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瞿衛(wèi)國：納米技術在農業(yè)上生產(chǎn)上的具體運用

1，納米娟花

所謂納米絹花,就是在絹花的基礎上進行納米材料處理,使絹花除了單一的欣賞功能外,賦予更多新的功能與用途。它具有消除環(huán)境臭味與煙味,還可對新裝修的房間進行空氣凈化,并且還能源源不斷向空氣中釋放有利人體健康的負離子,更奇的是它不會臟,不管你放多久它都能保持嶄新如初.在你的居室內或客廳 及人群多的環(huán)境進行布置擺放,能為你創(chuàng)造一個清新的空氣環(huán)境。

2，納米生物農藥

納米生物農藥是利用植物源農藥使其粒子納米化，使原始中藥類復雜成分所表現(xiàn)的粒子組、部分固相沉積、部分揮發(fā)油漂浮、相當一部分不溶于水的復雜非均相體系，變?yōu)榱烁叻稚?、極易溶于水的穩(wěn)定均相體狀態(tài)，其物理、化學、和生物學也隨之發(fā)生突變。運用鈉米技術促使植物細胞壁破壁，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(jīng)濟性上得到突破。像煙堿進行鈉米技術加工后制備成的對人畜完全無毒副作用的鈉米生物農藥其殺蟲效果達到普通農藥的3倍，而生產(chǎn)成本相當于普通農藥的一半。

用硬脂酸對Ag／TiO 表面進行了改性，其表面由親水性變?yōu)橛H油性．將溴蟲腈農藥、改性Ag／TiO2和相應的添加劑混合制成顆粒分布較均勻、平均粒徑約為100 nm的納米農藥制劑．溴蟲腈納米制劑光降解實驗表明，在黑暗中穩(wěn)定，在有光線的室內放置15 d的分解率為15.8%，在太陽光直射下放置3 d的分解率為69.0% ．紫外光照22.5 h時，納米制劑分解率是常規(guī)制劑的9.2倍．溴蟲腈納米制劑室內、田間毒力試驗表明，納米制劑比常規(guī)制劑具有更強的毒力，其LC50為8.95 mg·L－，是乳油毒力的1.77倍．在田間藥效對比試驗中，施藥劑量減少一半條件下，納米制劑防治甘藍斜紋夜蛾的田間防效優(yōu)于溴蟲腈乳油，藥后1 d和3 d的校正防效分別高出4.89和3.05個百分點．土壤、植物的殘留試驗表明，納米制劑在甘藍、土壤中的消解較快，其t 1/2分別為3．91 d和1．27 d，而溴蟲腈SC的tl／2分別為8.64 d和3.27 d。

3，納米技術改良鹽堿地

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。

4，果蔬的保鮮

運用納米二氧化鈦制和納米銀分散到樹脂中制成成保鮮袋和保鮮膜，在紫外線的照射下以及在無光的情況下也能發(fā)揮其良好的殺菌效果，以及有效的分解果蔬產(chǎn)生的乙烯和環(huán)境中有害有機物，不使用任何藥劑就能起到良好的保鮮效果。

5，營養(yǎng)液的消毒殺菌

水生誘變及水培技術是當前農業(yè)領域較為先進的栽培技術,在蔬菜瓜果園藝花卉上有著廣泛的用途與運用空間,能使植物的生長速度及農作物的產(chǎn)量質量大幅度提高,是未來設施農業(yè)中的一種主要栽培模式。但同時也存在著許多不足與弊端,就是營養(yǎng)液的交叉感染及綠藻的滋生。針對這些問題,國內及國際上都積極地采用與研發(fā)了各種殺菌滅藻措施,如紫外線電場復合殺菌,熱處理殺菌,活性碳過濾殺菌,以及化學殺菌,但這些方法都不能起到根本性的作用。有些作用雖好,但成本極高不利于生產(chǎn)推廣運用,如熱殺菌；有些殺菌效果不是十分好,一些種類的病毒還是不能得到解決；另外雖然殺菌效果都不錯,但對于水培過程中根系分泌的代謝物造成的營養(yǎng)液障礙還是不能解決,也就是有機物的污染。針對這些問題,生產(chǎn)上急需解決一種綜合效果好又節(jié)能的殺菌滅藻法,否則將會大大影響水生誘變技術及水培產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。其中最明顯的危害就是出現(xiàn)爛根與病害的蔓延。隨著科技的發(fā)展,特別是納米技術的發(fā)展,有許多納米材料具有極好的殺菌滅藻及分解有機物的作用,如半導體納米極材料就是一種很好的殺菌材料。納米營養(yǎng)液殺菌系統(tǒng),這種系統(tǒng)主要由紫外線和半導體材料組成，這種系統(tǒng)能有效地殺除細菌、真菌、病毒等微生物，并且更主要的是它還能有效分解根系代謝物如乙酸、乙醇、乙醛、乙烯等，使營養(yǎng)液得到了生物與非生物的最有效凈化。只要營養(yǎng)液在循環(huán)時，流經(jīng)這個系統(tǒng)裝置，就可起到很好的殺菌滅藻的作用，另外也可用于廢液的凈化，減少農業(yè)污染，有了這種技術水培或誘變過程中的病害及爛根問題就可以得到有效的解決。

