稀土農用
稀土農用
稀土就是化學元素周期表中鑭系元素，簡稱稀土(RE或R)。稀土農用（也稱農用稀土），英文：Rare Earth Farm ，是稀土化工和稀土生物分離出來的一門新的學科，包括應用應用兩個方面。
稀土就是化學元素周期表中鑭系元素，簡稱稀土(RE或R)。
稀土農用（也稱農用稀土），英文：Rare Earth Farm ，是稀土化工和稀土生物分離出來的一門新的學科，包括植物應用和動物應用兩個方面。
稀土是周期表中的一族元素，它由性質十分相似的鑭、鈰、鐠、釹等15種元素和與鑭系元素性質極為相似的鈧、釔共十七種元素組成，統稱為稀土元素。
其實稀土元素並不稀少，17種元素共佔地殼總量的0.0153%，這比銅在地殼中的總量還多一倍。就單個元素而言，鈰最多，它的克拉克值為0.0046%，與常見元素鋅差不多。釔為0.0028%，鑭為0.0018%比常見元素鉛還多。
總之，稀土元素在地殼中的含量與銅、鉛、鋅不相上下，比錫、鈷、銀、汞等元素還多。
我國稀土資源得天獨厚，已探明儲量為4300萬噸，居世界首位。由於稀土元素獨特的電子層結構，使其具有優異的磁、光、電等特性。因此，稀土材料被廣泛應用於冶金機械、石油化工、輕工農業、電子信息、能源環保、國防軍工和高新材料等13個領域的40多個行業。產生了顯著的經濟效益和社會效益，是當今世界各國改造傳統產業，發展高新技術和國防尖端技術不可缺少的戰略物資。
1917年中國錢崇澍與美國Ostenhout發表了鋇、鍶、鈰對水綿生理作用的論文，開創了稀土元素的生物活性研究的先河。20世紀30年代，前蘇聯對稀土的植物生理效應做了大量的試驗研究，涉及作物有豌豆、蘿蔔、黃瓜、亞麻和橡膠草等，且明確了稀土對上述作物生長的促進作用。我國從二十世紀70年代以來，通過深入的試驗研究與反覆的生產實踐。於1985年獲得了重大突破即在稀土農用技術、土壤學、植物生理、毒理衛生學、分析檢測及農用產品生產工藝等領域取得120餘項成果和1300篇研究報告，並成功地將稀土元素應用於我國農業生產，從而將時停時續進行了近60年的稀土生物活性研究，發展成一項實用技術，成為世界上第一個把稀土元素作為一種商業性產品“益植素”應用於農業生產的國家，累計產生了150億元的經濟和巨大的社會效益。目前國際上公認我國在稀土農用技術的研究和應用處於國際領先水平。高效稀土配方複合劑已出口到韓國、馬來西亞。美國、以色列、澳大利亞、泰國等也與我接觸要求與我國合作進行稀土農用技術的研究。
稀土拌種、浸種，可增加種子活力，促進作物種子萌發，提高種子的出苗率，是“益植素”稀土使作物增效的一種重要作用。一定濃度的“益植素”稀土化合物浸種拌種可以增加種子的活力，稀土的這種作用已應用在小麥、水稻、玉米、大豆、白菜、油菜、麻類等大田作物上，其中小麥發芽提高幅度達8~19%，胡麻提高7%~12%，稀土的這種作用也用於牧草種植，其發芽率提高9.8~19%。在林業上苗圃基地也利用稀土的這個特性，種子浸種可明顯提高其活力，用適量的稀土化合物溶液處理油松、檸條及華北落葉松種籽，可分別提高種籽活力指數8%~13%、25.9~57.2%和9%，發芽率分別提高4%~11%，2%~6%和3%~9%，田間出苗高峰要早2~4天。桑籽浸種可提高發芽率達18%~78%。
稀土對植物根系和扦插生根具有顯著的促進作用。植物根系是植物從其生活環境中獲取水分和養分的重要器官，根系的生理活動直接影響著植物一生的生長發育。研究表明，適量的稀土元素可促進植物根系的生長發育，提高根系活力，促進根分化和代謝活動，提高根對營養元素的吸收能力。研究表明適量稀土處理的水稻根系體積比對照增大1.18倍，根系活力增加20%。花生試驗也表明，稀土處理花生的根系活力比對照也增加30.8%。大田作物如小麥、水稻、玉米和甘蔗等根系生長均有明顯的促進作用。根長增加4%~10%，根重增加15%以上，根系體積增加2.5%。稀土元素對木本植物插條生根具有促進作用，特別是生長刺激素與生長素配合效果更好。用楊樹、月季、圓柏、落葉松做扦插，其生根率達到60%~85%，龍眼、高山含笑、板栗等難生根樹種插條根系生長也可達到35%~60%, 比單用激素生根率提高30%。
稀土對種子活性的增強和發芽率的提高以及對木本植物扦插生根的促進作用能夠保證作物出苗率和扦插成活率，不但打下豐收基礎，而且還節約了時間和成本。諺語常說“有錢買籽，無錢買苗”。“益植素”稀土在種子萌發、移栽、扦插方面必將發揮重要作用。
