第一节 农业用纺织品的种类及原材料
农业用纺织品原料通常为可降解的生物质纤维原料或可再生的瓶片纤维材料，一般用机织、针织和非织造工艺进行加工。随着农用纺织品应用领域的扩大，其种类越来越多。农业用纺织品的种类及其用途列于表2-1。
表2-1 农业用纺织品的分类及用途一览表
随着对农业基础地位的进一步认识和科学技术在农业中的应用推广，世界各国都在加强农用纺织品的开发、生产与应用，在原料的使用方面也逐渐有一些创新。
国外农用纺织品已大量应用于农业生产中的各个生产环节，已有众多厂家生产农用纺织品，如英国Don&Low公司生产的防护网（商品名Lo-brene）、德国Sodoca公司生产的覆盖材料（商品名Agtylp 17、Agtylp 30）以及日本的尤尼卡、东丽、可乐丽、三井石油化学和山兴石油化学公司等。而我国农用纺织品主要用于：代替聚乙烯膜作地膜覆盖材料；利用非织造布的透气、透水、抗红外线辐射性能，用作水稻育秧膜；作蔬菜大棚布或用作二道幕，代替传统的草帘、薄席、纸被和棉被；用作珍贵植物专用棚布，代替传统的聚乙烯膜和其他遮光材料；用作栽培基质，用于蔬菜、水果、园林植物的种植和花卉移栽。
农用纺织品是新兴的产业用纺织品，它的应用是农业现代化的重要组成部分，对促进农业生产起到了积极作用。在一些发达国家，纺织品在农业上的应用非常广泛。
一、农田水土保持、植被建立用纺织品
随着人们对土地资源和生态环境的日益重视，如何有效地进行农田水土保持也越来越引起人们的关注，成为农业科技工作者的重点攻关课题，在这一方面，纺织品起着重要的作用。在国外，有一种被称为“土壤抢救物”“防流失物”的纺织品就是典型的例子。这种织物有三种功能：控制土壤流失；促进植被的建立和生长；与植被一起解决土壤的侵蚀问题。
所谓土壤侵蚀，是由于雨滴撞击地面使土壤颗粒从大片土壤中分离出来，并被溅起，然后被表面流动的水所带走。实践表明，织物覆盖了一定比例（约40%）的土壤表面，雨滴在撞击易损坏的敏感的土壤表面之前便受到拦截，从而使直接受雨滴冲击的土壤面积减少。纱粗布厚的织物在减少雨滴冲击影响方面效果更好。例如，天然纤维织物如黄麻织物的吸水率高达480%，约是其本身重量的5倍，土壤覆盖这种织物后，随着雨滴的吸收，水流有效体积减小，从而冲击土壤颗粒的能力减弱。同时黄麻织物的亲水性使其与土壤表面有着很好的接触，一种材料在斜坡上能截护水滴而不让其流失，良好的接触是至关重要的。黄麻织物可减慢水流的速度。这种粗厚的织物将其粗糙不平传给表面径流，造成流速降低，这种效应显著地减少了雨水造成土壤侵蚀的能量。另外，利用吸水的土工布，斜面上的凹地储藏增加，由于织物很厚，网眼就像一个个“小水闸”，用这样的方式可储藏相当多的水。实验表明，在雨量大于土壤的渗透性而黄麻吸水能力尚未饱和时，在1:2的斜坡上其总储存和吸收的水量为2.9L/m2。德国萨克森研究所研制出一种用来增强斜坡，保持土壤，帮助种子发芽的缝编草皮培育垫，它的主要组成部分是带有草种的亚麻纤维网。采用缝编工艺，将亚麻纤维网用缝合线连接成形，同时用一种特殊的计量器将草种均匀地置入网中。这种土工布可以保护草种，使之免遭害虫和鸟类的啄食，防止草种流失，帮助草种发芽。它具有多孔结构，草根极易穿过织物伸入土壤，汲取所需的养料和水分，而土工布的增强作用也由于草根的保持水土能力而得以实现。
织物独特的网眼结构可使植物在纱线间有足够的生长空间和光照，并使种子和土壤在网眼间紧密地固定，这样用于建立植被的种子得以保持均匀分布，且不至于与土壤颗粒一样发生随水流失的情况。高吸水纤维织物还能通过改善斜坡的微观环境帮助植物生长，由于纤维有高吸水性的特点，所以应用织物可提高土壤的含水量，这一点对降雨量少及干燥土壤，特别是在土壤含水量少影响到植被建立和生长的地区是一大优点。由于黄麻之类的天然纤维是生物降解性材料，所以一定时间（一般为两年）后，土工布腐烂可向土壤补充有机物质和培养基，在控制侵蚀的过程中起了灰肥等覆盖物的作用，这对维持植被正常生长是必需的，它们也减少了土壤侵蚀的敏感度。
