劉 杰,尹云霞,鄭吉飛,付艷梅(玉溪市旭日塑料有限責任公司,云南玉溪 653100)
隨著農(nóng)用薄膜功能化、高端化的發(fā)展,農(nóng)膜產(chǎn)品的科技含量得到大幅提升,市場上由此出現(xiàn)了很多功能薄膜,如流滴消霧膜、漫散射膜、轉(zhuǎn)光膜等。其中,漫散射膜由于其突出的功能效果,受到了廣大用戶的喜愛。漫散射薄膜,也叫散光膜,是通過選用特定的樹脂牌號或在通用的農(nóng)用樹脂中添加散光助劑的工藝技術(shù),使透過薄膜進入設(shè)施的陽光由直射光轉(zhuǎn)變?yōu)樯⑸涔?,從而使設(shè)施內(nèi)光照的水平和垂直分布的均勻度大幅度提高,減少直射光的比例,改善植物光照條件。漫散射薄膜在西南地區(qū)的設(shè)施生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用。
如表1 所示,普通膜(PE 膜)與漫散射薄膜(XS 膜)在拉伸強度、斷裂伸長率、直角撕裂力學(xué)性能方面無明顯區(qū)別,較高霧度(66.7%)的漫散射薄膜(XS 膜)在光學(xué)性能上也很好,透光率達91.5%。
表1 漫反射薄膜力學(xué)、光學(xué)性能測試結(jié)果
如圖1 所示,漫散射薄膜的紫外透過率在20%~40%,而普通薄膜的紫外透過率在40%~80%,這說明漫散射薄膜的紫外阻隔性能較強,可以讓作物少受紫外線的傷害。
圖1 漫散射薄膜的紫外光譜圖
如圖2 所示,漫散射薄膜的紅外透過率較普通薄膜低,具有一定的紅外阻隔作用,從理論上講,漫散射薄膜的保溫效果較普通薄膜強。
圖2 漫散射薄膜的紅外光譜圖
覆蓋漫散射薄膜的溫室內(nèi),紫外線和光照強度如圖3 所示。
圖3 云南玉溪地區(qū)夏季漫散射薄膜對溫室內(nèi)光照的影響
如圖3 所示,漫散射薄膜(XS 膜-60)相對于普通PE 膜,其光照強度和紫外線強度均有所減弱。具體衰減數(shù)據(jù)如表2 所示。
表2 不同棚膜下光照的衰減數(shù)據(jù)
由圖3 和表2 可知,與覆蓋普通薄膜相比,漫散射薄膜下(XS 膜-60)的光照強度衰減幅度多出4%~5%(與荷蘭瓦赫寧根大學(xué)關(guān)于使用漫散射覆蓋材料的溫室光照損失4% 的研究結(jié)果基本一致),紫外線強度衰減幅度多出11%~12%,而且漫散射薄膜下的光照柔和、體感舒適。
從原理上來講,漫散射薄膜通過將直射光變成散射光后,大大提高了設(shè)施內(nèi)光照的水平和垂直分布均勻度,從而顯著改善作物群體內(nèi)的光照條件。我們對此用儀器進行了驗證,具體如圖4 所示。
圖4 漫散射薄膜下的光合有效輻射情況
如圖4 所示,相同高度條件(中部)下的漫散射薄膜(XS 膜-60)下光合有效輻射(PAR)更多,比普通膜(CK)的PAR 高出4.39%以上??梢?,漫散射薄膜下的作物中間部位能夠獲得更多光照,這說明垂直方向上,漫散射薄膜下的光照分布更均勻。
數(shù)據(jù)監(jiān)測發(fā)現(xiàn),漫散射薄膜對溫室內(nèi)溫度有著良好的調(diào)節(jié)作用。如圖5 所示,白天漫散射薄膜下的溫室內(nèi)溫度較普通膜溫度要低,這與光線打散,能量損失有關(guān);夜間漫散射薄膜下的溫室內(nèi)溫度較普通膜溫度要高,這與漫散射薄膜較多的紅外阻隔是一致的。這說明覆蓋漫散射薄膜的溫室內(nèi),氣溫變化較為緩和,有利于避免高溫對作物帶來的傷害。
圖5 漫散射薄膜對溫室內(nèi)溫度的影響
月季在云南多做切花栽培。根據(jù)不同品種,其光飽和點在32000~64000 lx,光補償點在1000~3200 lx。而西南地區(qū)夏季的光照普遍在120000 lx 以上,冬季也可達90000 lx。根據(jù)在昆明地區(qū)的觀測,漫散射薄膜下的光照既能充分滿足月季生長,又能避免光照對月季造成的傷害。所以,漫散射薄膜在切花月季上有著廣泛的應(yīng)用(圖6)。
圖6 漫散射棚膜在切花月季上的應(yīng)用
如圖7 所示,漫散射薄膜下的月季生長強健,枝條粗壯。漫散射薄膜不僅改善了作物的光照條件,而且有效調(diào)節(jié)紫外線。所以,漫散射薄膜下的花朵碩大,色彩亮麗(圖8)。
圖7 漫散射棚膜下的月季長勢圖
圖8 漫散射棚膜下的月季長勢圖
漫散射薄膜增強了光照的柔和度和均勻度,屏蔽了部分紫外線,既能使棚內(nèi)月季花著色均勻,又能有效預(yù)防花朵焦邊(圖9)。
圖9 漫散射棚膜(左圖上與右圖左)與普通棚膜下的月季著色圖
漫散射薄膜在西南地區(qū)應(yīng)用之后,表現(xiàn)突出,受到廣大用戶的喜愛和歡迎,特別是在切花月季生產(chǎn)上備受追捧。
