园艺设施学课件 2第二章 第7节

特点 效果
A. 具有光转换特性 将吸收的紫外光转换成兰 紫光或橙红光 提高光合作用
B. 透光率高 比同质功能性PE膜高8%左右
C. 保温性好 在寒冷12~1月，最低气温可提
高2~ 4 ℃
D. 减少温差 覆盖转光膜棚室温度特点：阴天 或晴天的早晚气温高于同质PE膜；晴天中午低 于同质PE膜
作物产量、品质提高
VA的导入使EVA膜具有以下特性：
A.结晶性下降，有良好透光性，初始透光特性接 近PVC，衰退较慢。
B. 耐低温、耐冲击、不易开裂，耐候 C. 具有弱极性，防尘性好；与防雾滴剂有良好
相溶性，流滴持效期长。 D. 对红外线阻隔率优于PE 保温性好
幅宽大、比重小
EVA 膜主要性能
A.透光性
紫外线区域 （＜300 nm）
一、历史沿革
古罗马人——用云母片或透明的滑石板作为覆盖材料 14世纪80年代——用玻璃当覆盖材料（玻璃房） 18世纪初——建成具有玻璃屋顶的温室 19世纪末——平板玻璃问世，并应用于温室覆盖，至 今百余 年历史
20世纪30年代——英国化学家福西特和吉布森发明 了PE膜，于1938年在英国生产，随后PVC、EVA 相继问世
粘性 静电
对于塑料板材，还有表面耐磨和阻燃等特性的要求。
2.保温覆盖材料
（1）外保温覆盖材料 草苫、草帘、 纸被、保温被
要 求： A、较高的保温性，传热系数不高于2.0w/（ m2 ·℃）
B、轻量化，便于机械、自动操作，省工省力
C、防雨、防湿、防老化、经久耐用 D、表面洁净、光滑，以防污染和破损
③远红外线透过率低
添加红外线阻隔剂，提高设施内温度。
④散射性较强
(2) 强 度
覆盖材料必须能承受以下几种外力： 风力、风沙、冰雹冲击力 雨水、积雪压力 运输、安装时的拉伸力 骨架磨损
故要考虑强度，包括横向拉伸强度（kg/cm2)， 断裂伸长率(%)，抗冲击强度等
要求耐冲击、耐拉伸、耐磨损能力强。
②
耐老化性远高于其他 PE 膜，有效使用年 限 1.0～1.5 年；
远红外透过率仅为普通 PE 膜（71-78%） ③ 的 50%（36%左右），保温能力提高
1.0～4.5℃；
④ 紫外线透过率低，病情指数明显下降；
⑤
室内散射光比例高达 54%，作物上、下层 受光均匀；
光氧化和 热氧化稳 定剂
红外线阻 隔剂
防尘性
PE ＞ PVC
80 60 40 20
0 New
PVC PE
Half year One year
later
later
PE PVC
普通PVC和PE薄膜不足之处
普通PVC、PE膜在使用过程中存在以下问题： 1.寿命短，PE膜3~6个月，PVC膜6个月以上，有效 使用寿命4~6个月 2.无流滴性，棚室湿度大，作物病害重 3.保温性差
-
-
100 85.1
薄型耐老化膜 90.3 67.6
78.0 70.2 82.0 71.7 76.0 63.0
耐侯性、机械性能明显优于普通PE膜
（3） 调光薄膜
①漫反射膜（DRF） 工艺 在成膜工艺中（PE或PVC等）加入性状特殊的结
晶材料，使直射光变成散射光，作物受光均匀
特点
紫外线
可见光 近红外线
第二章
园艺设施的类型、结构、性能 及应用
第七节 设施覆盖材料种类及特性
本节的主要内容：
1.设施园艺生产对覆盖材料的要求 2. PVC、PE、EVA的主要性能，不同类型PVC、
PE、EVA的应用 3. 硬质板材、塑料薄膜、玻璃在应用上的优点和
局限性 4. 半透明、不透明覆盖材料的性能及应用 5. 设施园艺覆盖材料的发展趋势
光合有效辐射区域 （400～700 nm）
长波热辐射区域 （＞700 nm）
PVC＜EVA＜PE PVC≈EVA＞PE PVC＜EVA＜PE
工艺
采用三层共挤设备将具有不同功能助剂（防 老化剂、防雾滴剂、保温剂）分层加入成膜 生产工艺。
各种助剂存在于薄膜的层次：
防老化剂、UV阻隔剂相对集中在外层，防 老化延长寿命
保温剂集中于中层，抑制棚室内热辐射流 失，具保温性
防雾滴剂集中于内层，流滴性好，提高透 光率
性能
PE 多 功 能 复 合 膜
应用
20世纪50年代——玻璃纤维增强塑料板问世（俗称玻 璃钢），PC板材.
