第三节 农业用纺织品的特殊性能要求
农用纺织品以其优越的机械性能、加工性、垂挺性、亲和性及其他独特的功能,正成为改变传统农业落后、粗放经营方式的重要材料。在一些发达国家,纺织品在农业上的应用已经非常广泛,从覆盖材料、生长基材、包装材料和绳缆渔网,到各类功能型产品如过滤布、防水材料、防护服以及农田水土保护用的土工布和园艺纺织品等。农用纺织品的发展不仅表现为产品品种和数量方面的逐年增长,也体现在产品最终用途和市场需求的细分上。在农用纺织品的开发方面,产品的强力、韧性、弹性及抗冲击性、易加工性、耐恶劣环境性格外受到关注。
一、原料与结构要求
农用被覆材料是最主要的农用纺织品的品种,根据不同用途可采用合成纤维、天然纤维或回收纤维制成的非织造布、机织物和针织物。目前,在欧美发达国家,多功能农用纺织被覆材料在农田水土保护、植物生长基质、温室遮覆以及园艺栽培产业已得到大量使用,尤其是某些能够集防虫、防草、施肥、播种为一体的多功能农用覆盖材料,不仅具有传统的塑料薄膜保护土壤地表温度、提高种子发芽率的作用,还借助添加生物制剂或忌避剂而达到防治病虫害的目的,通过天然植物纤维等阻隔光线来防止杂草的生长,此外,更具有良好的透气性、透水性及保湿性,促进根系发育,可固定种子,可结合种子、微生物、肥料等附加功能,达到省工、省时、环保、安全地栽培的目的。
二、性能要求
目前,农用非织造布制成的被覆材料已涵盖了防寒防冻材料、遮阳防旱材料、防鸟防虫材料、防草膜、保温保湿材料、果树保护材料、育苗播种基材等,可实现农副产品的早熟、高产、稳产、无公害、无污染种植,完全可以取代农用薄膜、塑料等材料,而且性能优越,性价比高。但目前价格因素制约了农用纺织被覆材料新产品的推广应用,所以要进一步研究农用纺织被覆材料的产业化生产技术,以降低成本,扩大使用。不同用途农业用被覆材料的特性要求见表2-4。
表2-4 不同用途农业用被覆材料的特性要求
注指选择时应特别注意的特性;Θ指选择时需注意的特性;指参考程度的特性;—指不需考虑的特性。
在我国,非织造布在农用纺织品中所占的比例逐年增加,但产业用纺织品的原料来源90%左右为化学纤维,虽然化学纤维类农用非织造布寿命长、使用效果好、投资低,有利于促进农业现代化,但从提倡循环经济的角度,国内急需发展以天然纤维为主的农用纺织品,结合经济因素与特殊性能的考虑,通过独到的设计,使其在作物收获时已接近完全分解,成为土壤中有机成分,不必回收也不会造成二次公害。
农用纺织品的商业化已经为传统纺织产业开拓了全新的领域,现代化与高科技纺织品的发展正朝向科技整合、生态产业与市场导向的观念转变,单纯的纺织原料、纱、织物和成衣加工技术已不能适合农用纺织品的发展,根据被覆材料的最终用途和基本要求,开发适合农业生产需要的、多功能的、对环境无害的纺织品,不仅可满足现代化农业发展的需要,也能为国内纺织业拓展广阔的应用领域和利润空间。
农用非织造布和农用化纤网作为重要的产业用纺织品,在实现农业生态、生产、经济三者协调统一方面起着重要作用。农用纺织品强力高、空间稳定性好,优良的产品强力、韧性、抗冲击性、恶劣环境耐受性及易加工特点,使其特别适用于在自然条件下对作物进行强制性保护,另一方面它可以帮助人们预防因为环境污染等原因而引起的各种各样的危害,在育种、农药、化肥、农用新工艺等方面都有应用,已作为设施农业的重要组成部分。
农用纺织品的演化是随着绳、带和袋类产品的发展而来,最初由天然纤维,如黄麻等来制造,20世纪下半叶开始采用合成纤维作为原料生产。由于开发出多种处理技术,因而获得新功能,如抗紫外线、防腐和抗侵蚀防护等。在农用纺织品应用领域中,天然纤维(如亚麻、棉、黄麻、剑麻和椰麻)和人造纤维(如聚丙烯和聚乙烯)的使用都很广泛。发达国家的发展趋势是合成纤维方向,特别用于生产非织造布和针织织物或挤出膜。在发展中国家,具有生物降解功能的天然纤维应用于更多传统领域。目前,农用纺织品巿场表现不一。渔用方面,因鱼类资源和渔船队的减少,全球巿场出现转折拐点;但渔农水产业的发展,引发了新的巿场需求,如今已发展成为包括机织、针织和非织造物在内的产业用纺织品,用于农业、森林、园艺、渔农业和园林等领域。
此外,还有蔬菜、园艺和畜牧业用遮光织物,避免使用对环境有害的化学品(如除草剂或杀虫剂)来控制杂草生长的地被,这些天然纤维织物可以缓慢分解,使土壤能进行再栽培。特别是,农用纺织品能保持有效的土壤湿度并提高土壤温度,这样有助于延长植物生长周期,这在早春的温度气候条件下特别重要。
为避免农用纺织品重蹈塑料地膜造成的“白色污染”,应在其常规性能所要求的防紫外线、防静电、防绒、防绉、防水、防泼水、防污、防霉、抗菌、消臭、防臭、难燃防火等功能之外,关注农用纺织品的生物可降解性和生物相容性,避免纺织品生产加工过程存在的诸多污染源引入具有环境风险的化学物质。农业废弃物的无害化处理与资源化利用正成为农业生态系统健康评价指标,根据纤维材料的最终用途和基本特性,开发适合农业生产需要的多功能、环境无害的纺织品,实现农业环境资源高效利用与生态安全,将成为未来高科技纺织品的主流。