Vedio3.1园艺设施覆盖材料历史沿革及要求在线视频

同学们大家好

我是中国农业大学的高丽红

欢迎大家学习设施园艺学这门课程

今天我们来学习

园艺设施的覆盖材料

用于园艺设施的覆盖材料

种类繁多、性能各异有多方面的功能

一方面它是园艺设施的重要组成部分

用以避风挡雨、遮阳防雹

另一方面它又用来调解

园艺设施内作物的生存环境

用于采光、遮光、保温和隔热等

随着设施园艺生产的发展

园艺设施的覆盖材料、品种

不断更新功能日臻完善

已经成为一个完整的产业和体系

在本章我们首先简要回顾

园艺设施覆盖材料发展的历史

重点讲述各种现代园艺设施

覆盖材料的性能和应用

要求同学要掌握生产上

普遍应用的三种塑料薄膜

聚乙烯薄膜也就是PE膜

聚氯乙烯薄膜也就是PVC膜

乙烯、醋酸乙烯膜

也就是EVA膜以及遮阳网

保温被等的性能及应用

首先我们来看一下

园艺设施覆盖材料的沿革

设施园艺生产有悠久的历史

与此相伴而生的设施园艺覆盖材料

也是从低级到高级

从简陋到完善

古罗马人用云母片

或透明的滑石板作为覆盖材料

大约在14世纪80年代

人们开始用玻璃充当覆盖材料

建成四周是玻璃

屋顶不透光的玻璃房种植花卉

到18世纪初建成了具有

玻璃屋顶的温室并逐渐普及

19世纪末平板玻璃问世

并应用于温室覆盖

至今已经有100余年的历史

20世纪30年代英国的化学家福西特

和吉布森发明了PE膜

并于1938年在英国生产

随后PVC膜、EVA膜相继问世

广泛应用于园艺设施的透明覆盖材料

20世纪50年代后期开始用玻璃纤维

增强塑料板做温室的覆盖材料

随后聚碳酸酯板又称PC板或阳光板问世

因其耐冲击力强可有效防止冰雹等

在生产上逐渐得到应用

再来了解一下中国覆盖材料的发展历史

在汉代以前用不透明覆盖材料

做简易设施的保温覆盖物

汉代以后中国发明了造纸术

因此出现了用纸或油纸覆盖的纸窗温室

到20世纪30至50年代

以玻璃作为透明覆盖材料

作为阳畦、改良阳畦和温室的

透光保温覆盖材料

中国农用塑料薄膜的应用始于1957年

从日本引进在小拱棚内

进行水稻育秧效果明显

1958年自行研制生产PVC薄膜

1962年塑料薄膜用于小拱棚覆盖

1966年塑料薄膜用于大棚覆盖

获得了早熟增产增收的效果深受菜农欢迎

1976年PE膜生产技术成功

由于其安全无害得到了广泛应用

到了80年代的中期

塑料薄膜逐渐取代了玻璃

成为中国园艺设施透明覆盖材料的主体

而得到大面积推广应用

但在生产应用过程中

发现了普通薄膜存在

使用寿命短、棚室湿度大等问题

先后研制了各种功能性薄膜

20世纪70年代末80年代初

地膜、无纺布、遮阳网等覆盖材料

相继引入并生产

使中国园艺设施覆盖材料

从采光保温功能扩展到遮阳降温功能

而且各种功能性薄膜的

性能不断的优化推陈出新

覆盖材料的种类和功能也日趋完善

目前生产中主要应用的塑料薄膜有

PE膜、PVC膜、EVA膜和PO膜外

保温覆盖材料

过去主要是以草苫、蒲席、纸被为主

从20世纪90年代开始研制一些轻型

防雨、保温和长寿的功能复合型保温被

并逐渐取代传统保温覆盖材料

在生产中广泛应用

下面我们一起来了解一下

园艺设施覆盖材料的种类

首先看一下传统的覆盖材料

草帘主要用于小拱棚的外覆盖保温

草苫、蒲席主要用于

单屋面温室外覆盖保温

纸被和棉被也主要是用于

单屋面温室的外覆盖保温

竹帘主要是用于温室的外覆盖遮阳

玻璃主要是用于温室的采光和保温

现代覆盖材料主要有塑料薄膜

塑料薄膜的种类包括普通膜

防老化膜、双防膜

多功能复合膜以及调光薄膜等

主要用于温室大棚的采光和保温

硬质塑料板材主要用于温室的采光和保温

镜面反光膜主要用于改善棚室内的光照度

遮阳网主要用于遮阳降温、防暴雨等

无纺布主要用于温室内的

保温和浮面覆盖栽培等

防虫网主要用于棚室的防虫

复合保温被主要用于温室的

外保温覆盖材料

地膜主要用于地面或近地面覆盖

主要是用于保温和增墒等

上述各种覆盖材料

它的功能不同但就其主要功能而言

可主要分为三类

一是用于园艺设施采光的

主要是一些透明覆盖材料

如玻璃、塑料薄膜和塑料板材

第二类是用于外覆盖保温的

主要是一些不透明的材料

如草苫、保温被等

第三类是用于调节光温环境的

它们是一类半透明或不透明的材料

