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1、第三章 园艺设施的覆盖材料Cover materials for horticultural facilities,信阳涉外职业技术学院 农业技术系 闫明亮,设施园艺学 Protected Horticulture,塑料薄膜大棚（plastic film greenhouse）,节能型日光温室（Chinese solar greenhouse）,现代化温室（greenhouse）,遮阳网（shading screen）,防虫网（insect-preventing net）覆盖栽培,本章主要内容,一.园艺设施覆盖材料的种类与要求 二.透明覆盖材料及其应用 三.半透明与不透明覆盖材料,本章目标,教
2、学目标：了解园艺设施覆盖材料发展历史，理解各种现代园艺设施覆盖材料性能和应用，掌握生产上普遍应用的三种塑料薄膜（PE膜、PVC膜和EVA膜）及遮阳网、防虫网等性能及应用。 教学重点：生产上普遍应用的三种塑料薄膜（PE膜、PVC膜和EVA膜）及遮阳网、防虫网等性能及应用。 教学难点：生产上普遍应用的三种塑料薄膜（PE膜、PVC膜和EVA膜）及遮阳网、防虫网等性能及应用。 教学课时：4学时,第一节园艺设施覆盖材料的种类与要求,一、园艺设施覆盖材料的发展,二、园艺设施覆盖材料的种类,三、设施园艺生产对覆盖材料的要求,20世纪50年代玻璃纤维增强塑料聚酯板问世，PC板材（聚碳酸酯板）开始作为覆盖材料应
3、用,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世纪初建成具玻璃屋顶的温室,19世纪末平板玻璃温室问世，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,一、园艺设施覆盖材料的发展,（一）园艺设施覆盖材料的沿革,古罗马人 云母片 滑石板,1380 玻璃围墙,1700 玻璃屋顶 温室,1938 PE PVC EVA,1958 玻璃钢 丙烯酸树脂板 聚碳酸酯板,（一）园艺设施覆盖材料的沿革,80年代中期，塑料薄膜大面积推广,汉代以前用不透明覆盖材料作简易设施
4、的保温覆盖物,汉代以后，发明造纸术出现纸窗温室,20世纪30-50年代，玻璃作为透明覆盖材料,1957年从日本引进薄膜生产技术,1958年自行生产薄膜,1962年塑料薄膜用于小拱棚覆盖,1972年塑料薄膜用于大棚覆盖,(二)中国设施园艺覆盖材料发展,汉代以后 油 纸,1920 - 1930 玻 璃,1956 PVC薄膜,1976 PE薄膜,1992 EVA薄膜,1993 保温被,(二)中国设施园艺覆盖材料发展,透明覆盖材料 玻璃、塑料板材、塑料薄膜,外保温覆盖材料 草苫、草帘、保温被,调光半透明覆盖材料 遮阳网、反光膜、薄型无纺布,二、园艺设施覆盖材料的种类,三.设施园艺生产对覆盖材料的要求,
5、1.对透明覆盖材料的要求,材料理想透光率,即光的波长组成,光质,紫外线 (290390nm）能量占12% 紫外线促进薄膜氧化，加速老化。 315380nm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。,可见光 (390760nm）占太阳辐射能总量50% 主要对作物的光合作用有影响（光合有效辐射PAR）,红外线 （760nm）能量占4849% 7603000nm有热效应，促进生长。,在波长,区域内（可见光和近红外线区域）透过率越高越好,光合有效辐射 作物光合作用,有热效应 室内增温,波长3000的红外线区域，透过
6、率越低越好,紫外线加速薄膜老化寿命短,紫外线对植物生育有有益和有害两方面影响,3000的红外线波段，是各种物质热辐射失热主要波段，透过率越高，保温性越差,散射光的作用,(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 积雪压力 安装时的拉伸力 骨架磨损,因此，要求耐冲击、耐拉伸、耐磨损能力强。,（3）耐侯性,耐侯性指塑料薄膜防老化性能；薄膜的使用寿命问题,如何增加耐侯性？,在薄膜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,原因： 紫外线作用下发生氧化； 高温加速老化； 昼夜温差导致板材破碎,加入表面活性剂防雾滴剂,如何获得流滴性？,棚膜内表面添加防雾剂,2.
7、对保温覆盖材料的要求,（1）外保温覆盖材料,草苫、草帘、纸被、保温被,A、较高的保温性，传热系数不高 于2.0w/m2,B、轻量化，便于操作，省工省力,C、防雨、防湿、经久耐用,D、表面洁净、光滑 , 防止污染和破损薄膜,（2）内保温材料,薄型无纺布、遮阳网等,A、高保温,B、防雾滴,第二节透明覆盖材料及其应用,本节重点介绍各种用于大棚和温室的PVC、PE、EVA三种薄膜的特性及要求。,一、农用塑料薄膜的种类、特性及应用,二、 地膜的种类、特性及应用,三、硬质塑料板材的种类、特性及应用,四、硬塑料膜,五、反光膜,六、玻璃,一、农用塑料薄膜的种类、特性及应用,我国设施园艺生产中使用的透明覆盖材料
8、，主要以塑料薄膜为主，就基础母料而言，主要是聚氯乙烯(PVC)和聚乙烯薄膜(PE)两大类，20世纪90年代初又研制出乙烯-醋酸乙烯(EVA)多功能复合膜,1 普通聚氯乙烯(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,PE膜，1976年开始生产,由于其安全无害而得到广泛应用,（1）生产工艺,（2）应用情况,普通PVC膜：过去普遍用于大棚生产，厚度0.100.15mm;现仅用于中、小拱棚，厚度0.030.05mm,普通 PE膜：普遍应用于长江中下游地区，用于塑料大棚的厚度为0.050.08mm；用于中、小拱棚覆盖的厚度为0.030.
