溫室生產(chǎn)中農(nóng)用覆蓋膜的選擇方法

張志平（吉尼嘉塑料制品有限公司，海南萬(wàn)寧 571522）

隨著設(shè)施農(nóng)業(yè)園藝產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展，薄膜溫室以其性價(jià)比高的特點(diǎn)在市場(chǎng)占有份額逐漸增強(qiáng)。面對(duì)市場(chǎng)上琳瑯滿目的溫室膜，如何選擇一直是種植者面臨的難題之一。本文主要闡述生產(chǎn)中溫室覆蓋膜的選擇方法，以饗讀者。

溫室覆蓋膜分類方式

溫室覆蓋膜從工藝上來(lái)說(shuō)，有三層共擠，五層共擠，還有標(biāo)稱七層共擠的。從厚度上，有八絲（1 絲=0.01 mm）（東北地區(qū)把“絲”叫做“道”），十絲，十二絲，十五絲。從壽命上，有一年膜，兩年膜，多年膜。從名稱上，有 PO 膜，有 PE 膜，有 EVA 膜，氣泡膜。從功能上，有長(zhǎng)壽、無(wú)滴（防流滴）、消霧（也稱減霧）、防塵、散射（也稱漫散射）、遮白（也稱“乳白”）、保溫、轉(zhuǎn)光、防蟲和光譜選擇過(guò)濾等，用戶通常不了解這些功能在實(shí)際使用時(shí)能給作物生長(zhǎng)帶來(lái)哪些作用。為了方便選擇，種植者應(yīng)專注收益，讓選擇方向從“收益”目標(biāo)開始。實(shí)現(xiàn)收益有以下5 種方式：①產(chǎn)量高；②賣相好（如色澤、均勻度和顏值）；③獨(dú)家專利（如某一品種花卉）；④口感佳（對(duì)于可食果蔬）；⑤上市時(shí)間（果蔬類早上市或晚上市的時(shí)間差，以及有特別意義的花卉上市時(shí)間的要求都比較嚴(yán)格）。以上5 種收益的方式往往并不能同時(shí)實(shí)現(xiàn)，種植者確定好主要收益后，即可確定作物達(dá)到這種收益所需要的生長(zhǎng)環(huán)境與條件。從對(duì)環(huán)境與條件的要求出發(fā)，即可定位所要選擇的膜。

影響溫室覆蓋膜性能的因素

溫度

保溫

薄膜的保溫功能，是指秋冬季溫室內(nèi)白天被包括作物在內(nèi)的所有物體吸收的熱量于夜間因室內(nèi)外溫差造成的熱量在由高到低的流動(dòng)時(shí)，以紅外線形式存在的熱能在向棚外輻射散射出時(shí)被添加了紅外線阻隔劑的溫室棚膜阻隔回來(lái)，得以繼續(xù)在溫室內(nèi)保持，最大程度上減少熱量的損失，減緩溫室內(nèi)溫度的降低幅度（圖1）。這是以阻隔紅外線輻射為原理的主動(dòng)調(diào)控，可有效避免溫室內(nèi)溫度驟變，從而避免作物凍傷減產(chǎn)生長(zhǎng)受抑制。值得注意的是保溫不是增溫，是最大程度上減少自身儲(chǔ)存熱量流失，而不是像加溫設(shè)備那樣的增加熱量和提高溫度。沒(méi)有紅外線阻隔功能的普通膜也有保溫功能，但那僅僅是阻止了冷熱空氣的對(duì)流交換來(lái)實(shí)現(xiàn)的，是一種被動(dòng)實(shí)現(xiàn)，持續(xù)的時(shí)間也非常短。

圖1 保溫膜的調(diào)控原理圖

降溫

溫室薄膜的降溫是在添加了一定比例增白劑后所起到的有限作用。應(yīng)用范圍較為特殊，為保證作物正常的光合作用，通常安裝于溫室立面及特殊方位，適合用于較強(qiáng)輻射氣候，以及夏季較強(qiáng)的西曬造成的作物偏向。種植者可按自己情形對(duì)遮白的程度等級(jí)進(jìn)行選擇，如遮白40% 或60%。不可把這種膜等同于遮陽(yáng)網(wǎng)，膜的降溫程度是非常有限的，且只能是局部、階段性地緩解強(qiáng)日曬，不可完全替代遮陽(yáng)網(wǎng)的作用。

