CN100429267C

CN100429267C - 一种高效调光剂及其在棚室栽培中的应用

Info

Publication number: CN100429267C
Application number: CNB2006100807406A
Authority: CN
Inventors: 林敬文
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-05-16
Filing date: 2006-05-16
Publication date: 2008-10-29
Anticipated expiration: 2026-05-16
Also published as: CN1865336A

Abstract

本发明公开了一种改变太阳光波长、能量配比及发射方式的技术，用二乙苯乙烯基双联苯等组分，经熔融、研磨、造粒等步骤制成调光剂。再经母粒制备、吹塑等常规工艺过程制成高效调光膜应用于棚室栽培，可以显著改变棚室内的光生态环境。高效调光膜与已有的光转换膜、普通膜的棚下太阳光实谱比较图见附图1。在调光薄膜棚内栽培的果蔬，在同品种、同管理条件下，具有高品质、高产量、减少农药使用量及提前收获等效果。

Description

一种高效调光剂及其在棚室栽培中的应用

技术领域

本发明涉及一种高效调光剂、用高效调光剂生产的高效调光膜及其在棚室栽培中的应用，属于光生态技术领域。

背景技术

二十多年来，我国的棚室栽培业以极快的速度发展，业已成为农业乃至国民经济的支柱产业。但目前棚室栽培业因为某些因素的制约而受困。棚室栽培业在光生态领域中的主要制约因素，一是棚室本身的特点及外部气象条件，即光照量低于露地而温、湿度高于露地，导致棚室下土壤中水体循环不畅而使土壤退化，病虫害发病率增高，农产品质量低下等；二是受作物本身的光合作用特征，即光补偿点和光饱和点，以及顶端及下方叶茎接受太阳光强度差异的制约。这两方面的制约因素均导致棚室内作物的太阳光利用率低下，同时导致棚室栽培业的持续发展受阻。消除上述制约因素的关键在于改善光生态环境。自八十年代起，国际国内的部分研究单位及企业，利用稀土材料及有机荧光材料生产光转换农膜，试图解决上述问题，但迄今为止，由于稀土及有机荧光材料不能使农膜产生足够的蓝、红荧光峰值及面积，或者不能在中心波长为432nm的蓝光区及中心波长为660nm的红光区增加足够的辐射量以满足光合作用的需要，也不能使棚下太阳光增加足够的散射光含量，或者其衰减周期过短，或者光转换材料与树脂及其它添加剂配伍性等不佳等原因，难以完成高光效农膜的制作并使之产业化。而普通农膜目前的功能仅限于保温增湿，更无法高效利用太阳光能量。所以棚室栽培业十分需要一种高光效的农膜，并由此进行棚室栽培的相关技术改革，使十多年来沿用的棚膜得以更新换代并大大提高其栽培效益。

发明内容

一种高效调光剂，其特征是由二乙苯乙烯基双联苯、二乙苯基香豆满酮、二乙基氯双苯并噁唑、三苯并芘酮、菲、芘、十八二烯酸丁酯和聚乙烯-乙酸乙烯醇酯所组成，它们的重量百分数范围为3-5∶2-5∶3-6∶5-7∶2-3∶7-9∶0.3-0.6∶65-75。

上述调光剂的制备方法，其特征是将上述前六种组分在无氧氛围中熔融后粉碎，并与上述第七种组分共同研磨至颗粒直径小于1μm，最后与第八种组分混合造粒。

上述调光剂以4％或5‰的比例加入PE或PE-EVA树脂中，用常规吹塑法就可制成高效调光生态薄膜并应用于棚室栽培中。

本发明的高效调光剂是指太阳光透过高效调光生态薄膜时，可以将300nm-350nm的紫外光中的50％以上调节成中心波长为432nm的蓝光，可以将部分540nm-590nm的绿光，调节成中心波长为660nm的红光，如附图2及附图3所示，其荧光峰值及面积远超光转换膜及普通膜，也即其有效光强度远超光转换膜及普通膜。而且棚下散射光的光强效果更佳。这样既可使棚下作物光补偿点提前到达而光饱和点延后到达，避免了普通棚室及露地早晚两头及连阴天作物生长停滞或负生长，又可避免顶端叶茎已超过光饱和点而下层叶茎未达到光补偿点的现象。棚下太阳光利用率的提高较普通棚室及露地增加50％以上。由于太阳光利用率的提高，不仅使用调光薄膜的棚室可以不受太阳光方向的限制，更多地考虑风向和地下水的走向，为防止土壤退化提供了先决条件；也使调光薄膜棚内的作物茁壮而提高抗病力，大大减少农药使用量及化肥使用量，为降低污染及绿色无公害农业提供保证；还因为调光膜棚下作物光合作用速率增加，作物体内代谢中间体浓度增加，使得作物的组成品质及风味风质均有显著提高，使产品的附加值乃至人民群众的生活质量均有所提高，这就为棚室栽培业的持续发展提供了条件。本发明的调光剂150天衰减度低于38％，也是国际国内其他光转换剂所无法比拟的。

