第二章-园艺设施的类型、结构、性能及应用课件.ppt

1、第二章第二章 园艺设施的类型、结构、性能园艺设施的类型、结构、性能及应用及应用1.设施园艺生产对覆盖材料的要求设施园艺生产对覆盖材料的要求2.PVC、PE、EVA的主要性能，不同类型的主要性能，不同类型PVC、PE、EVA的应用的应用3.硬质板材、塑料薄膜、玻璃在应用上的优点和硬质板材、塑料薄膜、玻璃在应用上的优点和 局限性局限性4.半透明、不透明覆盖材料的性能及应用半透明、不透明覆盖材料的性能及应用5.设施园艺覆盖材料的发展趋势设施园艺覆盖材料的发展趋势第七节第七节 设施覆盖材料种类及特性设施覆盖材料种类及特性本节的主要内容：本节的主要内容：20世纪世纪50年代年代玻璃纤维增强塑料板问世（俗

2、称玻玻璃纤维增强塑料板问世（俗称玻璃钢），璃钢），PC板材板材.古罗马人古罗马人用云母片或透明的滑石板作为覆盖材料用云母片或透明的滑石板作为覆盖材料14世纪世纪80年代年代用玻璃当覆盖材料（玻璃房）用玻璃当覆盖材料（玻璃房）18世纪初世纪初建成具有玻璃屋顶的温室建成具有玻璃屋顶的温室19世纪末世纪末平板玻璃问世，并应用于温室覆盖，至平板玻璃问世，并应用于温室覆盖，至今百余今百余 年历史年历史20世纪世纪30年代年代英国化学家福西特和吉布森发明英国化学家福西特和吉布森发明了了PE膜膜，于于1938年在英国生产，随后年在英国生产，随后PVC、EVA相继问世相继问世一、历史沿革一、历史沿革（二）外保

3、温覆盖材料（二）外保温覆盖材料（三）调光调温覆盖材料（三）调光调温覆盖材料三、设施园艺生产对覆盖材料的要求三、设施园艺生产对覆盖材料的要求1.透明覆盖材料透明覆盖材料(1)(1)透光性透光性(2)(2)强强 度度(3)(3)耐候性耐候性(4)(4)防雾、防滴性防雾、防滴性(5)(5)保温性保温性(6)(6)防尘性防尘性三、设施园艺生产对覆盖材料的要求三、设施园艺生产对覆盖材料的要求1.透明覆盖材料透明覆盖材料(1)(1)透光性透光性光合有效辐射光合有效辐射 作物光合作用作物光合作用占太阳辐射能总量占太阳辐射能总量50%400700nm有热效应有热效应 室内增温，促进生长室内增温，促进生长（76

4、0nm）能量占）能量占4849%7603000nmn 波长波长3000nm的红外线的红外线区域，透过率越低越好。区域，透过率越低越好。290390nm能量占能量占12%。紫外线加速薄膜老化紫外线加速薄膜老化寿命短；紫外线对植物生育存在寿命短；紫外线对植物生育存在有益和有害两方面。有益和有害两方面。315380nm近紫外线参与花青素、近紫外线参与花青素、Vc、Vd的合成，抑制的合成，抑制作物徒长；作物徒长；315nm对作物有害；对作物有害；345nm促进灰霉病孢子形成；促进灰霉病孢子形成；370nm诱发菌核病发生。诱发菌核病发生。3000的红外线波段，是各种物质热辐射失热主要波段。的红外线波段，

5、是各种物质热辐射失热主要波段。紫外线透过率低紫外线透过率低可见光、近红外光透过率高可见光、近红外光透过率高远红外线透过率低远红外线透过率低添加红外线阻隔剂，提高设施内温度。添加红外线阻隔剂，提高设施内温度。散射性较强散射性较强故要考虑强度，包括横向拉伸强度（故要考虑强度，包括横向拉伸强度（kg/cm2)，断裂伸长率断裂伸长率(%)，抗冲击强度等，抗冲击强度等(2)(2)强强 度度覆盖材料必须能承受以下几种外力：覆盖材料必须能承受以下几种外力：p 风力、风沙、冰雹冲击力风力、风沙、冰雹冲击力p 雨水、积雪压力雨水、积雪压力p 运输、安装时的拉伸力运输、安装时的拉伸力p 骨架磨损骨架磨损要求耐冲击

