设施园艺学园艺设施的覆盖材料学习教案

1、会计学1设施园艺学设施园艺学 园艺设施的覆盖园艺设施的覆盖(fgi)材料材料第一页，共126页。现代化温室(wnsh)（greenhouse）第2页/共126页第二页，共126页。遮阳网（shading screen） 第3页/共126页第三页，共126页。防虫网（insect-preventing net）覆盖(fgi)栽培 第4页/共126页第四页，共126页。第5页/共126页第五页，共126页。第6页/共126页第六页，共126页。第7页/共126页第七页，共126页。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(zuwi)覆盖材料应用古罗马人用云母片或透

2、明(tumng)的滑石板作为覆盖材料14世纪80年代(nindi)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相继问世第8页/共126页第八页，共126页。古罗马人云母片滑石板(shbn)1380玻璃(b l)围墙1700玻璃(b l)屋顶温室1938PEPVCEVA1958玻璃钢丙烯酸树脂板聚碳酸酯板第9页/共126页第九页，共126页。80年代中期，塑料薄膜(s lio bo m)大面积推广汉代以前用不透明覆盖材料作简易

3、设施(shsh)的保温覆盖物汉代以后(yhu)，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第10页/共126页第十页，共126页。外 保 温现在：轻型外保温覆盖材料的研制开发过去：草苫、蒲席、纸被为主第11页/共126页第十一页，共126页。第12页/共126页第十二页，共126页。第13页/共126页第十三页，共126页。第14页/共126页第十四页，共126页。第15页/共126页第十五页，共126页。(1)透光性第16页/共126页第十六页，共126

4、页。第17页/共126页第十七页，共126页。3503000nm在波长(bchng)区域(qy)内（可见光和近红外线区域(qy)）透过率越高越好光合有效辐射 作物(zuw)光合作用400760nm有热效应 室内增温7603000nm第18页/共126页第十八页，共126页。n 波长3000的红外线区域(qy)，透过率越低越好紫外线加速(ji s)薄膜老化寿命短紫外线对植物生育(shngy)有有益和有害两方面影响n 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n 散射光的作用第19页/共126页第十九页，共126页。(2) 强 度第20页/共126页第二十页，共12

5、6页。（3）耐侯性耐侯性指塑料薄膜防老化性能(xngnng)；薄膜的使用寿命问题薄膜老化后在高温下变脆，撕裂透光率衰减如何(rh)增加耐侯性？ 在薄膜生产工艺中加入(jir)光稳定剂、热稳定剂、抗氧化剂和紫外吸收剂 第21页/共126页第二十一页，共126页。（4）防雾、防滴性设施内高湿环境，室内形成雾透光率降低5%10%影响地、气温升高加入(jir)表面活性剂防雾滴剂如何(rh)获得流滴性？第22页/共126页第二十二页，共126页。第23页/共126页第二十三页，共126页。覆盖材料保温性的差异取决于其热辐射透过率的不同。 （ 3000nm红外线波段的透过率）提高保温性，需在薄膜生产过程中

6、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（5）保 温 性第24页/共126页第二十四页，共126页。（1）外保温覆盖(fgi)材料草苫(co shn)、草帘、纸被、保温被要 求A、较高的保温性，传热系数不高 于2.0w/m2B、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第25页/共126页第二十五页，共126页。（2）内保温材料薄型无纺布、遮阳网等要 求 A、高保温(bown)B、防雾滴C、防老化 结实耐用D、易卷曲 便于铺张收卷第26页/共126页第二十六页，共126页。本节重点介绍(ji

7、sho)各种用于大棚和温室的PVC、PE、EVA三种薄膜的特性及要求。第27页/共126页第二十七页，共126页。我国设施园艺生产中使用的透明覆盖材料，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(ynzh)出乙烯-醋酸乙烯(EVA)多功能复合膜第28页/共126页第二十八页，共126页。第29页/共126页第二十九页，共126页。 PVC膜，1958年从日本(r bn)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(nqun)无害而得到广泛应用（1）生产工艺PVC树脂+增塑剂，高温

8、轧延而成PVC膜：由低密度聚乙烯（LDPE）树脂或线型低密度聚乙烯（LLDPE）树脂制成PE膜：第30页/共126页第三十页，共126页。（2）应用(yngyng)情况普通PVC膜：过去普遍(pbin)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(yngyng)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0.030.05mm第31页/共126页第三十一页，共126页。（3）性 能透明覆盖材料的透光性表现为以下(yxi)三方面a、对不同波长辐射的透过(tu u)率分光透过(tu u)率b、透过