黃瓜是一種非常重要的設(shè)施蔬菜作物。黃瓜喜溫喜光,光飽和點在55000~60000 lx,光補償點在1500~2000 lx,適宜溫度為25~30 ℃。設(shè)施黃瓜多采用吊蔓栽培,立體分布明顯,這與漫散射作用非常地契合,漫散射薄膜將對黃瓜中下部葉片的光照利用有很大的發(fā)揮空間。事實證明,漫散射薄膜在西南地區(qū)的黃瓜上也有著較好的應(yīng)用(圖10)。
圖10 漫散射棚膜在黃瓜上的應(yīng)用
漫散射薄膜對黃瓜的生長有明顯的促進作用,但在不同季節(jié)發(fā)揮的作用有所區(qū)別。在冬季,漫散射薄膜下的黃瓜株高增長率要更明顯,而在夏季,漫散射薄膜下的黃瓜莖粗增長率要更明顯,如圖11 所示。漫散射薄膜對黃瓜生長有促進作用,但應(yīng)注意在不同季節(jié)要采取不同的栽培措施,比如施肥措施上冬季偏施緩控釋肥,保證黃瓜生長比例協(xié)調(diào),讓漫散射薄膜更好地發(fā)揮作用。
圖11 漫散射薄膜對黃瓜生長發(fā)育的影響
另外,鑒于漫散射薄膜下的光照有所損失,黃瓜又是喜溫作物,所以冬季使用漫散射薄膜,應(yīng)特別注意選用霧度較低的高透光散射膜,并加強保溫措施,以彌補漫散射薄膜帶來的能量損失。
番茄是設(shè)施栽培面積最大的蔬菜之一。番茄是喜溫喜強光作物。光飽和點70000~8000 lx,光補償點在2000~2800 lx,適宜溫度在20~28 ℃,最適宜溫度為24~26℃,最高溫度為30℃。漫散射薄膜在西南地區(qū)番茄上的應(yīng)用如圖12 所示。
圖12 漫散射棚膜在番茄上的應(yīng)用
經(jīng)試驗驗證,漫散射薄膜對于番茄的生長發(fā)育也是具有良好的促進作用(圖13~14)。雖然漫散射薄膜對番茄有促進作用,但不同漫散射棚膜下番茄的產(chǎn)量和品質(zhì)是不一樣的。在產(chǎn)量方面,低霧度漫散射薄膜(XS 膜-57)下的番茄產(chǎn)量最高,比普通薄膜增產(chǎn)24.89%;而高霧度漫散射薄膜(XS 膜-71)下的番茄反而比普通薄膜減產(chǎn)達17.16%;在品質(zhì)方面,低霧度漫散射薄膜下的番茄糖度值和色度值都是最大的,分別比普通薄膜增加11.14% 和13.64%。
圖13 不同棚膜下的番茄產(chǎn)量
鮮食葡萄是西南地區(qū)栽培面積最大的果樹之一。葡萄是喜光植物,對光的要求較高,光照強度、時長對葡萄生長發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)有很大影響。葡萄的光飽和點在20000~54000 lx,光補償點在500~1000 lx。葡萄不同生育期對溫度要求各異,萌芽期最適溫度為10~15 ℃,生長期20~25 ℃,開花期22~26 ℃,成熟期25~30℃。
圖14 不同棚膜下的番茄品質(zhì)
圖15 不同棚膜下的番茄著色效果
西南地區(qū)栽培的葡萄品種主要是‘夏黑’‘克瑞森’‘陽光玫瑰’等,他們的光照需求相對較低。其中‘克瑞森’葡萄經(jīng)漫散射棚膜覆蓋后的試驗驗證表明,覆蓋高霧度漫散射棚膜的綜合表現(xiàn)效果最好,尤其在糖度和著色方面表現(xiàn)突出(圖16~18)。
由于漫散射薄膜會使溫室內(nèi)損失4% 的光能,在冬季使用應(yīng)特別注意保溫措施,比如增加內(nèi)膜,以彌補漫散射薄膜帶來的能量損失(圖19)。
圖17 漫散射棚膜下的葡萄(‘克瑞森’)糖度及著色數(shù)據(jù)圖
圖18 漫散射棚膜(左圖左和右圖左)與普通棚膜左圖右和右圖左下的葡萄著色圖
圖19 漫散射棚膜與保溫內(nèi)膜組合使用模式
漫散射薄膜下加蓋銀黑地膜,在作物生育前期,不僅可以驅(qū)避蚜蟲預(yù)防病毒病,而且還能有效降低地溫促進根系生長發(fā)育;在作物生育中后期,溫室實行閉棚管理后,銀灰地膜不僅可以抑制地面水分蒸發(fā)提高地溫、預(yù)防低溫高濕病害,而且在冬季弱光季節(jié)還能保持反光功能,有效增加作物葉背的光照,促進光合作用(圖20)。
圖20 漫散射棚膜搭配銀黑地膜使用模式
漫散射薄膜雖然對提高設(shè)施內(nèi)光照分布均勻度的效果顯著,有利于提升溫室作物的光合效率,促進優(yōu)質(zhì)高產(chǎn),但是也會帶來一定的光能損失。所以,漫散射薄膜用于對熱量要求較高的作物時,一是要提升薄膜的保溫性能,二是要將霧度控制在60% 以下,三是要注意加強蓄熱保溫措施,最大限度地彌補由漫散射帶來的光能損失。對于那些因熱量不足而成為設(shè)施園藝產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸的地區(qū),則要慎用漫散射薄膜,尤其要慎用高霧度漫散射薄膜。