中国：
➢
汉代前用不透明材料当覆盖物；汉代后，半透明纸、羊皮纸、油纸等。
➢
20世纪30~50年代，玻璃（阳畦、改良阳畦和温室）
➢
50年代后期，PVC膜由日本引进，中小拱棚—水稻育秧
➢
60年代大棚覆盖成功
➢
70年代，（1975-1976年，由于农用聚氯乙烯（PVC）薄膜增塑剂选择
外层
以L-LDPE、 LDPE 或 VA含量低的 EVA树脂为主， 添加耐侯、防尘助剂 耐侯性强，防止防雾剂外 渗，机械性能好
中层
以VA含量高的EVA树脂为主，添加保温、防雾滴 助剂 提高保温和防雾滴功能
内层
以VA含量低的EVA树脂为主，添加保温、防雾滴 助剂 机械性能好，又有较高保温和流滴持效性能
紫外线加速薄膜老化—寿命短；紫外线对植物生育存在 有益和有害两方面。
315~380nm近紫外线参与花青素、Vc、Vd的合成，抑制 作物徒长；
＜315nm对作物有害；＜345nm促进灰霉病孢子形成； ＜370nm诱发菌核病发生。
>3000的红外线波段，是各种物质热辐射失热主要波段。
①紫外线透过率低 ②可见光、近红外光透过率高
三、设施园艺生产对覆盖材料的要求
1.透明覆盖材料
(1)透光性
400~700nm 光合有效辐射 作物光合作用 占太阳辐射能总量50%
760~3000nm 有热效应 室内增温，促进生长 （＞760nm）能量占48~49%
波长<350nm的近紫外区域和波长>3000nm的红外 线区域，透过率越低越好。290~390nm能量占1~2%。
二、园艺设施覆盖材料的种类
（一）透明覆盖材料 玻璃、塑料板材、塑料薄膜--
（二）外保温覆盖材料 草苫、草帘、保温被--
（三）调光调温覆盖材料 遮阳网、反光膜、薄型无纺布--
三、设施园艺生产对覆盖材料的要求
1.透明覆盖材料
(1)透光性 (2)强 度 (3)耐候性 (4)防雾、防滴性 (5)保温性 (6)防尘性
PE膜，1976年开始生产，由于安全无害而得到广泛应用
生产工艺：
PVC膜： PVC树脂+增塑剂，高温轧延而成 PE膜： 由低密度聚乙烯（LDPE）树脂或线型低密度聚乙
烯（L-LDPE）树脂吹塑而成
特点与性能：
PVC
PE
厚 度： 0.10~0.15 mm（过去） 0.05~0.08 mm 覆盖大棚
19~23 250~290 810~877 14.5
PE
<17 493~550 312~615
7.0
强度： PVC > PE 耐候性：PVC > PE
? （PE紫外线吸收率高，加速光氧化）
保温性
PVC ＞ PE
同样结构的温室， 覆盖PVC膜和PE
膜
?
白天温度：PVC高于PE 3℃
夜间温度：PVC 高于PE 1~2℃
效果
涂敷防尘工艺阻止增塑剂、防雾滴剂 向外析出，减少表面静电，透光性、 流滴持效期和防老化性能得到改善
③PE长寿无滴膜：
工艺 在成膜工艺中加入防老化、防雾滴助剂
功能
厚度 0.12 mm，寿命12~18个月，流 滴持效期150天以上，透光率提高
10%-20%
应用 冬季、早春温室园艺植物生产
④PE多功能复合膜
厚度0.08~0.12mm
使用寿命1~1.5年
防雾、流滴持效期3~4个月 保温性与PVC接近
覆盖后棚室中散射光增加，占 50%，使室内光照均匀
添加的紫外线阻隔剂可抑制 灰霉、菌核病的发生
在东北、华北、西北地区广泛应用于大棚、 温室覆盖。
⑤薄型多功能聚乙烯膜
生产工艺基本同PE多功能膜，具以下特点：
① 厚度 0.05 mm，仅为普通棚膜的 40%；
➢
不当，造成大面积棚栽作物中毒。）此后，聚氯乙烯薄膜厂家纷纷转
➢
产聚乙烯（PE）农膜。
➢
70年代末80年代初，从日本引进聚乙烯和聚氯乙烯、地膜、无纺布、遮
➢
阳网。
➢
80年代以后，功能膜 无滴、流滴、长寿（防老化）、
➢
保温、 多功能和转光膜等。
➢
90年代，乙烯-醋酸乙烯多功能复合膜，PC板材开始应用。
小（ 0.92 g·cm-2 ）
粘 合 性： 能用粘合剂，易修补 不能
透光性
两种塑料薄膜在不同光波区的透射率（ % ）
光波区
PVC PE
紫 外（≤300 nm） 20 可 见（450-650nm） 86-88 近红外（1500 nm） 93-94 中红外（5000 nm） 72 远红外（9000 nm） 40
