CN1777359B - 植物保护覆盖层 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及半透明聚合物材料的植物保护覆盖层，它包括至少一种透射光谱改进剂，用以最小化一直到350nm的紫外区的透射；以及用以根据在植物保护覆盖层下方的待培养植物的光合和光形态建成要求，来调节在350nm-750nm的可见光区的透射，以改进这种植物的生长条件。该覆盖层进一步包括用以最小化高于750nm的红外区的透射的透射光谱改进剂。通过降低透射的绿光和黄光波长，并通过将透射的蓝光与红光波长之比朝2∶3变化，来调节在350nm-750nm的可见光区的透射。该覆盖层优化在覆盖层下方培育的植物的生长条件，从而提供相对提高的植物生长和性能。

Description

植物保护覆盖层
引言
本发明涉及植物保护覆盖层，制造植物保护覆盖层的方法，使用该植物保护覆盖层培养的植物，和使用这种植物保护覆盖层培养植物的方法。
发明背景
已知的商购植物保护覆盖层包括覆盖植物所使用的透明或不透明的热塑性柔性膜或刚性片材，以保护植物免遭环境因素如极端温度、有害昆虫、灰尘、红外(IR)辐射和紫外(UV)辐射的损害。
例如，US4895904公开了在温室的建造中使用的聚合物片材或膜。该聚合物片材或膜含有吸收或反射近红外区域内的光的添加剂，以及稳定UV辐射的添加剂。这些片材对光谱中光合活性区域是基本上透过的。
此外，例如，JP7067479公开了通过控制透射光谱加快植物生长的材料。该材料掺入了用于屏蔽IR、透射可见光和仅仅部分透射UV的添加剂。
其它已知的植物覆盖层以SmartlightTM和Sun SelectorTM商标形式销售。光合作用强烈依赖于在主要贡献是来自于蓝光和红光的光合活性区域内植物接受的光的总量。SmartlightTM覆盖层是光选择性植物覆盖层，它将部分UV光转化成红光，同时还限制波长谱中较长端光的透射。
Sun SelectorTM膜是在温室和隧道覆盖层的建造中使用的多层光选择性膜。Sun SelectorTM膜含有IR添加剂，使该膜能吸收或反射IR辐射。该膜此外对UV辐射稳定。在400nm至700nm可见光范围内透射最多的光。
已知的植物保护覆盖层的主要目的在于，保护在覆盖层下方培养的植物免受环境变化的影响。这些覆盖层允许非选择性地最大透过光谱范围中的可见光(400nm-750nm)。然而，它们无法提供在光合活性区内的最佳透射光谱，或无法满足各种不同植物的特定光合和光形态建成需要。这是不利的，因为不同的植物品种响应光的不同光合和光形态建成活性波长，且已知的植物覆盖层没有选择性地区分所述不同波长，它们也没有提供有利于大多数植物品种的最佳透射光谱。现有技术中的植物覆盖层的积极效果因此受到限制。
发明目的
因此，本发明的目的是提供植物保护覆盖层，制造植物保护覆盖层的方法，使用该植物保护覆盖层培养的植物，和使用这种植物保护覆盖层培养植物的方法，其中利用所述植物保护覆盖层，可克服或至少最小化前述缺点。
发明概述
根据本发明的第一方面，提供一种半透明聚合物材料的植物保护覆盖层，它包括至少一种透射光谱改进剂，该至少一种透射光谱改进剂用以最小化一直到350nm的紫外区的透射；以及用以根据在植物保护覆盖层下方的待培养的植物的光合和光形态建成要求，来调节在350nm-750nm的可见光区的透射，以改进这种植物的生长条件。
此外，根据本发明，植物保护覆盖层包括用以最小化高于750nm的红外区的透射的透射光谱改进剂。
再者，根据本发明，通过降低透射的绿光和黄光波长，来调节在350nm-750nm的可见光区的透射。
另外，根据本发明，通过将透射的蓝光与红光波长之比朝2∶3变化，来调节在350nm-750nm的可见光区的透射。
透射光谱改进剂可选自硅酸盐、偏磷酸钠、明矾石、氢氧化铝、氢氧化硼、氧化镁、氧化铜、氧化铁黑、氧化钴、涂布铜粉、蓝色氧化钴、UV辐射稳定剂和颜料。
植物保护覆盖层可包括选自抗氧剂、加工助剂、防尘剂和防雾剂中的额外添加剂。
基于质量/质量，植物保护覆盖层可包括0.1-2.0％的苯并三唑UV吸收剂。
优选地，基于质量/质量，植物保护覆盖层包括0.7％的2-(2-羟基-3-仲丁基-5-叔丁基苯基)苯并三唑形式的苯并三唑UV吸收剂。
基于质量/质量，植物保护覆盖层可包括0.1-2.0％的受阻胺光稳定剂。
优选地，基于质量/质量，植物保护覆盖层包括0.3％的琥珀酸二甲酯.w/4-羟基-2，2，6，6-四甲基-1-哌啶乙醇形式的受阻胺光稳定剂。