如遮阳网、反光膜、薄型无纺布等

各种不同功能的材料选用原则

是要满足设施园艺作物生长发育的要求

下面我们一起来学习

设施园艺生产对覆盖材料的要求

首先看一下对透明覆盖材料的要求

园艺生产对透明覆盖材料的要求

首先是透光特性

透光性一方面是光的透过率

更重要的是对不同波段的光的透过特性、

对不同波段光的透过性是评价薄膜的

保温性、耐老化性和强度等的一个重要依据

我们来看一下这个图

这张图给出了太阳辐射光谱

和理想透明覆盖材料的透过率

图中1表示的是到达地面的太阳光谱

主要由可见光和近红外线组成

2是地面向大气的辐射光谱

主要是长波辐射

图中虚线的部分

3是可见光波段

为植物光合作用范围

也是光合有效辐射的光谱波段

4是理想薄膜的透过率

从理想薄膜透过率图中我们可以看出

在波长350到3000nm区域内

也就是在可见光和近红外线区域

我们期望它的透过率是越高越好

那为什么呢

因为400到700纳米是光合有效辐射

它的高透过率可以增加作物的光合作用

760到3000nm的光有热效应

可以促进室内增温

对于波长小于350纳米的紫外线区域

或波长大于3000nm的红外线区域

透过率是越低越好

紫外线加速薄膜的老化

使薄膜寿命变短

同时紫外线对植物生育的影响

有有益和有害两个方面

有益的方面表现为

波长315到380nm的紫外线

能够促进植物花青素和维生素c

维生素d的合成提高品质

同时可以有效的抑制徒长

有害的方面表现为

315nm以下的紫外线

对大多数的作物都是有害的

345nm以下的紫外线

可以促进灰霉病、分生孢子的形成

370nm以下波段的紫外线

容易诱发菌核病

因此综合考虑紫外线对植物有害

和有益两方面的影响

希望小于350nm紫外线的

透过率越低越好

而大于3000纳米的红外线波段

是各种物质热辐射失热主要波段

透过率越高它的保温性能就越差

除了考虑对不同波段光的透光性

还要考虑薄膜对散射光的

透过率以及透过率衰减

散射光透过率高的薄膜

室内的光照分布会更加均匀

透光率衰减慢的薄膜

其使用寿命相对越长

对透明覆盖材料的第二个要求是强度

薄膜在使用过程中经常受到冲击力

积雪、雨水、拉伸等外力作用

所以需要考虑强度

薄膜的强度指标包括横向拉伸强度

断裂伸长率和抗冲击强度等

第三个要求是耐候

耐候性是指塑料薄膜的耐老化性能

也就是薄膜的使用寿命问题

薄膜老化以后在高温下会变脆

撕裂、透光率衰减影响其使用

为了增加薄膜的耐候性

需要在薄膜的生产工艺中

加入光稳定剂、热稳定剂

抗氧化剂和紫外吸收剂等

第四个要求是薄膜的防雾、防滴性

设施内的高湿环境

很容易形成雾或在薄膜上结露

雾或露滴的存在使薄膜的

透光率降低5%到10%

影响温室内地温和气温的升高

同时由于雾滴的存在

容易导致作物病害的发生和流行

为了增加薄膜的流滴性

需要在薄膜生产过程中

加入一些表面活性剂

如防雾滴剂来降低薄膜表面的张力

增加薄膜表面与水的亲和力

我们看一下这个示意图

没有流滴性的薄膜

随着水滴的增加在重力的作用下

就会滴落到植株上

增加棚内湿度、诱发病害发生

而有流滴性的薄膜

其水滴会沿着棚膜的方向流下来

不会直接降落到植物上

第五个要求是保温性

透明覆盖材料保温性的差异

主要取决于其热辐射透过率的不同

也就是大于3000纳米的

红外线波段的透过率不同

为了提高保温性需要在薄膜的

生产过程中添加红外线阻隔剂

此外对透明覆盖材料

还有防尘性的要求

对塑料板材还有表面耐磨

和阻燃等特性要求

前面我们讲了对透明覆盖材料的要求

下面我们再来看一下对

保温覆盖材料的要求

保温覆盖材料分为外保温覆盖材料

和内保温覆盖材料

外保温覆盖材料包括草苫

草帘、纸被、保温被等

对外保温覆盖材料

我们要求其具有较高的保温性

其传热系数不要高于2.0W/m2

其次要求要轻量化

这样便于操作省工、省力

第三个要求要防雨、防湿经久耐用

第四个要求是表面洁净光滑

防止污染和破损薄膜

内保温覆盖材料主要有

薄型无纺布、遮阳网等

对保温材料的要求

主要是要求高保温、防雾滴

防老化、结实耐用

同时易于卷曲便于铺张收卷

这一部分我们简单回顾了

塑料薄膜的发展历史

主要让同学们掌握对透明覆盖材料

保温覆盖材料的要求