紙質(zhì)育果袋性能分析與展望

摘" 要：紙質(zhì)育果袋作為一種培育生產(chǎn)水果的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工具，在果實培養(yǎng)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。該文對目前市場上常見的幾種紙質(zhì)育果袋進行性能比較與展望。首先，對傳統(tǒng)的紙質(zhì)育果袋進行分析，在保護果實免受日曬、風(fēng)雨侵蝕方面作用明顯，但存在耐久性差、易腐爛等缺點。其次，介紹一些新型紙質(zhì)育果袋，如防水紙質(zhì)育果袋、可降解紙質(zhì)育果袋等。這些新型育果袋在提高耐久性、降低環(huán)境影響等方面具有顯著優(yōu)勢，有望成為紙質(zhì)育果袋發(fā)展的重要方向。隨著科技的不斷進步和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求不斷提升，紙質(zhì)育果袋將不斷創(chuàng)新，結(jié)合新材料、新工藝，提高功能性和環(huán)保性，為果樹種植提供更多選擇，推動農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向更加可持續(xù)的方向發(fā)展。

關(guān)鍵詞;紙質(zhì)；傳統(tǒng)育果袋；新型育果袋；可持續(xù)；性能分析

中圖分類號：S-1" " " 文獻標(biāo)志碼：A" " " " " 文章編號：2096-9902（2024）24-0070-05

Abstract： As an agricultural production tool for cultivating and producing fruits， paper fruit cultivation bags play a key role in fruit cultivation. In this paper， the performance comparisons and prospects of several common paper fruit cultivation bags on the market are made. First of all， the traditional paper fruit cultivation bags were analyzed. They have obvious effects in protecting fruits from sun， wind and rain erosion， but they have shortcomings such as poor durability and easy perishable. Secondly， some new paper fruit breeding bags were introduced， such as waterproof paper fruit breeding bags， degradable paper fruit breeding bags， etc. These new fruit cultivating bags have significant advantages in improving durability and reducing environmental impact， and are expected to become an important direction for the development of paper fruit cultivating bags. With the continuous advancement of technology and the continuous increase in demand for agricultural production， paper fruit cultivation bags will continue to innovate， combine new materials and new processes to improve functionality and environmental protection， provide more choices for fruit tree planting， and promote agricultural production to develop in a more sustainable direction.

Keywords： paper; traditional fruit cultivating bags; new fruit cultivating bags; sustainability; performance analysis

紙質(zhì)育果袋作為一項提高水果品質(zhì)及商品化率的重要農(nóng)業(yè)技術(shù)，在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。然而，紙質(zhì)育果袋在推廣應(yīng)用過程中也面臨著諸多挑戰(zhàn)，如強度不足、防水性差等問題[1]，這些問題限制了其在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用范圍和效果。因此，對紙質(zhì)育果袋的性能進行改良，開發(fā)新型紙質(zhì)育果袋材料，已成為當(dāng)前研究的熱點。

隨著新材料技術(shù)的不斷發(fā)展，通過納米技術(shù)、生物工程技術(shù)等[2]手段改良紙質(zhì)育果袋的性能，已經(jīng)取得了初步成果。這些高性能的紙質(zhì)育果袋不僅保留了紙質(zhì)育果袋環(huán)保、可降解的優(yōu)點，而且在防水性、透氣性、耐久性等方面都有了顯著提升[3-6]。此外，隨著人們對果品品質(zhì)要求的提高，紙質(zhì)育果袋在促進果實均勻著色、增加果實糖分等方面的作用也逐漸被發(fā)現(xiàn)和認(rèn)可[7]。

因此，本文旨在全面分析我國紙質(zhì)育果袋的現(xiàn)狀、性能、新型材料以及未來發(fā)展方向，為其研發(fā)與應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1" 研究現(xiàn)狀

在國內(nèi)，對于紙質(zhì)育果袋的性能評估與未來發(fā)展方向的研究已逐漸展開。從現(xiàn)有的文獻資料來看，研究者們主要關(guān)注了育果袋的物理性能、化學(xué)性能以及其對果實品質(zhì)的影響等方面。