葉綠素是植物進行光合作用的物質基礎。葉綠素含量越高，光合作用的強度就越大。多年試驗結果表明，許多作物應用稀土后，葉綠素含量都有所提高。水稻在幼苗期噴施萬分之三的稀土，經過一段時間后，可以目測到葉色逐漸加深，經過測定劍葉中葉綠素含量比對照增加11.8%。黃花菜葉片葉綠素含量增加0.2mg/g。葉片噴施適量的稀土可明顯提高黑穗醋栗葉片的光合速率、葉綠素含量、光量子通量密度等生理指標，表明稀土可促進黑穗醋栗生長。葉綠素的增加會提高植物的干物質累計量，提高經濟產量。黑龍江春小麥試驗結果表明，39次試驗中有34次增產，增產幅度為7.53%~18.88%。長期定位試驗結果也表明，稀土促進小麥生長，提高產量5%~10%。水稻上施用的增產幅度為30kg/畝、玉米的增產幅度為41~50kg/畝、油菜增產7.6~11.4%、茶葉平均增產12%~15%、蔬菜如黃瓜為25%和草莓增產30%，同時“益植素”稀土其他蔬菜和經濟作物上也都有很好的增產效果。
稀土具有促進林木種子生長發育，提高林產品產量，改善產品質量等應用。目前應用樹種已達40個以上，以浸種、拌種、沾根、插條和葉面噴施等方式用於苗木培養，促進樹木生長，防病抗逆，增加產量。“益植素”稀土元素對多種果樹都有一定的增產效應，一般增產幅度在10%~25%。而不同地理位置不同類型的水果，因氣候條件的變化，其增產效果有差異。如南方的柑桔、荔枝和龍眼噴施稀土比未噴稀土的分別增產19.2%、17.0%和24.5%；北方的葡萄、蘋果和梨等分別增產22.8%、14.7%和11.3%。此外，果樹施用稀土不僅可以增加產量，而且可改善苗木和果品質量，使果實含糖量、維生素含量及硬度指標等均有不同程度的提高，同時可以促進著色，提早成熟；苗木一級品率提高15%~25%。
適量“益植素”稀土拌種可提高桑樹新種子發芽率7個百分點，舊種子達44個百分點，可顯著促進幼苗的生長。試驗結果還表明，桑樹以適當濃度噴施稀土后，發條數增加6.4~9.0%、新梢長度增加6.89~22.46%和葉片數增加5.12~14.1%，平均每片葉重增加12.57~31.49%，單位面積產量提高11.67~16.67%。
植物根系是植物從其生活環境中獲取水分和營養物質的主要器官，稀土元素對根系生長有特殊的效應。Diatloff等研究稀土元素對玉米（Zea mays）和綠豆（Phaseolus radiatus）根系生長的影響，與對照相比，玉米根系伸長可增加36%，增加綠豆根系生物量21%，濃度高時，將導致兩種植物根系減少30%以上。同時研究發現，過高，對玉米產生毒害作用。Xie等研究表明，低濃度可增加玉米根系乾重並促進根系對Cu、Fe、Mg等金屬離子的吸收；而高濃度將抑制玉米根系生長並影響根系對養分的汲取。Wahid等對椰子樹（Cocos nucifera）施用稀土元素髮現，稀土元素在低濃度時促進椰子樹根系生長，但在高濃度時抑制其根系生長並使根系對營養元素P和Ze的吸收明顯減少。這說明適量的稀土元素可促進植物根系的生長發育，提高根系活力，促進根系分化和代謝活動，提高根系對營養元素的吸收能力，而高濃度稀土元素將抑制植物根系吸收養分的能力並影響根系生長。
大量研究資料表明，施用適當濃度稀土元素能促進植物對養分的吸收，轉化和利用，這已得到許多實驗結果的證實。用富鑭稀土對春小麥噴施或拌種，採用15N，32P示蹤技術檢測，實驗結果顯示春小麥生長發育得到促進，結實穗數和籽粒數也有所增加，表明使用稀土可提高春小麥對氮，磷肥的吸收，運轉，利用，並減少土壤中氮素損失。聶呈榮發現，花生噴施稀土，對根瘤固氮活性和葉片硝酸還原酶活性均有顯著的促進作用，從而提高了葉片氨態氮含量，降低了硝態氮含量，改善了植株的碳氮代謝，對改善品質，提高產量有利。常江發現鑭(10mol/L)和鈣(1mol/L)均可降低水稻根系對K+的親和力，導致K+的吸收下降。鑭可促進磷吸收，而鈣則相反。廖鐵軍研究了稀土在氮，磷均衡營養供應的條件下，對幾種作物的增產刺激作用。認為增產機理在於稀土可促進，協調作物對礦質養分的吸收，刺激酶活性。而且稀土是生理活性物質，必需與大量營養元素進行合理的配用，才能發揮效益。李元沅發現在灰泥田水稻分櫱始期和初穗期噴施稀土離子可使根際容積磁化率提高，並顯著促進水稻對養分的吸收和生長發育。值得注意的是，這是為數不多的一篇涉及到生物磁性方面工作的文獻。
光合作用對植物干物質的積累和作物產量均有決定性的作用。無論是大田實驗，還是實驗室實驗都明確證明，稀土元素對植物的光合作用有明顯的影響。顯微學研究表明：稀土可增加葉肉組織中葉綠體的數量，提高微管束的排列密度，因此可提高光合作用效率。
稀土元素對糖用甜菜塊根膨大期和糖分積累期光合產物分配的影響可利用CO2示蹤法來檢測。結果顯示，噴施適當濃度稀土元素可提高甜菜同化CO2能力，提高根冠比，改善光合產物的分配，有利於光合產物向塊根運輸。用適當濃度稀土元素在苗期和花針期噴施花生時，可提高葉片葉綠素含量和凈光合強度，因而增加花生莢果產量。劉洪章等用葉面噴施稀土方法，對黑穗醋栗生長進行了研究，發現低濃度(300-800ng/L)處理能顯著增大葉面積，提高葉片葉綠素總量，對葉片光通量密度，氣孔導度和蒸騰速率均有良好的影響，對提高座果率，單株產量等均有益處，而高濃度處理時則出現抑制作用。
