設(shè)施園藝學(xué)園藝設(shè)施的覆蓋材料學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1設(shè)施園藝學(xué)設(shè)施園藝學(xué) 園藝設(shè)施的覆蓋園藝設(shè)施的覆蓋(fgi)材料材料第一頁，共126頁。現(xiàn)代化溫室(wnsh)（greenhouse）第2頁/共126頁第二頁，共126頁。遮陽網(wǎng)（shading screen） 第3頁/共126頁第三頁，共126頁。防蟲網(wǎng)（insect-preventing net）覆蓋(fgi)栽培 第4頁/共126頁第四頁，共126頁。第5頁/共126頁第五頁，共126頁。第6頁/共126頁第六頁，共126頁。第7頁/共126頁第七頁，共126頁。20世紀50年代玻璃纖維增強塑料聚酯板問世，PC板材（聚碳酸酯板）開始作為(zuwi)覆蓋材料應(yīng)用古羅馬人用云母片或透

2、明(tumng)的滑石板作為覆蓋材料14世紀80年代(nindi)用玻璃當(dāng)覆蓋材料（玻璃房）18世紀初建成具玻璃屋頂?shù)臏厥?9世紀末平板玻璃溫室問世，并應(yīng)用于溫室覆蓋，至今百余 年歷史20世紀30年代,英國化學(xué)家福西特和吉布森發(fā)明了PE膜，于1938年在英國生產(chǎn)，隨后PVC、EVA相繼問世第8頁/共126頁第八頁，共126頁。古羅馬人云母片滑石板(shbn)1380玻璃(b l)圍墻1700玻璃(b l)屋頂溫室1938PEPVCEVA1958玻璃鋼丙烯酸樹脂板聚碳酸酯板第9頁/共126頁第九頁，共126頁。80年代中期，塑料薄膜(s lio bo m)大面積推廣漢代以前用不透明覆蓋材料作簡易

3、設(shè)施(shsh)的保溫覆蓋物漢代以后(yhu)，發(fā)明造紙術(shù)出現(xiàn)紙窗溫室20世紀30-50年代，玻璃作為透明覆蓋材料1957年從日本引進薄膜生產(chǎn)技術(shù)1958年自行生產(chǎn)薄膜1962年塑料薄膜用于小拱棚覆蓋1972年塑料薄膜用于大棚覆蓋第10頁/共126頁第十頁，共126頁。外 保 溫現(xiàn)在：輕型外保溫覆蓋材料的研制開發(fā)過去：草苫、蒲席、紙被為主第11頁/共126頁第十一頁，共126頁。第12頁/共126頁第十二頁，共126頁。第13頁/共126頁第十三頁，共126頁。第14頁/共126頁第十四頁，共126頁。第15頁/共126頁第十五頁，共126頁。(1)透光性第16頁/共126頁第十六頁，共126

4、頁。第17頁/共126頁第十七頁，共126頁。3503000nm在波長(bchng)區(qū)域(qy)內(nèi)（可見光和近紅外線區(qū)域(qy)）透過率越高越好光合有效輻射 作物(zuw)光合作用400760nm有熱效應(yīng) 室內(nèi)增溫7603000nm第18頁/共126頁第十八頁，共126頁。n 波長3000的紅外線區(qū)域(qy)，透過率越低越好紫外線加速(ji s)薄膜老化壽命短紫外線對植物生育(shngy)有有益和有害兩方面影響n 3000的紅外線波段，是各種物質(zhì)熱輻射失熱主要波段，透過率越高，保溫性越差n 散射光的作用第19頁/共126頁第十九頁，共126頁。(2) 強 度第20頁/共126頁第二十頁，共12

5、6頁。（3）耐侯性耐侯性指塑料薄膜防老化性能(xngnng)；薄膜的使用壽命問題薄膜老化后在高溫下變脆，撕裂透光率衰減如何(rh)增加耐侯性？ 在薄膜生產(chǎn)工藝中加入(jir)光穩(wěn)定劑、熱穩(wěn)定劑、抗氧化劑和紫外吸收劑 第21頁/共126頁第二十一頁，共126頁。（4）防霧、防滴性設(shè)施內(nèi)高濕環(huán)境，室內(nèi)形成霧透光率降低5%10%影響地、氣溫升高加入(jir)表面活性劑防霧滴劑如何(rh)獲得流滴性？第22頁/共126頁第二十二頁，共126頁。第23頁/共126頁第二十三頁，共126頁。覆蓋材料保溫性的差異取決于其熱輻射透過率的不同。 （ 3000nm紅外線波段的透過率）提高保溫性，需在薄膜生產(chǎn)過程中

