温室覆盖材料的应用与发展.doc

本 科 课 程 论 文论文题目： 温室覆盖材料的应用与发展 课程名称： 农业设施工程学 学 院： 园艺学院 专业年级： 学 号： 姓名： 任课教师： 2011年 11 月 27 日摘要：本文主要介绍设施温室的透明覆盖材料，介绍跟随它发展演变的脚步，种类与特性也逐渐由原始向现代化、科技化发展，不断发生更替。同时，讲述各种覆盖材料的性能与作用，以及现今设施覆盖材料的研究现状。以期望能对设施工程进行覆盖材料的选择提供适当的建议。关键词：设施温室 覆盖材料 种类 特性 能源危机曾使世界温室面积的扩展受到影响，然而我国的设施园艺近年来却发展迅猛。设施面积由20世纪80年代的0.72公顷增长到目前的二百多万公顷。【1】设施的发展，离不开覆盖材料。它在园艺生产过程中有着举足轻重的作用。1 园艺设施覆盖材料的发展古罗马人在公元初就用云母片与半透明的滑石板来采光保温，进行早熟黄瓜栽培。我国汉代以前，也是用不透明覆盖物草苫、苇帘等，在寒冬季节覆盖保暖而“冬生葱韭菜茹”的。知道17世纪80年代，英国人用玻璃作为覆盖物并建造的世界上第一座温室开始，开创了透明覆盖材料的新纪元。从20世纪30年代英国化学家率先发明聚乙烯薄膜开始，此后，各国又相继研发成功多种塑料薄膜，并广泛的运用于温室、大小拱棚的覆盖。【2】随着时代的进步，各种覆盖材料如雨后春笋般涌现，为设施园艺的发展，作出了不可磨灭的贡献。2 透明覆盖材料的特性 透明覆盖材料都应满足以下要求：具有良好的透光性、较高的密闭性和保温性，必要时可以进行换气，具有较强的韧度和耐候性以及较低的成本等。不同的栽培方式与用途要求不同特性的覆盖材料，因此，有必要了解其基本特性。【3】2.1 光学特性由于光合作用有效的波长区域近于可见光，而各种覆盖材料对不同波长光谱的透过率不同，这就决定了各种覆盖材料的使用性能。透明覆盖材料要求可见光透过率越高越好。2.2 热特性覆盖材料的热透过性能一方面影响加温温室的能耗。另一方面则影响非加温温室的保温性能，从而影响夜间温度。2.3 防雾滴特性在塑料原料中添加防雾滴剂或在薄膜等材料上涂布防雾滴剂制成防雾滴膜，防止灰霉病等病害的发生，也便于降低设施中的温度。2.4 耐候性覆盖材料经年累月之后表现不易老化的性能则为耐候性。它关系到覆盖材料的使用寿命与环境污染的问题。2.5 机械特性机械特性包括重量、硬度、韧性、弹性和抗冲击性等，关系到温室密封性和铺卷作业、开闭操作的难易，以及抗风、抗冰雹、抗积雪性能的强弱。【4】3 透明覆盖材料的种类与应用3.1 覆盖材料的类型划分 农用覆盖材料的种类很多, 一般可按原料材质、用途、 覆盖方式以及功能特性等分类。3.1.1 按原料材质分 有玻璃、薄膜、 硬质塑料板、软质塑料片、防虫网等。53.1.2 按原料的种类分 可分为 PVC、PE、EVA、PO系膜、氟素膜、PC、MMA等。3.1.3 按覆盖方式分 可分为固定式覆盖和可移动式覆盖。3.1.4 按农膜的功能及特性分 保温采光材料、 内覆盖材料和外覆盖材料, 有透明膜, 黑色膜, 保温膜及与生产密切相关的耐老化膜, 降解膜等。【6】3.2 覆盖材料的主要种类和应用我国设施应用的覆盖材料以普通棚膜应用最早、分布最广、 用量最大。其次是长寿无滴棚膜, 近年来也有了较快的发展。塑料温室的覆盖材料大多是农用薄膜, 主要品种有聚乙烯( PE)、 聚氯乙烯( PVC)和醋酸乙烯( EVA) 3 种。 就现阶段而言, 国际上采用的农用覆盖材料有塑料薄膜、 玻璃及 PC板等几种。 还有一部分设施选用玻璃纤维树脂板( FRA或 FRP)作为覆盖材料。73.2.1 玻璃在大多数气候寒冷的国家, 玻璃仍然是常用的覆盖材料。大块玻璃的生产供给使得结构整体遮荫率降低, 同时也减少了安装费用。而且，玻璃的可见光透过率为90%左右，对2500nm以内的近红外线具有较强的透过率，对330-380的近紫外线有80%左右的透过率，而对300nm以下的紫外线则有阻隔作用。8玻璃的使用寿命长达20年以上，耐候性好、防尘和防腐蚀性好等优点。但缺点是比重大，不耐冲击。主要有平板玻璃、 钢化玻璃和有机玻璃 3 种类型 。