9、(tu u)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，由水滴灰尘等引起第32页/共126页第三十二页，共126页。a、对不同波长(bchng)光辐射透过率0700nm三种薄膜分光透过率曲线300nm紫外线区域，透光率PEEVAPVC400700nm光合有效辐射区，透过率PVCEVAPE第33页/共126页第三十三页，共126页。几种塑料薄膜(s lio bo m)热辐射透过率PVC PE EVA第34页/共126页第三十四页，共126页。几种塑料薄膜(s lio bo m)短波辐射分光透过率PVCPEEVA第35页/共126页第三十五页，共126页。耐老化性？增温性？保

10、温(bown)性？两种薄膜在不同波段透过(tu u)率的差异说明了什么？紫外（=300nm） 20 5556可见(kjin)（450650nm） 8688 7180近红外（1500nm） 9394 8891中红外（5000nm） 72 85远红外（9000nm） 40 84两种塑料薄膜在不同光波区的透过率 薄膜种类 PVC PE%第36页/共126页第三十六页，共126页。b、透光率与入射角关系(gun x)随入射角增大(zn d)，透光率下降0-45 下降缓慢45-60 下降明显60 急剧下降第37页/共126页第三十七页，共126页。c、实际生产条件下所测新膜透光率一般(ybn)只有62%

11、70%由水滴、灰尘等引起的透光性衰减受入射角、骨架遮荫、结露等影响PVC透光率衰减快的原因测试(csh)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 6164 62 63 74 74 73 73两种塑料(slio)（新膜）大棚透光率比较第38页/共126页第三十八页，共126页。强度(qingd)： PVC PE耐侯性：PVC PE?拉伸强度/(Mpa) 1923 1819 17伸长率/% 250290 517673 493550直角撕裂/(N.cm-1) 810877 301432 312

12、615冲击强度/(N.cm-1) 14.5 10.5 7.0强度 PVC EVA PE三种农膜的强度指标第39页/共126页第三十九页，共126页。同样结构的温室，覆盖PVC膜和PE膜白天温度：PVC高于PE 3夜间温度：PVC 高于PE 12?第40页/共126页第四十页，共126页。 PE 膜与水分亲和性差，易形成水滴 透光性下降耐寒性强，脆化温度-70比重轻：0.92 g/m2 PVC为1.30同样规格，同样重量PE膜覆盖面积较PVC大29.1%第41页/共126页第四十一页，共126页。P V C 膜脆化温度比PE低，在2030 表现明显热胀性，昼松夜紧；高温强光下易松弛，易受风害比重

13、大易粘合、修补，但燃烧时有毒性气体放出第42页/共126页第四十二页，共126页。普通PVC、PE膜在使用过程中存在以下(yxi)问题：1 寿命短，PE膜3-6个月，PVC膜6个月以上(yshng)，有效使用寿命4-6个月2 无流滴性，棚室湿度(shd)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第43页/共126页第四十三页，共126页。（1）PVC长寿(chngshu)无滴膜性能寿命8-10个月 ，流滴性持续4-6个月,厚度0.12mm应用冬季园艺植物生产工艺在PVC树脂中添加防老化助剂防雾滴剂（聚多元醇脂类、胺类复合型防雾滴剂）第44页/共126页第四十四页，共126页。

14、（2） PVC长寿(chngshu)无滴防尘膜在PVC长寿无滴膜工艺基础上，增加一道表面涂敷防尘工艺工艺效果涂敷防尘工艺阻止增塑剂、防雾滴剂向外析出，减少表面静电，透光性、流滴持效期和防老化性能得到改善第45页/共126页第四十五页，共126页。（1） PE长寿(chngshu)无滴膜：工艺在成膜工艺中加入防老化、防雾滴助剂功能寿命12-18个月，流滴持效期150天以上，透光率提高10%-12%应用冬季、早春温室园艺植物生产第46页/共126页第四十六页，共126页。（2）PE多功能复合膜工 艺采用三层共挤设备将具有不同功能助剂（防老化剂、防雾滴剂、保温剂）分层加入成膜生产工艺第47页/共12