有關稀土元素對光合作用產生影響的機理一直是受人關注的一個研究方面。但目前還沒有一種被大家所一致公認的機理。有報道說，鈰對黃瓜葉綠體中葉綠素蛋白質複合物的形成有影響。李賽君等則在甲醇和醋酸體系中合成得到葉綠素－鑭配合物。通過研究葉綠素－鑭和葉綠素a的紫外可見(UV--VIS)和瓷圓二色性譜(MAD)證明，鑭離子已配位到葉綠素的卟啉環上，形成了葉綠素－鑭的配合物。沈博禮等則認為稀土對植物光合能量代謝的影響，主要還是促使PSⅡ蛋白質複合體的活性加強和電子傳遞鏈中電子傳遞速率加快，從而帶動整個光能轉換和光化學反應。還有的研究者發現稀土元素還可以改變葉綠素在細胞內的移動速率。
大田作物栽培常會遇到諸如乾旱，高溫，低溫，鹽漬，病蟲害等逆境條件。使用稀土，可以增強作物對上述不良環境條件的抵抗能力。用300mg/Kg稀土溶液處理棉花種子，枯萎病發病率可降低18.96%--11.45%，病情指數降低25.6%--17.43%，相對防效分別為29.19%--39.3%。但高濃度稀土則效果不明顯，甚至產生藥害。其他作物施用稀土也都顯示出不同程度的抗病性。對於稀土元素能增強作物的抗逆性和抗病性，寧加賁認為在於稀土離子能與細胞膜的磷脂結合，調節鈣的代謝，並取代Ca+2離子，參與與Ca+2有關的許多生理過程，所以，稀土離子能維持細胞膜的通透性和穩定性，提高細胞膜的保護功能，增強作物對不良環境的抵抗能力。加強代謝過程中的氧化酶活性，有效地抑制病原體侵染，從而提高作物的抗病性。
由於稀土元素可促植物生長，提高光合速率，增強植物的光合作用，提高種子萌發能力和根系發育，從而增強了對養分的吸收以及干物質的積累，所以稀土元素對植物的效應既能提高其生物量，還能改善其品質。對水稻（Oryzasativa）、桔子(Citrus)、西瓜(Citrullus)和菠菜(Spinacia oleracea)等植物施用稀土元素后將增加其產量，改善品質，同時也減少了植物體內農藥劑含量。結果表明，適宜濃度稀土浸種花生不僅提高了葉綠素含量和光合強度，而且還促進了葉片細胞葉綠體的生長發育，使葉綠體結構完整、排列整齊，基粒片層數增多，緊密度高，從而有利於光能的吸收和轉化，提高莢果產量。Xie等發現低濃度鑭能促進水稻生長、根系乾重和穗粒數，而高濃度鑭抑制穗粒形成和根系延長生長在整個濃度範圍內鑭元素對水稻莖桿重沒有顯著影響。儲鍾稀等研究了稀土對玉米的生物效應影響，玉米種子經稀土溶液浸種48h，玉米的萌發勢和幼苗生長明顯優於對照，他還發現“益植素”稀土對玉米葉片的葉綠素含量和葉綠素a/b比值有促進作用。
稀土還能提高植物果實的品質。國光蘋果樹在花期施用稀土溶劑1~2次，坐果率平均提高5%~7%，最高達12%；著色前噴施1~2次可增色10%~30%左右，果實糖分增加0.5%~1.0%。據王穎明測定，荔枝（Litchi chinensis）施用稀土元素后坐果率比對照平均增加5.4%，施用稀土元素可使荔枝早抽穗、果實色澤紅艷，比對照的早熟10天左右。李淑儀等報道施用適量稀土可提高沙田柚（Citrus grandis）樹木對營養元素的吸收，促進養分平衡，從而提高沙田柚坐果率和產量，而且對柚果還有增糖降酸的效果。國內外對稀土元素研究進行了不少工作，多數研究者肯定了“益植素”稀土元素對植物生長有一定的刺激作用，施用適量“益植素”稀土元素能提高植物生物量，改善其品質。
在植物生長過程中，由於植物生長環境受多種因素的影響，經常受到高溫、低溫、乾旱的危害、水澇、鹽漬以及酸雨的浸害和病蟲的侵害。稀土元素除有促進植物生長的作用外，在適當的應用條件下可以增強植物的抗逆行並且對一些植物病害有一定的防治作用。許多研究表明，施用適量的稀土元素可防治植物病害的發生。早在1980年，Kawaski報道將研磨成細粉的褐銥礦施入田中不但可防治水稻枯萎病，而且能防治白菜（Brassica pekinensis）的軟腐病。寧加賁等研究發現，施用稀土元素可使黃花菜（Hemerocallis citrine）葉枯病、葉斑病和鏽病發病率減少8.16%，發病指數降低10.23%。白松等證實用不同濃度稀土溶液浸種12h，其中用稀土溶液處理棉花（Gossypium hirsutum）種子，枯萎病發病率可降低18.96%～11.45%，與多菌靈的防病效果相當，但高濃度稀土溶液則效果不明顯，甚至產生藥害。