6、、耐拉伸、耐磨损能力强。要求耐冲击、耐拉伸、耐磨损能力强。（3）耐候性）耐候性耐候性耐候性指透明材料防老化性能、使用寿命问题指透明材料防老化性能、使用寿命问题老化后老化后在强光和高温下，变脆而撕裂在强光和高温下，变脆而撕裂透光率衰减透光率衰减如何增加耐侯性？如何增加耐侯性？在生产工艺中加入光稳定剂、热稳定剂、抗在生产工艺中加入光稳定剂、热稳定剂、抗氧化剂和紫外吸收剂等助剂。氧化剂和紫外吸收剂等助剂。原因：原因：紫外线氧化作用；紫外线氧化作用；高温加速老化；高温加速老化；昼夜温差导致板材破碎昼夜温差导致板材破碎（4 4）防雾、防滴性）防雾、防滴性设施内高湿环境在设施内高湿环境在室内形成雾室内形成

7、雾透光率降低透光率降低510%影响地、气影响地、气温升高温升高加入表面活性剂加入表面活性剂防雾滴剂防雾滴剂如何获得流滴性如何获得流滴性？诱病！诱病！棚膜内表面添加防雾剂棚膜内表面添加防雾剂 覆盖材料保温性的差异取决于其热辐射透覆盖材料保温性的差异取决于其热辐射透过率的不同。过率的不同。（3000nm红外线波段的透过率）红外线波段的透过率）（5 5）保）保 温温 性性n保温性：保温性：玻璃玻璃PVC EVA PE添加红外线阻隔剂，减少热辐射损失。添加红外线阻隔剂，减少热辐射损失。对于塑料板材，还有表面耐磨和阻燃等特性的要求。对于塑料板材，还有表面耐磨和阻燃等特性的要求。（6 6）防尘性）防尘性2

8、.保温覆盖材料保温覆盖材料（1）外保温覆盖材料）外保温覆盖材料草苫、草帘、草苫、草帘、纸被、保温被纸被、保温被要要 求：求：A、较高的保温性，传热系数不高于、较高的保温性，传热系数不高于2.0w/（m2）B B、轻量化，便于机械、自动操作，省工省力、轻量化，便于机械、自动操作，省工省力C C、防雨、防湿、防老化、经久耐用、防雨、防湿、防老化、经久耐用D、表面洁净、光滑，以防污染和破损、表面洁净、光滑，以防污染和破损 薄膜薄膜（2）内保温材料）内保温材料薄型无纺布薄型无纺布遮阳网等遮阳网等要要 求求：A、高保温、重量轻、高保温、重量轻B、防雾滴、防雾滴C、防老化、防老化 结实耐用结实耐用D、易卷

9、曲、易卷曲 便于铺卷便于铺卷（一）透明材料（一）透明材料 PVC膜，膜，1958年从日本引进，年从日本引进，1963年自行生产，年自行生产，1972年用年用于塑料大棚生产于塑料大棚生产PE膜，膜，1976年开始生产，由于安全无害而得到广泛应用年开始生产，由于安全无害而得到广泛应用生产工艺：生产工艺：PVC树脂树脂+增塑剂，高温轧延而成增塑剂，高温轧延而成PVC膜：膜：由低密度聚乙烯（由低密度聚乙烯（LDPE）树脂或线型低密度聚乙）树脂或线型低密度聚乙烯（烯（L-LDPE）树脂吹塑而成）树脂吹塑而成PE膜：膜：四、覆盖材料的种类、性能及应用四、覆盖材料的种类、性能及应用1.农用塑料薄膜：质轻、价

