在农用麻纤维材料中，麻袋作为传统的粮食包装材料，是通过机织工艺制成的具有一定经纬密度的纺织品，具有透气、结实、容易码垛等优点。但由于其价格较贵，重量体积较大，已经逐渐被塑料薄膜和编织袋类包装材料所替代。近几年来，随着农业种植技术的发展，出现了许多新型农用材料，如地膜、温室遮阳布、杂草防护布、植物防寒覆盖被、幼苗培育膜、水果套袋、育秧膜、无土栽培机质、植保袋等，其中许多材料是采用非织造成形工艺技术的。本书作者结合自己多年来在该领域的研究，分别介绍如何利用非织造成型工艺技术，将麻纤维用作农用地膜、育秧膜、无土栽培基质、育苗器和新型粮食包装袋等农用非织造材料。
5.2.2.1 农用地膜
农用地膜覆盖栽培是现代农业中促进作物高产的有效方法，农用地膜的覆盖可以促进农作物早熟5～20天，产量增加30%～50%。农用地膜具有提高地温，保持土壤水分，调节土壤养分转化，促进微生物活动，抑制盐碱上升等功能。覆盖地膜后，有利于农作物生长发育，而杂草生长则被抑制，因而作物产量得以增加。农用地膜铺设如图5-1所示。
我国最早从日本引进农用地膜覆盖技术，发展到今天已经大量使用，农用地膜在中国的农业体系中起到了非常重要的作用。但是，传统塑料地膜难以回收，在土地中难以降解，其大量使用造成了“白色污染”。
近年来，为了解决传统塑料地膜对土壤及环境的污染，开发出了许多可降的地膜，如淀粉添加型生物降解地膜、光降解地膜、光/生物双降解地膜和植物纤维地膜等。淀粉添加型生物降解地膜是将淀粉与普通聚合物树脂共混或共聚成膜，只有淀粉可降解，其他部分难以完全降解，不能彻底解决对环境的污染问题。光降解地膜只有在光照下才能降解，埋在土壤里的地膜因为见不到阳光而不能分解。另外，光/生物降解地膜虽然能把地膜降解成小颗粒，短期内对作物生长不会有明显的负面影响。但是，随着地膜的长期使用，土壤中的塑料颗粒会逐渐积累，可能会带来更严重的污染，不利于农业的可持续发展。
日本等国家已经在使用可完全降解的纸地膜，但纸地膜强度低，抗风雨能力差，铺网时容易被扯破，难以大面积推广使用。前几年，我国农业科学院麻类研究所开发了一种麻纤维地膜，它是将麻纤维通过罗拉梳理和气流成网后，再用聚合物树脂黏合剂黏合加固而成的地膜。因其所含黏合剂不易降解，故掩盖了麻纤维的绿色环保性。
图5-1 农用地膜铺设
为了充分利用黄麻纤维的绿色可降解性，并使所得黄麻地膜具有较好的力学性能，有人将黄麻纤维与低熔点纤维混合后经气流成网为薄型纤维网，然后通过热轧加固的方式将纤网加固为复合地膜材料。结果发现，当低熔点纤维和黄麻纤维以30∶70的比例混合后，在模压温度为115℃、模压压力为5MPa和模压时间为30s的条件下，可以得到力学性能较好的复合地膜。图5-2是单位面积质量为40g/m2的复合麻地膜。当采用聚乳酸纤维为热熔纤维时，所制成的复合地膜可以完全降解。
图5-2 低熔点纤维/黄麻纤维复合地膜
许多人研究了麻地膜的应用效果，发现它不但具备传统塑料地膜所具有的保温、保水、抑制杂草生长和促进微生物环境的特点，还可以自然降解，具备大规模产业化应用前景。
5.2.2.2 育秧膜