或者，基于质量/质量，植物保护覆盖层可包括0.3％的聚((6-((1，1，3，3-四甲基丁基)氨基)-s-三嗪-2，4dijil)(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基)六亚甲基(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基)))形式的受阻胺光稳定剂。
基于质量/质量，植物保护覆盖层可包括0.1-2.0％的亚磷酸酯抗氧剂。
优选地，基于质量/质量，植物保护覆盖层包括0.4％的三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯形式的亚磷酸酯抗氧剂。
基于质量/质量，植物保护覆盖层可包括0.1-2.0％的酚类抗氧剂。
优选地，基于质量/质量，植物保护覆盖层包括0.2％的1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯形式的酚类抗氧剂稳定剂。
基于质量/质量，植物保护覆盖层可包括0.1-2.0％的受阻酚抗氧剂。
优选地，基于质量/质量，植物保护覆盖层包括0.2％的四亚甲基(3，5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)甲烷形式的受阻酚抗氧剂。
基于质量/质量，植物保护覆盖层可包括0.05-2.0％的光谱改进剂。
优选地，基于质量/质量，植物保护覆盖层包括0.1％的chromophtal红BRN形式的光谱改进剂。
基于质量/质量，植物保护覆盖层可包括1.0-3.0％的IR吸收剂。
优选地，基于质量/质量，植物保护覆盖层包括2.0％的碳酸钙(52％)、碳酸镁(42％)、二氧化硅(5％)和氢氧化铝形式的IR吸收剂。
此外，根据本发明，聚合物材料是部分交联的聚合物热塑性材料。
优选地，通过使能通过电离辐射交联的聚合物热塑性起始材料经受充分的电离辐射，使起始材料部分交联，从而制造部分交联的聚合物热塑性材料。
基于质量/质量，植物保护覆盖层可包括最多95％的熔体流动指数(MFI)为0.40-0.50的辐射预交联的线性低密度聚乙烯。
可以以选自单层膜、多层层压膜、刚性片材和织造或编织网中的形式生产覆盖层。
在覆盖层为单层膜或多层膜形式的情况下，聚合物材料可选自聚乙烯和聚乙烯的共聚物，如聚(乙烯-共-乙酸乙基乙烯基酯)，以及聚氯乙烯(PVC)。
在覆盖层为刚性片材形式的情况下，聚合物材料可选自聚乙烯、聚氯乙烯(PVC)、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)和玻璃增强的聚酯(GRP)。
在覆盖层为织造或编织网形式的情况下，聚合物材料可选自纤维状聚乙烯、聚酰胺和聚酯。
根据本发明的第二方面，提供制造植物保护覆盖层的方法，该方法包括下述步骤：提供半透明聚合物材料；以及在该材料内掺入至少一种透射光谱改进剂，该至少一种透射光谱改进剂用以最小化直到350nm的紫外区的透射；以及用以根据在植物保护覆盖层下方的待培养植物的光合和光形态建成要求，来调节在350nm-750nm的可见光区的透射，以改进这种植物的生长条件。
此外，根据本发明，该方法包括在覆盖层内掺入透射光谱改进剂的进一步的步骤，用以最小化在高于750nm的红外区的透射。
再者，根据本发明，通过降低透射的绿光和黄光波长，来调节在350nm-750nm的可见光区的透射。
另外，根据本发明，通过将透射的蓝光与红光波长之比朝2∶3变化，来调节在350nm-750nm的可见光区的透射。
掺入透射光谱改进剂的步骤此外可进一步包括下述步骤：从硅酸盐、偏磷酸钠、明矾石、氢氧化铝、氢氧化硼、氧化镁、氧化铜、氧化铁黑、氧化钴、涂布铜粉、蓝色氧化钴、UV辐射稳定剂和颜料中选择透射光谱改进剂。
该方法可包括在覆盖层内掺入选自抗氧剂、加工助剂、防尘剂和防雾剂中的额外添加剂的进一步的步骤。
该方法可包括基于质量/质量，在覆盖层内掺入0.1-2.0％的苯并三唑UV吸收剂的步骤。
优选地，该方法包括基于质量/质量，在覆盖层内掺入0.7％的2-(2-羟基-3-仲丁基-5-叔丁基苯基)苯并三唑形式的苯并三唑UV吸收剂的步骤。
该方法可包括基于质量/质量，在覆盖层内掺入0.1-2.0％的受阻胺光稳定剂的步骤。
优选地，该方法包括基于质量/质量，在覆盖层内掺入0.3％的琥珀酸二甲酯.w/4-羟基-2，2，6，6-四甲基-1-哌啶乙醇形式的受阻胺光稳定剂的步骤。
