設(shè)施園藝學(xué)第三章-覆蓋材料的種類(lèi)和性能課件

設(shè)施園藝學(xué)第三章覆蓋材料的種類(lèi)和性能透明覆蓋材料的特性透明覆蓋材料的種類(lèi)與應(yīng)用其他覆蓋材料對(duì)透明覆蓋材料的要求：良好的采光性較高的密閉性和保溫性必要時(shí)可以進(jìn)行換氣，具有較強(qiáng)的韌度和耐候性成本低§1透明覆蓋材料的特性§2透明覆蓋材料的種類(lèi)與應(yīng)用1.塑料薄膜2.半硬質(zhì)塑料膜與硬質(zhì)塑料板3.玻璃4.新型多功能覆蓋材料§3其他覆蓋材料1.地膜2.透氣性覆蓋材料3.日光溫室外覆蓋保溫材料：草苫、紙被、保溫被1.透光性波長(zhǎng)350~3000nm的可見(jiàn)光、近紅外線(xiàn)范圍內(nèi)透過(guò)率高，400~700nm是PAR所在波段，而760~3000nm波段有熱效應(yīng)，所以該波段透過(guò)率高，有利于作物的光合成和室內(nèi)的增溫。波長(zhǎng)＜350nm的近紫外區(qū)域和波長(zhǎng)＞3000nm的紅外線(xiàn)區(qū)域透過(guò)率低。紫外線(xiàn)對(duì)植物有兩方面的影響：一方面315~380nm波長(zhǎng)的近紫外線(xiàn)參與某些植物花青素和維生素C、維生親D的合成，并有抑制作物徒長(zhǎng)等形態(tài)建成作用；另一方面，<3l5nm波長(zhǎng)的紫外線(xiàn)，對(duì)大多數(shù)作物有害，<345nm波長(zhǎng)的近紫外線(xiàn)可促進(jìn)灰霉病分生孢子的形成，<370nm波長(zhǎng)的近續(xù)外線(xiàn)可誘發(fā)菌核病的發(fā)生。因此，將<350nm的紫外線(xiàn)阻隔2.強(qiáng)度覆蓋材料是園藝設(shè)施的圍護(hù)物，長(zhǎng)年暴露在大自然中，因此必須結(jié)實(shí)耐用，經(jīng)得起風(fēng)吹、雨打、日曬、冰雹的沖擊和積雪的壓力，同時(shí)還應(yīng)經(jīng)得起運(yùn)輸，安裝過(guò)程中受到的拉伸擠壓。歸納起來(lái)主要是受到來(lái)自以下幾種力：沖擊力，如下落的冰雹、刮風(fēng)引起風(fēng)沙磨損；積雪對(duì)覆蓋物施加的穩(wěn)定而持久的橫向負(fù)載；安裝時(shí)受到的拉伸力，園藝設(shè)施不光滑的骨架對(duì)覆蓋材料的磨損等。當(dāng)然其中有些外力，如在運(yùn)輸、安裝時(shí)，小心操作是可以減輕甚至是可以避免的，但有些則在研制覆蓋材料時(shí)必須加以考慮，必須使覆蓋材料達(dá)到一定的強(qiáng)度，例如對(duì)于塑料薄膜，則必須要求其有一定的縱向和橫向的拉伸強(qiáng)度，縱向和橫向的斷裂伸長(zhǎng)率(％)，對(duì)硬質(zhì)塑料板材也要求有一定的抗沖擊強(qiáng)度。3.耐候性所謂耐候性，通俗地講就是防止老化的性能，指覆蓋材料經(jīng)年累月后表現(xiàn)不易老化的性能，這關(guān)系到覆蓋材料的使用壽命。覆蓋材料的老化包括兩方面的涵義：一是覆蓋材料在強(qiáng)光和高溫作用下，變脆從而自動(dòng)撕裂；二是光衰減。隨覆蓋材料使用時(shí)間的增長(zhǎng)，透光率變低，以至于不能滿(mǎn)足設(shè)施生產(chǎn)的需要，失去使用價(jià)值。塑料薄膜老化的原因是：薄膜受到陽(yáng)光中的紫外線(xiàn)作用，發(fā)生氧化。