如何提高植物的光合作用，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光合作用，像二氧化碳發(fā)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，即使是日照量不足的雨季(因為吸收的是紫外線)也有很好的促進效果，它不同于現(xiàn)有的利用化肥和植物生長調節(jié)劑的技術，是根據(jù)植物基于太陽能的光合作用合成的物質中得到養(yǎng)分并生長這一自然規(guī)律， 由可利用太陽能促進光合作用、并對人體以及植物具有確保安全性、和具有包括滅菌以及分解有毒生物在內的功能。

（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(yǎng)物質運動更加的順暢,著根旺盛,吸收礦質營養(yǎng)的能力大大的加強,生長狀態(tài)明顯好轉。

（2）節(jié)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(xiàn)節(jié)省化肥的目的。

（3）提高抗病、抗?jié)?、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(fā)病率。

（4） 增加產(chǎn)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(chǎn)20%.

（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(yǎng)物質的含量大大的提高。

7，在植物非試管快繁中的應用

運用光觸媒噴施快繁的母本園，促進光合作用，優(yōu)化母本的性狀，在快繁苗床繁材葉面噴施光觸媒促進光合作用，提供大量的碳水化合物，促進繁材生根，同時又有一定的消毒殺菌的功能。

用于離體材料的切口處理，運用鈉米遠紅外粉進行切口處理能提高其生根率，在新根數(shù)量上也有所增加，植物切口經(jīng)遠紅外處理后，可對細胞產(chǎn)生共振作用，引起細胞內外水分子的振動，使細胞活化，發(fā)生一系列有益于健康的細胞生物化學及細胞組織化學改變，同時促進呼吸作用成為代謝中心，使營養(yǎng)物質往切口方向運輸促進生根，也大大促進了切口對生長素類物質的吸收起到促進生根作為生長素的輔助藥劑，其能加強切口的呼吸作用，加快切口對生長素物質的吸收，從而大大的促進生根。

下面是納米遠紅外在金錢榕上快繁生根試驗結果：

注：小寫字母表示在5%水平上的差異檢驗

8，在植物種子上的應用

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、抗病以及各種抗逆性能力。

（1）提高出苗率 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(shù)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）幼苗長勢快，根系發(fā)達，用納米技術處理種子可調節(jié)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%。

9，納米技術在遺傳育種中的應用

納米技術結合轉基因技術在培育新品種方面取得了突破性的進展。通過納米技術先將DNA，染色體全部分解為單個基因，然后根據(jù)需要進行組裝，轉基因整合成功率幾乎可達100％。研究成果表明，科研人員可以讓單個D N A分子鏈展現(xiàn)出其內部的精細結構，并可以操縱它實現(xiàn)分子結構性能改進，進而形成納米結構或圖形，使人類得以在更小的世界范圍內、更深的層次上探索生命的奧秘。

二、

1，農用納米技術研究的現(xiàn)狀

納米技術是20世紀80年代末、90年代初誕生，并正在崛起的新興技術。進入21世紀以來，世界各國加快了納米技術在農業(yè)領域中的研究和應用。

中國農業(yè)科學院農業(yè)資源與農業(yè)區(qū)劃研究所的張夫道研究員主持了國家863計劃課題“納米肥料關鍵技術”項目。超級稻一舉突破畝產(chǎn)900公斤大關，原因在于良種、良田和良法綜合應用，關鍵是配合使用了“超級稻專用肥”。據(jù)了解，專用肥運用了納米技術，肥料的利用率高。我國納米肥料的研究和開發(fā)，時間上與世界納米肥料的研究同步，近幾年出現(xiàn)了蓬勃發(fā)展的趨勢。

