覆盖材料的种类与性能

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园艺设施的覆盖材 料
棚室覆盖材料及其应用技术,是人类在同干旱、 低温、霜冻和风、雨、雪等自然灾害的长期斗争 中,以及在开发利用农业资源的长期实践中逐步 认识和发展起来的。利用日益发达的现代科学技 术,大力开发推广高科技含量的新型棚室覆盖材 料的设施园艺,对于防灾、减灾,挖掘农业的内 在潜力,建设持续高产、优质、高效农业,促进 我国的菜园子建设,增加菜农收入,丰富城乡居 民的菜篮子,保持社会稳定,具有十分重要的意
1.漫反射薄膜 通过在聚乙烯母料中添加调光物质,使直射
光在进入大棚后形成更均匀的散射光,作 物受光趋于一致,设施中的温度变化减少, 可促进植物的光合作用。
2.转光膜
通过在聚乙烯等母料中添加光转换物质和助 剂,使太阳光中的能量较大的紫外线转变 为能量较小的有利于植物光合作用的可见 光。此外,还具有更优越的保温性能,可 提高设施中的温度。
覆盖材料的种类
覆盖材料的发展:玻璃,聚氯乙烯(PVC)薄膜, 聚乙烯(PE)薄膜,乙酸-醋酸乙烯薄膜,玻璃纤 维增强塑料板(玻璃钢),PC板,多功能薄膜。
覆盖材料的种类:传统覆盖材料(草帘,竹帘, 棉被,玻璃),现代覆盖材料
普通膜:PVC普通膜,PE普通膜,寿命只有4-6 个月
防老化膜: PVC防老化膜,寿命8-12个月,PE防 老化膜,寿命12-18个月
3.有色膜
通过在母料中添加一定的颜料改变设施中的 光环境,创造更适合光合作用的光谱,从 而达到促进植物生长的作用。
缺点:不稳定,且使用有色膜后降低了光透 过率,故限制了在生产上的应用。
PVC长寿无滴防尘膜:生产过程中增加一道 防尘工艺,进一步提高了透光率和使用寿 命。
功能性聚乙烯(PE)薄膜
PE长寿无滴膜:无滴性提高到150天以上, 使 用 寿 命 12-18 个 月 , 透 光 率 提 高 1020%。
PE多功能复合膜:加入防雾滴剂,保温剂 和防老化剂,使用寿命更加延长,还添加 有特定紫外线吸收剂,可抑制病菌的发生。
植物的生长,同时也可减少叶霉病和菌核 病,以及一些虫害的发生,但在一些作物 上必须谨慎使用。见下表。
种类
透过波长范 围
近紫外线透 过率
适用范围
适用作物和病虫害
近紫外线必 300nm以上 需型
70%以上
促进花青素 着色
茄子,草莓,苹果,葡萄,无 花果,桃,中晚熟蜜柑,郁金 香,洋桔梗,石斛等具有红紫 和蓝色花的植物
温性和防雾滴效果,一些薄膜还具有选光 和强保温功能
塑料薄膜----聚氯乙烯(PVC)薄膜
缺点: 容易产生增塑剂的缓慢释放及吸尘现象, 使其透光率迅速下降,缩短了使用年限。
“转光膜”
大多为近年生产的去紫外线薄膜 通过在聚氯乙烯原料中添加紫外线吸收剂
以改变紫外线的透过率 通过控制紫外线透过率,不仅可促进一些
与聚氯乙烯(PVC)薄膜相比,其优点是: 比重轻(0.95,PVC是1.41) 幅度大,覆盖比较容易等
塑料薄膜----聚乙烯(PE)薄膜
其他特点:吸尘少,无增塑剂释放等,使 用一段时间后其透光率下降要比PVC低
缺点:对紫外线的吸收率较PVC要高,容 易引起聚合物的光氧化而加速薄膜的老化, 因此,使用寿命一般比PVC要短。
1988年以来,在有关部门组织实施的国 家农业试验示范及新型农膜专项计划的 推动下,我国棚膜的生产工艺技术发展 很快,从普通棚膜到乙烯一醋酸乙烯
(EvA)多功能复合膜,巳研制开发出三代 新型棚膜,即防老化膜、双防膜(防雾滴 防老化膜,下同)和乙烯——醋酸乙烯多 功能复合膜,从而更有利于设施园艺的 开发推广。
防雾防滴性,要求防雾持续时间长,防雾与防 滴同步。
保温性:保温性的差异缘于热辐射透过率的差 异。
玻璃
是薄膜普及之前使用最多的覆盖材料 普 通 玻 璃 的 可 见 光 通 过 率 为 90% 左 右 , 对
300nm以下的紫外线有阻隔作用 可吸收几乎所有的红外线,夜间的长波辐射所引
起的热损失很少。 优点:使用寿命长(20年以上),耐候性好,防
现代覆盖材料的分类
普通膜:PVC普通膜,PE普通膜,寿命只有4-6 个月
防老化膜: PVC防老化膜,寿命8-12个月,PE 防老化膜,寿命12-18个月
多功能复合膜:PE多功能复合膜,EVA多功能 复合膜
调光膜:漫反射膜,光转化膜,有色膜 硬质塑料板材:FRP板,FRA板,PC板 遮阳网 无纺布
高。
塑料薄膜
是目前我国设施农业中使用面积最大的覆盖材料 其特点是:质地轻,价格较低,性能优良,使用
和运输方便等。 根据母料可分为三大类:
聚氯乙烯(PVC)薄膜 聚乙烯(PE)薄膜 乙烯—醋酸乙烯(EVA)多功能复合薄膜
塑料薄膜—聚氯乙烯(PVC)薄膜
种类繁多,功能丰富,为目前我国和日本 等国家使用最普遍的薄膜之一。
到了汉代,纸张的发明,使温室栽培进入 了以纸为透光覆盖材料的纸窗温室时代。 玻璃问世以后,便取代纸,大大改善了温 室的光照条件,增强了温室效应,促进了 温室的发展。
本世纪30—50年代,以玻璃为透明覆盖材 料的阳畦、改良阳畦和温室有了较大的发 展。但由于易破损,对骨架要求严格,建 造和维修难度大、费用高,不利于推广普 及。
薄型多功能聚乙烯膜:加入红外线阻隔剂 提高薄膜的保温型,厚度仅为0.05mm。
类别
PVC 普通膜 PE 普通膜 PVC 防老化膜 PE 防老化膜 PE 长寿膜 PVC 双防膜 PE 双防膜 PE 多功能膜 PE 多功能复合膜 EVA 多 功 能 复 合 膜 PE 漫散射膜 PE 防雾滴转光膜
表 18-6 不 同 塑 料 薄 膜 的 性 能 比 较
覆盖材料的性能
传统的保温功能延伸到减少到病虫害发生, 提高品质等功能
透明覆盖材料
对透明覆盖材料的要求
透光性:将波长在350nm以下的紫外光阻隔掉, 加入红外线阻隔剂,降低红外线的透过率。
强度要求:具有一定的抗风雪压力和抗冲击能 力。
耐侯性:防老化性能,需要加入光稳定剂,热 稳定剂,抗氧化剂等。
聚氯乙烯使用后增塑剂易析出,加之它易 吸附灰尘,透光率衰减很快,所以透光率 在实际使用时不如聚乙烯膜高。
PVC和PE薄膜的比较
强度和耐侯性:聚氯乙烯薄膜较强 保温性:聚氯乙烯薄膜由于聚乙烯薄膜 聚氯乙烯薄膜易修补。
功能性聚氯乙烯(PVC)薄膜
PVC长寿无滴膜:在生产过程中加入增塑剂, 防老化剂,流滴性在4-6个月,使用寿命提 高到8-10个月,薄膜厚度为0.12mm。
塑料薄膜:乙烯—醋酸乙烯(EVA)多 功能复合薄膜
是以乙烯—醋酸乙烯共聚物为主原料添加 紫外线吸收剂,保温剂和防雾滴注剂等制 造而成的多层复合薄膜
特点:质轻 使用寿命长(3—5年) 透明度高 防雾滴剂渗出率低等
塑料薄膜:乙烯—醋酸乙烯(EVA)多 功能复合薄膜
优点:EVA膜的红外线区域的透过率介于聚氯乙 烯(PVC)薄膜和聚乙烯(PE)薄膜之间,故保 温性显著高于聚乙烯(PE)薄膜,夜间的温度要 比普通PE高出2—3度。对光合有效辐射的透过率 也高于PVC和PE。