塑料薄膜緊貼支架的部分先變灰，而后變棕色，最終變脆、撕裂。硬質(zhì)塑料板材，由于表面的氧化作用、顏色逐漸變黃(黃化)，表面出現(xiàn)裂縫，蹬出纖維(開(kāi)花)，甚至在裂縫中滋生微生物；此外，高溫還將導(dǎo)致板材膨脹，而冷卻時(shí)會(huì)收縮，扳材面臨的溫差會(huì)導(dǎo)致其破碎。為了抑制老化進(jìn)程，延長(zhǎng)覆蓋材料的使用壽命，需要在生產(chǎn)塑料薄膜、塑料板材等一類(lèi)覆蓋材料時(shí)添入光穩(wěn)定劑、熱穩(wěn)定劑、抗氧化劑和紫外線(xiàn)吸收劑等助劑，成為防老化功能(或耐候性強(qiáng))的覆蓋材料。各種材料耐候性大小：玻璃>硬質(zhì)板>半硬質(zhì)板>軟質(zhì)(PVC>EVA>PE膜)。防露滴性又稱(chēng)為無(wú)滴性或流滿(mǎn)性。具有防露滴功能的薄膜，其表面親水性能強(qiáng)，當(dāng)有露滴發(fā)生時(shí)，露滴會(huì)沿著薄膜表面擴(kuò)展，最后成為一薄水層，順薄膜表面流走；不具備防露滴功能的薄膜，表面與水不親和，當(dāng)露滴較小時(shí)，沾著在薄膜表面，當(dāng)其較大時(shí)，在重力作用下，下落到作物表面(右圖)。發(fā)達(dá)國(guó)家的塑料薄膜，防霧滴持效期可達(dá)1年、2年、3年，甚至5年以上，基本上與防老化壽命向步。而我國(guó)的塑料薄膜防霧滴持效期一般不足4個(gè)月，最好的也不過(guò)6—8個(gè)月。·4.防霧、防滴性5.保溫性各種覆蓋材料的保溫性能是不同的。如玻璃保溫性能優(yōu)于塑料薄膜，塑料薄膜中聚氯乙烯保溫性能最好，聚乙烯最差，乙烯—醋酸乙烯介于兩者之間。究其原因在于各種覆蓋材料的熱輻射透過(guò)率不同，熱輻射透過(guò)率高的，保溫性能差。為了提高覆蓋材料的保溫性能，在生產(chǎn)塑料薄膜或塑料板材時(shí)，需要添加紅外阻隔劑，阻擋設(shè)施內(nèi)向外界失散的熱輻射，保持室內(nèi)溫度?！げ煌该鞲采w材料的性能要求不透明覆蓋材料主要用于溫室(主要是中國(guó)傳統(tǒng)的單屋面溫室)和塑料大棚的外覆蓋保溫，如草苫、草簾、紙被、保溫被等。對(duì)于外保溫覆蓋材料的要求，首先是有較高的保溫性能，如優(yōu)質(zhì)的草苫、蒲席，可使溫室夜間的熱損失量減少60％。草苫、蒲席比較笨重，操作費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，因此要求新型的保溫覆蓋材料重量輕，以減輕卷鋪時(shí)的勞動(dòng)強(qiáng)度，也有利于機(jī)械化、自動(dòng)化操作。由于外覆蓋保溫材料直接蓋在塑料薄膜之上，因此要求表面潔凈，光滑，以免污染和磨損薄膜。此外，還要求表面防雨水浸濕，經(jīng)久耐用，所以對(duì)新型的外覆蓋保溫材料要進(jìn)行表面防老化和防水處理。一、塑料薄膜1.聚氯乙烯（PVC）薄膜市場(chǎng)上的轉(zhuǎn)光膜，多數(shù)是去除紫外線(xiàn)的PVC薄膜。1.聚氯乙烯（PVC）薄膜PVC的保溫性比PE和EVA好。一、塑料薄膜一、塑料薄膜2.聚乙烯（PE）薄膜低密度聚乙烯（LDPE）樹(shù)脂或線(xiàn)型低密度聚乙烯（LLDPE）樹(shù)脂吹制而成。用途：地膜、外覆蓋、保溫多重覆蓋與PVC相比：比重輕、幅度大、覆蓋比較容易、吸塵少、無(wú)增塑劑釋放，透光率下降速度慢。但是，由于PE對(duì)紫外線(xiàn)的吸收率高于PVC，容易光氧化而加速薄膜老化，因此，PE使用壽命<PVC。