首先，關(guān)于育果袋的物理性能，研究者們通過實驗驗證了不同品牌的育果袋在透氣性、吸水性、抗張指數(shù)和撕裂指數(shù)等指標(biāo)方面的表現(xiàn)[8]。結(jié)果顯示，大部分市售育果袋在這些指標(biāo)上均符合標(biāo)準(zhǔn)要求，但仍有少數(shù)樣品在抗張指數(shù)和脫色試驗方面存在問題，這可能會對果實的生長環(huán)境產(chǎn)生不利影響。此外，還有研究者提出了一種低定量涂布育果袋紙的生產(chǎn)方法，該方法通過在育果袋原紙上涂布專用涂料，再經(jīng)過干燥和壓光處理，得到了具有較好覆蓋率和松厚度的育果袋外袋紙[9]。這種新型育果袋紙在減少涂料用量、節(jié)省資源和降低生產(chǎn)成本方面具有顯著優(yōu)勢。

在化學(xué)性能方面，研究者們關(guān)注了育果袋中可能存在的有害物質(zhì)對果實品質(zhì)的影響。例如有研究發(fā)現(xiàn)部分市售育果袋存在重金屬鉛超標(biāo)的情況，這可能會對果實的安全性產(chǎn)生潛在風(fēng)險[8]。因此，如何降低育果袋中的有害物質(zhì)含量，提高其環(huán)保性能，是當(dāng)前研究的重要課題之一。

研究者們還探討了育果袋對果實品質(zhì)的影響。通過對不同品種蘋果套袋后的果實品質(zhì)進行測定，發(fā)現(xiàn)佳農(nóng)袋、愛農(nóng)袋和盈動袋等品牌在果袋破損率、斑點病果率、果點密度、著色面積、可溶性固形物含量和果實硬度等方面均具有優(yōu)勢[8]。這說明選擇合適的育果袋對于提高果實品質(zhì)具有重要意義。

國內(nèi)關(guān)于紙質(zhì)育果袋的性能評估與未來發(fā)展方向的研究已取得了一定的成果。然而，目前仍存在一些問題和挑戰(zhàn)，如育果袋的環(huán)保性能有待進一步提高，以及如何根據(jù)不同地區(qū)和果樹品種的特點選擇合適的育果袋等。因此，未來的研究應(yīng)繼續(xù)深入探討這些問題，為我國果樹產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供有力支持。

2" 發(fā)展趨勢

在探討紙質(zhì)育果袋的性能評估與未來發(fā)展方向時，不可忽視的是其發(fā)展趨勢的多維性。從現(xiàn)有的研究和實踐進展來看，紙質(zhì)育果袋領(lǐng)域呈現(xiàn)出幾個明顯的趨勢，這些趨勢不僅影響著產(chǎn)品的質(zhì)量和功能，也指引著行業(yè)的創(chuàng)新方向。

2.1" 傳統(tǒng)育果袋

2.1.1" 傳統(tǒng)單層紙質(zhì)育果袋

單層紙質(zhì)育果袋是最常見的育果袋，通常由一層質(zhì)地較輕、透氣性好的紙材制成。單層紙質(zhì)育果袋主要由天然纖維素材料制成，具有良好的生物降解性和環(huán)保特性。顧紅等[10]的研究表明，純紙質(zhì)育果袋對果實的保護作用明顯，能有效減少果實表面的病害發(fā)生率。然而，其耐久性相對較差，容易在潮濕環(huán)境中破損，限制了其在雨季時期的應(yīng)用[11]。從表1可以看出，紙張在相同時間內(nèi)的空氣透過量和水蒸氣透過量都大于聚乙烯膜。

2.1.2" 傳統(tǒng)雙層紙質(zhì)育果袋

雙層育果袋也叫復(fù)合育果袋，復(fù)合育果袋在純紙質(zhì)基礎(chǔ)上增加了防水層或增強層，如PE薄膜、無紡布等，以提高育果袋的耐用性和防水性。內(nèi)層貼近果實，柔軟且透氣；外層則更加厚實，起到防護作用。這種育果袋相比單層紙袋，能更好地防止外界物理損傷和部分病蟲害。復(fù)合材質(zhì)的育果袋在保持良好透氣性的同時，顯著提高了防水性和耐久性。此外，這種育果袋對果實的品控能力更強，有利于提升果實品質(zhì)[11]。雙層育果袋如圖1所示。

2.1.3" 傳統(tǒng)育果袋性能分析

傳統(tǒng)紙質(zhì)育果袋作為一種古老而有效的農(nóng)業(yè)技術(shù)，主要用于改善果實品質(zhì)、保護果實免受病蟲害以及調(diào)控果實生長環(huán)境，其性能分析主要涵蓋以下幾個方面。