前良后中 中 良
12~18
34

前良后中 中 良
15~50
68

前优后中 弱 良
12~18



强良
12~18
24

前良后中 弱 良
转光性
无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 有
调光薄膜
漫反射膜 将性状特殊的晶体材料混入聚氯 乙烯和聚乙烯材料中制成。散射光增加, 受光均匀。
转光膜 具有光转化特性,可将紫外光区的 能量转化为有利光合作用的橙红光。
50年代中后期,随着塑料小拱棚覆盖栽培 方式的引进,揭开了我国以塑料薄膜取代
玻璃作为透明覆盖材料的棚室栽培新篇章。
60年代初至70年代中期,聚氯乙烯(PVC) 薄膜大面积应用于大、中、小棚栽培,促 进了我国塑料棚园艺的发展。
1975—1976年冬春,由于农用聚氯乙烯 薄膜增塑剂选择不当,造成大面积棚栽作 物中毒。此后,聚氯乙烯农膜厂家纷纷转 产聚乙烯(PE)薄膜,除东北地区因气候严 寒且有一定的生产和使用经验尚有一定市 场外,其他地区均改用农用聚乙烯薄膜, 并开始取代玻璃用作阳畦、改良阳畦和温 室透明覆盖材料。
使用10年后透光率仍有90%以上。 价格昂贵,国内尚不能生产。
反光膜
有三种类型:一是成膜过程中加入铝粉, 二是以铝粉蒸汽涂于膜表面,三是将聚酯 膜真空镀铝,又称镜面反射膜。
提高对可见光的反射能力,增加光照。 铝箔的长波放射系数较小,可以减少热辐
射的散失,有保温作用。
新型多功能覆盖材料
除目前普遍使用的长寿无滴膜外,另有转 光膜,有色膜,病虫害趋避膜等,大多处 于开发研究阶段
70年代末80年代初,地膜、无纺布、遮 阳网等覆盖材料相继引入我国,并成功 地应用于生产实践,使我国的设施栽培 由只盖天不盖地发展到既盖天又盖地, 设施园艺由增温保温型发展到遮阳降温 型,无纺布也作为棚室内保温覆盖材料 应用于生产。但是,草帘、草苫等作为 棚室外保温覆盖材料,尚无理想的工业 化产品取代。
防老化性 防雾滴 保温性 透光性 漫散 防尘性
连续覆盖 持效期
射性
时间(月) (月)
4~6