近年来随着农业现代化的推进，水稻等农作物开始采用机械插秧，将培育好的水稻秧苗通过机械插秧种植。普通育秧盘育成的水稻秧苗秧毯在运输和机插时极易碎裂，严重影响栽插效率，并造成很大浪费。近几年，一种称为育秧膜的麻纤维非织造材料得到了推广应用。育秧时在现有水稻育秧塑料盘底部铺上一层育秧膜，育秧完成时可以非常容易将整个秧毯整体取出，在运输和机器插秧时，秧毯中的秧苗不容易散乱，大大提高了插秧效率。图5-3（彩图见插页）是采用麻纤维非织造材料育秧膜培育的水稻秧苗秧毯。
图5-3 由麻纤维非织造材料育秧膜培育的水稻秧苗
进一步研究发现，使用育秧膜育秧后，水稻产量有所增加。这是由于使用育秧膜后水稻秧苗的盘根更发达，大大提高了插秧后的植株成活率。这种麻纤维育秧膜全部由麻纤维组成，可以完全降解，保证了农田在长期使用麻纤维非织造材料后土质不受影响。我国具有丰富的麻纤维资源，种植面积和产量均居世界首位，在众多的麻品种中，采用红麻与大麻纤维混合制备育秧膜，可降低成本，减少环境污染。图5-4（彩图见插页）为机械插秧作业图。
有人较详细地研究了麻纤维育秧膜的制备方法，先配置一定浓度的纤维素类胶黏剂水溶液，采用气流成网将纯麻纤维成网后，再将胶黏剂水溶液喷洒到麻纤维网表面，最后经热风烘燥，得到具有一定力学性能和尺寸稳定性的纯麻纤维网，其结构如图5-5所示。结果表明，通过调节不同细度麻纤维的配比、黏合剂种类及黏合剂浓度，可制备出性能良好的红麻/大麻育秧膜。
图5-4 机械插秧作业图
图5-5 育秧膜表面电镜图
麻纤维育秧膜是一种完全可降解的非织造材料，适于机械化作业，可自然降解，具有一定的增产增收效果，在我国正处于大规模产业化应用阶段。
5.2.2.3 无土栽培基质
我国无土栽培的历史悠久，养水仙、生豆芽等都是原始的无土栽培。无土栽培主要有水培、雾培和基质培育等方式，其中，基质是一种具有一定结构的生长介质，它能够为植物的生长提供稳定协调的气、水、养分环境。换句话说，就是除了能够支撑并固定植物以外，还是水分、气体和肥料的载体，养分和水分能够在基质中进行中转和转移，使植物能够有选择性地吸收自己所需要的营养物质。合理选择基质是无土栽培的重要环节，直接关系到植物能否正常生长。无土栽培广泛应用于草坪、水果、蔬菜和花卉种植上。(www.xing528.com)
非织造材料具有透气、保湿、保形性好、成本低等优点，在无土栽培基质领域的应用受到诸多商业人士和学者的青睐。相比于传统的土壤，非织造材料可以通过人工调节其中的肥料成分。非织造材料具有良好的透气性好、孔隙率大、保水性好，对于植物根茎的生长十分有利。非织造材料还具有较高的伸长率，在卷装和转移过程中不容易损坏，卷装草坪如图5-6所示。
有人采用针刺和热熔复合非织造成网加固工艺技术，将麻纤维与低熔点纤维共混成网后进行简单的预针刺，然后再送入热风烘箱中热熔加固，得到了蓬松性优良的麻纤维无土基质材料，如图5-7所示（彩图见插页）。进一步选取绿化草本植物中最常见的三角草进行种植实验，发现三天后三角草发芽，五天见绿，可以进行卷装转移种植，如图5-8所示（彩图见插页）。
我国城市屋顶绿化，街道景观垂直绿化以及废旧矿山绿化等需求，刺激了无土栽培基质材料的市场需求。
图5-6 卷装草坪照片
图5-7 红麻/低熔点纤维热风加固非织造材料
图5-8 红麻/低熔点纤维热风加固非织造材料无土栽培种植试验图
5.2.2.4 育苗器（植保袋）