植物體內含有大量的化學元素，幾乎元素周期表中天然存在的化學元素包括稀土元素都可以在植物體內找到，但它們含量差別很大。稀土元素雖未被證明為植物的必需元素，但大量研究表明，稀土元素具有與微量元素相似的某些特性。通過對葉片噴施可使植物吸收“益植素”稀土元素，但植物主要還是通過根系從土壤中吸收稀土元素。當農用稀土施用量高於烘乾土時，可明顯延遲尿素在土壤中的水解，並抑制其水解產物銨態氮的氧化，利於土壤對尿素氮的固持。與微量元素相似，植物對稀土元素的吸收也因植物品種、生長條件和發育階段不同而發生變化；生長在同一地點不同植物對同一種稀土元素的吸收量不同。用中子活化分析方法對同一種蕨類植物的成熟葉片和幼葉分析，結果表明，幼葉中稀土元素含量比成熟葉片中稀土元素含量低一到兩個數量級，可以認為，蕨類植物稀土元素積累與他們生長階段相關。一些蕨類植物吸收稀土元素，而雲杉（Picea asperˉata）吸收稀土元素不多。鐵芒萁（Dicraˉnopteris dichotoma）植物對稀土元素有極強的選擇吸收能力。對有些植物來說“益植素”稀土元素吸收最快的時間是生長始期，如小麥的三葉期。另外，生長在“益植素”稀土元素富集土壤中的植物吸收稀土元素量很高。
稀土元素在土壤中廣泛存在，但植物體內稀土元素的含量與多種因素有關。土壤環境，植物的種類，氣候條件等都會使植株內的稀土元素含量差異很大。同一植株的不同器官，不同生長部位的含量也不相同。從整體看，在自然狀態下，植物從土壤中吸收稀土元素后，不同器官中稀土元素的含量由大到小的順序是：根，葉，莖，花，果實。馬玉增，勞秀榮，郝福玲等通過用稀土浸種，分別研究了花生，玉米和小麥對稀土的動態吸收過程和植物各器官對稀土的吸收量，結果表明，含量分佈與在不施稀土的自然狀態下相同。
對稀土元素在植物體內存在位置和存在狀態的研究是探索稀土元素的植物生理功能的一條重要途徑。周世恭利用電鏡製片技術使進入小麥幼苗的鑭離子固定在原有位置，採用掃描電鏡與能譜分析相結合的方法進行研究。結果顯示：進入植物體的鑭離子多數沉積在根尖細胞壁上，只有少量積累在生長區皮層細胞壁和葉肉細胞壁上細胞質中未檢出。表明鑭離子主要沿細胞壁和壁外途徑傳遞和分佈，未能通過質膜進入到細胞內。而李齊等以不同濃度Ce(NO3)3處理I-90楊根，再經快速冷凍乾燥，塑料真空滲透包埋，用透射電鏡能量分散型X射線微區分析法對鈰及其它離子在亞細胞微區間的分佈和含量進行了測定。表明鈰不但進入植物細胞，而且在細胞核內有明顯富集。在此，是由於供試的稀土離子不同，植物的種類不同，還是實驗條件的差別（如稀土處理樣品的方法，植物的生長期不同等）而導致不同的結論，尚不清楚。這方面的工作還有待於進一步深入。
有關稀土在植物體內存在形式的研究工作並不多見。這幾年來，只有鍾淑琳報道了從未噴施過稀土的新鮮茶葉中分離出一種稀土－脂多糖，並測定了其分子量。這方面的工作進展緩慢可能是由於植物的組成成分複雜，且稀土－生物分子化合物含量甚微，現有的分離手段難以達到這樣的要求，從而使得這方面的工作較為困難。
具有代表性的產品有：精品稀土，益植素。
“八五”以來，以稀土轉光膜、稀土抗旱保水劑、稀土磷肥、稀土植物生長調節劑等新技術具有保水、保肥、使用方法簡便、效果顯著和成本低廉等特點。而有機稀土飼料添加劑具有明顯促進動物生長、改善品質、提高成活率及抗病能力的特性。目前以超細粉末、納米技術為依託的稀土新材料具有顯著提高種子萌發、促進植物生長、增強植物抗逆性等功能，是未來稀土農用研究的重要領域和發展方向。
稀土離子獨特的外層電子結構，使得其在形成有機或無機化合物后，容易吸收近紫外光的激發，因而發射出相應於中心離子的可見熒光發射。稀土轉光膜，是利用有機配體對紫外光的高吸收，稀土離子的高發光效率，並把稀土有機配合物分散到現有的多功能農膜中研製而成的，具有熒光轉換髮光功能的農用高分子材料。稀土轉光膜可以將太陽光中對作物生長不利的紫外光的絕大部分轉變為植物光合作用能直接利用的紅橙光，通過改進作物的光照質量，進而提高作物體內的葉綠素含量。因此，與普通膜相比，能明顯的提高農作物的光合作用強度、提高地溫和棚溫、降低作物病情指數和果實中硝酸鹽含量、加快生育過程、提高作物產量7－48%、增加果實中Vc、胡蘿蔔素和可溶性糖的含量。
中國目前已成為世界最大的農膜市場，據國家統計部門統計，我國每年約需使用100多萬噸農膜，其中農用地膜平均年用量已超過30萬噸。據有關部門預測，到2002年我國農膜的使用面積已從佔耕地面積總數的4.7%提高到6%。由於我國很多地區將大幅度調整農業種植結構，經濟類作物種植面積增加，糧食作物大面積減少，而大多數經濟類作物需由農膜育苗，多功能農膜比以往有望增長20%左右，普通膜需求量則將下降15%左右，其中多功能溫室棚膜的應用比例將提高30%以上。稀土轉光膜是在多功能農膜的基礎之上，又增加了轉光的功能，可廣泛地應用於農業，發展潛力巨大，開發前景光明。
轉光材料在工業、醫藥學及其它高技術領域也有廣闊的發展前景。隨著地球上空臭氧層逐漸稀薄，南極上空臭氧空洞逐漸擴大，人們對紫外線的輻射日益關切。轉光技術應用於玻璃、陽光板、紡織纖維中，可以有效吸收並轉換日光中紫外線，改善光照條件，減少紫外線的輻射。此外，稀土轉光材料還可以用在化學分析、顯示器件、稀土生物大分子熒光探針和稀土生物分子的熒游標記等方面。因此，稀土轉光材料具有廣闊的市場潛力和巨大的社會經濟效益。