6、添加紅外線阻隔劑此外，對透明覆蓋材料還有防塵性的要求，對塑料板材，還有表面耐磨和阻燃等特性要求（5）保 溫 性第24頁/共126頁第二十四頁，共126頁。（1）外保溫覆蓋(fgi)材料草苫(co shn)、草簾、紙被、保溫被要 求A、較高的保溫性，傳熱系數(shù)不高 于2.0w/m2B、輕量化，便于操作，省工省力C、防雨、防濕、經(jīng)久耐用D、表面潔凈、光滑 , 防止污染和破損薄膜第25頁/共126頁第二十五頁，共126頁。（2）內(nèi)保溫材料薄型無紡布、遮陽網(wǎng)等要 求 A、高保溫(bown)B、防霧滴C、防老化 結(jié)實耐用D、易卷曲 便于鋪張收卷第26頁/共126頁第二十六頁，共126頁。本節(jié)重點介紹(ji

7、sho)各種用于大棚和溫室的PVC、PE、EVA三種薄膜的特性及要求。第27頁/共126頁第二十七頁，共126頁。我國設(shè)施園藝生產(chǎn)中使用的透明覆蓋材料，主要以塑料薄膜為主，就基礎(chǔ)母料而言，主要是聚氯乙烯(PVC)和聚乙烯薄膜(PE)兩大類，20世紀90年代初又研制(ynzh)出乙烯-醋酸乙烯(EVA)多功能復(fù)合膜第28頁/共126頁第二十八頁，共126頁。第29頁/共126頁第二十九頁，共126頁。 PVC膜，1958年從日本(r bn)引進，1963年自行生產(chǎn)，1972年用于塑料大棚生產(chǎn)PE膜，1976年開始生產(chǎn),由于其安全(nqun)無害而得到廣泛應(yīng)用（1）生產(chǎn)工藝PVC樹脂+增塑劑，高溫

8、軋延而成PVC膜：由低密度聚乙烯（LDPE）樹脂或線型低密度聚乙烯（LLDPE）樹脂制成PE膜：第30頁/共126頁第三十頁，共126頁。（2）應(yīng)用(yngyng)情況普通PVC膜：過去普遍(pbin)用于大棚生產(chǎn)，厚度0.100.15mm;現(xiàn)僅用于中、小拱棚，厚度0.030.05mm普通 PE膜：普遍應(yīng)用(yngyng)于長江中下游地區(qū)，用于塑料大棚的厚度為0.050.08mm；用于中、小拱棚覆蓋的厚度為0.030.05mm第31頁/共126頁第三十一頁，共126頁。（3）性 能透明覆蓋材料的透光性表現(xiàn)為以下(yxi)三方面a、對不同波長輻射的透過(tu u)率分光透過(tu u)率b、透過

9、(tu u)率與入射角的關(guān)系c、散光率：即透射光中散射光的比例和透光性的衰減，由水滴灰塵等引起第32頁/共126頁第三十二頁，共126頁。a、對不同波長(bchng)光輻射透過率0700nm三種薄膜分光透過率曲線300nm紫外線區(qū)域，透光率PEEVAPVC400700nm光合有效輻射區(qū)，透過率PVCEVAPE第33頁/共126頁第三十三頁，共126頁。幾種塑料薄膜(s lio bo m)熱輻射透過率PVC PE EVA第34頁/共126頁第三十四頁，共126頁。幾種塑料薄膜(s lio bo m)短波輻射分光透過率PVCPEEVA第35頁/共126頁第三十五頁，共126頁。耐老化性？增溫性？保