或者，该方法包括基于质量/质量，在覆盖层内掺入0.3％的聚((6-((1，1，3，3-四甲基丁基)氨基)-s-三嗪-2，4dijil)(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基)六亚甲基(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基)))形式的受阻胺光稳定剂的步骤。
该方法可包括基于质量/质量，在覆盖层内掺入0.1-2.0％的亚磷酸酯抗氧剂的步骤。
优选地，该方法包括基于质量/质量，在覆盖层内掺入0.4％的三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯形式的亚磷酸酯抗氧剂的步骤。
该方法可包括基于质量/质量，在覆盖层内掺入0.1-2.0％的酚类抗氧剂的步骤。
优选地，该方法包括基于质量/质量，在覆盖层内掺入0.2％的1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯形式的酚类抗氧剂稳定剂的步骤。
该方法可包括基于质量/质量，在覆盖层内掺入0.1-2.0％的受阻酚抗氧剂的步骤。
优选地，该方法包括基于质量/质量，在覆盖层内掺入0.2％的四亚甲基(3，5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)甲烷形式的受阻酚抗氧剂的步骤。
该方法可包括基于质量/质量，在覆盖层内掺入0.05-2.0％的光谱改进剂的步骤。
优选地，该方法包括基于质量/质量，在覆盖层内掺入0.1％的chromophtal红BRN形式的光谱改进剂的步骤。
该方法可包括基于质量/质量，在覆盖层内掺入1.0-3.0％的IR吸收剂的步骤。
优选地，该方法包括基于质量/质量，在覆盖层内掺入2.0％的碳酸钙(52％)、碳酸镁(42％)、二氧化硅(5％)和氢氧化铝形式的IR吸收剂的步骤。
此外，根据本发明，聚合物材料是部分交联的聚合物热塑性材料。
通过使能通过电离辐射交联的聚合物热塑性起始材料经受充分的电离辐射，使起始材料部分交联，从而制造部分交联的聚合物热塑性材料。
该方法可包括基于质量/质量，在覆盖层内掺入最多95％的熔体流动指数(MFI)为0.40-0.50的辐射预交联的线性低密度聚乙烯的步骤。
可以在以选自单层膜、多层层压膜、刚性片材和织造或编织网中的形式挤出的一个或多个膜内掺入额外的添加剂和透射光谱改进剂。
在覆盖层为单层膜或多层膜形式的情况下，聚合物材料可选自聚乙烯和聚乙烯的共聚物，如聚(乙烯-共-乙酸乙基乙烯基酯)，以及聚氯乙烯(PVC)。
在覆盖层为刚性片材形式的情况下，聚合物材料可选自聚乙烯、聚氯乙烯(PVC)、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)和玻璃增强的聚酯(GRP)。
在覆盖层为织造或编织网形式的情况下，聚合物材料可选自纤维状聚乙烯、聚酰胺和聚酯。
根据本发明的第三方面，提供培养植物的方法，该方法包括用本发明第一方面的植物保护覆盖层覆盖植物的步骤。
根据本发明的第四方面，提供使用本发明第一方面的植物保护覆盖层培养的植物。
附图简述
现通过非限制性的实施例，并参考附图，进一步描述本发明，其中：
图1是描述与两种已知的聚乙烯植物保护覆盖层，亦即透明防雾防尘覆盖层和含铜的覆盖层相比，一般植物的光合活性区域的典型透射光谱的图表；
图2是描述申请人假定的用以优化光的光合特征以及调节光谱中非所需的紫外和红外区域的理论的理想植物保护覆盖层的选择透射光谱的图表；
图3是描述在园艺工业中使用的不含任何透射光谱改进剂的已知聚乙烯植物保护覆盖层的透射光谱的图表；
图4是描述由辐射预交联的线性低密度聚乙烯生产的不含任何透射光谱改进剂的另一已知聚乙烯植物保护覆盖层的透射光谱的图表；
图5是描述通过在根据本发明第一个实施方案的植物保护覆盖层内加入透射光谱改进剂，显示出绿光和黄光波长的透射率的降低量以及蓝光对红光波长的透射率之比的变化的图表；和
图6是描述通过在根据本发明的第二实施方案的植物保护覆盖层内加入透射光谱改进剂(包括UV和IR光谱改进剂二者)，显示出透射的绿光和黄光波长的降低量以及透射的蓝光对红光波长之比的变化的图表。
本发明优选实施方案的详细说明
通过下述非限制性实施例描述本发明的优选实施方案。
图1示出了描述透光光谱中光合活性区域的透射光谱且对于最佳植物产率来说理想的图表。该图表比较了已知的聚乙烯植物保护覆盖层，亦即透明防雾防尘覆盖层和含铜的覆盖层的两种典型透射光谱。图2示出了申请人假定的理论上理想的植物保护覆盖层的透光光谱。在光合区中的两个峰值使得在红光和蓝光波长的峰值之间的绿光和黄光波长的透射率最小化。红光波长具有较高的峰值，而蓝光波长具有较低的峰值。