前优后差 无 差
4~6


前良后中 无 良
10~18


前优后差 无 差
12~18


前良后中 无 良
24 以上 无

前良后中 无 良
10~12
46

前优后差 无 差
12~18
24

前良后中 弱 良
12~18
促进蜜蜂活 甜瓜,草莓 动
紫外线透过 300nm以上 50% 型
通用
几乎所有植物
近紫外线抑 340+ ( - ) 25%+ ( - ) 促进叶菜, 韭菜,菠菜,莴苣等
制透过型
10nm
Biblioteka Baidu
10%
茎菜生长
紫外线不透 380nm以上 0 过型
防治病虫害
水稻菌核病,菠菜萎焉 病,大葱黑斑病,灰霉 病,蚜虫,潜夜蝇等
薄膜的保温性与其对长波辐射区域的透过 率有关,聚氯乙烯薄膜对长波辐射的透过 率显著低于聚乙烯薄膜,因此,其保温性 也比聚乙烯薄膜和乙烯—醋酸乙烯(EVA) 多功能复合薄膜要好。
塑料薄膜----聚乙烯(PE)薄膜
由低密度聚乙烯(LDPE)树脂或线形低密 度聚乙烯(LLDPE)树脂吹制而成
除作为地膜使用外,也广泛作为外覆盖和 保温多重覆盖使用
以聚氯乙烯树脂为主原料,加入适量的增 塑剂制作而成
许多产品还添加光稳定剂,紫外线吸收剂 以增加耐候性,添加表面活性剂以提高防 雾效果
塑料薄膜----聚氯乙烯(PVC)薄膜
聚氯乙烯(PVC)薄膜有透明和粉色之分 其加工过程大多经过了防尘和防雾滴处理,
从而能使水分以膜状流下 优点:不仅具有较好的柔性,透明度,保
既克服了PE无滴持续期短和保温性差的缺点,也 克服了PVC比重大,幅窄,易吸尘和耐候性差的 缺点,具有很好的应用前景。
PVC和PE薄膜的比较
透光性比较:在紫外线区域,聚乙烯薄膜 的透过率高,在可见光区域聚氯乙烯的透 过率高,在中远红外区域聚乙烯的透过率 高,聚氯乙烯对光合有效辐射的透过率高, 增温性和保温性强。
尘,防腐蚀性好 缺点:比重大(2.5克/立方厘米),对支架的坚
固性要求高,易破损,故限制了推广应用。
玻璃
有三种:平板玻璃,钢化玻璃,红外线吸 收玻璃。
玻璃在所有覆盖材料中耐侯性最强,透光 性,防尘性和亲水性都很好,但比较重, 抗冲击性能差。
红外线吸收玻璃保温性好,造价高。 钢化玻璃抗冲击性能好,但易老化,造价
蓝色和紫色膜 蓝紫光透光率增加。
EVA多功能复合薄膜
以乙烯-醋酸乙烯共聚物为主体的多功能复 合薄膜。
透光性和保温性介于PE和PVC薄膜之间。 综合了PE和PVC薄膜的优点,无滴性,透
光率,耐侯性,保温性兼具。
氟素膜
氟素膜以聚四氟乙烯为基础母料。 透光性和抗静电能力强,寿命在10-15年,
义。
本章主要内容
棚室覆盖材料的发展 覆盖材料的种类和性能 透明覆盖材料 半透明覆盖材料 不透明覆盖材料 参考资料
棚室覆盖材料的发展
为了摆脱大自然的束缚,我们的祖先很 早就开始利用保护设施抗御恶劣的自然 条件,进行超时令、反季节蔬菜、瓜、 果栽培的伟大实践。
史载,公元206一211年间,“冬种瓜于 骗山(今陕西临渔境内)谷中温处,瓜实 成”。这是我国,也是世界上最原始的 温室栽培。
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