10、溫(bown)性？兩種薄膜在不同波段透過(tu u)率的差異說明了什么？紫外（=300nm） 20 5556可見(kjin)（450650nm） 8688 7180近紅外（1500nm） 9394 8891中紅外（5000nm） 72 85遠紅外（9000nm） 40 84兩種塑料薄膜在不同光波區(qū)的透過率 薄膜種類 PVC PE%第36頁/共126頁第三十六頁，共126頁。b、透光率與入射角關(guān)系(gun x)隨入射角增大(zn d)，透光率下降0-45 下降緩慢45-60 下降明顯60 急劇下降第37頁/共126頁第三十七頁，共126頁。c、實際生產(chǎn)條件下所測新膜透光率一般(ybn)只有62%

11、70%由水滴、灰塵等引起的透光性衰減受入射角、骨架遮蔭、結(jié)露等影響PVC透光率衰減快的原因測試(csh)時間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 6164 62 63 74 74 73 73兩種塑料(slio)（新膜）大棚透光率比較第38頁/共126頁第三十八頁，共126頁。強度(qingd)： PVC PE耐侯性：PVC PE?拉伸強度/(Mpa) 1923 1819 17伸長率/% 250290 517673 493550直角撕裂/(N.cm-1) 810877 301432 312

12、615沖擊強度/(N.cm-1) 14.5 10.5 7.0強度 PVC EVA PE三種農(nóng)膜的強度指標第39頁/共126頁第三十九頁，共126頁。同樣結(jié)構(gòu)的溫室，覆蓋PVC膜和PE膜白天溫度：PVC高于PE 3夜間溫度：PVC 高于PE 12?第40頁/共126頁第四十頁，共126頁。 PE 膜與水分親和性差，易形成水滴 透光性下降耐寒性強，脆化溫度-70比重輕：0.92 g/m2 PVC為1.30同樣規(guī)格，同樣重量PE膜覆蓋面積較PVC大29.1%第41頁/共126頁第四十一頁，共126頁。P V C 膜脆化溫度比PE低，在2030 表現(xiàn)明顯熱脹性，晝松夜緊；高溫強光下易松弛，易受風(fēng)害比重

13、大易粘合、修補，但燃燒時有毒性氣體放出第42頁/共126頁第四十二頁，共126頁。普通PVC、PE膜在使用過程中存在以下(yxi)問題：1 壽命短，PE膜3-6個月，PVC膜6個月以上(yshng)，有效使用壽命4-6個月2 無流滴性，棚室濕度(shd)大，作物病害重3 保溫性差針對上述問題，開發(fā)了系列功能性薄膜第43頁/共126頁第四十三頁，共126頁。（1）PVC長壽(chngshu)無滴膜性能壽命8-10個月 ，流滴性持續(xù)4-6個月,厚度0.12mm應(yīng)用冬季園藝植物生產(chǎn)工藝在PVC樹脂中添加防老化助劑防霧滴劑（聚多元醇脂類、胺類復(fù)合型防霧滴劑）第44頁/共126頁第四十四頁，共126頁。

14、（2） PVC長壽(chngshu)無滴防塵膜在PVC長壽無滴膜工藝基礎(chǔ)上，增加一道表面涂敷防塵工藝工藝效果涂敷防塵工藝阻止增塑劑、防霧滴劑向外析出，減少表面靜電，透光性、流滴持效期和防老化性能得到改善第45頁/共126頁第四十五頁，共126頁。（1） PE長壽(chngshu)無滴膜：工藝在成膜工藝中加入防老化、防霧滴助劑功能壽命12-18個月，流滴持效期150天以上，透光率提高10%-12%應(yīng)用冬季、早春溫室園藝植物生產(chǎn)第46頁/共126頁第四十六頁，共126頁。（2）PE多功能復(fù)合膜工 藝采用三層共擠設(shè)備將具有不同功能助劑（防老化劑、防霧滴劑、保溫劑）分層加入成膜生產(chǎn)工藝第47頁/共12