2，納米土墑材料的開發(fā)研究及作用機理

納米土墑材料，以蒙脫土等土質材料為基礎。蒙脫土的結構片層間的陽離子（Na+、K+和Ca2+）吸附能力較弱，容易與外界陽離子發(fā)生交換。通過納米插層等技術的處理，使其層間距擴大，從而形成許多孔洞，進一步提高它的吸水、固肥、水肥緩釋、改善土壤團粒結構等性能。同時，其納米尺度的空間，也為合成一些納米級的微量元素，提供了模板。這種材料來源廣泛，綠色無污染。利用這些高效、低成本、環(huán)境友好的緩釋材料，還降低了化肥的使用量，減少化肥流失帶來的環(huán)境污染、大幅度提高肥料的利用率，使之在糧食增產(chǎn)的前提下，改善農作物品質，最大限度保護農耕地生態(tài)結構，達到節(jié)能減排，發(fā)展綠色農業(yè)的目的。

3，納米技術在農作物生產(chǎn)中的應用試驗調查

2008年以來，我國多個省區(qū)使用納米土墑材料進行了包括糧食、油料、經(jīng)濟、生物質能源原料、水果、蔬菜六大類近三十種作物、六十余個品種，地跨東西南北，涉及幾萬畝面積的種植試驗示范。實踐證明，使用納米土墑材料，均能在不用或少用化肥的情況下畝增產(chǎn)10%以上。

4，云南農科院水稻的種植試驗

云南省農科院于2009~2011年，使用納米土墑材料種植水稻，進行了嚴格的小區(qū)對比試驗、施肥梯度試驗和考種分析。

云南省農科院的水稻實驗報告表明：施用納米土墑材料使云南高海拔地區(qū)水稻生育期提前，能有效解決該產(chǎn)區(qū)的水稻生產(chǎn)實際問題。在與使用水稻專用肥的對比試驗中，在經(jīng)濟投入基本相同的條件下，增產(chǎn)幅度約20%。

5，河南南陽種植花生的試驗示范

2010年，當?shù)剞r業(yè)局和花生合作社使用納米土墑材料進行了100余畝的種植試驗。考察報告表明：在每畝投資相等的情況下，施用納米土墑材料的田塊，苗期葉片肥大，莖部粗壯，根瘤菌多，抗病性能強；經(jīng)測產(chǎn)，春播花生畝增產(chǎn)248斤，增幅高于30%，畝增效益600元；夏播花生畝增產(chǎn)200斤，增幅高于35%，畝增效益500元。

6，納米土墑材料在蓖麻種植中的示范調查

蓖麻是世界十大油料作物之一，是重要的生物質能源作物。

2008年6月，內蒙古科左中期林業(yè)局使用納米土墑材料種植蓖麻。內蒙古科左中旗林業(yè)局出具的報告顯示，使用納米材料，蓖麻增產(chǎn)40%以上。

7，納米土墑材料在退化農耕地生態(tài)修復方面的示范調查

在農作物生產(chǎn)中應用納米技術的試驗示范中，探索納米土墑材料特性與傳統(tǒng)改土方法結合，通過多方式、多層次的技術集成對土壤進行改良。

對當?shù)厥褂眉{米土墑材料前后土壤狀況進行取樣和測試分析表明：土壤物理環(huán)境、化學環(huán)境和養(yǎng)分環(huán)境上均有顯著的改善；試驗示范區(qū)的土壤明顯疏松濕潤，田間持水量增加，土墑條件變好，土地保水、蓄肥能力提高，材料在土壤改良方面的應用優(yōu)勢明顯。

三、應用預測

目前，正光納米土墑材料在農作物生產(chǎn)中，進行了多年的、地域廣泛的、多層次機構和人員參加的試驗示范。結果表明，納米土墑材料具有廣泛的增產(chǎn)效果，同時，施用化肥量減少一半以上，對于減少污染，改良土壤，節(jié)能減排和改善作物品質等方面，具有明顯效果。而且“納米土墑材料”的使用方法與農戶現(xiàn)行使用的農家肥和復合肥基本相同，農戶不需特別培訓，即可掌握使用技術，推廣方便。

納米土墑材料種植花生，連續(xù)幾年在各地均大幅度增產(chǎn)，若推廣使用，可望緩解我國食用油供應的被動局面。

我國生物質能源植物種植目前并不樂觀。與人爭糧、與糧爭地問題，種植作物的投入產(chǎn)出問題，都嚴重制約我國生物質能源的發(fā)展。推廣使用納米土墑材料種植蓖麻和小桐子，有望成為我國生物質能源種植上的重大突破。