天然纤维织物在农业土壤植被建立上的应用具有很大的潜力。特别是在国外，新开发的土地往往是位于很陡的斜坡，因此，通往该地的道路必须是陡斜的，这些道路的路基、堤坝、路堑等需要坚实的侵蚀控制物。梯田也需建立迅速的植被保护，尤其是每个台阶的陡峭面，任何由于农业人口的减少而保持不好的梯田只需很少的人力物力就可用纺织品迅速地予以保护。在陡峭山坡上所修的水渠，也需要植被保护其不受侵蚀。从经济上考虑，黄麻之类的天然纤维织物也是有吸引力的。天然纤维易生物降解的缺点在土壤侵蚀控制的应用上成了优点，它具有安全和经济的好处，保护了环境。
二、排水灌溉用纺织品
在农业生产中，农田灌溉及农业土木工程地下排水都以管道输送水。传统的排水管材有许多难以克服的缺点：材料成本高、施工不方便、排水和过滤效果不好，经常发生倒灌现象等。针对这些弊端，国内外研制了一种新型的非织造布复合结构排水管。其结构为：管的内层是高强塑料管架，起支撑和加固作用；中层为非织造布过滤层，具有良好的过滤和渗透性能；在非织造布过滤层的内外两侧采用高强丙纶纱网加强和保护，防止施工和应用中的破坏。该结构的特点是：具有良好的过滤和排水性能，管体结构合理、牢固，加强了非织造布过滤层的保护。
在这种复合结构的排水管中，最关键的是中间层的非织造布，可选择聚酯、聚丙烯纤维材料，用针刺和热轧法加固非织造布。作为过滤和排水层的非织造布的典型结构是纤维组成的三维网络状结构，纤网经过机械、化学或物理方法加固使结构稳定。非织造布孔隙率大（80%～90%），而砂土的孔隙率一般不会大于50%，因此，非织造布具有良好的渗透性能。在实际工程应用中，材料必然会受到这些物质的压力作用。经研究发现，在实际压力作用下，非织造布滤层仍有良好的渗透性能及排水能力。非织造布复合结构排水管除了具有良好的排水性能外，还具有良好的过滤性能。非织造布复合排水管的过滤层为非织造土工布，其纤维的网络结构形成了许多细小的孔隙，这些细小的孔隙既可以形成排水通道，也可以阻挡土壤等固体颗粒，具有排水和过滤双重功能。
三、温室大棚用纺织品
温室大棚作为一种农业设施，在现代农业中的地位是非常重要的，近年来，我国已大量使用温室大棚种植蔬菜和水果。温室大棚用纺织品包括遮阳降温和储能保温材料两类。
在温室系统中，最常采用的遮阳降温材料是遮阳网。遮阳网一般要能反射红外线，而又能保证可见光通过，这样既能起到降温作用，又保证了农作物生长所需的阳光。同时，遮阳网还要具有抗老化的作用，使用寿命长，提高经济效益。采用遮阳网与其他的遮阳降温方法（如在玻璃温室顶棚涂反光涂料）相比，具有效果良好，操作简单，而且可以重复利用，降低生产成本的优点，因此在温室大棚系统中被广泛采用。
常用遮阳网材料的种类有薄细布（由聚乙烯醇、聚酯等的细纱织成，间隙率为40%～80%的网状织物）、聚乙烯膜网、聚乙烯醇膜网、非织造布等材料。
温室大型化后，加温所需的能源大大增加，需采取节省能源、加强保温的措施。大型化温室主要采取室内保温的方法，保温材料有薄膜和纺织品（包括针织布和非织造布）。现代大型玻璃温室常常利用针织品和非织造布作室内保温材料，以节约能源，纺织品与薄膜相比有许多优点，阻止了红外辐射放热，没有水滴，保温性强，而且质地较轻，是温室内保温的很好材料。温室大棚内另一类保温用的纺织品是墙体材料，一般采用非织造布的形式，可以是合成纤维、天然纤维或回收纤维制成的厚型非织造布。这种非织造布除了保暖外，还应具有抗老化性能。例如，日本尤尼吉卡公司正推出一种抗风化农用聚酯非织造布（商品名为Superlove Sheet FX），用于温室外砌墙保温材料。该产品由高效抗风化剂与聚酯聚合物及黏合剂混合制成，具有高抗风化性和尺寸稳定性，大大延长了使用寿命。该织物由椭圆形纤维制成，密度很高，保暖性极好，因此可用作温室外保温材料。