15、6頁第四十七頁，共126頁。防老化劑相對集中在外層，防老化延長壽命保溫劑集中于中層，抑制棚室內(nèi)熱輻射流失，具保溫性防霧滴劑集中于內(nèi)層，流滴性好，提高透光率第48頁/共126頁第四十八頁，共126頁。性能厚度0.08-0.12mm使用壽命1-1.5年防霧、流滴持效期3-4個月保溫性與PVC接近覆蓋后棚室中散射光增加，占50%，使室內(nèi)光照均勻添加的紫外線阻隔劑可抑制灰霉、菌核病的發(fā)生第49頁/共126頁第四十九頁，共126頁。應(yīng)用在華北、西北地區(qū)廣泛應(yīng)用于溫室覆蓋。PE多功能復(fù)合膜第50頁/共126頁第五十頁，共126頁。（3）薄型多功能聚乙烯膜生產(chǎn)工藝基本同PE多功能膜，具以下(yxi)特點：薄

16、, 厚度僅0.05mm增加散射光比例，散射光透過率比普遍PE膜高10%對遠紅外區(qū)透光率低，僅36%，普通PE膜71%-78%耐侯性、機械性能明顯優(yōu)于普通PE膜第51頁/共126頁第五十一頁，共126頁。日期4月19日 4月20日 4月21日 4月22日 4月23 日0時 6時 0時 6時 0時 6時 0時 6時 0時 6時 普通PE膜 9.0 6.0 9.0 7.0 16.0 11.0 7.0 6.5 7.5 5.0薄型多功能PE膜 12.0 19.0 13.5 11.7 16.5 13.2 11.5 9.0 9.2 7.8差值 -3.0 -13.0 -4.5 -4.7 -0.5 -1.2 -

17、4.5 -2.5 -1.7 -2.8兩種農(nóng)膜保溫性比較項目拉伸強度/Mpa 相對伸長率/% 直角撕裂/N.cm-1 縱 橫 縱 橫 縱 橫普通PE膜 14.7 16.7 500 588 818 828多功能PE膜 19.6 18.6 600 610 1087 916薄型多功能PE 29.4 27.6 690 210 960 1027幾種薄膜的機械性能的比較第52頁/共126頁第五十二頁，共126頁。項目暴曬試驗 連續(xù)扣棚試驗縱向伸長保留率 橫向伸長保留率 縱向伸長保留率 橫向伸長保留率9個月 10個月 9個月 10個月 9個月 10個月 9個月 10個月普通PE膜 32.8 已破 3.5 -

18、已破 已破 - - 薄型多功 96.3 94.5 96.0 87.8 87.0 85.9 100 85.1能PE膜薄型耐老化膜 90.3 67.6 78.0 70.2 82.0 71.7 76.0 63.0幾種薄膜的耐侯性%第53頁/共126頁第五十三頁，共126頁。特點工藝在成膜工藝中（PE或PVC等）加入性狀特殊的結(jié)晶材料可見光和近紅外線區(qū)域透過率與PVC相近 透光率不受影響對紫外線有一定轉(zhuǎn)換能力使直射光變成散射光 作物受光均勻中紅外區(qū)域和遠紅外區(qū)域透過率分別比PVC降低20%-30%和18% 保溫性升高，中午升溫慢第54頁/共126頁第五十四頁，共126頁。第55頁/共126頁第五十五頁

19、，共126頁。特點效果工藝在各種功能性PE膜中添加熒光化合物和介質(zhì)助劑而成1 具有光轉(zhuǎn)換特性 將吸收的紫外光轉(zhuǎn)換成蘭紫光或橙紅光 ， 提高(t go)光合作用2 透光率高 比同質(zhì)(tn zh)功能性PE膜高8%左右4 減少溫差 覆蓋轉(zhuǎn)光膜棚室溫度特點：陰天或晴天的早晚氣溫(qwn)高于同質(zhì)PE膜；晴天中午低于同質(zhì)PE膜3 保溫性好 在寒冷121月，最低氣溫可提高2 4 作物產(chǎn)量、品質(zhì)提高第56頁/共126頁第五十六頁，共126頁。工藝在成膜過程中加入紫色或藍色染料特點使藍、紫光透光率增加 應(yīng)用紫光膜適用葉菜類（韭菜、茴香等）生產(chǎn)；藍光膜用于水稻育秧， 防止爛秧第57頁/共126頁第五十七頁，共

