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摘要:日光溫室塑料薄膜(棚膜)是設施生產的重要的透光吸熱的基礎設施,也是日光溫室需要更新的材料,為了提高棚膜的利用效率,減少投資費用,降低成本,對青海省高原地區的棚膜利用技術措施進行了調查研究和推廣示范,總結了高原地區舊棚膜有效再利用的主要方式,介紹了舊棚膜再利用的前期準備工作、主要關鍵技術措施,并提出加快發展棚膜再利用技術的建議。
關鍵詞:塑料薄膜;棚膜;再利用;示范;高原地區
日光溫室塑料薄膜(棚膜)是設施生產的重要的透光吸熱的基礎設施,也是日光溫室需要更新的材料,為了提高棚膜的利用效率,減少投資費用,降低成本,對青海省高原地區的棚膜利用技術措施進行了調查研究和推廣示范。
1舊棚膜使用現狀與利用優勢
1.1棚膜使用現狀
塑料薄膜是日光溫室采光的主要材料,棚膜品種規格多,性能各異,按原料分,有聚乙烯膜、聚氯乙烯膜和乙烯-醋酸乙烯膜;按結構性能特點分,有普通膜、長壽膜、長壽無滴膜、漫反射膜、轉光膜、復合多功能膜等多種[1]。目前,高原地區日光溫室常用的棚膜是聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、醋酸乙烯(E-VA)、聚烯烴(PO)等棚膜,厚度以0.12mm為主,少部分采用0.10mm。秋季更新棚膜,使用年限1~2年。青海高原現有20萬棟日光溫室,年更換棚膜面積7000萬m2左右,折合0.12mm的PE棚膜8750t,數量巨大。更換的舊棚膜散落在園區和基地溫室大棚前后、道路兩側,影響景觀和環境,形成“白色污染”。目前,對舊棚膜處理方式主要是集中堆放,低價由回收企業收購,大部分由更換棚膜的個人和企業無償清理出設施生產基地或園區。如果將使用的舊棚膜再利用,發揮棚膜的潛在效用,延緩回收期,將有效地減少生產投入費用,推進高原資源節約型農業體系發展,為減少石化資源耗費做出貢獻。
1.2舊棚膜特點及性能
棚膜使用后物理性質發生了變化,一是透光率衰減,在高原地區強紫外線照射、高溫及大風等外界條件對日光溫室塑料薄膜的老化有顯著影響,PO棚膜使用1年后,透光率下降到55%~75%,同時,棚膜表面污損,灰塵覆蓋,骨架、前坎等接觸部分,產生污染,通風處經常卷動和拉動造成撕裂,如PVC膜具有很強的吸塵性,在冬季光照弱時,吸附在棚膜上的塵土嚴重影響了棚膜的透光性,影響了棚內蔬菜的光合作用[2,3];二是消霧流滴性能顯著下降,通過6個月以上高溫和強光照射,棚膜出現流滴現象;三是棚膜機械性能下降,經過1年的使用,棚膜斷裂伸長率衰減了20%~30%;四是溫室內施用霧化殺蟲劑、熏蒸病蟲害藥劑等,化學農藥噴撒和粘到農膜上,農膜污染后更易老化破碎。因此,農膜在使用1年后,透光下降、老化發脆,難以繼續使用,棚膜需要更新。但具有一定的利用價值,一是質輕、強度較高,具有比較好的耐撕裂性能,可以作為非透光覆蓋材料使用;二是舊棚膜基本完整,即便有破裂,容易進行修補;三是具有良好的防水防風、耐磨、耐腐蝕性能;四是更新后的舊膜數量多,成本低,用作他用基本上不考慮成本。因此,一般將舊棚膜回收處理,未能充分發揮舊棚膜的可利用價值,回收價格低廉,抵償不了再利用的效用。
