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稀土新技术及其应用前景

添加时间:2016-02-23

"八五"以来,以稀土转光膜、稀土抗旱保水剂、稀土磷肥、稀土植物生长调节剂等新技术具有保水、保肥、使用方法简便、效果显著和成本低廉等特点。而有机稀土饲料添加剂具有明显促进动物生长、改善品质、提高成活率及抗病能力的特性。目前以超细粉末、纳米技术为依托的稀土新材料具有显著提高种子萌发、促进植物生长、增强植物抗逆性等功能,是未来稀土农用研究的重要领域和发展方向。

一、稀土转光膜 稀土离子独特的外层电子结构,使得其在形成有机或无机化合物后,容易吸收近紫外光的激发,因而发射出相应于中心离子的可见荧光发射。稀土转光膜,是利用有机配体对紫外光的高吸收,稀土离子的高发光效率,并把稀土有机配合物分散到现有的多功能农膜中研制而成的,具有荧光转换发光功能的农用高分子材料。稀土转光膜可以将太阳光中对作物生长不利的紫外光的绝大部分转变为植物光合作用能直接利用的红橙光,通过改进作物的光照质量,进而提高作物体内的叶绿素含量。因此,与普通膜相比,能明显的提高农作物的光合作用强度、提高地温和棚温、降低作物病情指数和果实中硝酸盐含量、加快生育过程、提高作物产量7-48%、增加果实中Vc、胡萝卜素和可溶性糖的含量。

中国目前已成为世界最大的农膜市场,据国家统计部门统计,我国每年约需使用100多万吨农膜,其中农用地膜平均年用量已超过30万吨。据有关部门预测,到2002年我国农膜的使用面积已从占耕地面积总数的4.7%提高到6%。由于我国很多地区将大幅度调整农业种植结构,经济类作物种植面积增加,粮食作物大面积减少,而大多数经济类作物需由农膜育苗,多功能农膜比以往有望增长20%左右,普通膜需求量则将下降15%左右,其中多功能温室棚膜的应用比例将提高30%以上。稀土转光膜是在多功能农膜的基础之上,又增加了转光的功能,可广泛地应用于农业,发展潜力巨大,开发前景光明。

转光材料在工业、医药学及其它高技术领域也有广阔的发展前景。随着地球上空臭氧层逐渐稀薄,南极上空臭氧空洞逐渐扩大,人们对紫外线的辐射日益关切。转光技术应用于玻璃、阳光板、纺织纤维中,可以有效吸收并转换日光中紫外线,改善光照条件,减少紫外线的辐射。此外,稀土转光材料还可以用在化学分析、显示器件、稀土生物大分子荧光探针和稀土生物分子的荧光标记等方面。因此,稀土转光材料具有广阔的市场潜力和巨大的社会经济效益。

二、稀土抗旱保水剂 保水剂是一种高吸水性树脂,这类物质含有大量的强吸水基团,结构特异,在树脂内不可产生高渗透缔合作用并通过其网孔结构吸水,它最大吸水可高达自身重量的1000倍。

保水剂是二十世纪70年代美国北方研究所首先研制成功的一种新型高分子吸水材料,可广泛应用于工、农、建筑、卫生等多种领域。1980 年美国首先实现了工业生产,随后日本、法国、英国、意大利等国都有不同规模的生产。保水剂因能够调节土壤水和肥的综合功能,保持和提高水分、养分有效性,因而广泛受到国内外农业专家的重视。

我国保水剂的研制始于二十世纪80年代,目前大部分产品已经定型,相当一部分产品通过技术鉴定。目前已有上千万亩的推广面积。而稀土抗旱保水剂是吸纳国外的保水技术,采用独特的稀土催化和添加技术,研制出稀土高分子吸水材料,并且与植物生长所需的种肥、各种微量元素按优化配比相复合而制成,具有保水、保肥、使用方法简便、成本低廉的特点,很有开发应用前途。

三、稀土改性磷肥 稀土磷肥不是在磷肥产品中机械混入稀土元素制备复混而成的稀土磷肥,而是在硫酸分解磷矿粉时,浓硫酸中预先引入稀土离子,在制备过程中稀土元素是反应体系中的一个组分,参与化学和物理反应的全过程。稀土元素起着活化、催化作用并影响反应过程和反应机制,从而优化反应体系状态、反应产物和产品指标。这时稀土元素同时均匀的分布在复杂产物晶格和固熔体中,制备了含稀土元素的磷肥。其特点为:有效磷含量高,比普通法生产的过磷酸钙为主导的磷肥的有效磷高20%~40%。植株吸收好、利用率高、土壤固定少,已被中科院地理所称为"绿色磷肥";这项生产技术制备的磷肥含有5%左右的游离磷酸,能够中和土壤中的一部分碱,从而达到改善盐碱的目的。西北七省区示范证明,其改良土壤盐碱的作用十分显著;产品生产过程中有机的引入氮、钾、以及铜、锌、锰等微量元素制备了多元复合肥料,同时改善了产品的松散性、水溶性和植物吸收养分的微环境;参与复杂化学反应的稀土元素的最终化学形态是硫酸盐、磷酸一氢盐、磷酸二氢盐以及多种碱金属,碱土金属复盐及其混合物,改善了植物营养条件目前200万亩的示范推广,效果十分显著。

四、稀土植物生长调节剂 为了调整作物的养分平衡,增强其自身的抗逆性,在种植作物时首先是进行种子和土壤消毒,清除种皮上和土壤微域的病源菌,使得幼苗能在良好的环境下生长。其次是增强作物的机能即作物的抗性,使其自身完全能够抵御病菌的侵害。再者,加强作物的光合作用,在单位时间内累积更多的光合产物,为高产和良好品质打下基础。

目前,存在花样繁多的植物生长调节剂。但从效果来看,"益植素"稀土调节剂的作用优于其它产品。虽然"益植素"稀土不是植物必需的营养元素,但研究表明,其离子半径与钙离子相似,植株缺钙时能够代替钙的功能,用来稳定细胞结构;同时稀土还能作为酶的辅基,增强植株的酶活性,增加对氮、磷、钾等养分的吸收,增强植株的抗逆性。其还有一个最重要的功能即增加叶片中叶绿素的含量,加速光合作用,提高产量。为此,稀土与多种无机营养元素和有机元素复合所制备的植物生长调节剂具有广泛的应用前景。具有代表性的产品如:精品稀土和益植素。

五、有机稀土饲料添加剂 有机稀土饲料添加剂是一种应用效果极为明显的新型饲料添加剂,在畜禽使用稀土饲料添加剂后,能够完善饲料的营养性能、提高饲料利用率、促进畜禽的生长发育、防治疾病、缩短饲养期和改善品质。饲料中添加一定剂量的稀土后,畜禽健康活泼、食欲旺盛、生长正常和营养状态良好。多年的生产实践表明,有机稀土饲料添加剂的使用,能明显提高,尤其是对幼体肌体免疫能力效果更加显著,从而减少各种疾病发生率、保证幼体的成活和快速生长。

畜禽体内的蓄积与毒理卫生学研究表明:一定剂量的稀土经口摄入后,极少量的被经胃肠道吸收,而绝大部分从粪便排出体外,体内无明显蓄积。研究还表明,添加稀土对畜禽体内各种脏器无致畸、致突变作用且血液中未发现稀土。因此,稀土饲料添加剂具有广泛的应用前景。

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