保水劑是一種高吸水性樹脂，這類物質含有大量的強吸水基團，結構特異，在樹脂內不可產生高滲透締合作用並通過其網孔結構吸水，它最大吸水可高達自身重量的1000倍。
保水劑是二十世紀70年代美國北方研究所首先研製成功的一種新型高分子吸水材料，可廣泛應用於工、農、建築、衛生等多種領域。1980 年美國首先實現了工業生產，隨後日本、法國、英國、義大利等國都有不同規模的生產。保水劑因能夠調節土壤水和肥的綜合功能，保持和提高水分、養分有效性，因而廣泛受到國內外農業專家的重視。
我國保水劑的研製始於二十世紀80年代，目前大部分產品已經定型，相當一部分產品通過技術鑒定。目前已有上千萬畝的推廣面積。而稀土抗旱保水劑是吸納國外的保水技術，採用獨特的稀土催化和添加技術，研製出稀土高分子吸水材料，並且與植物生長所需的種肥、各種微量元素按優化配比相複合而製成，具有保水、保肥、使用方法簡便、成本低廉的特點，很有開發應用前途。
稀土磷肥不是在磷肥產品中機械混入稀土元素製備復混而成的稀土磷肥，而是在硫酸分解磷礦粉時，濃硫酸中預先引入稀土離子，在製備過程中稀土元素是反應體系中的一個組分，參與化學和物理反應的全過程。稀土元素起著活化、催化作用並影響反應過程和反應機制，從而優化反應體系狀態、反應產物和產品指標。這時稀土元素同時均勻的分佈在複雜產物晶格和固熔體中，製備了含稀土元素的磷肥。其特點為：有效磷含量高，比普通法生產的過磷酸鈣為主導的磷肥的有效磷高20%~40%。植株吸收好、利用率高、土壤固定少，已被中科院地理所稱為“綠色磷肥“；這項生產技術製備的磷肥含有5%左右的遊離磷酸，能夠中和土壤中的一部分鹼，從而達到改善鹽鹼的目的。西北七省區示範證明，其改良土壤鹽鹼的作用十分顯著；產品生產過程中有機的引入氮、鉀、以及銅、鋅、錳等微量元素製備了多元複合肥料，同時改善了產品的鬆散性、水溶性和植物吸收養分的微環境；參與複雜化學反應的稀土元素的最終化學形態是硫酸鹽、磷酸一氫鹽、磷酸二氫鹽以及多種鹼金屬，鹼土金屬復鹽及其混合物，改善了植物營養條件目前200萬畝的示範推廣，效果十分顯著。
為了調整作物的養分平衡，增強其自身的抗逆性，在種植作物時首先是進行種子和土壤消毒，清除種皮上和土壤微域的病源菌，使得幼苗能在良好的環境下生長。其次是增強作物的機能即作物的抗性，使其自身完全能夠抵禦病菌的侵害。再者，加強作物的光合作用，在單位時間內累積更多的光合產物，為高產和良好品質打下基礎。
目前，存在花樣繁多的植物生長調節劑。但從效果來看，“益植素”稀土調節劑的作用優於其它產品。雖然“益植素”稀土不是植物必需的營養元素，但研究表明，其離子半徑與鈣離子相似，植株缺鈣時能夠代替鈣的功能，用來穩定細胞結構；同時稀土還能作為酶的輔基，增強植株的酶活性，增加對氮、磷、鉀等養分的吸收，增強植株的抗逆性。其還有一個最重要的功能即增加葉片中葉綠素的含量，加速光合作用，提高產量。為此，稀土與多種無機營養元素和有機元素複合所製備的植物生長調節劑具有廣泛的應用前景。具有代表性的產品如：精品稀土和益植素。
有機稀土飼料添加劑是一種應用效果極為明顯的新型飼料添加劑，在畜禽使用稀土飼料添加劑后，能夠完善飼料的營養性能、提高飼料利用率、促進畜禽的生長發育、防治疾病、縮短飼養期和改善品質。飼料中添加一定劑量的稀土后，畜禽健康活潑、食慾旺盛、生長正常和營養狀態良好。多年的生產實踐表明，有機稀土飼料添加劑的使用，能明顯提高，尤其是對幼體肌體免疫能力效果更加顯著，從而減少各種疾病發生率、保證幼體的成活和快速生長。
畜禽體內的蓄積與毒理衛生學研究表明：一定劑量的稀土經口攝入后，極少量的被經胃腸道吸收，而絕大部分從糞便排出體外，體內無明顯蓄積。研究還表明，添加稀土對畜禽體內各種臟器無致畸、致突變作用且血液中未發現稀土。因此，稀土飼料添加劑具有廣泛的應用前景。
目前納米稀土材料在信息技術、生物醫藥、能源和環境、航天航空等領域已經得到廣泛應用。同時，納米材料在農業上的研究也已展開並取得了可喜的進展。根據納米材料所特有的物性和稀土特有的作用，二者結合將成為稀土農業應用領域研究的新亮點。此外，稀土應用技術向著有機化和乳油化方向發展，使作物更容易吸收利用，稀土的用量更少，與環境的關係更加友好。由此可見，保持農用稀土總量不變，未來十年，其使用面積將翻一翻，且創造更大的經濟和社會效益。
稀土生物應用，就是要發掘稀土特殊的化學特性，把它應用於人體，應用於其它動物，應用於植物。
實驗表明，施用稀土微肥對人畜和環境均無毒害作用。所以，稀土微肥的應用前景廣闊。當前，由於微量元素對農作物具有神奇微妙的“激活效應”，能產生出巨大的經濟效益，因而掀起了世界性的研究高潮。其概念也已進入現代“大農業”的範疇。