2舊棚膜再利用方式與效果
2.1舊棚膜全封閉保護后屋面和墻體日光溫室后屋面(后坡)是溫室墻體保護的關鍵,尤其對厚土墻日光溫室,后屋面結構從里到外一般采用裹膜草苫+素土、聚苯板+膜+素土等復合屋面結構,對溫室后屋面裸露素土進行保護,有助于整個日光溫室蔬菜使用壽命延長。土墻日光溫室墻體,包括后墻和兩側墻采用挖機取土,層層碾壓,挖機削成的墻體,墻體外表土裸露,不及時“護坡”,遇強降水和長期雨水天氣,極易水蝕,表土淋失,墻體損毀垮塌。近年來,已經出現多處雨水水蝕沖毀后墻,造成了嚴重的經濟損失。為了防治水蝕,目前主要做法是在后墻和后屋面上,加蓋一層無紡布、防水土工布或淋膜拉力氈等材料,既能防治風蝕、雨蝕,增加后屋面的密閉性和保溫性,又能防止雜草叢生,有效地延長日光溫室的使用壽命。采用舊棚膜直接鋪設,比購置無紡布、淋膜土工布和淋膜拉力氈具有成本低廉、防水防草、簡單易用的優勢。
2.2舊棚膜包裹保溫被(或草苫)利用棚膜的防水、防風性能,對日光溫室保溫被(或草苫)進行包裹,可以采用里外2層包裹,也可以用保溫被進行單層包裹。保溫被裹膜后,防止紫外線和風吹雨淋,可有效降低保溫被老化和損害程度,延長了保溫被的使用壽命1年以上,并增加了保溫被(或草苫)的密閉性能,減少了保溫被(或草苫)連結處的縫隙傳熱散熱,有效提高保溫被保溫效果。冬季加蓋舊棚膜后,較未覆蓋的日光溫室,溫室內最低溫度能夠提高1.2℃~2.3℃。舊棚膜裹被還可以有效的防水、防止積雪等。
2.3溫室內調節空氣流動方式和增溫保溫一是作溫室內前棚裙膜,主要作用是防止前坎與棚膜間隙冬季冷風直接貫入,傷害作物,改善棚內環境,使蔬菜避免了低溫襲擾,有利于提高蔬菜質量和產量;二是溫室門口加掛厚棉門簾;三是溫室進門處用舊棚膜設幕簾,將溫室過道門分割成單獨空間。這些措施,阻斷了外來冷空氣直接貫入溫室,形成緩沖空間,調節了溫室內的氣流路徑和流量及溫度,為溫室營造了良好的相對密閉的生長環境。
2.4搭建拱棚與作地膜用舊棚膜抗風力差,大風一吹容易破,但可用于做溫室大棚內的小拱棚,在冬季寒流來臨時臨時搭建,棚膜比較厚,較普通塑料薄膜具有更高的保溫性能。同時,舊棚膜可作為地膜使用[4],將其直接鋪設在壟間,代替無紡布或地膜,防止水分蒸發、阻斷病蟲害繁殖和防治雜草等,具有良好的效果。2.5遮陽降溫高原地區7~9月夏秋季節,強光暴曬,高溫頻現,用舊棚膜加蓋在溫室前棚面上,減弱了紫外線等照射,降低了棚膜的老化速度,同時防范大雨,起到了遮陽網的部分作用,即避雨又降溫,保護了新棚膜,有利于提高夏秋菜出苗率和生長,提高產量和品質。
3舊膜利用關鍵技術與建議
3.1作好前期工作
