luda 温室透光覆盖材料的种类
温室透光覆盖材料主要为玻璃、塑料薄膜（软质和硬质）和硬质塑料板（图1）。玻璃一般采用普通平板玻璃或者浮法玻璃；常用的塑料薄膜包括聚乙烯（PE）膜、乙烯-醋酸乙烯（EVA）膜、聚氯乙烯（PVC）膜和聚烯烃（PO）膜；常用的硬质塑料板主要是聚碳酸酯（PC）板，包括中空板和波浪板。
玻璃
玻璃是一种透光、保温、防雾滴、耐久性能均较为理想的覆盖材料，结构系数可靠，使用寿命长达25年。玻璃温室光照条件好、室内作业空间大、使用时间长，适宜规模化种植，在大多数地处寒冷气候的欧美国家，玻璃仍然是常用的温室透光覆盖材料。按加工方法分为普通平板玻璃和浮法玻璃，在温室中经常选用4 mm和5 mm厚度两种规格。浮法玻璃由于具有表面平滑、光学畸变小、质量好、尺寸可调范围较大等优点，在温室建造上得到了广泛应用。但玻璃密度大，对骨架承重要求较高，建造和维修难度大，在建造时受到加工尺寸和承重能力的限制，玻璃温室较高的造价也限制了其在生产中的应用。在雨雪过后，玻璃表面易沾染粉尘，应及时清洗以增加透光性。此外，玻璃的抗拉性、抗冲击性能差，易碎，对冰雹等恶劣的自然灾害抵抗性较差，破损时容易对操作人员和作物造成较严重的伤害。
软质塑料膜
温室的大面积推广归功于塑料薄膜在农业上的成功应用。软质塑料薄膜是现阶段进行设施园艺生产所选择和使用最为广泛的覆盖材料，具有质地轻柔、性能优良、品种多、用途广泛、透光率高、价格便宜、实用性强、黏合、铺张、装卸及相关配套设备操作简单等优点。将软质塑料薄膜作为温室覆盖材料能够防御或减轻自然灾害对作物的威胁，提高温室大棚运行效率，获取最大的经济效益。生产上应用的塑料薄膜主要有PVC膜、PE膜、EVA膜和PO膜等，目前最好的覆盖材料为乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE）膜、耐高温聚酯（PET）膜和PO膜，与EVA膜相比，PO膜的平均透光率高出15.8%，作物产量也相应增加。根据常用的几种塑料薄膜的热学特性，温室秋冬茬或冬春茬蔬菜生产中以选用PVC无滴膜、PO膜或EVA膜为最优。软质塑料薄膜因所用树脂和助剂的种类、数量、质量、厚薄、均匀程度及制造工艺的不同，其透光性能、机械性能、耐候性能等有很大差别，对于软质塑料薄膜的强度低、稳定性差等缺点也必须在安装及使用中给予足够的重视，在生产应用中也应做好棚膜的防尘、修补及防火工作。
硬质塑料板和塑料膜
硬质塑料板能改善温室的受力状况，承受更大的雨雪荷载，提高温室的安全性，其抗冲击性能优异，且具有良好的抗弯曲强度，能够适用于各种结构形式的温室。早期用于温室透光的硬质塑料板包括聚氯乙烯（PVC）板、玻璃钢板（GRP）等，由于耐候性能欠佳，近几年来已基本全部改为PC板。PC板具有均衡的机械性能和良好的保温性，外观整齐美观，但PC板透光率衰减较快、易附着灰尘且清除困难，价格也较昂贵，目前在一些高档花卉温室或展示性温室应用较多。市场上开发生产的PC板有平板、波浪板和多层中空板3种类型，平板厚0.7~1.22 mm，波浪板覆盖的温室内光照比较均匀，平均透光率略有提高，双层或三层聚碳酸酯中空板厚3~16 mm，具有良好的保温效果，其传热系数可降低至1.6~2.2 W/（m2·K），比玻璃节能30%~60%。玻璃纤维增强聚酯板（FRP）以聚酯树脂为主，加入玻璃纤维以提高强度，具有不燃烧、耐腐蚀、拉伸强度高、光学性能好等优点。新的FRP板的透光率与玻璃接近，但使用几年之后，纤维开始脱离，板变黄，透光率下降。聚氟乙烯薄膜（PVF）是一种硬质薄膜，具有强度大、耐老化的性能，是日前使用寿命最长的塑料薄膜，可连续覆盖12~15年。但由于氟具有毒性，在制造过程中需将氟夹在中间层，避免使用时对环境造成污染，使用后需进行专门回收处理。
