分光生態聚農膜在日光溫室中的應用

趙玉靜 王坤春 許苗苗 徐通 王翠云 王守會

作者簡介：趙玉靜，女，農藝師，農技推廣碩士，主要從事農業技術推廣工作。

摘 要：分光生態農用大棚聚能膜充分利用光能，通過物理的方法，把照射在棚膜上的自然光變化為紫外光、藍紫光、紅橙光滿足葉綠素吸收波長的范圍。分光膜改變了光的方向，防止太陽光直接照射到葉面引起植物灼傷。在山東省淄博市臨淄區開展了應用效果評價，分光生態膜在光照強度弱時，對比PO膜，棚內溫度高、濕度小，在光照強度強時，對比PO膜，棚內溫度低、濕度小，具有升溫慢、降溫慢的特點。應用在番茄生產中，相比于普通膜，可提高產量，對白粉虱抑制作用明顯，可以顯著減少蟲害及病毒病的傳播，減少了農藥化肥的投入；設施西葫蘆追蹤試驗顯示，分光膜處理比對照區畝增產效果明顯，農藥化肥使用量減少，達到增產目標，具有較好的經濟和生態效益。

關鍵詞：分光生態聚能膜；溫室環境；產量；品質

淄博市臨淄區蔬菜種植歷史悠久，是聞名全國的“中國西紅柿之鄉”，番茄、西葫蘆通過國家地理標志產品稱號。截止到2022年種植面積達到16.8萬畝，年產量109.7萬噸，年產值達到22.7億元，蔬菜產業產值占農業總產值的25.1%。然而，長久以來設施蔬菜化學肥料和農藥過量施用嚴重，大水大肥成為生產中的常態，由此引起的環境污染和農產品質量安全問題，嚴重威脅設施蔬菜產業的可持續發展。為有效改善設施蔬菜生產存在的問題，推廣應用了分光生態農用大棚膜。

1 分光生態農用大棚聚能膜的作用機理

1.1 紅橙光的作用原理

當陽光照射到大棚膜面時，經過膜內的有機官能團的運動，把陽光中的不同波段調整、梳理成與葉綠素相匹配的波長，照射在植物的莖葉上面，使得植物充分吸收陽光，促進了植物的生長。分光生態聚能膜內有三種光譜，而普通棚膜內未見紅橙光光譜。

分光生態聚能膜三種光譜波長與波段的作用：

第一波段的輻射光：紫外光（波長280～380nm），該波段具有抑制病菌和殺滅病菌的作用，并且防止作物病態瘋長，有利于蜜蜂授粉和果實著色，并且能夠促進花青素的形成。

第二波段的輻射可見光：藍紫光（波長400～550nm），該波段是植物光合作用的活躍區，有利于植物中核黃素的吸收。

第三波段的輻射可見光：紅橙光（波長600～700nm），該波段促進種子或孢子的萌發以及莖的生長，并且紅橙光有利于植物的二氧化碳的分解以及葉綠素的形成。

以轉光材料Eu（銪）為例：當Eu（銪）材料吸收紫外線后，發射的光譜為600～604nm之間，為4nm半寬寬度，也稱之為：銳鋒。葉綠素吸收的紅橙光光譜的半寬寬度為：600～680nm之間，因此銳鋒的紅橙光很難被植物所吸收。

分光生態農用大棚聚能膜的紅橙光半寬寬度為：80nm。與葉綠素吸收紅橙光的光譜相匹配。促進了植物的分蘗以及增加葉綠素、類胡蘿卜素、可溶性糖等物質的積累。

1.2 透過分光膜的光照分析

影響光合作用的外界條件主要是光照強度和二氧化碳濃度。在一定限度內，光照越強，光合作用越強；若光照過強，氣孔會關閉，從而影響光合作用的進行。分光膜改變了光的方向，同時防止太陽光直接照射到葉面，在夏天起到調溫作用。分光膜與其它PO膜的光線透過（如圖3、圖4）。

2 分光生態農用大棚聚能膜的特點

分光生態農用大棚聚能膜的特點體現在以下五點：一是棚內透過充足的紫外光殺滅和抑制病菌的滋生與繁衍，減少農藥殘留對人體的危害，實現綠色農業種植，提升蔬菜水果的品質與價值。二是棚內透過充足的藍紫光，紅橙光與葉綠素吸收的光譜相匹配，把光能轉化為光肥，增產增收，杜絕使用化學化肥使土壤松散透氣。實現可持續發展的生態農業。三是投射到棚內的光為散射光，防止果實灼傷；果實大且著色均勻、甜度高、口感好。四是提前早熟7～15天，增產5～25%，經濟效益明顯提高。五是分光光譜期、流滴期、消霧期與棚膜的壽命同步。