濕度

對(duì)于薄膜來(lái)說(shuō)影響溫室內(nèi)濕度的主要原因是秋冬季早晚的溫差，無(wú)地膜或地布的溫室本就較有地膜或地布的溫室濕氣重，再加之早晚溫差較大，密閉型溫室會(huì)在棚頂內(nèi)表面形成冷凝水與霧氣（圖2），如不加以控制會(huì)使作物區(qū)域的濕度更重，導(dǎo)致病害發(fā)生。溫室膜的流滴與消霧功能可以避免霧氣形成，同時(shí)將貼于膜內(nèi)表面的冷凝水滴匯聚成大的水膜并形成水流沿頂部弧度的方向有序?qū)С觯▓D3），減少了因無(wú)序的水滴散布于溫室棚內(nèi)造成的嚴(yán)重濕氣，從而降低了病蟲害的發(fā)生與傳播，同時(shí)也增加了膜的透光度。南方冷凝水并不嚴(yán)重的棚室可以選擇不帶流滴功能的棚膜。對(duì)于雙層膜溫室而言，頂層或外層可以使用普通長(zhǎng)壽命不帶流滴功能的膜，將流滴功能膜裝于溫室內(nèi)層，透光度更好，還可以節(jié)約成本。薄膜對(duì)濕度的調(diào)節(jié)是以去霧及引導(dǎo)冷凝水的走向來(lái)進(jìn)行干預(yù)，使溫室內(nèi)的濕氣盡量遠(yuǎn)離作物，與除濕的概念并不相同，但非常有效。

圖2 不帶流滴性的普通薄膜

圖3 帶有流滴性的無(wú)滴膜

光照

光照含有3個(gè)內(nèi)容，分別是光量、光分布和光質(zhì)。光量是指進(jìn)入溫室的光總量。光分布是指進(jìn)入溫室內(nèi)的光的輻射角度。光質(zhì)是光進(jìn)入溫室后主要含有哪些光譜波段。光量通常來(lái)說(shuō)只要不是遮白膜，所有種類的溫室棚膜的透光率對(duì)于溫室內(nèi)作物的光合作用都是完全足夠的，都在90%上下。光分布在溫室內(nèi)表現(xiàn)為直射光與散射光占光總量的比例。太多的直射光會(huì)帶來(lái)較多的陰影造成作物生長(zhǎng)不均，合適的散射光則使溫室內(nèi)的光分布更加均勻（圖4），對(duì)于藤架類作物尤其有利，同時(shí)大大緩解了強(qiáng)光季節(jié)的光輻射，作物葉片呼吸時(shí)氣孔的開合度更好。此外，在太陽(yáng)光輻射較強(qiáng)的地區(qū)，散射光也可起到降低光照強(qiáng)度，柔化溫室內(nèi)光照的作用，對(duì)作物起到一定的保護(hù)作用。看起來(lái)不那么透明的散射功能膜并不意味著透光率低。入射光的透光總量受光分布的形式—散射或直射的影響非常小，可以忽略不計(jì)。

圖4 不同薄膜下的陰影情況

如圖5 可知，進(jìn)入溫室之前，正常晴空無(wú)云下的光是全波段的（大氣層會(huì)吸收部分紫外線），進(jìn)入溫室后，光譜的波段組成就發(fā)生了改變。如不加以干預(yù)，就無(wú)法讓有用的光質(zhì)發(fā)揮其最大的作用，作物的生長(zhǎng)表現(xiàn)也無(wú)法達(dá)到種植者的目的。通過(guò)溫室膜內(nèi)的添加劑可以實(shí)現(xiàn)讓進(jìn)入溫室內(nèi)的特殊光質(zhì)或光波段對(duì)作物生長(zhǎng)進(jìn)行有益的干預(yù)和調(diào)控。