稀土農用是我國獨立開創的稀土應用領域。稀土農用研究在我國始於七十年代初。從八十年代中期大面積推廣使用稀土至今，已有十幾年時間，不僅在稀土農用技術，而且在基礎理論的研究中都取得了一系列的重要突破。併產生了很大的經濟效益。“八五”以來，稀土“微肥”同化肥、微量元素等相結合，開發生產了稀土——碳銨系列復混肥、稀土——尿素系列復混肥、稀土有機肥、稀土微肥、稀土飼料酵母以適應大田作物、菜果、畜牧、養殖的需要，更加拓寬了稀土在農業上的應用。
我國稀土農用受到國家10個部委的高度重視和支持，先後取得科研成果120多項，獲得省部級以上科技獎勵100多項，發表相關論文800餘篇，專利技術90項，參加的科技人員800人，28個省、市自治區建立了推廣網路。目前稀土農用產品已有60餘種，生產企業180家，總生產能力已達500萬噸，累計推廣面積3億畝。隨著我國農業的發展和農業基礎地位的加強，農民對包括稀土微肥在內的新型肥料需求迫切。這些新型肥料的應用，不僅能大幅度增中農作物產量，提高質量，還可以減少污染，改良土壤，改變因施化肥產生的“瓜不香、果不甜、菜沒味”的現狀，將深受農民歡迎。
美國著名稀土科學家曾經預言：“中國稀土農用取得的成功，將成為本世紀稀土產業發展的里程碑。”
目前經過鑒定、可大面積推廣使用的糧食作物如小麥、水稻、玉米、穀子等7種；經濟作物如茶葉、油菜、大豆、棉花、甘蔗、煙草、橡膠等共12種；蔬菜水果如大白菜、黃瓜、蘋果、荔枝、柑桔等18種；花卉藥材如水仙、胡椒、人蔘等共8種，總計約50種。稀土在林業上應用的樹種近20種，在牧草上應用的品種如苜蓿、老麥芒等共10種。稀土飼料在養殖業的應用如豬、羊、雞、兔、魚、蝦等約10類。
1986年至1998年，我國國內四千萬畝農田施用稀土，增產糧油4億公斤，創經濟效益3億多元。目前，農業已成為我國稀土繼冶金、石化之後的第三大消費市場，稀土在農牧業和養殖業中的應用展示出十分誘人的發展前景。稀土在農業、牧草、牲畜家禽和漁類養殖中的應用水平，我國已處於國際領先地位。
根據全國稀土農用中心和全國稀土農用協作網統計的數據，到1999年底的10餘年間，我國共推廣稀土農林5．2億畝，消費稀土氧化物約2萬噸，增產糧、棉、豆、油、肉等達180億公斤。
自1972年以來，我國稀土農用事業的發展已有30餘載，取得了一批重要成果，在全球範圍內居於領先水平，累計為國家創造了150億元以上的經濟效益，成為我國稀土行業自主知識產權最為突出的領域。1986年，稀土農用綜合研究成果通過了由國家科委組織的專家驗收后，當年推廣面積達到800萬畝，並於以後幾年成倍增長，到1992年突破5200萬畝。然而自此以後的數年來，我國稀土農用面積停滯不前，每年徘徊在5000萬畝左右。
我國現有近20億畝耕地，20億畝天然和人工林，38億畝天然和人造牧場，1000萬畝魚塘和近海養殖面積，稀土應用的領域廣闊。然而與稀土農用的神奇功效相比，其推廣速度步履蹣跚，不及可推廣領域的1%。
技術推廣面積上不去的原因主要有兩個，一是由於稀土農用的機理比較複雜，學術界對稀土對人體和環境的影響形成爭議，對我國稀土農用事業的持續發展產生了較大的衝擊，企業與研究單位之間原有的密切聯繫受到極大影響，新技術、新產品開發的積極性嚴重挫傷。另一個重要原因是宣傳和推廣的手段滯后，科研單位忙於應付自身的生計、缺乏對全局的統籌，把推廣經費寄托在上級部門的行政撥款或優惠貸款上，沒有按照產業化要求和市場經濟規律，以技術吸引資金進行宣傳和推廣。以至於高新技術產品形不成產業化、集約化生產能力，宣傳和推廣經費短缺。
因此，抓住目前改革開放的大好時機，加強研究，尤為重要和必要。因此，我們應根據稀土微肥的功能特性，作為一項改革措施，將其當作常規肥料之一，配合氮肥、磷肥施用，最大限度地發揮其理論及經濟效益。同時，為了充分體現微量元素的作用和價值，以適應我國“大農業”發展的需要，要充分利用微量元素的研究成果，實現農業工程的最大增產、品質提高和土壤改良等全面目標，取得最大的經濟效益。
稀土在農牧養殖業中的應用是我國首創、國際領先的一項科研成果，被國家作為重點推廣項目和“星火”項目。稀土添加劑專指鈰組即稱輕稀土組中的鑭、鈰、鐠、釹、鉕、釤元素，其在農牧養殖業的試驗和應用已近二十年。在畜、禽、魚、蝦等動物的試驗和應用中，對其生產性能的提高有較明顯有效果。就當前來看，稀土在我國的農牧養殖業中應用範圍還很有限，中北部地區應用數量稍大一些，南部地區很少有人應用。近幾年，在亞洲經濟發達的國家中，稀土應用於農牧養殖業領域和數量稍大一些，南部地區很少有人應用。在亞洲經濟發達的國家中，稀土應用於農牧養殖業領域和數量在不斷擴大，從我國進口的數量也在逐年增加。