四、农用覆盖材料
农用覆盖材料有薄膜和织物两类。20世纪60～70年代薄膜在国外已大规模应用，20世纪70年代末研制出农用非织造布新一代设施农业覆盖材料，当时用于温室（大棚）二道保温幕，进行早熟、延后栽培。伴随非织造布覆盖栽培技术不断深化和发展，日本尤尼吉卡公司推出了一种轻薄型、透气、透光性能更好的平方米质量为15g/m2的非织造布，后来发展了一种简易浮动覆盖栽培技术，使设施农业栽培出现了新的飞跃。
用非织造布作覆盖物来调控环境，改善作物在不良气候条件下的生长环境，实现抗灾、高产、优质、高效栽培，称为非织造布覆盖栽培技术。非织造布覆盖栽培技术应用范围较广泛，不仅能用于蔬菜早春育苗与栽培、夏季遮阳育苗与栽培、秋季延后栽培；还可用于花卉、柑橘、茶叶防寒越冬栽培及水稻、玉米、棉花育秧和人参、甜菜早熟、高产栽培等。
非织造布根据所用纤维的长短可分为长纤维非织造布和短纤维非织造布，前者多以聚丙烯、聚酯等为原料，后者多以聚乙烯醇、聚乙烯为原料，经加工制成布状物质。农用非织造布的种类、规格很多，一般以平方米克重和黑、白不同颜色来表示，目前国外农业常用的覆盖非织造布规格见表2-2。
表2-2 国外农用非织造布的几种规格
1.农用非织造布的特点 为适应农业生产的需要，农用非织造布一般具有以下特点：结实耐用，不易破损；耐水耐光，经久耐用，一般可用3～4年；重量轻，柔软，可用手工或缝纫机随意缝合；脏了可水洗；耐药品腐蚀，害虫不咬；适应天气冷热变化，不易变形，不黏合，易保管；废弃物易处理，燃烧时不产生有害气体，也不会像农膜那样污染土壤环境。
2.农用非织造布的性能 为了满足覆盖的需要，农用非织造布一般均具有以下性能：具有保温性，可提高气温2～3℃、地温1～2℃，并且温度变化较平稳，比农膜降温速度较为缓慢；具有遮光性，比农膜覆盖减少光照度2000～4000lx；透气性能好，吸湿，不产生水滴下落，降低空气相对湿度5%～10%，能减轻病害发生；透水性好，覆盖状态可浇水，雨水还可通过非织造布渗透到作物植株上，以补充水分，又能防止雨水冲刷土壤。
3.非织造布覆盖栽培技术的特点 用非织造布作覆盖物来调控环境，改善作物在不良气候条件下的生长环境，实现抗灾、高产、优质、高效栽培，称为非织造布覆盖栽培技术。非织造布覆盖栽培技术应用范围较广泛，不仅能用于蔬菜早春育苗与栽培、夏季遮阳育苗与栽培、秋季延后栽培，还可用于花卉、柑橘、茶叶防寒越冬栽培及水稻、玉米、棉花育秧和人参、甜菜早熟、高产栽培等。非织造布覆盖栽培技术的特点如下。
（1）操作简便、省工、省力，易于大面积推广应用。
（2）能改善覆盖物内的植物的生长环境，减轻低温、高温、强光、暴雨、干旱等灾害性气候对作物的影响。
（3）能防虫、防鸟，降湿防病，减少打药次数和用药量，使蔬菜少受药物污染，有益于人的身体健康。
（4）增产增收，经济、社会、生态效益显著。示范应用结果表明，采用该技术一般增产20%～30%，增值10%～15%，农作物提早上市7～10天。
非织造布覆盖栽培技术在蔬菜生产上的应用非常广泛，它既适合喜温蔬菜，又适合喜冷蔬菜，保护地、露地栽培均可用。非织造布不仅在蔬菜早熟、延后栽培上广泛应用，而且在柑橘、草莓、茶叶、花卉、水稻育秧、玉米育苗、人参栽培等方面广泛应用，其栽培效果显著。
五、植物生长基质材料用纺织品