圖5 太陽(yáng)輻射的波段組成

紫外波段會(huì)加深或黑化如單色玫瑰等花卉的花瓣邊緣的色度，降低賣相與售價(jià)，但另一方面使雙色玫瑰等花卉色澤更艷，果蔬類口感更好。此外短波段是薊馬粉虱蚜蟲的可視波段，如要防蟲則還要考慮作物是否需要，同時(shí)這部分波段也是授粉蜂所需要的，如果阻隔了這部分波段，那授粉蜂的工作效率也會(huì)大打折扣。另如紅橙光段，通常會(huì)刺激作物的生長(zhǎng)，而藍(lán)光則普遍會(huì)產(chǎn)生抑制作用。這都對(duì)作物的上市時(shí)間產(chǎn)生影響。當(dāng)然對(duì)不同作物的影響程度也會(huì)有所差異。具體到種植者來(lái)說(shuō)，則需要根據(jù)作物與當(dāng)?shù)禺?dāng)時(shí)的環(huán)境，全面考慮進(jìn)行選擇，相矛盾的功能肯定無(wú)法同時(shí)加強(qiáng)存在于同一種膜產(chǎn)品中，這就要求種植者進(jìn)行綜合平衡來(lái)確定這部分功能的選擇。因?yàn)楣赓|(zhì)波段的特殊性，這種功能的膜與普通膜單從肉眼看是無(wú)法區(qū)分出來(lái)的。需要專門的儀器。用戶選擇時(shí)可以讓廠家提供相應(yīng)的指標(biāo)數(shù)據(jù)。另外，這種功能膜的光譜過(guò)濾的效能不會(huì)隨膜的使用時(shí)間增加而減弱。

強(qiáng)度

溫室覆蓋膜的強(qiáng)度指標(biāo)通常有拉伸強(qiáng)度，撕裂強(qiáng)度，抗沖擊力。拉伸強(qiáng)度：在實(shí)際應(yīng)用中與膜安裝有關(guān)。即將膜拉伸到斷裂所需要的強(qiáng)度，通常這個(gè)指標(biāo)所有廠家都是過(guò)關(guān)的。這是保證溫室膜在安裝時(shí)能拉緊繃平整的起碼標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)指標(biāo)的另一個(gè)實(shí)際意義還與風(fēng)載、雪載（或雨水積聚壓力）有關(guān)。撕裂強(qiáng)度更多體現(xiàn)在棚膜意外人為因素先出現(xiàn)小段的破裂后，在相關(guān)方向繼續(xù)被撕大所需要的力，比如棚膜的折線處?？箾_擊力是指瞬時(shí)的外力對(duì)膜造成的沖擊使膜破裂。實(shí)際應(yīng)用體現(xiàn)在棚膜上方的落體沖擊和冰雹，以及日常操作時(shí)無(wú)意間受到鈍物地突然猛戳。

壽命

影響溫室膜壽命的主要有光與熱兩個(gè)因素。光老化是塑料制品（包括溫室膜），暴露在陽(yáng)光之下，都會(huì)大量吸收紫外線，并因此造成塑料制品的聚合物分子結(jié)構(gòu)被破壞，從而使壽命衰減，這個(gè)指標(biāo)的首要表現(xiàn)就是物理指標(biāo)，例如機(jī)械性能、抗拉伸、抗撕裂和抗沖擊強(qiáng)度下降，即光老化或光氧化。熱老化是因?yàn)檫^(guò)高溫度造成薄膜分子鏈斷裂，從而加速機(jī)械應(yīng)力降低。另外是化學(xué)老化，但這不是自然老化。含硫氯的化學(xué)品常被用來(lái)殺菌滅蟲，但這也同時(shí)大大縮短了膜的正常使用壽命，不同廠家的不同標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品都有一定的抗硫氯指標(biāo)，較多廠家通常在這一指標(biāo)上對(duì)于用戶的正常使用是足夠的。如抗硫氯為1500 umol/mol 的硫和 150 umol/mol 的氯，可以保證膜的正常使用壽命在質(zhì)保年限內(nèi)（圖6）。