大量的試驗結果和應用實例表明，稀土在養殖業中應用，能夠產生明顯效果的有效機理在於，稀土元素作為催化劑進入動物機體內的代謝系統，對機體多種功能產生協調和活化作用，可激活動物體內多種酶的活性，提高酶的活力，促進消化液的分泌，增強新陳代謝，使動物對體內有效營養成分的吸收、利用得到提高，對體多種礦物質的分佈、代謝及效應有明顯影響，促進動物體內對有益無素的吸收、利用和積累，使動物的生長發育、繁殖、產蛋、產奶及產品品質等項生物指標得到提升。稀土能夠有效清除體內有害自由基，提高動物的自體免疫功能，並對體內多種有害細菌的繁殖有抑制作用，對家畜（特別是草食動物）腸道內的有益菌群的生存有提升作用。據國內近十多年多數資料的報道，作為飼料添加劑的稀土，在飼料中的添加劑量很低，對生物各項生產指標都有明顯的提高，在生產中應有較好的經濟效益。
稀土飼料添加劑對豬有明顯的促進生長效果，並可提高飼料的轉人率。李德發在生長豬的日糧中加入50毫克/千克稀土混合物，試驗組蛋白質消化率提高4．8%，粗脂肪消化率提高13．13%，每頭豬每天多沉積蛋白20．19克，日增重提高9．18%，飼料轉化率提高8．09%，日採食量兩組相近。劉丑生報道，仔豬在高營養水平下，日糧中加入0．05%硝酸稀土，日增重提高50－65克。趙春發對生長期豬和繁殖母豬進行應用，生長豬每千克體重加入稀土添加劑50毫克，長速提高13%，節約飼料5．78%；繁殖母豬每千克體重加入稀土添加劑80毫克，仔豬長速提高7．82%，成活率提高5．3%。在整個應用階段，仔豬和生長豬很少有拉稀病發生，母豬也很少有乳房炎出現。
在雞飼料中添加稀土添加劑，蛋雞可提高產蛋率，提高雛雞成活率，加快肉雞生長速度，降低飼料消耗。黑龍江省農科院家禽研究所和土肥研究所在蛋雞的基礎日糧中添加30毫克/千克稀土餵雞，結果表明，試驗雞產蛋量比對照組增加4．9%－7．4%，蛋重增加4．37%－8．5%。王清義對艾維因商品代肉雛雞試驗發現，日糧中添加0．03%硝酸稀土，經36天飼養，試驗雞日增重比對照組提高23．32%，成活率提高5%，每增重1千克活重少消耗0．51千克飼料，節約飼料16．9%，對雞屠宰測定發現胸肌率，腿肌率，全凈膛率均比對照組高。沈啟雲等對480隻星布羅商品代肉雞試驗，日糧中加入稀土，其添國量200－400毫克/千克，最佳平均日增重可提高12．02%－12．8%，飼料效果提高12．4%－12．8%，每千克增重可節約飼料0．42－0．43千克，節約飼料成本0．78元。
稀土飼料添加劑喂牛可提高產奶量和日增重，節約飼料成本。沈啟雲等研究結果，奶牛日糧中添加200毫克/千克，800毫克/千克的稀土，兩組產奶量分別比對照提高9．27%和21．47%，乳脂率分別提高0．36%和0．45%。在1、2歲育肥肉牛基礎日糧中添加500毫克－1000毫克稀土，飼餵45天測定結果，日增重分別比對照組提高88．9克和215克，提高了9．47%和26．63%，肉牛每增重1千克節約精飼料1．09千克，節約飼料成本0．73元。
在兔飼料中添加稀土，可提高長速和抗病能力，降低飼料消耗，提高母乳產量和仔兔成活率。石巧玉在廣州增城市振東種兔場對紐西蘭兔進行應用，兔日糧中加入0．04%稀土添加劑，仔兔從初生到出欄90天，試驗組只平均增重比照組多0．93千克，長速提高31．72%，節約飼料2．64千克，哺乳母兔泌乳量提高32．3%，仔兔成活率提高7．86%，仔、幼兔腸發病率降低64．7%，商品兔出欄時間提前21天。齊書烈對獺兔進行應用，在基礎日糧中加入0．05%的稀土添加劑，試驗組獺兔比對照組長速提高37%，出欄時間提前28天，平均每出欄一隻商品獺兔節約飼料1．79千克。
稀土對動物養殖無毒性積累作用，動物喂稀土后，其體內含量遠遠低於國家規定的允許含量，況且，稀土早已作為醫藥應用於人。所以說，稀土在養殖業中又被稱為天然綠色特殊微量元素添加劑。儘管如此，在應用中也不要隨意增加用量，以降低成本，發揮稀土的最佳效益。
稀土添加劑如果能夠在農牧養殖業進行有效的推廣和應用，將會給農牧養殖業和用戶帶來可觀的經濟效益，併發生相應的社會效益。
中國從1980年開始稀土的安全性毒理衛生學評價研究，1985年開始稀土在養殖業上的應用研究，到1990年研究結束，得出了兩個主要結論：第一，用適量濃度的稀土飼餵禽、畜、魚等符合安全衛生要求，不會對環境、生物和人造成任何危害；第二，禽、畜、魚投喂微量的稀土能提高成活率，增強體態，增產和改善肉質。
1．1 稀土餵豬的效果
據湖南、江蘇等5年20多個試驗點的平均試驗結果表明：用適當劑量的稀土餵豬，平均增重6%—15%，提高飼料利用率4%-10%，縮短飼養期4-15天，節約飼料15-30kg/頭。1kg稀土可增加肉豬重350—450kg。另外，豬肉品質如組蛋白質比對照提高0．5個百分點，水分比對照降低0．5個百分點，瘦肉率提高1．3個百分點，風味也有所改善。
1．2 稀土餵雞的效果
飼料中添加適量的稀土后，肉雞存活率平均提高4%—5%，平均增加體重50-80g/只，增重幅度提高6%-10%；蛋雞存活率提高4%—10%，增加產蛋4%—8%。另外，雞肉中的蛋白質含量提高0．8個百分點，水分下降了0．9個百分點。