多功能透光覆盖材料
随着农业生产对资材需求的提升，与普通覆盖材料相比，在光环境调节、遮阳降温、调节生理活动、除湿防雾等方面增加特殊功能的覆盖材料新产品不断被开发。如加入不同颜料制成的有色薄膜对于满足不同作物的特殊光谱需求具有重要的调节作用；降低光线中紫外线的UVC膜，能够起到预防虫害、减少农药使用量的作用；让可见光尽可能的透过而减少红外线部分光量的遮阳隔热膜，能达到提高温室温度的目的，还可通过配合温室的换气等调控方式来控制温室温度。一些散射光材料，能使进入温室的散射光均匀分布，从而提高植株群体底部的光合作用。此外通过调节不同波长的光线，调控作物的光合作用对辣椒、番茄的增产效果也不断被报道，而针对温室高湿的环境条件，利用吸湿性强的材料增强防雾、防流滴性能也是拓展覆盖材料功能的重要方面。在生产应用中，应该依据不同作物的生长特性、生产目的及栽培制度选择合适的多功能透光覆盖材料。
温室透光覆盖材料的特性
温室内所获得的光能主要取决于透光覆盖材料的光学特性，太阳辐射的微小差异对作物生长发育就会产生显著的影响，此外透光覆盖材料对于温室的温度也具有一定的调节作用。根据温室建设地区的气候和种植作物的生长要求，选择温室透光覆盖材料主要应考虑其光学特性、热学特性、机械性能、防雾滴性以及耐候性（表1）。
光学特性
光学特性是温室透光覆盖材料最重要的性能，在一定程度上决定着温室内的光照强度和光谱分布，从而显著影响作物光合作用、器官形成。为此，温室透光覆盖材料的光学特性一是要求透光率高；二是要求透过的光谱适合作物的生长。其中透光率主要包括5个方面的含义：①材料对光线垂直入射的透光率；②不同入射角下的透光率；③透光率随时间的衰减特性；④透过光线中散射光与直射光的比率；⑤对不同光质的透光率。透光覆盖材料应对作物光合有效辐射具有最大的透过能力，因此理想的透光覆盖材料应该在波段为400~700 nm光合有效辐射（PAR）区域透光率高，其他波段透光率低。太阳辐射透光率与温室透光覆盖材料特性及其污染和老化状况密切相关。新温室棚膜可见光透过率为88%~95%，如果使用有滴膜而不经常清除污染再加上自身老化以及温室结构的遮光，日光温室透光率最低仅有40%左右。研究表明PVC膜透光率最低，PE膜透光率最高，EVA膜透光率介于二者之间，这与PVC膜较PE膜易于被污染有关。一些散光性高的覆盖材料可使部分直射光变为散射光而透射到日光温室内，使辐射分布更均匀，在一定程度上避免了弱光区的出现。近年来开发出的多功能抗老化及防尘无滴膜，使PVC和PE的光学性能得到不断提高和完善。不同覆盖材料对不同光质的透光率有较大差异，PE膜在270~380 nm紫外光区的透光率为80%~90%，而PVC膜在350 nm以下紫外光区透过率较低，0.1 mm厚的PVC膜对5000 nm以上的远红光透光率为25%、EVA膜透光率为55%、PE膜透光率为88%。在400~700 nm可见光区的蓝光波段，PVC膜透光能力最高，EVA膜透光能力最低；在黄绿光区，PE膜透光能力最高，EVA膜次之，PVC膜最低。此外，同一覆盖材料，由于内部添加剂不同，其透光率也不同，如PE膜的透光率由高到低的顺序为PE耐老化膜>PE无滴膜>PE草莓专用膜>PE无滴耐老化膜。
热学特性