通常通过半透明聚合物起始材料如辐射预交联的线性低密度聚乙烯(LLDPE)的挤出薄膜吹塑，来制造根据本发明一个优选实施方案的植物保护覆盖层，这在塑料膜制造领域中是已知的。在薄膜吹塑之前，通过掺入透射光谱改进剂和添加剂来使起始材料改性，以便根据在植物保护覆盖层下方待培养的植物的特定光合和光形态建成要求来选择透射光谱。还选择植物保护覆盖层的透射光谱，以最小化光谱中UV和IR部分的透射。迄今为止，在现有技术的覆盖层中，在尝试改进植物生长条件时，仅仅透射光谱的一些方面得到改进，而本发明的覆盖层根据一般植物的光合和光形态建成要求来优化透射光谱。要理解，不同品种的植物的光合和光形态建成要求可能彼此略有不同，而申请人预见到，通过实验可绘制特定植物品种的要求的曲线，并且覆盖层的透射光谱在覆盖层的目前参数范围内相应地被进一步修正。
实施例1
首先，申请人比较了由聚乙烯制造的现有技术的植物保护覆盖层，和同样由聚乙烯制造的、具有本发明膜的选择透光光谱的植物保护覆盖层的透光光谱。图3-5描述了结果。
图3示出了描述标准现有技术的聚乙烯植物保护覆盖层的透射光谱的图表。图4中的图表描述了使用辐射预交联的原料线性低密度聚乙烯制造的聚乙烯植物保护膜的透光光谱。图3和图4所示的植物保护覆盖层不包括任何透射光谱改进剂。由这些图表可以看出，这些覆盖层具有与类似的现有技术聚乙烯植物保护覆盖层几乎相同的透光光谱。
图5示出了根据在覆盖层下方待培养的植物的一般光合和光形态建成要求在光合活性区得到改进的本发明第一实施方案的覆盖层的透射光谱。根据图5的图表，显而易见的是，通过在植物保护覆盖层内掺入合适的光谱改进剂，可降低绿光和黄光波长的透光量，并改变蓝光对红光波长之比。对于该膜来说，未掺入任何UV和IR光谱改进剂。
实施例2
如下所示制备光选择性膜形式的本发明第二实施方案的植物保护覆盖层。在表1中，描述了膜的组成，其中包括预选的添加剂：
  添加剂类型   化学名称/说明   在膜内的浓度(％)
  1   苯并三唑UV吸收剂   2-(2-羟基-3-仲丁基-5-叔丁基苯基)苯并三唑   0.7
  2   受阻胺光稳定剂   琥珀酸二甲酯.w/4-羟基-2，2，6，6-四甲基-1-哌啶乙醇   0.3
  3   受阻胺光稳定剂   聚((6-((1，1，3，3-四甲基丁基)氨基)-s-三嗪-2，4dijil)(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基)六亚甲基(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基)))   0.3
  4   亚磷酸酯抗氧剂   三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯   0.4
  5   酚类抗氧剂   1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯   0.2
  6   受阻酚类抗氧剂   四亚甲基(3，5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)甲烷   0.2
  7   光谱改进剂   Chromophtal红BRN   0.1
  8   煅烧粘土IR吸收剂   碳酸钙(52％)、碳酸镁(42％)、二氧化硅(5％)和氢氧化铝   2.0
  9   辐射改性的LLDPE   MFI＝0.40-0.50的辐射预交联的线性低密度聚乙烯   79.0
通过挤出薄膜吹塑工艺，使用制造单层膜的单螺杆挤出机，来制造厚度为180微米的膜。
挤出条件包括：
-其中挤出机处于190℃的温度分布；
-190℃的模头温度；
-3.0-3.2mm的模头间隙；和
-范围为2.4-2.5的吹胀率。
图6列出了根据表1所示的实施例制造的植物保护覆盖层的透射光谱。需要指出的是，该透射光谱类似于申请人假定的理论最佳透射光谱。
申请人已发现，具有选择的最佳透射光谱(如图6中的透射光谱)的根据本发明第二实施方案的植物保护覆盖层，导致生成加快植物生长和降低植物应力作用，同时抑制覆盖层下方昆虫活性的覆盖层。这通过最大化植物保护覆盖层在红光和远红光波长内的透光率(参见图2中的5)，消除紫外区(参见图2中的1)，降低透射的绿光和黄光波长，以及将透射的蓝光对红光波长之比变为2∶3(参见图2中的2和3)来实现。