15、6页第四十七页，共126页。防老化剂相对集中在外层，防老化延长寿命保温剂集中于中层，抑制棚室内热辐射流失，具保温性防雾滴剂集中于内层，流滴性好，提高透光率第48页/共126页第四十八页，共126页。性能厚度0.08-0.12mm使用寿命1-1.5年防雾、流滴持效期3-4个月保温性与PVC接近覆盖后棚室中散射光增加，占50%，使室内光照均匀添加的紫外线阻隔剂可抑制灰霉、菌核病的发生第49页/共126页第四十九页，共126页。应用在华北、西北地区广泛应用于温室覆盖。PE多功能复合膜第50页/共126页第五十页，共126页。（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(yxi)特点：薄

16、, 厚度仅0.05mm增加散射光比例，散射光透过率比普遍PE膜高10%对远红外区透光率低，仅36%，普通PE膜71%-78%耐侯性、机械性能明显优于普通PE膜第51页/共126页第五十一页，共126页。日期4月19日 4月20日 4月21日 4月22日 4月23 日0时 6时 0时 6时 0时 6时 0时 6时 0时 6时 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 -2.8两种农膜保温性比较项目拉伸强度/Mpa 相对伸长率/% 直角撕裂/N.cm-1 纵 横 纵 横 纵 横普通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几种薄膜的机械性能的比较第52页/共126页第五十二页，共126页。项目暴晒试验 连续扣棚试验纵向伸长保留率 横向伸长保留率 纵向伸长保留率 横向伸长保留率9个月 10个月 9个月 10个月 9个月 10个月 9个月 10个月普通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几种薄膜的耐侯性%第53页/共126页第五十三页，共126页。特点工艺在成膜工艺中（PE或PVC等）加入性状特殊的结晶材料可见光和近红外线区域透过率与PVC相近 透光率不受影响对紫外线有一定转换能力使直射光变成散射光 作物受光均匀中红外区域和远红外区域透过率分别比PVC降低20%-30%和18% 保温性升高，中午升温慢第54页/共126页第五十四页，共126页。第55页/共126页第五十五页

19、，共126页。特点效果工艺在各种功能性PE膜中添加荧光化合物和介质助剂而成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(t go)光合作用2 透光率高 比同质(tn zh)功能性PE膜高8%左右4 减少温差 覆盖转光膜棚室温度特点：阴天或晴天的早晚气温(qwn)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、品质提高第56页/共126页第五十六页，共126页。工艺在成膜过程中加入紫色或蓝色染料特点使蓝、紫光透光率增加 应用紫光膜适用叶菜类（韭菜、茴香等）生产；蓝光膜用于水稻育秧， 防止烂秧第57页/共126页第五十七页，共

20、126页。以乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA)树脂(shzh)为主体的三层复合多功能性薄膜。厚度0.10-0.12mm中层以VA含量高的EVA树脂为主，添加保温、防雾滴助剂 提高保温和防雾滴功能以LLDPE、 LDPE 或 VA含量低的 EVA树脂为主，添加耐侯、防尘助剂 耐侯性强，防止防雾剂外渗，机械性能好外层内层以VA含量低的EVA树脂为主，添加保温、防雾滴助剂 机械性能好，又有较高保温和流滴持效性能第58页/共126页第五十八页，共126页。2 耐低温、耐冲击、不易开裂3 具有弱极性，与防雾滴剂有良好相容性 ，流滴持效期长4.对红外线阻隔率优于PE 保温性好1 结晶性下降 薄膜有良好透光性

21、的导入，使具有如下独特(dt)性能第59页/共126页第五十九页，共126页。EVAPE耐侯性：18-24个月 EVA树脂阻隔(zg)紫外线能力强.拉伸强度/(Mpa) 1923 1819 17伸长率/% 250290 517673 493550直角撕裂/(N.cm-1) 810877 301432 312615冲击强度/(N.cm-1) 14.5 10.5 7.0强度 PVC EVA PE三种农膜的强度指标第61页/共126页第六十一页，共126页。夜间(y jin)比 PE膜高1.01.5白天(bi tin)比PE膜高2.03.0由于EVA树脂红外阻隔率高于PE，低于PVC，成膜过程中又加

22、入保温剂 保温性能好第62页/共126页第六十二页，共126页。EVA树脂的弱极性使流滴持效期延长，一般(ybn)8个月以上。 第63页/共126页第六十三页，共126页。以四氟乙烯为基础(jch)母料，其特点是：高透光性，透光衰减慢 抗静电能力强 价格昂贵使用后需厂家回收处理第64页/共126页第六十四页，共126页。在了解了各种棚室覆盖薄膜性能(xngnng)后，在应用时（薄膜选用），应注意哪些问题呢？作物对温、光的要求综合考虑价格/性能比使用地区的气候条件第65页/共126页第六十五页，共126页。如F/FR转换(zhunhun)薄膜、温变色薄膜、光诱变膜等功能性薄膜的开发第66页/共1