1．3 稀土餵鴨的效果
用添加稀土的飼料餵鴨，蛋鴨平均增加產蛋6%-9%，肉鴨增加體重6%-10%，飼料報酬提高6%—15%(從群體飼料統計，相當於增加體重1kg，節約飼料0．5kg)。
1．4 稀土在牛、羊、兔上的應用效果
用含微量稀土的飼料飼餵育肥牛，平均增產5%-10%，提早10—20天出欄。
1．5 稀土在水產養殖上的應用
用稀土餵魚，平均增加鮮魚產量8．4%-27．2%，魚成活率提高5．1%—8．5%，飼料係數下降3．1%-15．5%。另外，魚肉中蛋白質及脂肪含量有所增加，水分下降，魚肉品質明顯改善。
此外，稀土的殺菌防病效果好，能明顯減少魚類的各種病症，大大提高成活率。特別是防治草魚的細菌性赤皮、腸炎、爛腮三大病有較好的效果。
稀土元素具有特殊的原子結構，是典型的金屬元素，可與氧、硫、氮、氫、碳、磷等發生反應，同時具有絡合配位、催化等多種性能，因此在生物體內能起到多種作用。
2．1 稀土的超級鈣作用
在生物體內，鈣離子對於維持細胞正常功能、肌肉收縮、信息傳遞、神經衝動傳導及骨髓的形成等起著十分重要的作用，而稀土離子因與鈣離子性質及半徑相似，而且稀土離子的電荷一般是正三價(RE3+)，高於鈣離子(Ca2+)，因而離子勢大，因此人們稱稀土離子為“超級鈣”，它不但可以佔據鈣的位置，還可以取代已經結合的Ca2+，另外，稀土離子還具有特殊的4f電子，能產生一系列的光、磁、電生物效應，因此稀土能激發多種酶活性，促進動物生長。
2．2 稀土的消炎殺茵作用
2．2．1 穩定細腦膜及溶解體膜
稀土離子與細腦磷脂和膚鏈上的羧基有較強的親和力，因此能穩定在細胞膜及溶酶體膜上，從而抑制溶酶體釋放炎症物質，使創面炎症減輕，加速癒合。
2．2．2 類似腎上腺皮激素的作用
稀土離子能抑制血液中細胞成份的增殖及液體從血管中的過度滲出，從而促進肉芽組織的生長及上皮組織的代謝，促進炎症癒合。
2．2．3 對細菌的抑制作用
適量濃度的稀土能夠抑制細菌的生長防止炎症擴散。
稀土的消炎、抗炎和抑菌作用，被廣泛用於防止仔豬腸炎，仔雞痢疾和草魚炎症；死魚，大大提高了它們的成活率。
3．1 稀土化合物的種類
適用於養殖業的稀土有有機酸稀土如抗壞血酸稀土、檸檬酸稀土和氨基酸稀土，和無機酸稀土如氯化稀土、硝酸稀土和碳酸稀土。它們各有優缺點，有機酸稀土的促長和消炎效果稍優於無機酸稀土，但成本高，稀土含量低，產生的效果慢；無機酸稀土的促長消炎效果稍低於有機酸稀土，但見效快，成本低，稀土含量高。
目前推廣的主要是有機酸和無機酸配方稀土，使它們的綜合效益最大。其中含的稀土元素最好是全配分的，即輕、中、重稀土都應含有。
3．2稀土的添加濃度
養殖業的最佳稀土添加濃度，也即稀土在干飼料中的添加量為30—50mg/kg稀土氧化物(REO)。但不同的動物，不同生長時期也有區別。一般仔豬到中豬階段，飼料中適宜的稀土濃度為40mg/kg，中豬到育肥豬階段為20mg/kg，即動物越大，採食量越多時，添加的稀土的濃度也越低才好。
仔雞和蛋雞飼料中的最佳稀土濃度為50mg/kg，肉雞的飼料中的稀土濃度為30mg/kg為宜。
魚類飼料中的稀土以5omg/kg為宜，但噴灑在青草上的濃度為3-5mg/kg為宜。
無論怎樣，稀土添加劑飼料的濃度不要超過200mg/kg，以免過高濃度的稀土會抑制動物的生長。
3．3 養殖用稀土的使用技術
3，3．1 直接添加
將養殖用稀土按所需濃度與干飼料充分拌勻后，按常規方法飼餵，這種方法簡單易行效果也不錯。
3．3．2 稀土噴灑在青草上再投喂
將養殖用稀土用適量水溶解后，噴灑在割下的青草上，涼干后投入魚塘。這時添加稀土的濃度為3—5mg/kg為宜，即稀土占青草的濃度不大於10mg/kg。
另外，可將作物用稀土對水噴灑在作物葉片上，作物生長加快，吸收稀土后，再喂牛、羊、魚等動物，這種方法促長效果好，但防病效果不如直接飼餵效果好。
此外，在魚病高發前期如每年的4至7月，每天定時全塘潑灑50mg/kg濃度的稀土水溶液(每1000m2水面用稀土水溶液100kg)，也能較好地抑制病菌生長，防治魚病，同時還能促進浮游生物的生長，提高魚類產量。
養殖用稀土的經口半數致死量在3000mg/kg以上，屬於無毒或低毒物質。動物經口攝入後主要留在富有網狀內皮系統的肝、脾、骨等臟器及組織內；在魚體內富集作用較弱，其肌肉組織富集能力更小；經消化道吸收的養殖用稀土在豬、雞、魚體內殘留量很低，其中肌肉中與對照無差別，內臟有微量殘留。
例如，用稀土餵豬后，稀土的豬肉、肝稀土含量為0．05mg/kg，和0．06mg/kg，而不喂稀土的對照組為0.05mg/kg和0．05mg/kg。
人類從各種食物中每日攝入的稀土限量為12—120mg/人，兩者相差200至2000倍。無論是否施用稀土，實際上人類每日從飲食中都要攝人平均2mg/人的稀土量(以稀土氧化物計)。