3 分光生態農用大棚聚能膜的應用效果

3.1 對比試驗

3.1.1 試驗方法

在淄博市臨淄區齊都鎮督府村進行試驗。溫室內土壤類型為壤土，0～20cm土壤養分含量：有機質29.81g/kg，堿解氮205.14mg/kg，有效磷217.62mg/kg，速效鉀460mg/kg，pH值7.40。試驗番茄品種為萊頓18號，于2021年7月20日定植，2021年11月25日拉秧。試驗設2個處理，處理1為分光生態聚能膜覆蓋，處理2為普通棚膜覆蓋（對照）。

日光溫室內溫度、濕度、光照強度采用山東思遠農業公司研發生產的齊稷通設備采集；植株不同生育期生長指標株高、莖粗、葉片數及葉面積的測定［1-6］；番茄品質的測定［7］；收獲時測定小區產量，折合成每畝產量。

3.1.2 不同棚膜覆蓋處理下番茄的產量和品質

由表1、表2可知，對比PO膜，分光膜在光照強度弱時，棚內溫度高、濕度小；在光照強度強時，棚內溫度低、濕度小；具有升溫慢、降溫慢的特點；分光膜在結果期對植株生物學性狀影響效果明顯，可有效增加植株葉片數、促進莖稈粗壯、促進植物生長。分光膜處理棚內番茄葉面積為52.3cm2，比對照組高10.4cm2，提高了24.8%；分光生態膜能顯著提高番茄產量和品質。

相比于PO膜，分光膜的番茄產量提高15.4%，可溶性糖、VC及可溶性固形物含量分別提高9.3%、6.8%和8.0%，可滴定酸含量降低5.21%；分光膜對白粉虱的抑制作用明顯，顯著減少蟲害及病毒病的傳播，減少了農藥化肥20%～35%的投入，每畝增加收益5020元、增效33.4%，提高了經濟和生態效益。

3.2 追蹤實驗

3.2.1 實驗設計

在設施西葫蘆生產上進行了追蹤試驗，試驗安排在淄博市臨淄區皇城鎮許家村，供試品種為“京葫36”，2021年10月6日定植，11月中下旬開始收獲。2022年1月6日進行了產量測定，隨機選取3個點，取6行測算種植密度。每點選取10株計算單株結果數，稱取10個以上重量，計算單瓜重。

3.2.2 不同棚膜覆蓋處理對西葫蘆產量的影響

由表3可知，分光膜處理，每株45個果，平均單果質量0.44 kg，折合每畝產量18445.7kg。普通膜處理區，每株39個果，平均單果質量0.45kg，折合每畝產量16349.6kg。分光膜比對照區每畝增產2096.1kg，每畝增產12.82%，農藥化肥每畝減少19.7%，每畝增效19.38%，達到增產目標。

4 新型農用大棚膜的發展趨勢與展望

生態農業是一種遵循生態學原理和生態經濟規律，因地制宜的設計、組裝、調整和管理農業生產和農村經濟的系統工程體系。注重資源的開發與保護之間的矛盾，使其達到高效性、可持續性、多樣性現代化的科技農業。傳統的種植農業只注重氮、磷、鉀肥料的使用。隨著我國園藝設施的不斷發展，作物對光環境的需求顯著提高。不同光質或波長的光具有明顯不同的生物學效應，包括對植物的形態結構和化學組成，光合作用和器官生長發育的不同影響。分光生態農用大棚聚能膜通過提供合理的光環境，增加紅橙光的透過率，可以增強光合效率，增加產量，改善品質，同時降低農藥化肥的投入，充分利用光能將成為我國生態農業的必然發展方向。

參考文獻

［1］ 王美琪，李秀秀，邢金金，等.不同施肥水平對陜北地區溫室大棚番茄株高和莖粗的影響［J］.延安大學學報，2017（12）：59-61.

［2］ 田珍，李毳，楊紅莉.腐植酸水溶肥在溫室番茄上的肥效試驗［J］.農村科技，2012（10）：23-24.

［3］ 張愛紅.微量元素水溶肥在番茄上的肥效試驗［J］.蔬菜，2019（8）：18-20.

［4］ 李世瑩，岳艷軍，馮夢喜，等.多元中微量元素對番茄生長發育及產量的影響［J］.農學學報，2018（8）：27-31.

［5］ 薛義霞，栗東霞，李亞靈.番茄葉面積測量方法的研究［J］.西北農林科技大學學報，2006，34（8）：116-120.

［6］ 解勝利，劉娟娟，茍建霞.果蔬中抗壞血酸含量的測定［J］.湖北農業科學，2012，51（1）：169-171.

［7］ 管安琴，馮偉民，盧昱宇，等.影響番茄可溶性固形物含量的相關因素研究［J］.江西農業學報，2017，29（9）：27-31.