紙質(zhì)育果袋具有良好的透氣性，能夠保證果實在成長過程中的氣體交換，有利于果實的正常呼吸和代謝。然而，透氣性的高低也直接影響到果實的水分蒸發(fā)速率，可能會在一定程度上影響果實的水分狀態(tài)和品質(zhì)。有學(xué)者發(fā)明了一種通過優(yōu)化紙質(zhì)材料的組合和結(jié)構(gòu)的育果袋，可以有效調(diào)節(jié)育果袋的透氣性，以適應(yīng)不同環(huán)境和果種的需求。

雖然傳統(tǒng)的紙質(zhì)育果袋具有一定的防水性，但在持續(xù)高濕環(huán)境下，其防水性能會顯著下降，影響到果袋的保護效果和使用壽命[12]。傳統(tǒng)育果袋材料分析和測試數(shù)據(jù)見表2。

2.2" 新型紙質(zhì)育果袋

近年來，中國學(xué)者針對育果袋材質(zhì)進行了廣泛的研究，提出了多種新型育果袋。其中，生物降解材料制成的育果袋因其環(huán)保特性受到廣泛關(guān)注。同時，納米材料的應(yīng)用也大大提高了育果袋的功能性，如通過納米技術(shù)改性的育果袋在防病蟲害等方面展現(xiàn)出優(yōu)異的性能。

2.2.1" 新型葡萄專用育果袋

新型葡萄專用育果袋使用高強漂白針葉漿和專用MF濕強劑，提升打漿度和紙張透明度，同時減少其使用時霉菌的生長。相較于傳統(tǒng)單層育果袋紙，其縱向抗張指數(shù)（N·m/g）≥50.0，縱向濕抗張指數(shù)（N·m/g）≥18.0，具有適當(dāng)?shù)拇驖{度和透明度，能夠增加照射強度，提高葡萄著色度[6]。葡萄專用型育果袋如圖2所示。

2.2.2" 新型抗菌育果袋

抗菌育果袋為外土黃內(nèi)黑的雙層袋，內(nèi)層涂有生物藥劑多抗霉素原藥和少量的滑石粉，對套袋蘋果果實果銹、水裂紋、黑紅點病的防治效果明顯，對蘋果果實果銹防治效果比對照（普通紙袋）提高30%～70%；對水裂紋防治效果在不同果園紅富士蘋果差異顯著，比對照提高10%～90%不等；對蘋果嘎啦的黑點病、紅點病防治效果比對照提高10%以上；且生物抗菌育果袋能改善蘋果果實著色，著色面積達1/2以上的果實占80%以上[10]。

2.2.3" 新型環(huán)保水性涂料高性能育果袋

新型環(huán)保水性涂料高性能育果袋以炭黑基水性為涂料，將一定配比的炭黑、高嶺土和蒙脫土與羥丙基甲基纖維素分散劑混合制得水相分散液;加入預(yù)配的聚乙烯醇（PVA）溶液、羧甲基丁苯膠乳、聚乙二醇（PEG）等組分，經(jīng)高速剪切分散制備得到炭黑基水性涂料。經(jīng)過涂料涂布后增強了育果袋紙的表面強度，提高了涂布紙張的不透明度，降低了涂料原料的成本，具有較好的黏結(jié)性、不透明度以及透氣性；并且在工藝上通過造紙污泥資源化利用系統(tǒng)，對造紙污泥進行回收再利用，避免了造紙污泥對環(huán)境的二次污染，能夠提高資源利用效率，避免造成資源浪費[13]。

2.2.4" 新型雙醛纖維素納米纖維育果袋

納米纖維素是一種由纖維素制成的具有可降解、高強度等特點的新型材料。將納米纖維素材料應(yīng)用于紙質(zhì)育果袋中，可以提高其強度和耐用性，同時保持環(huán)保特性。比如陳子健[2]對纖維素進行雙醛改性使纖維素結(jié)構(gòu)單元中C2-C3位置發(fā)生開環(huán)，引入雙醛基。如圖3所示，納米纖維的醛基可與纖維表面的羥基發(fā)生半縮醛或者縮醛交聯(lián)，從而提升紙張整體抗張強度。

2.2.5" 新型紙質(zhì)育果袋性能

透氣性是育果袋的重要性能，其決定了袋內(nèi)的氣體交換效率，從而影響到果實的生長環(huán)境和品質(zhì)。王興等[14]研究發(fā)現(xiàn)纖維配比對育果袋紙的透氣性有顯著影響。當(dāng)廢舊報紙纖維用量增加至一定程度時，育果袋的透氣性會提高。這是因為廢舊報紙纖維的孔隙率較高，有利于氣體的流通。