通过允许最大可能量的红光和远红光波长透射来优化植物生长和提高植物质量(参见图2中的1和3)。通过最小化穿过覆盖层的红外透射率还降低冷却成本(参见图2中的4)。申请人进一步发现，除了透光率特征以外，本发明的植物保护覆盖层还具有优良的机械性能，以及特别高的抗环境致裂性，这归因于其聚合物选择和预交联。本发明的植物保护覆盖层因而具有提高的光合作用和优良的固有膜特征。要理解，这些是对本发明的植物保护覆盖层的经济潜力具有积极影响的特征。
申请人还发现，植物保护覆盖层大大地提高了在覆盖层下方培养的植物的生产量和质量，这是因为已为覆盖层下方培养的植物建立了更有利的生长环境。此外，本发明能使植物培育者根据覆盖层下方培养的特定植物品种定制覆盖层。这通过下述方式来进行：准备在植物保护覆盖层下方待培养的特定植物品种的最佳光合和光形态建成要求的曲线并在本发明覆盖层的参数范围内改进覆盖层的透射特征，使之与植物的要求相匹配。通过相对于彼此改变表1所述的添加剂的用量，来实现覆盖层的透射特征的改进。
实施例3
材料和方法
研究区域
在南非的北方省份的Nylstroom-Warmbaths地区，使用本发明第二实施方案的覆盖层进行研究。测试地点位于南纬24°27 30和东经28°8 30。生长介质(土壤)深4-6m，且具有由84％砂子、4％泥沙和12％粘土组成的砂质壤土结构，土壤密度为1213kg m-3且孔隙为447dm m-3。这些土壤的实地水容量为180L m-3，其中120L m-3植物可获得(MVSA，1997)。
所使用的植物材料
在该研究中使用玫瑰植物(Rosa hybrida，cv.Grand Gala；一种快速生长的、红色长茎无刺玫瑰)。这一玫瑰品种具有整齐和直立生长的形式。当研究开始时，玫瑰树龄2年并且是完全生产性的。“GrandGala”玫瑰按如下分类：
品种：Meiqualis
类型：Hybrid Tea
颜色：草莓红(图1)
芽：圆锥形(图1)
花瓣数目：平均30
花瓶寿命：10-12天
叶子：暗绿色，有光泽
原产地：Indica
产量：130-160花朵m-2年
茎长：60-80cm
园艺实践
在该研究中，该玫瑰植物具有两根或更多的基础嫩枝且为多茎。在整个研究期间，使用称为交错的方法(交错收割)来连续收割茎。收割时的发育阶段随着栽培品种、季节和离市场的距离而变化，但通常在花于纯水中将开放时的最紧密阶段收割茎。一般来说，黄色品种的茎在花芽比紫红品种的花芽紧密的情况下收割，而紫红品种的茎在花芽比红色品种的花芽紧密的情况下收割。在收割花芽太紧密的茎的情况下，花将不会开放。当外部花瓣中的至少一个开始展开时，必须收割紫红色品种和特别是红色品种的大多数茎(Meyer等，1988，Pellett等，1998)。由于“Grand Gala”是一种红色品种，因此在这一阶段收割茎。每天收割茎三次(6:00、12:00和17:00)。可能的话，在凌晨或傍晚收割茎，以防止茎脱水。高温有时迫使茎的收割超过优选的一天两次，这是因为这些气候条件影响水含量和随后茎的新鲜重量，并因花瓣开得太宽而导致质量下降，从而降低了花瓶寿命(Meyer等，1988)。收割具有最大可能长度的茎。一般来说，在略高于茎节处，在前次切割的上方的第二个五羽状复叶上方切割茎。在靠近前次切割或者甚至在其下方处切割较细的茎。
在该研究中使用弯曲茎技术。简而言之，该技术需要将侧茎向下弯曲，以增加可进行光合过程的叶子(叶)数量。向下弯曲的这些侧茎是质量差的茎：具有小或变形芽的细且短的茎。通过使用该技术，通道被叶子填充，且不容易与苗床本身相区分，从而得到总体浓密的外观。
这一特定品种(Grand Gala)的特别长的茎在其生长时保持垂直状态。它们通过捆在每个苗床任一侧相隔±12米埋置的木桩上的线来支撑。在离土壤表面45cm的高度并且还在90cm的高度捆线。将茎(嫩枝)周期性地导引到垂直状态。这一做法减少了长茎玫瑰的断裂和弯曲，因而保持了茎的质量。源自根茎(也被称作砧木)的吸枝被除去，并且次生芽被掐掉，只留下顶芽充分发育成花。在嫩枝生长的早期阶段除去不开花的嫩枝，这是因为，从植物能量利用的角度考虑，允许不适合销售的茎生长是非常浪费的。收割具有弯颈的茎，并作为低品级茎销售。还收割源自基础嫩枝(也被称作“水嫩枝”或“再生细茎”)的茎，以供应局部市场。保持温室的苗床和通道没有杂草、落叶、花瓣和细枝，从而尽可能减少疾病的发生和传播。出于同样的原因，玫瑰灌木丛中死亡和生病的部分也被除去。
温室说明
在该研究期间的数据收集在商业生产用温室中进行。温室长100m，宽50m，高5m，覆盖的表面积为5000m2或1/2公顷。温室的苗床(总计72个床)长47m，宽1m，并被升高到0.40m的高度，且在其间有0.40m通道。每个床由两排玫瑰组成，其中每个床总计为556株玫瑰植物。温室内玫瑰的总数量为40000株玫瑰植物(8株.m-1温室)。