3.2.2 棚膜类我国的棚膜覆盖栽培技术是从 20世纪 50 年代后期开始应用的, 起初是塑料小拱棚,1969 年出现塑料大棚, 20 世纪 80 年代棚膜开始大面积取代玻璃用作温室透明覆盖材料, 目前已成为我国主要的覆盖材料, 截至 2002 年全国各种棚膜的年使用量 140 多万 t, 年需求量 70 万 t 左右。 主要应用在日光温室、 塑料大中棚、 塑料小拱棚上。93.2.2.1 聚乙烯( PE)薄膜聚乙烯( PE)薄膜质地柔软、 易造型、 透光性好、 无毒, 是我国目前主要的农膜品种。但是耐候性和保温性差, 不易粘接等。目前农膜主要原料有高压低密度聚乙烯 ( LDPIE) 和线性低刻度聚乙烯( L-MP)。主要类型分为五种：普通 PE 棚膜, 不添加耐老化等助剂直接用原料吹塑生产的白膜, 使用期仅 4 6 个月, 生产上逐步被淘汰； PE 防老化棚膜, 在 PE 树脂中加入防老化助剂经塑成膜, 这种棚膜不仅使用期长、成本降低、 节能, 而且产量与产值大幅度增加, 是目前设施栽培中重点推广的农膜品种； PE 无滴防老化膜, 具有流滴性、 耐候性、 透光性和保温性好等多重优点；PE 保温棚膜, 这种覆盖材料能阻止红外线向大棚中辐射, 可提高大棚保温效果 1 2, 在寒冷地区应用效果较好；PE 功能复合膜, 是多功能棚膜, 这种膜具有无滴、 保温、 长寿等多种功能, 有漫反射农膜、 转光膜、 L-蓝光膜、 镜面反射膜、 调光膜等。103.2.2.2 聚氯乙烯( PVC)薄膜聚氯乙烯( PVC)薄膜保温性、 透光性好, 柔软易造型, 适合作为温室、 大棚及中小棚的外覆盖材料。主要缺点是密度大, 成本较高;耐候性差, 低温下变硬脆化, 高温下易软化松弛; 膜面吸尘, 影响透光;残膜不可降解和燃烧处理。它包含普通 PVC棚膜、PVC 防老化膜、PVC无滴防老化膜、PVC耐候无滴防尘膜和PVC树脂等类型。3.2.2.3 乙烯酪酸乙烯共聚物( EVA)树脂棚膜该膜是近年来用于农业的新型农膜原料, 该农膜的透光性、 保温性及耐候性都强于 PVC 或 PE 农膜, 用 EVA农膜覆盖可较其他农膜覆盖增产 10%左右。如果连续使用 23 年, 老化前不变形, 用后可方便回收, 不易造成土壤或环境污染。 目前欧美国家及日本多使用 EVA树脂生产农膜、 地膜。是今后重点发展的农用功能膜。3.2.2.4 f.PV(聚烯烃)薄膜该膜是聚乙烯( PE)和醋酸乙烯( EVA)经多层复合而成的新型温室覆盖薄膜, 综合了 PE 和 EVA的优点, 强度高, 抗老化性能好, 透光率高且焚烧处理时也不会散发有害气体。3.2.2.5 聚碳酸酯板( PC)聚碳酸酯板( PC)具有强度、 透光率、 弹性、 自重轻、 透明, 温度适应范围宽等各种性能相结合的特点。PC板是目前塑料应用中最先进的聚合物之一, 非常适合应用在温室领域, 现在制约 PC板温室发展的主要因素是一次性投入较高。3.2.3 塑料板材 塑料板材多采用PC板，其特点是耐冲击，不易破碎，重量轻，可见光透过率比塑料膜高，紫外线和散射光透过率比玻璃高（FRP板除外），保温性与玻璃相当，使用寿命长，可达10年以上。但缺点是造价较高，耐候性、阻燃性不如玻璃。3.2.4 无纺布 主要有长纤维无纺布和短纤维无纺布两种，其特点是散射光透过比例大，透光率与厚度有关，有一定增温、保温性，具有透气性，透气量与内外温差和风速有关，重量轻，操作方便，污染后可用水清洗，不易黏合，容易保管，使用寿命一般为34年。薄型无纺布主要用于浮面覆盖栽培，或棚室内的遮阳保温幕帘。113.2.5 遮阳网 常用种类透光率范围为10%85%，颜色多为黑或银灰，其特点是削弱光强改变光质；降低地温和气温；减少田间蒸散量；减弱暴雨冲击力；减弱台风袭击；保温，霜冻；防虫防病。主要用于阴棚的覆盖材料、温室遮阳降温或遮阴浮面覆盖。123.2.6 防虫网 一般多为白色，网眼密度为22目。可覆盖在大中小棚上或温室的门、窗(通风口)上。其作用是防止害虫进入，防暴雨冲刷，遮光降温，此外还具有防强风、防冰雹、防冻害的效果。3.2.7 地膜 地膜种类很多, 主要有普通透明地膜、有色和配色地膜、除草地膜、耐老化易回收和降解性地膜以及镜面反射膜等。