天然生物可降解材料在农业领域中的应用

摘要：天然生物可降解材料除具有良好的化学、生物、物理性能外，其来源十分丰富，并且一般都具有可再生性能，因此作为高科技产品和环保产品的原料成为了研究热点。本研究从天然生物可降解材料的来源出发，分析了天然生物可降解性材料在农业领域中的应用，说明了天然生物可降解材料在改良土壤，作为食品添加剂、饲料添加剂、生物肥料的作用。

关键词： 可降解材料；可再生；农业领域；应用

中图分类号： S-1 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2015.03.019

天然生物可降解材料指的是在适当的自然条件下能够被微生物完全分解为低分子化合物的材料，且降解后的产物对生态无害。随着社会经济的发展，农业也在发生着突飞猛进的进展，但是农业领域中不可降解材料的大量使用，造成了土壤透气性低，并且在一定程度上增加了土壤的毒性，阻碍了农作物的生长和对土壤水分、养分的吸收，在很大程度上降低了农作物的产量。而天然生物可降解材料的引入在一定程度上解决了这一难题。本研究对天然可降解材料进行了简单的介绍，并描述了天然可降解材料在农业领域的应用。

1 天然生物可降解材料

天然生物可降解材料是利用具有生物可降解功能的天然高分子作为基材制造的材料，例如植物来源的生物物质、动物来源的甲克质等。植物来源的生物物质包括纤维素、木质素、淀粉、多糖类、以及碳氢化合物等，甲克质的主要来源包括虾、螃蟹、甲壳虫等甲壳动物。天然生物可降解材料的原料来源丰富，可以达到完全的降解，且降解后的产物完全没有毒性，正日益受到研究者和大众的关注。现对几种源于农业的天然生物可降解材料进行介绍。

1.1 纤维素可降解材料

纤维素是一种可再生的资源，在全球每年约有2000亿吨的产量。纤维素的分子结构中含有大量的-OH基团，所以易于生成分子内和分子间的氢键，并且纤维素的结构单元β-（1-4）聚葡萄糖苷也易发生反应生成氢键，因此天然的纤维素具有很高的强度，大多数有机物都无法对其进行消化。可是对一些纤维素进行改性后得到的纤维素材料在工业中得到了广泛的应用，一类是再生纤维素，另一类是化学改性纤维素。并且微生物纤维素的研究与开发也取得很大的进步，微生物纤维素具有许多特点，例如纯度高、强度高、亲水性好等，这使得微生物纤维素在食品、医药、农业、环保等领域具有很好的作用。

1.2 木质素可降解材料

在植物中，木质素是仅次于纤维素的第二大来源丰富的可降解材料，木质素具有复杂的结构，是一种以丙环为结构单元的复杂芳香族聚合物，所以很难被利用。可是木质素中存在着很多甲氧基、酚羟基等活性官能团，因此具备了可再生、可降解、无毒性等优点。木质素主要来源于造纸产生的黑液，现阶段超过95%的造纸黑液被直接排放或者烧毁，合理利用造纸黑液中的木质素可以很好的解决造纸产生的水污染等问题，还可以废物利用，节约资源，所以木质素的开发与利用受到很多人的关注，现阶段木质素已经在采矿、建筑、冶金、现代农业等领域得到广泛的应用。在农业领域被用作饲料粘合剂、水果保护剂、土壤改良剂等。

1.3 甲壳质可降解材料

甲壳质是重要的海洋生物资源，主要的来源有虾、螃蟹、甲壳虫等动物的壳，产量也很大，是一种丰富的可再生资源。甲壳质经过浓碱水浸泡，以及加热处理和脱脂处理后就可得到壳聚糖。甲壳质作为一种天然的资源，具有良好的化学、物理、机械性质，良好的生物相容性，良好的生物可降解性等优点，所以在医药、环保、农业等行业中都具有着广泛的应用。甲壳质在农业领域中可用作杀虫剂、植物抗病毒剂、养鱼饲料等。

2天然生物可降解材料在农业领域中的应用

天然生物可降解材料在农业领域中的应用非常广泛，可进行土壤改良、病虫害防治、农产品保鲜和防腐等，作为食品或饲料添加剂、生物肥料等。这说明天然生物可降解材料在现代农业的生产与发展中具有重要的作用。

2.1 土壤改良

天然生物可降解材料中的甲亮质经过处理后得到的壳聚糖具有抗菌和改善土壤的功能，壳聚糖可以将土壤与可溶性蛋白进行合成，得到液体土壤改良剂，其可以将土壤进行降解得到优质的有机肥料供农作物吸收利用，并且壳聚糖对土壤中的病原菌生长和繁殖具有一定的抑制作用，起到抗菌的作用，在土壤中加入壳聚糖还可以改善土壤的团结状态，因此壳聚糖是一种天然的液体土壤改良剂。而天然生物可降解材料中的聚乳酸可以加工为高附加值的薄膜，使用完后可降解为对生态无害的水和二氧化碳，不会对土壤、水源造成污染，因此在农业中的应用比较广泛，具有很好的水土保持作用。

2.2食品或饲料添加剂

微生物纤维素具有亲水、持水、凝胶等特性，可以作为食品的基料被使用，例如作为固体食品的成型剂、增粘剂、结合剂等，也可以作为香肠、火腿肠的肠衣，再加工肉的骨质结构等，并且还可以作为健康的纤维食品，具有降低胆固醇的功效。而甲壳质和壳聚糖也常被用作动物的饲料添加剂，能够促进畜禽增重。

2.3生物肥料

木质素在土壤中容易被分解为腐殖质，可以为农作物提供足够的有机养分，并且还有改良土壤的效果，因此木质素可以作为有机肥料的原材料。而且木质素是生成植物细胞壁的主要成分之一，在肥料中添加木质素对果蔬的外形和品质的改善都有很好的作用，因此是有效的生物肥料。

3结论

天然生物可降解材料具有可再生、污染小等特性，是现阶段追求生态可持续发展的研究热点。随着现代农业的不断发展，农业领域中可再生和环保材料的应用受到越来越多的重视，而天然生物可降解材料在农业领域中的应用将是现代农业发展的新方向，具有广阔的应用前景。

参考文献

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[2] 余晓斌，全文海，卞玉荣. 细菌纤维素的商业化用途[J]. 纤维素科学与技术，1999， 7（3）：42-46.

作者简介：王萍，本科学历， 辉南县辉南镇农业技术推广站，中级农艺师，研究方向：农业领域的可降解材料可再生。