10、低、性优、使用方便农用塑料薄膜：质轻、价低、性优、使用方便（1）聚氯乙烯（）聚氯乙烯（PVC）和聚乙烯（）和聚乙烯（PE）薄膜）薄膜透光性透光性几种塑料薄膜短波辐射分光透过率几种塑料薄膜短波辐射分光透过率PVCPEEVA可见光可见光对可见光透过率：对可见光透过率：PVCEVA PE实际生产条件下所测新膜透光率一般只有实际生产条件下所测新膜透光率一般只有60%70%由水滴、灰尘等引起的透光性衰减由水滴、灰尘等引起的透光性衰减受入射角、骨架遮荫、结露等影响受入射角、骨架遮荫、结露等影响与与PE比较，比较，PVC初始透光率高，但衰减快初始透光率高，但衰减快测试时间测试时间09：00 10：00 11

11、：00 12：00 13：00 14：00 15：00 PE塑料大棚塑料大棚PVC塑料大棚塑料大棚52 59 59 69 71 67 6164 62 63 74 74 73 73两种塑料（新膜）大棚透光率比较两种塑料（新膜）大棚透光率比较强度和耐候性强度和耐候性强度：强度：PVC PE PE耐候性：耐候性：PVC PE?拉伸强度拉伸强度/(Mpa)1923 17伸长率伸长率/%250290 493550直角撕裂直角撕裂/(N.cm-1)810877 312615冲击强度冲击强度/(N.cm-1)14.5 7.0强度强度 PVC PE两种农膜的强度两种农膜的强度（PE紫外线吸收率高，加速光氧化）

12、紫外线吸收率高，加速光氧化）保温性保温性同样结构的温室，同样结构的温室，覆盖覆盖PVC膜和膜和PE膜膜白天温度：白天温度：PVC高于高于PE 3夜间温度：夜间温度：PVC 高于高于PE 12?普通普通PVC、PE膜在使用过程中存在以下问题：膜在使用过程中存在以下问题：1.寿命短，寿命短，PE膜膜36个月，个月，PVC膜膜6个月以上，有效个月以上，有效使用寿命使用寿命46个月个月2.2.无流滴性，棚室湿度大，作物病害重无流滴性，棚室湿度大，作物病害重3.3.保温性差保温性差针对上述问题，开发了系列功能性薄膜针对上述问题，开发了系列功能性薄膜普通普通PVC和和PE薄膜不足之处薄膜不足之处（2）功能

13、性薄膜功能性薄膜PVC长寿无滴膜长寿无滴膜性能性能寿命寿命810个月个月，流滴性持续，流滴性持续46个月。个月。厚度厚度0.12mm应用应用日光温室冬季园艺植物生产日光温室冬季园艺植物生产防老化助剂、防雾防老化助剂、防雾滴剂（聚多元醇脂滴剂（聚多元醇脂类、胺类复合型防类、胺类复合型防雾滴剂）雾滴剂）工艺工艺在在PVC树脂中添加树脂中添加PVC长寿无滴防尘膜长寿无滴防尘膜在在PVCPVC长寿无滴膜工艺基础上，长寿无滴膜工艺基础上，增加一道表面涂敷防尘工艺增加一道表面涂敷防尘工艺工艺工艺效果效果涂敷防尘工艺阻止增塑剂、防雾滴剂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、向外析出

14、，减少表面静电，透光性、流滴持效期和防老化性能得到改善流滴持效期和防老化性能得到改善PE长寿无滴膜：长寿无滴膜：工艺工艺在成膜工艺中加入防老化、防雾滴助剂在成膜工艺中加入防老化、防雾滴助剂功能功能厚度厚度 0.12 mm，寿命，寿命1218个月，流个月，流滴持效期滴持效期150天以上，透光率提高天以上，透光率提高10%-20%应用应用冬季、早春温室园艺植物生产冬季、早春温室园艺植物生产PEPE多功能复合膜多功能复合膜工工 艺艺采用三层共挤设备将具有不同功能助剂（防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）分层加入成膜老化剂、防雾滴剂、保温剂）分层加入成膜生产工艺。生产工艺