133.2.8 外保温覆盖物 主要用于日光温室的外覆盖保温。常见类型主要有蒲席、草苫和复合保温被两种。蒲席、草苫的保温效果好，可提高气温56；取材方便；价格相对便宜；但编织费工，耐用性差，一般可用3年；笨重，操作不便；表面粗糙，容易坏膜。而复合保温被的内芯采用一些保温性好的材料，如纤维棉、针刺棉、废羊毛绒、塑料发泡片材等） ，外皮采用一些防雨材料 （如防雨绸、塑料膜、喷胶无纺布、镀铝反光膜等）。 其特点是轻便， 表面光滑， 防水，使用寿命长，保温效果好，但价格较高。4 覆盖材料的研究现状与发展随着我国市场经济体制的不断完善, 高科技含量的棚室覆盖材料, 将在我国设施园艺中发挥着重要作用。当前农用覆盖材料的回收和发展研究已成为热点, 在我国发展和应用可控降地膜, 功能性农用地膜已是必然趋势, 预计到 2010 年, 全国地膜覆盖栽培面积可望发展到 1 700 万公顷。另外我国在非织造布的应用较少, 其市场占有率与理想的潜在市场有很大差距。【14】目前, 生产农用非织造布覆盖材料和应用其栽培技术的前景广阔, 近期国内需求量可达 4.5 亿左右, 折合 2 万 t; 而光质调控膜也具有很大的发展前景, 它具有方便实用、 经济有效(该膜价格只有同类普通膜的 1.2 1.5 倍)、 防止环境污染、 有益人体健康等优点。 如今大型现代化温室已成为温室产业的发展主流，但温室外覆盖保温已不能适应温室集约化、规模化发展的要求，很难在大型现代化温室上使用，有人提出变外保温为内保温的概念和设想。内保温是将保温层设计在温室内部，采用隔热保温的轻型材料对温室进行保温，这样易于实现保温系统的机械化和自动化。同时，保温幕作为一种简便、有效的节能措施已成为现代温室的重要配套设施之一。中国农业大学等单位先后研究了内保温幕及双层覆盖机理，试验证明这些保温措施还是行之有效的。5 结语我国地大物博，有着丰富的隔热保温材料资源，借鉴国外现有研究成果，并结合我国自身特点，设施园艺科研人员研制出适合我国的温室内保温覆盖材料达到或超过现在普遍使用的温室保温材料的保温效果，将对促进我国设施产业的再度崛起，走一条具有中国特色的温室园艺发展道路具有特别重要的意义。15参考文献1 朱明.关于中国农业产业与设施农业发展的战略思考C.国际农业生物环境与能源工程论坛论文集,2003.1-32 李式军，郭世荣.设施园艺学M.北京:中国林业出版社,2011.1.1033 贝嘉. 温室覆盖材料的选择J. 花卉园艺,2007(1):4-64 周新群,周长吉. 温室透光覆盖材料技术标准研究J.温室园艺,2006(6):14-175 王耀林, 张志斌, 葛红.设施园艺工程技术M.郑州: 河南科学技术出版社, 2000.152-1646 孙程旭,李建设,高艳明. 我国设施园艺农用覆盖材料的应用与展望J.设施园艺,2008(9):12-137 安国民, 徐世艳, 赵化春.国外设施农业现状与发展趋势J.现代化农业, 2004( 12) :34-368 丁小明,周长吉. 温室透光覆盖材料透光特性的测试J.农业工程学报,2008(8):210-2139 解继红, 王双喜.GRP 新型温室覆盖膜温热特性的研究J.山西农业大学学报(自然科学版), 2005, 25( 1) :84-8610 角田邦彦.日本聚乙烯类农用薄膜的耐久、保温、无滴和防雾技术J.中国塑料, 2003, 17( 1):1-911 张真和, 李建伟.我国棚室覆盖材料的应用与发展(上)J.长江蔬菜, 1997( 7) :1-312 汪兴汉.蔬菜设施栽培技术M.北京: 中国农业出版社,2003.96- 12113 王耀林.新编地膜覆盖栽培技术大全M.北京, 中国农业出版社, 199814 张真和, 李建伟.我国棚室覆盖材料的应用与发展(下)J.长江蔬菜, 1997( 8) :1-415 任艳芳,何俊瑜,温祥珍. 温室保温覆盖材料研究现状及进展J.自然科学版,2005(2):183-185福建农林大学园艺学院课程论文评阅表 2010-2011 学年第 一 学期 农业设施工程学 课程论文班级 学号 姓名 成绩 课程论文参考