圖6 使用了8 年的溫室棚膜

所有的溫室膜給出的壽命質(zhì)保年限，都是基于膜在安裝覆蓋過(guò)程及覆蓋完成之后的正常應(yīng)用期間的自然環(huán)境下的光老化與熱老化，即溫室在使用時(shí)無(wú)任何其它物體接觸時(shí)所受到的光輻射與熱輻射的強(qiáng)度，當(dāng)然，周邊環(huán)境如有相關(guān)化工廠、煤廠等也是種植者要考慮的重要因素。對(duì)于種植者來(lái)說(shuō)，在選擇溫室覆蓋時(shí)務(wù)必要考慮到本地環(huán)境與溫室結(jié)構(gòu)，當(dāng)然，在實(shí)際應(yīng)用中的細(xì)心與防護(hù)（如避免與金屬的直接接觸，增加遮陽(yáng)網(wǎng)，減少化學(xué)品的使用等）則會(huì)延長(zhǎng)膜的使用壽命。

防塵

薄膜在生產(chǎn)中通過(guò)對(duì)外層添加抗靜電添加劑，使膜的外層能最大程度上減少干燥空氣中帶電灰塵被吸附于溫室的外表面，提高了膜外表面的自潔性，從而減少了膜外面灰塵的積聚，也相應(yīng)降低了在合適的溫濕度時(shí)產(chǎn)生苔蘚、藻類的機(jī)會(huì)。對(duì)于氣候相對(duì)干燥空氣流通性好的地區(qū)來(lái)說(shuō)，這種功能的作用就能更好地發(fā)揮出來(lái)。但并非有防塵功能的膜就能徹底避免苔蘚的產(chǎn)生。苔蘚在空氣流通差、適合的溫度和較高的濕度時(shí)則極易形成，而且無(wú)論是在膜內(nèi)面或外面、內(nèi)外遮陽(yáng)網(wǎng)上、甚至聚酯板上、骨架上，能附著苔蘚孢子的地方都會(huì)產(chǎn)生，一旦產(chǎn)生則極易連成一片，難以根除。因此也使得膜在使用多年后即使抗拉伸等機(jī)械強(qiáng)度還非常好，但因苔蘚過(guò)多嚴(yán)重降低透光率，作物無(wú)法正常生長(zhǎng)而不得不花錢換新。因此，棚內(nèi)的通風(fēng)，濕度控制是非常關(guān)鍵的因素。對(duì)于防青苔的溫室膜，許多廠家都在研發(fā)，但截止目前還沒(méi)有真正能成功上市的成熟產(chǎn)品。國(guó)外對(duì)此的做法是定期對(duì)膜進(jìn)行清洗，這樣的話可以使膜的使用期限可以與膜的強(qiáng)度同步，往往會(huì)比廠家的書面質(zhì)保期多兩倍或更多。

厚度

用戶在考慮膜的使用壽命時(shí)往往會(huì)與厚度相聯(lián)系，厚度會(huì)增加膜的機(jī)械強(qiáng)度，但對(duì)于光老化與熱老化對(duì)壽命的影響來(lái)說(shuō)，則主要與添加的相應(yīng)抗氧化劑穩(wěn)定劑有關(guān)。同時(shí)厚度是影響膜成本的最重要因素，因此用戶在膜厚度的選擇上要對(duì)綜合成本進(jìn)行考慮。

通常來(lái)說(shuō)選擇膜的厚度往往取決于溫室類型。設(shè)備設(shè)施較完備，頂高較高的現(xiàn)代化大型連棟溫室，種植的作物價(jià)值往往也較高，換一次膜的難度較大，人工成本也較高，這類溫室大多會(huì)選擇厚度較厚、壽命較長(zhǎng)的膜。相對(duì)簡(jiǎn)易的北方日光溫室或普通春秋棚，換棚相對(duì)容易且種植的作物價(jià)值有限，通常會(huì)選擇相對(duì)薄些的膜。

總結(jié)

種植者在明確了溫室種植的作物以及該作物所需的最佳生長(zhǎng)條件后，可以結(jié)合自身的種植習(xí)慣、地理氣候環(huán)境、溫室類型和投資收益比，來(lái)選擇適宜的具備特殊功能的棚膜。同時(shí)要考慮棚膜的使用年限以及維修、清潔成本等。