15、。防老化剂、防老化剂、UV阻隔剂阻隔剂相对集中在外层，防相对集中在外层，防老化延长寿命老化延长寿命保温剂保温剂集中于中层，抑制棚室内热辐射流集中于中层，抑制棚室内热辐射流失，具保温性失，具保温性防雾滴剂防雾滴剂集中于内层，流滴性好，提高透集中于内层，流滴性好，提高透光率光率各种助剂存在于薄膜的层次：各种助剂存在于薄膜的层次：性能性能厚度厚度0.080.12mm使用使用寿命寿命11.5年年防雾、流滴持效期防雾、流滴持效期34个月个月保温性与保温性与PVC接近接近覆盖后棚室中散射光增加，占覆盖后棚室中散射光增加，占50%，使室内光照均匀，使室内光照均匀添加的紫外线阻隔剂可抑制添加的紫外线阻隔剂可抑

16、制灰霉、菌核病的发生灰霉、菌核病的发生PE多多功功能能复复合合膜膜应用应用在东北、华北、西北地区广泛应用于大棚、在东北、华北、西北地区广泛应用于大棚、温室覆盖。温室覆盖。薄型多功能聚乙烯膜薄型多功能聚乙烯膜生产工艺基本同生产工艺基本同PE多功能膜，具以下特点：多功能膜，具以下特点：厚度厚度 0.05 mm，仅为普通棚膜的，仅为普通棚膜的 40%；耐老化性远高于其他耐老化性远高于其他 PE 膜，有效使用年膜，有效使用年限限 1.01.5 年；年；光氧化和光氧化和热氧化稳热氧化稳定剂定剂远红外透过率仅为普通远红外透过率仅为普通 PE 膜（膜（71-78%）的的 50%（36%左右），保温能力提高左

17、右），保温能力提高 1.04.5；红外线阻红外线阻隔剂隔剂 紫外线透过率低，病情指数明显下降；紫外线透过率低，病情指数明显下降；紫外线阻紫外线阻隔剂隔剂室内散射光比例高达室内散射光比例高达 54%，作物上、下层，作物上、下层受光均匀；受光均匀；项目项目 暴晒试验暴晒试验 连续扣棚试验连续扣棚试验 纵向伸长保留率纵向伸长保留率 横向伸长保留率横向伸长保留率 纵向伸长保留率纵向伸长保留率 横向伸长保留率横向伸长保留率9个月个月 10个月个月 9个月个月 10个月个月 9个月个月 10个月个月 9个月个月 10个月个月普通普通PE膜膜 32.8 已破已破 3.5 -已破已破 已破已破 -薄型多功能薄

18、型多功能PE膜膜 96.3 94.5 96.0 87.8 87.0 85.9 100 85.1薄型耐老化膜薄型耐老化膜 90.3 67.6 78.0 70.2 82.0 71.7 76.0 63.0几种薄膜的耐侯性几种薄膜的耐侯性%耐侯性、机械性能明显优于普通耐侯性、机械性能明显优于普通PEPE膜膜（3）调光薄膜调光薄膜漫反射膜（漫反射膜（DRF）特点特点在成膜工艺中（在成膜工艺中（PE或或PVC等）加入性状特殊的结等）加入性状特殊的结晶材料，使直射光变成散射光，作物受光均匀晶材料，使直射光变成散射光，作物受光均匀工艺工艺紫外线紫外线可可 见见 光光近红外线近红外线中红外线中红外线远红外线远红

19、外线漫漫 反反 射射 膜膜 一定转一定转光能力光能力87%716%18%聚氯乙烯膜聚氯乙烯膜无无接近接近36%36%相相 对对-2030%-18%功功 效效增强光照，减少病害增强光照，减少病害保温性升高，中午升保温性升高，中午升温慢，室温变化平稳温慢，室温变化平稳BC转光膜（转光膜（Spectrum Conversion Film）特点特点工艺工艺在各种功能性在各种功能性PE膜中添加荧光化合物和介质助剂而成膜中添加荧光化合物和介质助剂而成A.具有光转换特性具有光转换特性 将吸收的紫外光转换成兰将吸收的紫外光转换成兰紫光或橙红光紫光或橙红光 提高光合作用提高光合作用B.透光率高透光率高 比同质功