用200微米、UV保护的聚乙烯膜(Triclear)覆盖温室的对照部分。生长介质是砂质壤土结构的沉降土壤本身。温室的实验部分用如上所述的本发明第二实施方案的覆盖层覆盖。用本发明的覆盖层替换温室的三个顶棚长条，且仅在中心部分处进行测量，以使来自旁边的未改进光的影响最小化。
灌溉
使用滴灌系统给植物施水并同时施肥；这被称为加肥灌溉法。加肥灌溉系统是完全自动化的：灌溉的水和所施的肥料的定时和用量以及EC(导电率-溶液中离子的量)因而被连续监控并保持恒定。它的优点是，水和肥料以特定的用量直接施加到植物的根部区。EC在夏季和冬季存在差别；在夏季，将其设定为1.3至1.4mS cm-1，而在冬季将其设定为1.6至1.7mS cm-1。在夏季施加比冬季更多的灌溉循环。水的pH(水和肥料)保持恒定在6.5。
灌溉管是宽2.5cm的塑料管，相隔30cm有开孔(在本实验中被称为滴液器)，且没有喷嘴与其连接。每个床具有一个灌溉管，其在床的中间并贯穿床的整个长度。每个灌溉管的灌溉能力为1升滴液器-1小时-1，但侧床之一例外，其具有1/2升滴液器-1小时-1的灌溉能力，这是由于其分配器的容量导致的。施加到植物上的水的体积保持在1.2升植物-1天-1，这是因为它接近于(在夏季)玫瑰植物的最大蒸发速度(1.5升m-2天-1)。
冷却和通风
使用自然空气移动来冷却并给温室内部通风。通风系统由六个屋顶折叶组成，它们与温室长度方向平行，并以向西的方向打开。通过使用温度、湿度和风速作为屋顶折叶的孔尺寸的决定因素，来对通风系统进行计算机处理。尽管温室具有可调节的侧壁，但它们永远不会为了通风和冷却而打开。在降低温室内部空气温度方面，该冷却和通风系统不是有效的。
环境变量
在7h00、12h00和15h30时测量环境变量并分别作为早晨、中午和下午环境条件的表征。自然辐射是玫瑰植物接收的唯一辐射形式。在白天或黑夜期间没有给出补充光照。通过使用红外气体分析仪(IRGA)来测量温室内部的光合作用的光子通量密度(PPDF；μmol m-2s-1)、CO2浓度([CO2])，以及空气温度(T)。通过使用蒸发和温度数据并假设在气孔腔内部的空气是饱和的(RH％＝100％)，来计算相对湿度百分数(RH％)和蒸汽压不足(VPD)。计算总的每日PPFD(mol m-2天-1)，而白天长度以及辐照小时数则从南非气象局获得。
结果
表2列出了在7h00、12h00和15h30测量的辐照水平(PPFD)、空气温度和[CO2]以及计算的RH％和VPD。在12h00和15h30测量的PPFD比在其它研究中高得多，例如50-150μmol m-2s-1(Blom-Zandstra等，1995)和100-1200μmol m-2s-1(Jiao等，1991)。白天的平均温度(18-28℃)相当于在前面研究中报道的空气温度(Hopper和Hammer，1991；Mor和Halevy，1984)。在12h00和15h30的[CO2]的范围为350μmol mol-1的大气[CO2](Jiao等，1991；Taiz和Zeiger，1991)，而在7h00时更高。这可能是由于密闭的屋顶通气口、夜间的植物蒸发和最小光合作用速度所导致的。对于7h00、12h00和15h30数据来说，所测量的平均％RH值全部远低于推荐值，即Mortensen和Fjeld(1998)测定的65％和Mortensen和
Figure G2004800106231D00141
(1999)测定的75％。然而，除了7h00(0.84±0.25kPa)以外，12h00(2.03±1.10kPa)和15h30(2.26±0.74kPa)的VPD远高于推荐值，即Mortensen和Fjeld(1998)测定的0.82kPa和Mortensen和
Figure G2004800106231D00142
(1999)测定的0.55kPa。然而，这些数值与Katsoula s等(2001)测定的最大值4.6kPa相比低得多。平均每日的灌溉时间＞9小时，并且每日的PPDF范围为43-60mol m-2天-1，后者与在夏季，在中等纬度处的每月平均值(即30-60mol m-2天-1(Salisbury & Ross，1992))不相上下。
表2.在研究期间每日不同时间的平均(±s.d.)PPFD、温度、[CO2]、RH％和VPD。
  环境变量   7:00   12:00   15:30