20、126頁。以乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA)樹脂(shzh)為主體的三層復(fù)合多功能性薄膜。厚度0.10-0.12mm中層以VA含量高的EVA樹脂為主，添加保溫、防霧滴助劑 提高保溫和防霧滴功能以LLDPE、 LDPE 或 VA含量低的 EVA樹脂為主，添加耐侯、防塵助劑 耐侯性強，防止防霧劑外滲，機械性能好外層內(nèi)層以VA含量低的EVA樹脂為主，添加保溫、防霧滴助劑 機械性能好，又有較高保溫和流滴持效性能第58頁/共126頁第五十八頁，共126頁。2 耐低溫、耐沖擊、不易開裂3 具有弱極性，與防霧滴劑有良好相容性 ，流滴持效期長4.對紅外線阻隔率優(yōu)于PE 保溫性好1 結(jié)晶性下降 薄膜有良好透光性

21、的導(dǎo)入，使具有如下獨特(dt)性能第59頁/共126頁第五十九頁，共126頁。EVAPE耐侯性：18-24個月 EVA樹脂阻隔(zg)紫外線能力強.拉伸強度/(Mpa) 1923 1819 17伸長率/% 250290 517673 493550直角撕裂/(N.cm-1) 810877 301432 312615沖擊強度/(N.cm-1) 14.5 10.5 7.0強度 PVC EVA PE三種農(nóng)膜的強度指標第61頁/共126頁第六十一頁，共126頁。夜間(y jin)比 PE膜高1.01.5白天(bi tin)比PE膜高2.03.0由于EVA樹脂紅外阻隔率高于PE，低于PVC，成膜過程中又加

22、入保溫劑 保溫性能好第62頁/共126頁第六十二頁，共126頁。EVA樹脂的弱極性使流滴持效期延長，一般(ybn)8個月以上。 第63頁/共126頁第六十三頁，共126頁。以四氟乙烯為基礎(chǔ)(jch)母料，其特點是：高透光性，透光衰減慢 抗靜電能力強 價格昂貴使用后需廠家回收處理第64頁/共126頁第六十四頁，共126頁。在了解了各種棚室覆蓋薄膜性能(xngnng)后，在應(yīng)用時（薄膜選用），應(yīng)注意哪些問題呢？作物對溫、光的要求綜合考慮價格/性能比使用地區(qū)的氣候條件第65頁/共126頁第六十五頁，共126頁。如F/FR轉(zhuǎn)換(zhunhun)薄膜、溫變色薄膜、光誘變膜等功能性薄膜的開發(fā)第66頁/共1

23、26頁第六十六頁，共126頁。在保證強度前提下薄型化，降低成本厚度均勻，無斷頭、破口或扭曲強度高，縱、橫拉伸力均衡，壽命長。使用后回收加工，一膜多用全部雙剖單幅收卷，每卷重量1015kgMMA玻璃FRP（不透過）2 在可見光區(qū)域，透過率與玻璃相當(dāng)，90%以上3 對長波阻隔能力與玻璃相當(dāng)4 重量輕，耐沖擊，耐雪壓5 有一定卷曲性能，可彎成曲面(qmin)6 耐侯性、阻燃性和親水性不如玻璃第79頁/共126頁第七十九頁，共126頁。指厚度在0.10.2mm的硬質(zhì)塑料片材。有不含可塑劑的硬質(zhì)聚氯乙烯(j l y x)膜和硬脂聚脂膜兩種透光性 1 聚脂膜能透過320nm以上(yshng)紫外線，硬質(zhì)

24、PVC 膜波長380nm以下光線 不透過2 可見光波段透過(tu u)率兩種一樣3 紅外線區(qū)域透過率極低（10%）第80頁/共126頁第八十頁，共126頁。耐侯性聚脂膜PVC膜流滴性保溫(bown)性兩種膜相當(dāng)(xingdng)硬塑料膜第81頁/共126頁第八十一頁，共126頁。種類(zhngli)作用(zuyng)在PVC膜或PE膜成膜過程中混入鋁粉一種(y zhn)以鋁粉蒸汽涂于PVC膜或PE膜表面或?qū)?.030.04 mm的聚脂膜進行真空鍍鋁增加光照保溫第82頁/共126頁第八十二頁，共126頁。優(yōu)點使用壽命長（20年以上），耐候性好防塵、耐藥、親水性、保溫性好、防腐蝕性好缺點比重大（2