20、能性比同质功能性PE膜高膜高8%左右左右D.减少温差减少温差 覆盖转光膜棚室温度特点：阴天覆盖转光膜棚室温度特点：阴天或晴天的早晚气温高于同质或晴天的早晚气温高于同质PE膜；晴天中午低膜；晴天中午低于同质于同质PE膜膜C.保温性好保温性好 在寒冷在寒冷121月，最低气温可提月，最低气温可提高高2 4 效果效果作物产量、品质提高作物产量、品质提高紫色（光）膜和蓝色（光）膜紫色（光）膜和蓝色（光）膜工艺工艺在成膜过程中加入紫色或蓝色染料在成膜过程中加入紫色或蓝色染料使蓝、紫透光率均增加使蓝、紫透光率均增加 特点特点无滴长寿聚乙烯膜无滴长寿聚乙烯膜紫或蓝染料紫或蓝染料转转 光光 膜膜紫或蓝染料紫或蓝

21、染料应用应用n紫光膜有利于韭菜、茴香、芹菜、莴苣和紫光膜有利于韭菜、茴香、芹菜、莴苣和叶菜生长；叶菜生长；n蓝色膜可防止水稻育秧时烂秧。蓝色膜可防止水稻育秧时烂秧。中层中层以以VA含量高的含量高的EVA树脂为主，添加保温、防雾滴树脂为主，添加保温、防雾滴助剂助剂 提高保温和防雾滴功能提高保温和防雾滴功能外层外层以以L-LDPE、LDPE 或或 VA含量低的含量低的 EVA树脂为主，树脂为主，添加耐侯、防尘助剂添加耐侯、防尘助剂 耐侯性强，防止防雾剂外耐侯性强，防止防雾剂外渗，机械性能好渗，机械性能好内层内层以以VA含量低的含量低的EVA树脂为主，添加保温、防雾滴助树脂为主，添加保温、防雾滴助剂

22、剂 机械性能好，又有较高保温和流滴持效性能机械性能好，又有较高保温和流滴持效性能VA的导入使的导入使EVA膜具有以下特性：膜具有以下特性：D.对红外线阻隔率优于对红外线阻隔率优于PE 保温性好保温性好B.耐低温、耐冲击、不易开裂，耐候耐低温、耐冲击、不易开裂，耐候n幅宽大、比重小幅宽大、比重小A.A.结晶性下降，有良好透光性，初始透光特性接结晶性下降，有良好透光性，初始透光特性接 近近PVC，衰退较慢。，衰退较慢。C.具有弱极性，防尘性好；与防雾滴剂有良好具有弱极性，防尘性好；与防雾滴剂有良好 相溶性，流滴持效期长。相溶性，流滴持效期长。EVA 膜主要性能膜主要性能紫外线区域紫外线区域 （30

23、0 nm）PVCEVAPE光合有效辐射区域光合有效辐射区域 （400700 nm）PVCEVAPE长波热辐射区域长波热辐射区域 （700 nm）PVCEVAPEA.透光性透光性B.B.强度和耐侯性强度和耐侯性拉伸强度拉伸强度/(Mpa)1923 1819 MMA玻璃玻璃FRP（不透过）（不透过）在可见光区域，透光与玻璃相当，在可见光区域，透光与玻璃相当，90%以上以上红外线区域几乎都不透过，保温性与玻璃相当，红外线区域几乎都不透过，保温性与玻璃相当，散光性好于玻璃散光性好于玻璃重量轻，耐冲击，重量轻，耐冲击，耐雪压耐雪压有一定卷曲性能，有一定卷曲性能，可弯成曲面可弯成曲面耐侯性、阻燃性和耐侯性