  PPFD(μmol m<sup>-2</sup>s<sup>-1</sup>)   206.93±157.26   1671.62±387.46   925.32±385.81
  温度(℃)   17.94±4.23   28.92±4.52   27.82±4.51
  [CO<sub>2</sub>](μmol mol<sup>-1</sup>)   485.30±59.20   346.24±15.84   358.83±14.37
  RH(％)   56.67±7.42   40.71±27.22   28.93±13.46
  VPD(kPa)   0.84±0.25   2.03±1.10   2.26±0.74
由表2的结果可以看出，显然，在三周的监控期间，通常用于评价所形成产品的质量标准显著地提高。
表3.示出了在三周的时间内，通过使用光选择性覆盖层所导致的与玫瑰(var.Grand Gala)的质量标准的百分数差值。
  第1周   对照   实验覆盖层   差值％
  芽的尺寸(cm)   5.03   5.03   0
  芽的直径(cm)   3.5   3.58   2.3
  茎长(cm)   82.2   87.5   6.4
  茎的直径(cm)   8.2   8.35   1.8
  重量(g)   76   80   5.3
  第2周
  芽的尺寸(cm)   4.96   5.06   2
  芽的直径(cm)   3.45   3.5   1.4
  茎长(cm)   88.5   89.7   1.4
  茎的直径(cm)   6.1   8.8   44.3
  重量(g)   68   83   22.1
  第3周
  第1周   对照   实验覆盖层   差值％
  芽的尺寸(cm)   5.01   5.3   5.7
  芽的直径(cm)   3.5   3.58   2.3
  茎长(cm)   86   88.3   2.7
  茎的直径(cm)   7.6   8.5   11.8
  重量(g)   78   81   3.8
总之，已经发现，在监控的三周时间内，芽的尺寸、芽的直径、茎长、茎的直径和总茎重分别平均增加0.86、2.0、3.5、19.3和10.4％。使这些发现甚至更引人注目的是下述事实：应当意识到，玫瑰具有树类的生长形式，该生长形式由于其固有的缓冲能力而导致对环境变化的响应相对缓慢，这意味着在长的时间内以及对于其它类型的植物来说，这些结果可能甚至更加引人注目。
实施例4
在比较研究中，通过观察来评价对于许多不同的农作物来说，本发明植物保护覆盖层的潜在生长促进和应力最小化性能，对于黄瓜、西红柿、幼苗和盆栽植物来说具有对植物生长的引人注目的积极效果。例如，对完全相同的栽培品种、生长形式且在同一天种植的黄瓜和在覆盖层下培育的黄瓜进行比较。当在覆盖层下培育的植物上的黄瓜准备收获时(即母体植物为2米长)，在常规的现有技术的覆盖层下培育的对比植物仅仅达到1.2米的高度且果实仅有10cm长。
在覆盖层下培育的幼苗和盆栽植物也显示出显著的生长促进响应，因为二者均具有优异的叶色发育(由于生成的叶绿素增加而导致变绿)，并且幼苗显示出显著提高的根发育。此外，尽管在覆盖层下培育的盆栽植物5天以后开花，但该植物在植物生长方面是优异的，并且具有较好的颜色发育。
要理解，该覆盖层不限于任何特定形式，但是可由特别选自单层膜、多层层压膜、刚性片材和织造或编织网中的形式生产该覆盖层。
进一步要理解，在没有脱离所附权利要求的范围的情况下，根据本发明，对植物保护覆盖层、植物保护覆盖层的制造方法，使用该植物保护覆盖层培育的植物和使用这种植物保护覆盖层培育植物的方法的细节的改变是可能的。
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Claims (26)

1.一种半透明聚合物材料的植物保护覆盖层，它包括：
-第一透射光谱改进剂，该第一透射光谱改进剂用以最小化一直到350nm的紫外区的透射；
-第二透射光谱改进剂，该第二透射光谱改进剂适用于根据在植物保护覆盖层下方的待培养植物的光合和光形态建成要求，通过降低透射的绿光和黄光波长并且通过将透射的蓝光与红光波长之比朝2∶3变化以相对于不含第二透射光谱改进剂时的红光波长透射水平来提高红光波长透射水平，从而调节在350nm-750nm的光谱区的透射，以改进这种植物的生长条件。
2.权利要求1的植物保护覆盖层，其中第二透射光谱改进剂是chromophtal红BRN形式。