聚乙烯（PE）薄膜一、塑料薄膜3.乙烯－醋酸乙烯（EVA）多功能復(fù)合薄膜以乙烯－醋酸乙烯共聚物為主原料添加紫外線(xiàn)吸收劑、保溫劑和防霧滴助劑等制造而成的多層復(fù)合薄膜。優(yōu)點(diǎn)：質(zhì)輕、使用壽命長(zhǎng)（3～5年）、透明度高、防霧滴。與PVC和PE相比：保溫性：PVC>EVA>PE透過(guò)率：EVA>PEandPVC二、半硬質(zhì)塑料膜與硬質(zhì)塑料膜半硬質(zhì)膜包括半硬質(zhì)聚酯膜(PET)和氟素膜（ETFE）厚度：0.150～0.165mm，表面經(jīng)過(guò)耐候性處理，具有4～10年使用壽命氟素膜對(duì)可見(jiàn)光和紫外線(xiàn)均具有較強(qiáng)的透過(guò)率，數(shù)年后仍保持較高的光透過(guò)率，壽命10～15年，每隔數(shù)年需要防霧滴劑噴涂處理燃燒時(shí)產(chǎn)生有害氣體，需要廠家回收進(jìn)行專(zhuān)業(yè)處理三、玻璃光特性：可見(jiàn)光透過(guò)率為90％左右，對(duì)<2500nm的近紅外線(xiàn)有較強(qiáng)的透過(guò)率，對(duì)330～380nm的近紫外線(xiàn)有80%透過(guò)率，對(duì)<300nm的紫外線(xiàn)有阻隔作用優(yōu)點(diǎn)：熱損失少，使用壽命長(zhǎng)（>20y），耐候性好，防塵和防腐蝕缺點(diǎn)：比重大，對(duì)支架的堅(jiān)固性要求高；易破損多功能玻璃熱射線(xiàn)吸收玻璃：在玻璃原料中添加Fe和K等以吸收近紅外線(xiàn)，多為藍(lán)、灰、棕色，可見(jiàn)光透射率低熱射線(xiàn)發(fā)射玻璃：雙層玻璃并在玻璃之間填充熱吸收物質(zhì)以達(dá)到降溫栽培效果，但也吸收少量可見(jiàn)光，在設(shè)施園藝上應(yīng)用較少熱敏和光敏玻璃：根據(jù)溫度或光線(xiàn)強(qiáng)弱變化而發(fā)生顏色變化，價(jià)格貴，未能用于生產(chǎn)四、新型多功能覆蓋材料漫反射薄膜：在聚乙烯等母料中添加調(diào)光物質(zhì)，使直射光進(jìn)入大棚后變成更均勻的散射光，作物受光一致，溫度變化小，可促進(jìn)植物光合作用轉(zhuǎn)光膜：在聚乙烯等母料中添加光轉(zhuǎn)換物質(zhì)和助劑，使紫外線(xiàn)轉(zhuǎn)換成有利于作物光合的可見(jiàn)光。保溫性能比普通薄膜更優(yōu)越有色膜：在母料中添加一定的顏料以改變?cè)O(shè)施中的光環(huán)境，創(chuàng)造更適合光合作用的光譜，從而達(dá)到促進(jìn)植物生長(zhǎng)的目的。效果不穩(wěn)定，加上使用有色膜后降低了光透過(guò)率，限制了有色膜在生產(chǎn)上的使用。目前，利用藍(lán)色膜進(jìn)行水稻育苗方面相對(duì)比較成功。一、地膜20世紀(jì)70年代后期從日本引進(jìn)地膜覆蓋技術(shù)并在全國(guó)大面積推廣應(yīng)用。地膜覆蓋除在水土保持、防止雜草滋生、防止水分和養(yǎng)分流失以及土壤次生鹽漬化方面起著重要的作用以外，在調(diào)節(jié)地溫方面起著更為重要的作用。由于地膜覆蓋后的土壤溫度主要取決于薄膜對(duì)光的透過(guò)率和反射率，因此，土壤的溫度在很大程度上取決于薄膜的顏色。促進(jìn)地溫升高效果最好的一般為透光率最高的無(wú)色透明膜，但容易滋生雜草，因此，最好能結(jié)合除草劑使用來(lái)控制雜草的發(fā)生。