种苗的培育是林木业生产的起点，是整个林木业生产中的关键环节。20世纪50年代，国外育苗器开始成形。到21世纪，容器育苗技术走向成熟。容器育苗就是将配比好的培养基装入育苗器后进行树种育苗的一种林木种植作业。育苗容器可以分为塑料容器、泥容器、非织造材料容器和新型容器等，其规格主要取决于树种、培育时间等因素。容器育苗有不损伤根系、成活率高等优点，是林木业最科学合理的育苗技术之一。法国研制成功的非织造材料育苗容器是当前世界上最科学先进的育苗技术。表5-1是主要育苗容器的规格参数。
表5-1 主要育苗容器的参数
续表
传统的育苗容器选用聚乙烯塑料无底袋或有底打孔袋，存在根系难以穿透塑料薄膜、根系卷曲难以舒展、造林后苗木生长缓慢等弊端。使用非织造材料作为育苗容器，可以解决其他材质容器在栽培中发生的多种问题，能有效提高种植速度和质量，杜绝缠根问题。同时，其成形高效便捷，在协助林业的有效种植、绿化用林方面起到了积极作用。图5-9所示为非织造材料育苗袋。
自2013年以来，济源市林业局采取非织造材料育苗袋和移植育苗技术相结合，在砂页岩山区和石质山地累计种植800万株侧柏，广泛用于荒山造林，成活率在90%以上。种植实验结果认为，非织造材料植保袋有以下几个优点：①苗木木质化程度高，能够耐受在运输环节的损伤，防止苗木脱水；② 苗木根系发达，与营养钵籽播苗相比，经过移植，侧根主根都重新萌发，侧根数量远远超过籽播苗的数量，并且都穿透非织造植保袋；③无须脱去容器直接用于造林，避免在脱去容器过程中的土球散落；④ 由于非织造材料的网状微孔结构，有利于造林后根系的发育和苗木的快速生长，造林后萌生的新根容易穿透非织造植保袋，该植保袋通气透水，有利于水分、养分在基质与土壤间循环。
近几年我国非常重视“三农”问题，开发新型可降解的麻纤维非织造材料植保袋，在发挥现有非织造材料类植保袋优点的基础上，无须脱去容器直接用于造林，麻纤维可在土壤中自行降解。但相对于普通非织造材料，麻纤维非织造材料成本要高出许多，需要从产品技术标准等角度规范市场，推动我国林业建设工程、速生丰产林工程的发展。
图5-9 非织造材料育苗袋
5.2.2.5 韭黄种植覆盖材料
韭黄是韭菜通过培土、遮光覆盖等措施，在不见光的环境下生长出来的黄化韭菜。韭黄不但营养丰富，还具有一定的食疗保健作用，为人们所喜爱。传统的容器套罩、土培种植方法人力成本高，无法与农业现代化相适应。图5-10是黑色容器套罩种植方法。采用覆盖黑色塑料薄膜遮光种植方式，具有密植、遮光、增产、品质高等优点。但是，塑料薄膜透气性差，容易造成韭黄叶片糜烂问题。近几年来，非织造材料成为新型韭黄种植覆盖材料。采用两层或者多层非织造材料缝制成的覆盖材料，具有透气、但不透光的特点，可以解决韭黄叶片糜烂问题。
当然，非织造材料也可以用于其他蔬菜、水果种植，具有透气性好，果蔬口味佳等优点。总之，麻纤维作为一种可生物降解、具有悠久发展历史的天然纤维素纤维，可以采用非织造成型工艺技术，进一步与其他纤维或者材料复合，制成多种农用非织造材料。相信随着农业现代化和非织造工艺技术的发展，麻纤维将在农业和林业得到更广泛应用。
图5-10 黑色容器套罩韭黄种植方法
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