24、、阻燃性和 亲水性不如玻璃亲水性不如玻璃一般价格昂贵一般价格昂贵 硬质塑料板材的性能硬质塑料板材的性能PC 板的特点板的特点n使用寿命使用寿命15年以上年以上n强度高强度高（抗冲击力是玻璃的（抗冲击力是玻璃的40倍、玻璃钢的倍、玻璃钢的20倍）倍）n透光率透光率90%，衰减慢（，衰减慢（10年减弱年减弱2%）n保温性好（玻璃的保温性好（玻璃的2倍）倍）n重量轻（玻璃的重量轻（玻璃的1/5）n不易结露不易结露n阻燃阻燃n防尘性差防尘性差n热膨胀系数较大热膨胀系数较大（玻璃的（玻璃的67.5倍）倍）3.3.玻璃玻璃优点优点耐候性强，寿命长耐候性强，寿命长防尘、耐腐蚀、亲水性、防尘、耐腐蚀、亲水性、

25、保温性好保温性好缺点缺点比重大比重大耐冲击性能差耐冲击性能差不易卷曲不易卷曲平板玻璃、钢化玻璃和红外线吸收平板玻璃、钢化玻璃和红外线吸收（热吸收）玻璃（热吸收）玻璃种类种类性性 能能普普 通通 玻玻 璃璃IR吸收玻璃吸收玻璃透透 光光 性性远紫外线远紫外线(310nm)00近紫外线近紫外线(330380nm)8090%4070%可见光可见光90%7080%近红外线近红外线(4000nm)80%70%远红外线远红外线(4000nm)00增增 温温 性性强强较强较强保保 温温 性性强强强强钢化玻璃钢化玻璃破碎时不易伤人，破碎时不易伤人，但不能修补，造价高，易老化，透光率衰减快但不能修补，造价高，易

26、老化，透光率衰减快性能性能薄型无纺布：薄型无纺布：100g/m2，十几到几十，十几到几十g/m2厚型无纺布厚型无纺布:100g/m2类型类型据纤维长短分为：据纤维长短分为：长纤维无纺布长纤维无纺布 设施园艺上主要应用类型设施园艺上主要应用类型短纤维无纺布短纤维无纺布 强度差强度差据每平方米重量分为：据每平方米重量分为：（二）半透明材料（二）半透明材料（调光调温覆盖材料）（调光调温覆盖材料）无纺布无纺布n以聚酯为原料，经熔融纺丝，堆积布网，热压粘以聚酯为原料，经熔融纺丝，堆积布网，热压粘合，最后干燥定型而成棉布状材料。合，最后干燥定型而成棉布状材料。n因无织布工序，故称因无织布工序，故称“无纺布

27、无纺布”或或“不织布不织布”。1.薄型无纺布薄型无纺布p透光性与厚度有关，透光性与厚度有关，10-20g/m2透光率透光率80%以上，以上，60g/m2透光率透光率50%以下以下p散射光比例大散射光比例大p保温，内覆盖可提高气温保温，内覆盖可提高气温2-3p透气、防湿透气、防湿p轻，操作简单，易保管轻，操作简单，易保管p耐腐蚀，不变形耐腐蚀，不变形p寿命长，寿命长，2-4年年浮面覆盖栽培浮面覆盖栽培棚室内保温幕棚室内保温幕夏季防雨遮阳栽培夏季防雨遮阳栽培无土栽培上的应用无土栽培上的应用应应 用用2.厚型无纺布厚型无纺布园艺设施的外覆盖材料园艺设施的外覆盖材料保温与厚度有关保温与厚度有关存在问题：强度，防水性需改进存在问题：强度，防水性需改进2.保温被：保温被：多层，保温防水多层，保温防水内部：棉织物，厚型无纺布，化纤织物，塑料发泡等。内部：棉织物，厚型无纺布，化纤织物，塑料发泡等。外部：防雨绸、薄型无纺布，镀铝反光膜，塑料薄膜等。外部：防雨绸、薄型无纺布，镀铝反光膜，塑料薄膜等。保温被的特点保温被的特点草苫草苫发泡发泡材料材料1.覆盖材料分为哪三大类？覆盖材料分为哪三大类？2.比较比较PVC、EVA、PE三种塑料薄三种塑料薄膜的透光和保温性能。膜的透光和保温性能。3.硬质塑料板材有几种？其特点是硬质塑料板材有几种？其特点是什么？什么？思考题思考题