黑色薄膜雖然能有效地防止雜草叢生，但升溫效果不及透明膜。白色和銀灰色薄膜由于具有較強(qiáng)的光放射能力，溫度上升效果不及透明膜和黑色膜，但具有避蚜作用，因而能減少病毒病的發(fā)生。近年來(lái)還研制了許多具有特殊功能的薄膜，這些薄膜包括：除草地膜：除草膜通過(guò)在聚乙烯原料中加入一定比例的除草劑，覆蓋后，利用土表蒸發(fā)在地膜內(nèi)側(cè)所形成的水珠，逐漸把地膜中的除草劑溶解釋放，從而達(dá)到除草的目的黑白雙面地膜：表白底黑的黑白雙面地膜，不僅能起到白色膜對(duì)光的反射和對(duì)昆蟲(chóng)行為的影響外，還兼具黑色膜防止雜草滋生之效果。耐老化長(zhǎng)壽膜一、地膜一、地膜可控性降解膜光降解型：在生產(chǎn)地膜的原料聚乙烯樹(shù)脂中添加光敏劑，使地膜在自然光照下降解崩潰。此種地膜的不足之處是埋在土壤中的部分因得不到陽(yáng)光照射，很難碎裂粉化。生物降解型：這種地膜是在原料聚乙烯樹(shù)脂中添加某些特定的有機(jī)物，如淀粉、纖維素、甲殼素或乳酸脂等，通過(guò)土壤微生物的作用，使地膜徹底分解。這種地膜因?yàn)槟退圆?、?qiáng)度低，因此功能不好，實(shí)用性差。光生可控雙降解型：在生產(chǎn)地膜的時(shí)候，同時(shí)加入光敏劑和高分子有機(jī)物。這種地膜可經(jīng)過(guò)一定時(shí)期（一般為60dor80d不等），即可在自然條件影響下崩解粉碎，被微生物吸收或利用，從而可減少環(huán)境污染，有利于生態(tài)環(huán)境保護(hù)。一、地膜二、透氣性覆蓋材料種類(lèi)：

長(zhǎng)纖維無(wú)紡布：以聚酯為原料經(jīng)熔融后噴絲于傳送帶中，絲與絲之間相互堆積成層，經(jīng)熱壓黏合后干燥成型。目前，該類(lèi)產(chǎn)品具有質(zhì)量輕、種類(lèi)多、價(jià)格便宜以及使用方便等優(yōu)點(diǎn)，主要用于保溫、防蟲(chóng)等。由于使用的原料多為耐候性較差的聚酯類(lèi)化合物，因此，使用壽命相對(duì)較短。

短纖維無(wú)紡布：短纖維無(wú)紡布是指細(xì)碎的纖維經(jīng)膠黏劑或高溫固定成型而來(lái)。它以聚乙烯等為母料，具有較好的耐候性和較好的吸濕性，可克服使用長(zhǎng)纖維無(wú)紡布所引起的作物徒長(zhǎng)問(wèn)題，同時(shí)，由于價(jià)格等方面的原因，目前主要用于設(shè)施栽培等相對(duì)濕度較高的場(chǎng)合。該無(wú)紡布容易著色，故可染成銀色和黑色作為遮陽(yáng)和隔熱的材料來(lái)利用。二、透氣性覆蓋材料種類(lèi)遮陽(yáng)網(wǎng)：以聚乙烯和聚丙烯等為原料，經(jīng)加工制成扁絲后縱橫編織而來(lái)其網(wǎng)眼間隙因廠家和規(guī)格而異，一般為，具有良好的通氣性。通過(guò)調(diào)整網(wǎng)眼大小、間隔和顏色，達(dá)到不同程度的遮光和通風(fēng)效果。它除遮陽(yáng)外，也可用于防蟲(chóng)和冬季的保溫。防蟲(chóng)網(wǎng)：用聚乙烯等材料，添加防老化、抗紫外線(xiàn)等助劑后經(jīng)拉絲編織而來(lái)，具有抗拉強(qiáng)度大、防老化、無(wú)毒無(wú)味等特點(diǎn)，在我國(guó)的無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。