9、05mm,（3）性 能,A、透光性,透明覆盖材料的透光性表现为以下三方面,a、对不同波长辐射的透过率分光透过率,b、透过率与入射角的关系,c、散光率：即透射光中散射光的比例和透光性的衰减，由水滴灰尘等引起,a、对不同波长光辐射透过率,几种塑料薄膜热辐射透过率,PVC PE EVA,几种塑料薄膜短波辐射分光透过率,PVC,PE,EVA,耐老化性？,增温性？,保温性？,两种薄膜在不同波段透过率的差异说明了什么？,紫外（=300nm） 20 5556 可见（450650nm） 8688 7180 近红外（1500nm） 9394 8891 中红外（5000nm） 72 85 远红外（9000nm）
10、40 84,两种塑料薄膜在不同光波区的透过率,b、透光率与入射角关系,随入射角增大，透光率下降,c、实际生产条件下所测新膜透光率一般只有62%70%,测试时间,09：00 10：00 11：00 12：00 13：00 14：00 15：00,PE塑料大棚 PVC塑料大棚,52 59 59 69 71 67 61 64 62 63 74 74 73 73,两种塑料（新膜）大棚透光率比较,B、强度和耐侯性,强度： PVC PE 耐侯性：PVC PE,?,C、保温性： PVC PE,?,D、其它性能,PE 膜,P V C 膜,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
11、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,针对上述问题，开发了系列功能性薄膜,2 功能性聚氯乙烯薄膜,（1）PVC长寿无滴膜,（2） PVC长寿无滴防尘膜,3 功能性 PE膜,（1） PE长寿无滴膜：,（2）PE多功能复合膜,各种助剂应相对集中在哪一层，为什么？,PE多功能复合膜,PE多功能复合膜,（3）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：,4 调光薄膜,（1） 漫反射膜,（2） 转光膜,1 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,2 透光率高 比同质功能性PE膜高8%左右,4 减少
12、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,3 保温性好 在寒冷121月，最低气温可提高2 4 ,作物产量、品质提高,（3）紫光膜和蓝光膜,5 乙烯-醋酸乙烯（EVA) 多功能复合膜,（1） 生产工艺和特性,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,的导入，使具有如下独特性能,（2）国产EVA 膜主要性能,A、透光性,强度：PVCEVAPE,耐侯性：18-24个月,EVA树脂阻隔紫外线能力强.,B、强度和耐侯性,夜间比 PE膜高1.01.5,白天比PE膜高2.03.0,EVA树脂的弱极性使流滴持效
13、期延长，一般8个月以上。,6. 氟素膜,以四氟乙烯为基础母料，其特点是：,在了解了各种棚室覆盖薄膜性能后，在应用时（薄膜选用），应注意哪些问题呢？,今后薄膜的研究方向：,如F/FR转换薄膜、温变色薄膜、光诱变膜等,二、 地膜的种类、特性及应用,普通地膜,透光性好，覆盖后使地温提高24，全国普遍应用,线性低密度聚乙烯地膜（LLDPE)（线性膜）,有色地膜,各种地膜对可见光的反射率和透射率,耐老化长寿地膜,除草地膜,黑白双面地膜,水枕,可控性降解膜,光降解地膜,生物降解地膜,生光可控降解地膜,特殊功能性地膜,三、硬质塑料板材的种类、特性及应用,指厚度0.2mm以上的硬质塑料板材，多为瓦楞状波形板，
14、以消除温度变化而引起的收缩及散光性,玻璃纤维增强聚脂板（FRP板),玻璃纤维增强聚丙烯树脂 板（FRA板),丙烯酸树脂板（MMA 板),聚碳酸脂板（ PC板),P C 板 特 点,硬质塑料板材性能,1 对紫外区域透过率FRAMMA玻璃FRP（不透过） 2 在可见光区域，透过率与玻璃相当，90%以上 3 对长波阻隔能力与玻璃相当 4 重量轻，耐冲击，耐雪压 5 有一定卷曲性能，可弯成曲面 6 耐侯性、阻燃性和亲水性不如玻璃,四、硬塑料膜,指厚度在0.10.2mm的硬质塑料片材。有不含可塑剂的硬质聚氯乙烯膜和硬脂聚脂膜两种,透光性,1 聚脂膜能透过320nm以上紫外线， 硬质 PVC 膜波长380
15、nm以下光线 不透过,2 可见光波段透过率两种一样,3 红外线区域透过率极低（10%）,耐侯性,聚脂膜PVC膜,流滴性 保温性,两种膜相当,硬塑料膜,五、反 光 膜,种类,作用,在PVC膜或PE膜成膜过程中混入铝粉 一种以铝粉蒸汽涂于PVC膜或PE膜表面 或将0.030.04 mm的聚脂膜进行真空镀铝,增加光照 保温,六、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。,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
16、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，造价高。,玻 璃,种类,平板玻璃、钢化玻璃和红外线（热吸收）玻璃,特性,1、透光性：,. 紫外线区域透过率：平板玻璃 热线吸收玻璃,. 可见光波段：平板玻璃 热线吸收玻璃,. 热线吸收玻璃,. 4000mm红外线区：两者均不透过,. 透过率与入射角有关系,2、增温保温性,增温性：,平板玻璃 热线吸收玻璃,保温性：,两者相当,3、其他功能,耐侯性、防尘、耐药、亲水性.,比重大，不耐冲击,第三节 半透明与不透明覆盖材料,一、无 纺 布,二、遮 阳 网,三、日光温室外覆盖保温材料,一、无 纺 布,以聚脂为原料经熔融纺丝，堆集布网，热压粘合，后干燥定型成棉布状材料，又称“不织布”“丰收
