酰胺保持在一定濃度，就可以通過改善土壤的入滲率、導(dǎo)水率、水分蒸發(fā)率來有效調(diào)節(jié)土壤水分。

（2）增強(qiáng)土壤的抗侵蝕能力

水土流失的另一個(gè)原因是土壤抗侵蝕能力的確實(shí)，土壤侵蝕不僅能造成土壤表層流失，還能導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境破壞、大幅降低土壤的肥力，現(xiàn)有的研究表明，聚丙烯酰胺能夠?qū)Ψ乐瓮寥狼治g產(chǎn)生一定的抑制作用，將土壤中聚丙稀銑胺的濃度控制在二十分之一的水平，能夠最大程度發(fā)揮聚丙稀酰胺對(duì)土壤抗侵蝕能力的提升。

參考文獻(xiàn)：

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