二、透氣性覆蓋材料二、透氣性覆蓋材料使用目的和方法溫度調(diào)節(jié)：使用無(wú)紡布等通氣性覆蓋材料可顯著改善覆蓋環(huán)境中的溫度條件。在低溫期，使用后不僅可提高氣溫，還可顯著提高覆蓋下的土壤溫度，而且在多數(shù)場(chǎng)合，土溫的增加反而比氣溫的增加更加明顯；而在高溫期，遮陽(yáng)網(wǎng)等覆蓋后則可降低溫度，從而起到促進(jìn)植株生長(zhǎng)的效果。減輕冷害和凍害：為減輕冷害和凍害，一方面應(yīng)保持覆蓋材料同植株之間一定的距離，另一方面應(yīng)使用對(duì)長(zhǎng)波輻射透過(guò)率低的覆蓋材料來(lái)提高增溫效果。遮陽(yáng)防熱：我國(guó)南方許多地方夏季存在不同程度的高溫酷暑，加上暴雨和臺(tái)風(fēng)的危害，嚴(yán)重地制約了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，合理使用覆蓋材料可有效降低溫度和減少光強(qiáng)，因而能緩解不良環(huán)境所造成的影響。研究結(jié)果表明，在亞熱帶條件下，夏季遮光后，可顯著提高具有低光飽和點(diǎn)的黃瓜和菜豆的產(chǎn)量，但對(duì)番茄和甜玉米等作物則反而導(dǎo)致減產(chǎn)。因此，使用時(shí)應(yīng)針對(duì)氣候條件和具體作物選擇不同的遮光材料。二、透氣性覆蓋材料使用目的和方法蟲(chóng)害防治：通過(guò)覆蓋防蟲(chóng)網(wǎng)、遮陽(yáng)網(wǎng)和長(zhǎng)纖維無(wú)紡布，植株同外界環(huán)境隔離，可有效地防治蚜蟲(chóng)等蟲(chóng)害的發(fā)生。作為防蟲(chóng)目的使用時(shí)，一般要求網(wǎng)隔小于，防蟲(chóng)網(wǎng)除作為邊覆蓋外，作為頂覆蓋還需考慮適宜的覆蓋時(shí)期，從而達(dá)到合理的防治效果。減少臺(tái)風(fēng)危害：對(duì)于多數(shù)果菜，一般在臺(tái)風(fēng)來(lái)臨之前進(jìn)行覆蓋；而對(duì)于大多數(shù)葉菜，可以結(jié)合防蟲(chóng)，在播種后便可進(jìn)行覆蓋，從而減輕臺(tái)風(fēng)的危害。（一）草苫（簾）目前生產(chǎn)上使用最多的稻草苫，其次是蒲草、谷草、蒲草加蘆葦以及其他山草編制的蒲草。稻草苫一般寬1.5～1.7m，長(zhǎng)度為采光屋面之長(zhǎng)再加上1.5~2m,厚度在4~6cm，大經(jīng)繩在6道以上。蒲草苫強(qiáng)度較大，卷放容易，常用寬度為2.2～2.5m.特點(diǎn)：保溫效果好(5~6℃)，取材方便。但草苫的編制比較費(fèi)工，耐用性不太理想，一般只能使用3年左右。遇到雨雪吸水后重量增大，即使是平時(shí)的卷放也很費(fèi)時(shí)費(fèi)力。另外，草苫對(duì)塑料薄膜的損傷較大。但是目前尚缺少其他保溫更好更實(shí)用的材料取代草苫。(二)紙被在嚴(yán)寒季節(jié)，為了彌補(bǔ)草苫保溫能力不足，可以在草苫下面加蓋紙被。紙被是用4層舊水泥袋紙或4～6層新的牛皮紙，縫制成和草苫大小相仿的一種保溫覆蓋材料，紙被彌補(bǔ)了草苫縫隙，顯著減少縫隙散熱。近年來(lái)紙被來(lái)源減少，而且紙被容易被雨水、雪水淋濕，壽命也短，不少地區(qū)逐步用舊塑料薄膜替代紙被，有些則將廢舊塑料膜覆蓋在草苫上，既保溫又防止雨雪。除草苫和紙被外，曾經(jīng)也有采用棉