防水性是育果袋的關(guān)鍵性能，其決定了育果袋能否有效阻擋水分侵入，保護果實免受潮濕和雨水的侵蝕。文章《高性能育果袋紙新技術(shù)的研究》[15]提到，育果袋的防水性與纖維配比有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)廢舊報紙纖維用量增加至一定程度時，育果袋的抗水性會先升后降，但最低值仍然優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)。這說明，廢舊報紙纖維可以提高育果袋的防水性，但也可能導(dǎo)致物理強度下降。

可以看出，新型育果袋的性能受到纖維配比的影響。廢舊報紙纖維可以提高育果袋的耐久性和防水性，但也可能導(dǎo)致物理強度下降。而透氣性則隨廢舊報紙纖維用量的增加而提高。在實際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)具體的育果需求和環(huán)境條件，選擇合適的纖維配比，以達到最佳的育果效果。

3" 可能存在的問題

紙質(zhì)育果袋在現(xiàn)代果業(yè)中的應(yīng)用日益廣泛，其對提高果實品質(zhì)和減少病蟲害的貢獻不容忽視。然而，盡管紙質(zhì)育果袋的使用帶來了許多益處，但在性能評估與未來發(fā)展的道路上，仍存在一些不可忽視的問題。

從性能評估的角度來看，紙質(zhì)育果袋的透氣性和吸水性是影響果實品質(zhì)的2個關(guān)鍵因素。根據(jù)已有的研究，不同的育果袋品牌在這些性能指標(biāo)上表現(xiàn)出顯著差異。例如某些品牌的育果袋在透氣性方面表現(xiàn)優(yōu)異[15]，而另一些則在防水性上更為突出[16]。這種不均衡的性能展示可能導(dǎo)致果實生長環(huán)境的微氣候調(diào)控不足，進而影響到果實的最終品質(zhì)[17]。此外，育果袋的抗張指數(shù)和撕裂指數(shù)也是衡量其性能的重要參數(shù)[8]，但研究顯示市場上部分產(chǎn)品的這些物理性能并不理想，這可能會影響到育果袋在實際使用過程中的耐用性和保護效果。

進一步探討，涂布技術(shù)作為生產(chǎn)育果袋紙的一種重要方法，其在提升育果袋性能方面具有潛在的優(yōu)勢。通過在育果袋原紙上涂布專用涂料，不僅可以改善紙張的表面性能，還可以通過調(diào)整涂料配方來優(yōu)化育果袋的透氣性和抗水性。然而，涂布工藝的復(fù)雜性和對精確控制的高要求意味著在實際操作過程中可能會遇到技術(shù)和成本的挑戰(zhàn)。特別是對于低定量涂布技術(shù)，如何在保證涂層均勻性和覆蓋效率的同時，降低生產(chǎn)成本和環(huán)境影響，是一個值得深入探討的問題。

除了上述問題外，育果袋的環(huán)境安全性也是未來發(fā)展中需要重點關(guān)注的一個方面。隨著環(huán)保意識的提高，如何確保育果袋的生產(chǎn)、使用和廢棄處理過程對環(huán)境的影響最小化，是擺在生產(chǎn)商和研究人員面前的一大挑戰(zhàn)。此外，抗菌型復(fù)合膠粘劑育果袋[18]的開發(fā)雖然為提高果實保護效果提供了新的思路，但其長期效果和安全性仍需進一步驗證。

盡管紙質(zhì)育果袋在提升果業(yè)生產(chǎn)效率和果實品質(zhì)方面發(fā)揮著重要作用，但在性能評估和未來發(fā)展方向上仍面臨一系列挑戰(zhàn)。這些問題的解決需要多學(xué)科的合作，包括材料科學(xué)、農(nóng)業(yè)工程和環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域的共同努力，以實現(xiàn)育果袋技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新和可持續(xù)發(fā)展。

4" 解決方案

4.1" 推動環(huán)保法規(guī)政策的建設(shè)