25、.5g/cm3），對支架的堅固性要求高耐沖擊性能差不易卷曲，易破損，故限制了推廣應(yīng)用。是薄膜普及之前使用最多的覆蓋材料普通玻璃的可見光通過率為90%左右，對300nm以下(yxi)的紫外線有阻隔作用可吸收幾乎所有的紅外線，夜間的長波輻射所引起的熱損失很少。第83頁/共126頁第八十三頁，共126頁。第84頁/共126頁第八十四頁，共126頁。第85頁/共126頁第八十五頁，共126頁。第86頁/共126頁第八十六頁，共126頁。第87頁/共126頁第八十七頁，共126頁。第88頁/共126頁第八十八頁，共126頁。種類(zhngli)平板玻璃、鋼化玻璃和紅外線（熱吸收(xshu)）玻璃特性(t

26、xng)第89頁/共126頁第八十九頁，共126頁。. 紫外線區(qū)域(qy)透過率：平板玻璃 熱線吸收玻璃. 可見光波段(bdun)：平板玻璃 熱線吸收玻璃. 熱線(rxin)吸收玻璃. 4000mm紅外線區(qū)：兩者均不透過. 透過率與入射角有關(guān)系第90頁/共126頁第九十頁，共126頁。增溫性：平板玻璃 熱線(rxin)吸收玻璃保溫(bown)性：兩者相當(dāng)?shù)?1頁/共126頁第九十一頁，共126頁。耐侯性、防塵(fn chn)、耐藥、親水性.比重大(zhngd)，不耐沖擊第92頁/共126頁第九十二頁，共126頁。一、無 紡 布二、遮 陽 網(wǎng)三、日光溫室外覆蓋(fgi)保溫材料第93頁/共126

27、頁第九十三頁，共126頁。一、無 紡 布 以聚脂為原料經(jīng)熔融紡絲，堆集布網(wǎng)，熱壓粘合，后干燥定型成棉布狀材料(cilio)，又稱“不織布”“豐收布”薄型無紡布：100g/m2厚型無紡布: 100g/m2類型據(jù)纖維長短分為：長纖維無紡布 設(shè)施園藝上主要應(yīng)用類型短纖維無紡布 強度差據(jù)每平方米重量分為：第94頁/共126頁第九十四頁，共126頁。1 薄型無紡布的性能(xngnng).透光性與厚度有關(guān).散射光比例大.保溫，內(nèi)覆蓋可提高氣溫23.透氣.輕，操作(cozu)簡單，易保管.壽命長，2 4年第95頁/共126頁第九十五頁，共126頁。應(yīng) 用. 浮面覆蓋(fgi)栽培. 棚室內(nèi)(sh ni)保溫

28、幕. 夏季(xij)防雨遮陽栽培. 無土栽培上的應(yīng)用第96頁/共126頁第九十六頁，共126頁。2 厚 型 無 紡 布100g/m2以上園藝設(shè)施的外覆蓋材料保溫與厚度有關(guān)存在問題：強度，防水性需改進第97頁/共126頁第九十七頁，共126頁。二、遮 陽 網(wǎng)又稱涼爽(lingshung)紗、遮陽網(wǎng)，是以聚乙烯、聚丙烯和聚酰胺等為原料，經(jīng)加工制作拉成扁絲、紡織而成的網(wǎng)狀材料特點(tdin)重量輕，強度(qingd)高，耐老化，便于鋪卷，種類多樣，可選擇性大第98頁/共126頁第九十八頁，共126頁。第99頁/共126頁第九十九頁，共126頁。第100頁/共126頁第一百頁，共126頁。第101頁/共126頁第一百零一頁，共126頁。第102頁/共126頁第一百零二頁，共126頁。遮光率：25%70%幅寬：90cm 、150cm、220cm、250cm等顏色：黑、銀灰、白、果綠(u l)、黑灰相間1、遮陽網(wǎng)種類(zhngli)第103頁/共126