0.03~0.05 mm（现在） 0.03~0.05 mm 中小棚
透 光 性（光透过率%）
紫 外： 小
大
光 合 有 效： 大
小
长 波 辐 射： 小
大 （中远红外－热）
强 度： 大
小
保 温 性： 好
差
亲和性（流滴性）：强（难成水滴）
差（易附着水滴）
耐 寒 性： 弱（-50 0C）
强（-70 0C）
比 重： 大（1.30 g·cm-2）
③紫色（光）膜和蓝色（光）膜
无滴长寿聚乙烯膜 ＋
紫或蓝染料
转光膜 ＋
紫或蓝染料
工艺 在成膜过程中加入紫色或蓝色染料
特点 使蓝、紫透光率均增加
紫光膜有利于韭菜、茴香、芹菜、莴苣和 应用 叶菜生长；
蓝色膜可防止水稻育秧时烂秧。
（4）乙烯---醋酸乙烯（EVA）复合功能膜
以乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）树脂为主体的三层复合多功能 性薄膜，厚度0.10~0.12mm，宽幅2~12m。
中红外线
远红外线
漫反射膜
一定转 光能力
87%
7～16%
18%
聚氯乙烯膜 无
接近
36%
36%
相对
-20～30% -18%
功效
增强光照，减少病害
保温性升高，中午升 温慢，室温变化平稳
B C
②转光膜（Spectrum Conversion Film） 工艺 在各种功能性PE膜中添加荧光化合物和介质助剂而成
55-60 71-80 88-91 85 84
可见光 几种塑料薄膜短波辐射分光透过率 ①~④PVC ⑤⑥PE ⑦EVA
对可见光透过率： PVC﹥EVA ﹥ PE
实际生产条件下所测新膜透光率一般只有60%~70%
两种塑料（新膜）大棚透光率比较
测试时间
09：00 10：00 11：00 12：00 13：00 14：00 15：00
PE塑料大棚
52
PVC塑料大棚 64
59
59 69
71
67
61
62
63 74
74
73
73
由水滴、灰尘等引起的透光性衰减 受入射角、骨架遮荫、结露等影响 与PE比较，PVC初始透光率高，但衰减快
强度和耐候性
两种农膜的强度
强度
PVC
拉伸强度/(Mpa) 伸长率/% 直角撕裂/(N.cm-1) 冲击强度/(N.cm-1)
针对上述问题，开发了系列功能性薄膜
（2） 功能性薄膜
①PVC长寿无滴膜
工艺 在PVC树脂中添加
防老化助剂、防雾 滴剂（聚多元醇脂 类、胺类复合型防 雾滴剂）
性能
寿命8~10个月 ，流滴性持续4~6个月。 厚度0.12mm
应用
日光温室冬季园艺植物生产
②PVC长寿无滴防尘膜
工艺
在PVC长寿无滴膜工艺基础上， 增加一道表面涂敷防尘工艺
透光率降低 5~10%
诱病！
如何获得流滴性？
加入表面活性剂—防雾滴剂
影响地、气 温升高
棚膜内表面添加防雾剂
（5）保 温 性
覆盖材料保温性的差异取决于其热辐射透 过率的不同。 （> 3000nm红外线波段的透过率）
添加红外线阻隔剂，减少热辐射损失。 保温性：玻璃＞PVC ＞EVA ＞PE
（6）防尘性
紫外线阻 隔剂
Baidu Nhomakorabea 项目
几种薄膜的耐侯性
%
暴晒试验
连续扣棚试验
纵向伸长保留率 9个月 10个月
横向伸长保留率 9个月 10个月
纵向伸长保留率 横向伸长保留率 9个月 10个月 9个月 10个月
普通PE膜 32.8 已破 薄型多功能PE膜 96.3 94.5
3.5
-
96.0 87.8
已破 已破 87.0 85.9
薄膜
（2）内保温材料
薄型无纺布 遮阳网等
要 求：
A、高保温、重量轻 B、防雾滴 C、防老化 结实耐用 D、易卷曲 便于铺卷
四、覆盖材料的种类、性能及应用
（一）透明材料
1.农用塑料薄膜：质轻、价低、性优、使用方便 （1）聚氯乙烯（PVC）和聚乙烯（PE）薄膜
PVC膜，1958年从日本引进，1963年自行生产，1972年用 于塑料大棚生产
（3）耐候性
耐候性指透明材料防老化性能、使用寿命问题
老化后
在强光和高温下，变脆而撕裂 透光率衰减
原因：① 紫外线氧化作用； ② 高温加速老化； ③ 昼夜温差导致板材破碎
如何增加耐侯性？
在生产工艺中加入光稳定剂、热稳定剂、抗 氧化剂和紫外吸收剂等助剂。
（4）防雾、防滴性
设施内高湿环境在 室内形成雾