3.权利要求2的植物保护覆盖层，它包括基于质量/质量，0.05-2.0％的chromophtal红BRN形式的光谱改进颜料。
4.权利要求3的植物保护覆盖层，它包括基于质量/质量，1.0％的chromophtal红BRN。
5.权利要求4的植物保护覆盖层，其包括至少一种选自受阻胺光稳定剂；亚磷酸酯抗氧剂；酚类抗氧剂；受阻酚类抗氧剂和预辐射的线性低密度聚乙烯的物质。
6.权利要求2的植物保护覆盖层，其中该植物保护覆盖层包括基于质量/质量，最多95％的熔体流动指数(MFI)为0.40-0.50的辐射改性的线性低密度聚乙烯。
7.前述权利要求中任何一项的植物保护覆盖层，其中聚合物材料是预辐射改性的聚合物热塑性材料，它是通过使能通过电离辐射进行辐射改性的聚合物热塑性起始材料经受充分的电离辐射剂量，以使该起始材料部分改性而制造的。
8.权利要求1-6中任一项的植物保护覆盖层，其中以选自单层膜、多层层压膜、刚性片材和织造或编织网中的形式生产该覆盖层。
9.权利要求6的植物保护覆盖层，其中在覆盖层为单层膜或多层膜形式的情况下，聚合物材料选自聚乙烯和聚乙烯的共聚物以及聚氯乙烯(PVC)。
10.权利要求9的植物保护覆盖层，其中聚乙烯的共聚物为聚(乙烯-共-乙酸乙基乙烯基酯)。
11.权利要求6的植物保护覆盖层，其中在覆盖层为刚性片材形式的情况下，聚合物材料选自聚乙烯、聚氯乙烯(PVC)、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)和玻璃增强的聚酯(GRP)。
12.权利要求6的植物保护覆盖层，其中在覆盖层为织造或编织网形式的情况下，聚合物材料选自纤维状聚乙烯、聚酰胺和聚酯。
13.一种制造植物保护覆盖层的方法，该方法包括下述步骤：
-提供半透明聚合物材料；
-在该材料内掺入用以最小化一直到350nm的紫外区的透射的第一透射光谱改进剂；并且
-在该材料内掺入第二透射光谱改进剂，该第二透射光谱改进剂适用于根据在植物保护覆盖层下方的待培养植物的光合和光形态建成要求，通过降低透射的绿光和黄光波长并且通过将透射的蓝光与红光波长之比朝2∶3变化以相对于不含第二透射光谱改进剂时的红光波长透射水平来提高红光波长透射水平，从而调节在350nm-750nm的光谱区的透射，以改进这种植物的生长条件。
14.权利要求13的方法，其中第二透射光谱改进剂是chromophtal红BRN。
15.权利要求14的方法，其中在该材料内掺入适用于根据在植物保护覆盖层下方的待培养植物的光合和光形态建成要求来调节在350nm-750nm的光谱区的透射，以改进这种植物的生长条件的透射光谱改进剂的步骤包括在该材料内掺入基于质量/质量，0.05-2.0％的chromophtal红BRN形式的光谱改进颜料的步骤。
16.权利要求15的方法，其中掺入1.0％的chromophtal红BRN。
17.权利要求15的方法，其包括至少一种选自受阻胺光稳定剂；亚磷酸酯抗氧剂；酚类抗氧剂；受阻酚类抗氧剂和预辐射改性的线性低密度聚乙烯的物质。
18.权利要求14的方法，其中该材料包括基于质量/质量，最多95％的熔体流动指数(MFI)为0.40-0.50的预辐射的线性低密度聚乙烯。
19.权利要求15的方法，其中聚合物材料是预辐射改性的聚合物热塑性材料，它是通过使能通过电离辐射进行辐射改性的聚合物热塑性起始材料经受充分的电离辐射剂量，以使该起始材料至少部分改性而制造的。
20.权利要求13-18中任一项的方法，其中在以选自单层膜、多层层压膜、刚性片材和织造或编织网中的形式挤出的一个或多个膜内掺入透射光谱改进剂。
21.权利要求20的方法，其中在覆盖层为单层膜或多层膜形式的情况下，聚合物材料选自聚乙烯和聚乙烯的共聚物以及聚氯乙烯(PVC)。
22.权利要求21的方法，其中聚乙烯的共聚物为聚(乙烯-共-乙酸乙基乙烯基酯)。
23.权利要求20的方法，其中在覆盖层为刚性片材形式的情况下，聚合物材料选自聚乙烯、聚氯乙烯(PVC)、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)和玻璃增强的聚酯(GRP)。
24.权利要求20的方法，其中在覆盖层为织造或编织网形式的情况下，聚合物材料选自纤维状聚乙烯、聚酰胺和聚酯。
25.一种通过用权利要求1-12中任一项的植物保护覆盖层覆盖植物来培养植物的方法。
26.使用权利要求1-12中任一项的植物保护覆盖层培养的植物。
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