选择保温性能好的透光覆盖材料对降低温室的运行能耗具有重要的作用，覆盖材料的传热途径主要有传导、对流和辐射。温室透光覆盖材料都很薄，其传导热阻很小，而对流换热的强度大小又主要取决于室外风速和室内空气流动状况，所以，辐射性能是衡量透光覆盖材料保温性的重要依据。太阳辐射进入日光温室后，被其内部的土壤、墙壁、骨架、作物等吸收，转化为长波辐射向外放出，这些长波辐射进入和放出的多少，取决于覆盖材料，透光覆盖材料能阻止室内地面、作物等低温物体发射的长波辐射透出温室，从而起到保温作用。红外辐射透过率低的温室覆盖材料有利于温室内热量和温度的保持，在制造过程中常在塑料中添加红外线阻隔剂，以提高材料的长波辐射性能。一般的，PVC膜长波辐射透过率最低，保温性能最好，PE膜不易受污染但长波辐射透过率高，保温性能较差，EVA膜长波辐射透过率最高，保温性能较差，但优于PE膜，PO膜的性能明显优于传统PE膜及EVA膜，其中PO膜覆盖温室的温度比PE膜覆盖温室高1~2℃。
机械性能
透光覆盖材料作为园艺设施的主要围护物，长年暴露在大自然中，因此必须结实耐用，经得起风吹、雨打、日晒、冰雹的冲击、积雪的压力和极端温度的影响，同时还应便于运输、安装和调控，因此必须具备极强的机械性能。机械性能是表示透光覆盖材料在使用过程中承受荷载能力和影响安装施工难易程度的重要指标，主要包括材料的强度、抗冲击性能和热胀冷缩性能等。软质塑料膜常用纵向和横向的拉伸强度以及断裂拉伸率来表示材料的强度指标，而玻璃等刚性材料则使用抗压强度、抗拉强度、弯曲强度和抗冲击强度等指标来衡量。软质塑料膜伸缩性大、抗裂强度小；玻璃具有良好的透光、保温和抗老化性能，但抗冲击力弱、易碎、且不能弯曲；硬质塑料不仅具有很好的抗冲击性、保温性和耐候性，而且弯曲度强、外观整齐美观，适宜于在各种温室中使用。
防雾滴性
由于棚内外存在温度差，尤其是在冬季，棚膜内外温差较大，棚内空气中水蒸气会在棚膜表面液化并凝结成水珠。这些水珠会使射入棚内的光线发生散射和折射，并降低温室棚膜的透光率和温度，从而妨碍作物的生长发育，凝结的水滴如果滴落到作物表面、秧蕊或者苗蕊，则会引起“烧心现象”，还容易诱导作物病害的发生和蔓延。针对这一现象，温室覆盖材料应具有减少内壁水珠的吸附及直接滴落的功能，使薄膜表面亲水性增强，露滴沿着棚膜表面扩展为薄水层，顺表面流下，这种性能被称之为“无滴性”或“流滴性”。使覆盖材料具有“流滴性”的方法主要是在棚膜制备过程中加入或在棚膜表面喷涂高度亲水的流滴剂，使覆盖材料表面高度亲水。棚膜流滴性能除了与棚膜的制膜原料和制膜工艺有关外，还受到使用期间棚内土壤水分、空气湿度、有无覆盖地膜、外界气温、温室结构、棚膜覆盖方法、棚内作物种类等因素的影响。
耐候性
温室透光覆盖材料随着使用时间的延长，外观逐渐发暗，透光率衰减，机械性能减弱，易撕裂，最终无法达到透光覆盖材料透光、保温、保湿、防止水滴滴落、减少雾气等使用要求。因此需要将棚膜光温功能性与长寿性保持同步。设计开发结构更为优异的不易被光氧化或热氧化降解的聚合物分子或选用耐候性较好的材质是延长温室透光覆盖材料耐候性的有效途径，但研发费用大，周期长，价格较高。目前综合性能较佳、寿命可达10年的PET膜和寿命更长时间的PC板、ETFE棚膜已投入使用，但价格相对较高。在现有材料配方的基础上添加光稳定剂、热稳定剂、抗氧化剂和紫外线吸收剂，延长了温室透光覆盖材料的使用寿命，且使棚膜拉伸及抗撕裂强度增大，不易吸附灰尘，达到长久保持高透光率的效果，该方法的配方设计、加工成型、检定测试的周期较短，应用效果显著。
文章来源《农业工程技术（温室园艺）》杂志