在农业生产过程中，要进行种子培育；在城市绿化和园艺领域，需要大量的草坪，这就必需大量的培育基材。纺织品在这一领域，同样起着很重要的作用。在育种方面，美国已制造出多种生物可降解的土壤毯，如名为Bonterra的材料，该材料由椰子皮纤维、稻草、麦秸等混合制成，非降解聚丙烯类纤维也适用。该织物主要用作育种或其他特殊需要，可在普通地面上使用，也可在斜坡上使用，干态、湿态均能适应。这类毯子可制成各种规格与各种重量，它们比别的毯子轻。虽然毯子的强度较小，但完全可用作育种床。
木纤维、秸秆纤维、麻纤维等纤维素纤维，由于其生物可降解性，可以开发成植物培育垫或草皮。例如，将天然纤维苎麻和聚丙烯纤维两种纤维编织成植物培育垫，其中的聚丙烯纤维经过特殊处理，加入一种添加剂使之能逐渐降解，并可根据需要控制添加剂的用量调节降解的时间。将两种组分编织成方形小网格，纵向的编链组织由高强丙纶组成，横向的衬纬组织由麻纤维组成。培育垫的作用在于帮助植物发芽生根，防止斜坡土壤流失，同时具有绿化的功能。在这种经编培育垫的麻纤维中，有规律地加入植物种子，将其安置于土壤中后，种子逐渐发芽生长。植物在土壤中生根以后，培育垫中的苎麻纤维开始分解，而纵向的高强聚丙烯纤维仍然保留以保护幼苗生长，直至植物长大到一定程度，聚丙烯纤维才逐渐分解。这时，植物的根取代了培育垫的作用，既可保持水土，防止滑移，又可以绿化环境，保持生态平衡。
以麻纤维为原料采用经编或缝编工艺制作的植物培育垫，能以一定方式稳定环境，帮助植被的建立和生长，防止害虫、鸟类啄食种子，是药材、蔬菜、草坪或花卉等最优秀的繁殖材料，可用于江河堤岸或梯田等的植被绿化，防止水土流失。另外，这种植物培育垫用于高尔夫球场、体育场、公园等地也极为理想。麻纤维所具有的生物可降解性使它与环境相容，有利于保护环境和生态平衡，它是极具前途的绿色产品。
在草坪培植方面，非织造布的应用越来越广泛。现在，城市中草坪的铺设面积正在迅速扩展，草坪的培植亦必须与之相适应。传统的草皮移植法铺设草坪既缓慢又烦琐，这种方法费时费力，而且运输麻烦，成本高。应用非织造布制作草籽皮使草坪的培植过程大大简化，省去了传统方法培植草坪的种种麻烦。有一种非织造布所用的原料是回收的天然废布和服装厂的大量边角料，将其粉碎后用水溶性黏合剂黏合成非织造布，价格极其低廉。草籽皮成品在两层非织造布中夹有均匀播撒的草籽和肥料，可在所需地直接培植。产品成卷储藏，运输也很方便，可以成卷销售。铺好后在上面薄薄地覆盖一层5～10mm厚的松软细土，天天浇水，水溶性黏合剂很快失去黏合强力，使非织造布分散成纤维状，在草籽发芽出苗阶段，天然纤维在土壤中渐渐地腐烂，最后化作肥料，之后草坪即可形成。目前，国外的草坪移植多采用这种方法。
另外，农用纺织品还可在花卉产业中广泛应用，包括无土栽培盆花的基质材料、覆盖材料、鲜花保鲜包装用的非织造布等；净菜包装保鲜非织造布、农副产品的包装及粮食储藏用纺织品、高吸水纺织品材料等在国外的应用也逐渐增加。随着农业科学技术的应用，各种各样的农用纺织品将被开发出来（如防虫害用纺织品和促进植物生长所需微环境用纺织品），其需求也将大大增加。
我国是一个农业大国，由传统农业向现代农业转变任重而道远，亟须提升农业的科技含量。农用纺织品是新兴产业用纺织品，它是改变农业落后、粗放经营方式的重要资材，对促进农业生产将起到积极的作用。
因经济因素及其与某些性能的相互关系因素，农用纺织品在我国的市场占有率与理想的潜在市场有很大差距，随着农业科学技术的应用，农用纺织品的需求将会大大增加。1996年，我国农业用布的理想潜在市场已超过50亿m2，但因经济因素的制约，实际应用量尚很少，占有率还不足1%。随着我国对农业结构的调整和对农业投入力度的加大，农用纺织品还将会大大增加。