附图说明

附图1为调光膜、光转换膜与普通膜的棚下太阳光实谱比较图。

附图2为调光膜、光转换膜与普通膜的蓝荧光发射光谱比较图。

附图3为调光膜、光转换膜与普通膜的红荧光发射光谱比较图。

下面通过实施例进一步说明本发明。

实施例一

取市售试剂二乙苯乙烯基双联苯3.3Kg、菲2.3Kg、芘8.8Kg、二乙苯基香豆满酮2.1Kg、二乙基氯双苯并噁唑5.1Kg、三苯并芘酮5.0Kg、在无氧氛围中加热至217℃熔融，冷却后粉碎，加十八二烯酸丁酯0.5Kg，研磨至颗粒直径小于1μm，再加入聚乙烯-乙酸乙烯醇酯72.9Kg，用常规方法造粒，制得调光剂。将调光剂以4‰的总添加量用常规方法吹制三层共挤薄膜，或以5‰的总添加量用常规方法吹制单、双层薄膜，制得的薄膜即为高效调光生态薄膜，该薄膜的棚下太阳光实谱及荧光发射光谱符合附图1、附图2和附图3的标准。

本发明的高效调光剂各单一组份均无明显的调光作用，必须在上述工艺条件下发生特定化学反应后，才能具备附图2和附图3所示的调光膜所显现的荧光峰值及面积，该荧光峰值和面积比国际国内的光转换膜高出几倍至几百倍不等，而且衰减幅度远远低于光转换膜，因此具有良好的产业化前景。从附图1太阳光实谱比较图中可以看出：在中心波长为432nm的蓝光区和中心波长为660nm的红光区，调光膜下的辐射量显著提高，而在绿光区有明显下降。这样调节的结果是棚下对光合作用有效的中心波长432nm的蓝光和中心波长660nm的红光含量增加，使光合作用速率大大提高，其外显的棚室栽培效果是作物生长茁壮，避免了普通棚室内连阴天及早晚两头的负生长现象，作物的色泽鲜嫩，叶茎挺拔。其实际的效果是1、作物组成品质显著提高，不论是阳生植物如西红柿、葡萄、草莓、西瓜、甜瓜、白菜等，还是半阴生植物如甜椒、黄瓜、茶叶等，其糖度、有机酸含量及粗蛋白含量等均有显著提高，茶叶的氨基酸、茶多酚含量的提高更为明显，而且由于作物的糖酸比合理，茶叶的氨酚比合理，所以其风味品质也有显著提高；2、产量有显著增加，同品种同等管理条件下，半阴生作物增产10％以上，阳生作物果实类增产30％以上，茎叶类作物增产70％-100％；3、作物抗病力增强，农药的使用量减少1/3以上；4、缩短生长期5天以上，有利于作物收获期的调控。上述效果在各种走向的棚室中均能很好地体现。高效调光生态膜应用于育苗，出苗率及移栽成活率均为100％，而且育苗期可缩短1/4以上。

实施例二

取二乙基氯双苯并噁唑5.99Kg、二乙苯基香豆满酮4.97Kg、三苯并芘酮6.90Kg、菲2.91Kg、二乙苯乙烯基双联苯3.00Kg、芘8.93Kg，在无氧氛围中加热至230℃熔融，冷却后粉碎，加十八二烯酸丁酯0.51Kg，研磨至颗粒直径小于1μm，再加入聚乙烯-乙酸乙烯醇酯66.79Kg，用常规方法造粒，制得高效调光剂。制作高效调光膜的方式及棚室栽培的效果与上述实施例一相同。其调光寿命较光转换膜提高2倍以上，利于制作更为长寿且机械物理性能更高的调光薄膜。

Claims

1、一种高效调光剂，其特征是由二乙苯乙烯基双联苯、二乙苯基香豆满酮、二乙基氯双苯并噁唑、三苯并芘酮、菲、芘、十八二烯酸丁酯和聚乙烯-乙酸乙烯醇酯所组成，它们的重量百分数范围为：3％-5％∶2％-5％∶3％-6％∶5％-7％∶2％-3％∶7％-9％∶0.3％-0.6％∶65％-75％。

2、权利要求1所述的调光剂的制备方法，其特征是先将上述二乙苯乙烯基双联苯、二乙苯基香豆满酮、二乙基氯双苯并噁唑、三苯并芘酮、菲、芘，在无氧氛围中熔融后粉碎，冷却后再与上述十八二烯酸丁酯共同研磨，最后再与聚乙烯-乙酸乙烯醇酯混合造粒。

3、权利要求1所述的调光剂的使用方法，是以4‰-5‰的比例加入到PE或PE-EVA树脂中，用常规吹塑法制成高效调光生态薄膜并应用于棚室栽培中。