(1)舊棚膜用于保護厚屋面,對新建和使用多年的溫室而言,護坡方法是差不多相同的,對于新建的溫室大棚,要等平整好后屋面表面后,用舊棚膜覆蓋,保護墻體,然后再在塑料薄膜之上,加蓋一層無紡布等防曬材料,又能起到防除雜草的效果。舊溫室護坡前要事先通過人工或挖掘機將后屋面加土覆蓋,表土壓實或夯實找平,然后再覆蓋。(2)舊棚膜修補技術。粘接方法多采用電熨斗、電烙鐵等加溫烙合,以電熨斗粘接薄膜的方法最為普及,還可以采用劑粘法、泥漿粘補法、縫合法。常用墊塑機或熨斗熱合粘接,熱塑機熱合重疊寬度應在3cm以上,熨斗熱合重疊寬度應在6~8cm之間,同時保證粘接牢固度;高原地區溫室大棚配備大棚膜一般都是3片安裝,大片幅寬6~8m,上下通風口處的2片一般幅寬1~3m不等,更換后,可以根據需要把幾幅較窄的薄膜粘接成需要的尺寸,然后再覆蓋到后屋面,或作包裹保溫被等用。
3.2舊棚膜再利用關鍵技術措施
一是選擇好棚膜技術利用時間,選擇晴天無風天氣作業,將舊棚膜拉平、繃緊、壓牢、固定;二是檢查棚膜的粘結處是否完好,如用粘膜機粘膜的溫度調的過高,就會將農膜燙破,影響農膜的保溫性,如果溫度調的過低,又將口袋粘不緊,容易開裂,需要檢查,個別破損處用膠帶粘住,確保防止雨雪無法滲透滲出;三是可在保溫被(草簾)上覆蓋時,用繩索固定好舊棚膜;四是覆膜時不可顛倒棚膜的內外面,因為棚膜的外側添加抗老化劑,能延長農膜的使用壽命,而內側具有消霧流滴性,如果內外面弄反,農膜就不會起到應有的作用。
3.3多層覆蓋,綜合利用舊膜
可以多層覆蓋,即在后屋面上蓋幾層舊膜,除了外觀不雅外,無其他害處。但具體操作時難以固定,宜采取橫置木楞鉚釘等措施,以牢固、不易起卷和撕裂棚膜為原則進行固定。舊膜連續使用2~5年后,性能完全變差,機械強度降低,完全喪失功能后,將累積的舊棚膜聯系回收廠家及時集中處理。同時,再一次將新更新的棚膜再利用,形成新棚膜用于設施生產,舊棚膜再利用的循環使用技術體系。
3.4加快舊棚膜設施再利用技術研究和示范工作
我國是一個農膜使用規模最大的國家,在廢棄棚膜的回收和再利用方面還比較落后,棚膜再利用技術措施未形成完整的技術體系,對溫室大棚經營者而言迫切需要[5]。我國近年來每年設施農業需要耗用大量的塑料薄膜,包括棚膜等近1957萬t,通過舊棚膜再利用技術的推廣示范,延長使用年限,擴大使用范圍,然后回收利用,對于提高棚膜生產原材料利用率,具有重要的現實意義。建議將各地的舊棚膜再利用技術進行總結,作為科普技術大力宣傳示范帶動,通過技術推廣示范,延長棚膜的利用年限,減少設施農業生產成本投入,提高設施農業生產效益。
參考文獻
[1]路志堅,袁璇.農用棚膜主要類型特點及選購技術[J].上海蔬菜,2014(6):102-103.
[2]孫彥紅,皮紅,郭少云.聚氯乙烯薄膜使用壽命預測[J].高分子材料科學與工程,2012,28(8):133-136.
[3]鄒平,馬彩雯,肖林剛,等.溫室塑料薄膜的老化與穩定機理研究[J].北方園藝,2013(20):182-184.
[4]劉宇.舊棚膜作地膜--整體覆蓋效果好[J].中國蔬菜,2013(5):57.
[5]趙淑梅.中日農用塑料薄膜回收及再利用現狀的考察與交流[J].農業工程技術(溫室園藝),2014(1):15-18,20,22
作者:陳來生1韓睿1李志成2 單位:1.青海省蔬菜遺傳與生理重點實驗室/青海大學農林科學院,2.青海海東高原特色現代農業園區建設辦公室