23、26页第六十六页，共126页。在保证强度前提下薄型化，降低成本厚度均匀，无断头、破口或扭曲强度高，纵、横拉伸力均衡，寿命长。使用后回收加工，一膜多用全部双剖单幅收卷，每卷重量1015kgMMA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(qmin)6 耐侯性、阻燃性和亲水性不如玻璃第79页/共126页第七十九页，共126页。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(j l y x)膜和硬脂聚脂膜两种透光性 1 聚脂膜能透过320nm以上(yshng)紫外线，硬质

24、PVC 膜波长380nm以下光线 不透过2 可见光波段透过(tu u)率两种一样3 红外线区域透过率极低（10%）第80页/共126页第八十页，共126页。耐侯性聚脂膜PVC膜流滴性保温(bown)性两种膜相当(xingdng)硬塑料膜第81页/共126页第八十一页，共126页。种类(zhngli)作用(zuyng)在PVC膜或PE膜成膜过程中混入铝粉一种(y zhn)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第82页/共126页第八十二页，共126页。优点使用寿命长（20年以上），耐候性好防尘、耐药、亲水性、保温性好、防腐蚀性好缺点比重大（2

25、.5g/cm3），对支架的坚固性要求高耐冲击性能差不易卷曲，易破损，故限制了推广应用。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(yxi)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。第83页/共126页第八十三页，共126页。第84页/共126页第八十四页，共126页。第85页/共126页第八十五页，共126页。第86页/共126页第八十六页，共126页。第87页/共126页第八十七页，共126页。第88页/共126页第八十八页，共126页。种类(zhngli)平板玻璃、钢化玻璃和红外线（热吸收(xshu)）玻璃特性(t

26、xng)第89页/共126页第八十九页，共126页。. 紫外线区域(qy)透过率：平板玻璃 热线吸收玻璃. 可见光波段(bdun)：平板玻璃 热线吸收玻璃. 热线(rxin)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第90页/共126页第九十页，共126页。增温性：平板玻璃 热线(rxin)吸收玻璃保温(bown)性：两者相当第91页/共126页第九十一页，共126页。耐侯性、防尘(fn chn)、耐药、亲水性.比重大(zhngd)，不耐冲击第92页/共126页第九十二页，共126页。一、无 纺 布二、遮 阳 网三、日光温室外覆盖(fgi)保温材料第93页/共126

27、页第九十三页，共126页。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(cilio)，又称“不织布”“丰收布”薄型无纺布：100g/m2厚型无纺布: 100g/m2类型据纤维长短分为：长纤维无纺布 设施园艺上主要应用类型短纤维无纺布 强度差据每平方米重量分为：第94页/共126页第九十四页，共126页。1 薄型无纺布的性能(xngnng).透光性与厚度有关.散射光比例大.保温，内覆盖可提高气温23.透气.轻，操作(cozu)简单，易保管.寿命长，2 4年第95页/共126页第九十五页，共126页。应 用. 浮面覆盖(fgi)栽培. 棚室内(sh ni)保温

28、幕. 夏季(xij)防雨遮阳栽培. 无土栽培上的应用第96页/共126页第九十六页，共126页。2 厚 型 无 纺 布100g/m2以上园艺设施的外覆盖材料保温与厚度有关存在问题：强度，防水性需改进第97页/共126页第九十七页，共126页。二、遮 阳 网又称凉爽(lingshung)纱、遮阳网，是以聚乙烯、聚丙烯和聚酰胺等为原料，经加工制作拉成扁丝、纺织而成的网状材料特点(tdin)重量轻，强度(qingd)高，耐老化，便于铺卷，种类多样，可选择性大第98页/共126页第九十八页，共126页。第99页/共126页第九十九页，共126页。第100页/共126页第一百页，共126页。第101页/共126页第一百零一页，共126页。第102页/共126页第一百零二页，共126页。遮光率：25%70%幅宽：90cm 、150cm、220cm、250cm等颜色：黑、银灰、白、果绿(u l)、黑灰相间1、遮阳网种类(zhngli)第103页/共126