從環(huán)境保護的角度來看，育果袋的生產(chǎn)和使用過程中的環(huán)境影響不容忽視。隨著環(huán)保意識的提高，各地方企業(yè)通過制定相關(guān)法規(guī)政策和生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)推動紙質(zhì)育果袋等環(huán)保產(chǎn)品的發(fā)展與應(yīng)用。如圖4所示，筆者通過查詢育果袋標(biāo)準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)，我國的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)主要分布在10個省份，包括河北、山西、福建、山東、河南、甘肅、陜西、四川、云南和海南，其中，主要分布在河北、陜西、四川3省之間，占總數(shù)的80%以上。

4.2" 貼合消費者需求的變化

經(jīng)濟效益同樣是評估紙質(zhì)育果袋性能的重要指標(biāo)。如圖5所示，在市場經(jīng)濟條件下，消費者對環(huán)保產(chǎn)品的需求不斷增加，這將推動紙質(zhì)育果袋等環(huán)保包裝材料的市場需求，進一步促進其發(fā)展與應(yīng)用。

展望未來，紙質(zhì)育果袋的發(fā)展應(yīng)著重于3個方向：一是持續(xù)優(yōu)化育果袋的物理和化學(xué)性能，以滿足不同果樹種類和生長條件的需求；二是加強環(huán)保型生產(chǎn)技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，減少育果袋生產(chǎn)和使用過程中對環(huán)境的負(fù)面影響；三是通過材料創(chuàng)新和工藝改進，進一步降低育果袋的生產(chǎn)成本，提高其在市場中的競爭力。

5" 結(jié)束語

在探討紙質(zhì)育果袋的性能評估與未來發(fā)展方向的文獻綜述中，深入分析了育果袋紙的重要性、性能指標(biāo)以及其對果實品質(zhì)的影響。通過綜合考察現(xiàn)有研究成果，發(fā)現(xiàn)了育果袋紙在提升水果市場競爭力方面的關(guān)鍵作用，并對其未來的技術(shù)革新和可持續(xù)發(fā)展方向提出了展望。

紙質(zhì)育果袋作為一項農(nóng)業(yè)技術(shù)，其主要功能是保護生長中的果實免受外界因素如病蟲害和機械傷害的影響，同時也能改善果實的外觀質(zhì)量。通過對不同品牌育果袋的性能進行比較，研究發(fā)現(xiàn)透氣性、吸水性、抗張指數(shù)和撕裂指數(shù)等物理參數(shù)對果實的生長環(huán)境有著直接的影響。此外，涂布貯藏方式相比其他貯藏方法在保持果實硬度和可溶性固形物含量方面顯示出優(yōu)越性。

從生產(chǎn)角度來看，表面涂布技術(shù)的應(yīng)用不僅優(yōu)化了育果袋紙的生產(chǎn)過程，還提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。低定量涂布技術(shù)的開發(fā)減少了資源消耗并降低了生產(chǎn)成本，同時保證了育果袋紙的功能性和環(huán)保性。進一步地，抗菌型復(fù)合膠粘劑的應(yīng)用增強了育果袋紙的防護功能，為水果提供了更好的保障。

盡管當(dāng)前的研究已經(jīng)取得了一定的進展，但仍存在一些挑戰(zhàn)和限制。例如部分育果袋樣本在抗張指數(shù)和重金屬含量方面未能完全滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，這可能對果實安全構(gòu)成風(fēng)險。未來的研究需要更加關(guān)注育果袋材料的安全性和環(huán)境影響，確保其在提升果實品質(zhì)的同時，不會對消費者健康和生態(tài)環(huán)境造成負(fù)面影響。

育果袋紙的發(fā)展應(yīng)著重于技術(shù)創(chuàng)新和可持續(xù)性。一方面，通過改進原材料和生產(chǎn)工藝，提高育果袋紙的生物降解性和環(huán)保性；另一方面，加強功能性設(shè)計，如通過微孔調(diào)控技術(shù)優(yōu)化透氣性和防水性，以適應(yīng)不同水果的生長需求。同時，加大對抗菌和防蟲等功能的研究力度，將進一步提升育果袋紙的應(yīng)用價值和市場競爭力。

總之，紙質(zhì)育果袋作為提升果實品質(zhì)和產(chǎn)量的有效工具，其性能評估和優(yōu)化是實現(xiàn)高效、環(huán)保農(nóng)業(yè)的重要環(huán)節(jié)。未來的研究和開發(fā)不僅要注重產(chǎn)品性能的提升，更需要關(guān)注環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的要求，以期在全球范圍內(nèi)推廣和應(yīng)用，促進農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的綠色發(fā)展。

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*通信作者：萬俊（1986-），女，碩士，副教授。研究方向為高分子材料。