



摘" " 要:自1978年中國引入反光膜技術以來,該技術在農業領域尤其是果樹栽培中得到了迅速發展。回顧了反光膜技術的發展歷程,探討了其不同類型、在果樹上的應用方法、存在的利弊,并對未來發展的趨勢進行了展望。
關鍵詞:反光膜;果樹生產;應用
反光膜是一種特殊的逆反射材料,它的歷史可以追溯到20世紀30年代。1937年,世界上第一塊反光膜在美國的一家實驗室誕生,這標志著交通標志大規模應用反光膜歷史的起點[1]。中國在20世紀60年代開始接觸反光材料,70年代末開始了反光材料的研究工作。1984年,美國3M公司進入中國市場,推廣反光膜產品,使得反光膜在中國得以廣泛應用。隨著時間的推移,反光膜技術不斷發展,應用領域逐漸增多,其中在農業方面,它能夠通過反射和折射光線來調節農作物的生長環境,提升農作物的產量和品質,在蘋果、桃、芒果、梨、葡萄、蜜橘和臍橙等果樹上得到了廣泛應用[2-5]。
1 農用反光膜的分類
1.1 按照反光性能分類
1.1.1 單面反光膜 這種膜材料主要通過一面反射膜材料的反光作用來提高溫度和光線的反射效果。其反光率相對較低,一般在20%左右,可滿足同季節和不同時間段的農作物生長需求。
1.1.2 雙面反光膜 雙面反光膜則通過兩面的反射效果,進一步促進溫度的升高和光線的均勻分布,從而提高農作物的產量和品質。它適用于多種生態環境,能夠更有效地滿足農作物的生長需求。
1.1.3 透明反光膜 透明反光膜在不影響透光性的前提下,同時具備了反光性。這種膜材料具有較高的反光率,可以有效地促進植物光合作用,提高農作物的光效率,進一步提升農作物的生長質量。
1.2 按照功能分類
1.2.1 提高溫度型 在溫度較低的季節或高緯度地區,通過反射太陽光,反光膜能夠形成溫暖的光照環境,有效促進農作物的生長和發育,提高產量[6]。
1.2.2 調節光線型 反光膜還能調節光線的分布,使光線更加均勻地照射在作物上,避免單一方向過強的光輻射導致日光灼傷,從而提升農作物的光合效率和整體生長質量[4]。
1.2.3 控制濕度型 某些特殊設計的反光膜還具備控制濕度的功能,能夠減少農作物表面水分的蒸發,保持適宜的濕度環境,防止熱量和水分的過度散失,進一步促進農作物的健康生長,提高農產品的品質[6]。
2 反光膜在果園中的具體應用
2.1 鋪前準備
選擇合適的反光膜。一般選用反光率高、抗氧化能力強、耐用的材料,如聚丙烯、聚酯鋁箔和聚乙烯的純料雙面復合膜。這些材料反光率為60%~70%,比普通膜高3~4倍,且可連續使用3~5年[7]。
在鋪設反光膜之前,對果樹進行必要的修剪工作。回縮樹冠下部拖地裙枝,疏除樹冠內遮光較重的長枝,以及剪除徒長枝、背上枝等,使光線能夠更好地穿透樹冠,照射到反光膜上。
清理地面。清理果園地面上的雜草、石塊、落果等障礙物,確保反光膜鋪設區域的整潔和平整,這有助于反光膜更好地發揮作用,提高反光效果。
2.2 鋪設反光膜
反光膜應順行鋪設在樹冠兩側,反光膜的外邊與樹冠的外緣對齊[8]。這樣可以使更多的陽光透射到反光膜上,并通過反射作用將光線聚集在樹冠下部和內膛,提高這些區域的光照強度和均勻性。
將成卷的反光膜放置于果園的一端,然后倒退著將膜慢慢滾動展開。邊展開邊用石頭、磚塊或繩子等物品將反光膜固定住,以防被風吹走。注意壓膜時不宜用土,以免將反光膜弄臟,影響反光效果。
2.3 鋪后管理
定期檢查。鋪膜后應經常檢查反光膜的狀態,確保其平整無褶皺、無破損。遇到刮風下雨等惡劣天氣時,應及時將風刮起的膜重新整平,并將膜上的泥土、落葉及積水清掃干凈,以保證反光效果。
采果前清理保存。在果實采收前,應將反光膜收拾干凈并卷好妥善保存。清理反光膜上的雜物后,用清水沖洗并晾干,然后纏繞于圓形的木棍上存放于陰涼、通風、干燥處等待來年使用(圖1)。
通過以上步驟的精心操作和管理,反光膜能夠在果園中發揮最大的作用,為果樹的生長和果實品質的提升提供有力支持。
3 反光膜在農業生產中的重要作用
3.1 提高光合速率
反光膜通過反射地面和周圍環境的光線,增加了作物葉片,尤其是樹冠下層和內膛部位葉片的光照[3]。這些部位的葉片通常接收的直射光較少,反光膜的應用有效提高了這些區域葉片的有效輻射,顯著改善了這些部位葉片的光照條件,為作物進行光合作用提供了更為豐富的光能資源。在某些情況下,反光膜下可能會形成一層水滴膜。這層水滴膜也能反射光線,進一步增強光線的反射和散射,從而增加作物葉片接收到的光量。因此,反光膜不僅增加了總的光量,更重要的是保證了光照在作物冠層內的分布均勻性,為作物的生長提供了更為均衡的光照強度。
3.2 提升了土壤的溫度和濕度
首先,在白天,陽光能夠順暢穿透薄膜直接照射地面,土壤可以吸收投射的太陽光,并將其轉化為熱能,從而提高土壤溫度[6]。反光膜的不透氣性有效阻擋了土壤表面冷空氣的流通,防止了地表熱量因近氣層亂流運動而迅速散失,從而大幅度提升了土壤溫度。其次,覆膜限制了土壤水分的無效蒸發,使得更多水分得以保留在土壤中[3],有助于減少因水分脅迫導致的生長抑制現象,保存的水分可以進一步促進土壤溫度的升高。再次,當夜幕降臨時,地表覆膜猶如一層溫暖的被褥,減緩了土壤向外界釋放熱量的速度,夜間土壤中的水汽在薄膜表面凝結成水滴,會釋放出潛熱,進一步減緩了土壤溫度下降的速度,為作物創造了更為穩定的生長環境(圖2)。
3.3 促進有機質與腐殖質的高效轉化
覆膜下的土壤環境濕潤溫暖,為土壤微生物如細菌、真菌等提供了理想的繁殖條件[9]。這些微生物積極參與有機質的分解過程,將其轉化為植物可直接吸收利用的速效養分,如銨態氮、硝態氮等,從而提高土壤的肥力水平[10]。在傳統方式下,雨水沖刷和土壤滲透往往造成肥料流失嚴重。而覆膜技術的應用,通過在地表形成一層物理屏障,可以有效阻止肥料的“淋失”和“溶脫”,確保了肥料在土壤中的穩定性,為作物持續提供養分支持。
3.4 改善土壤結構
自然環境中,土壤裸露的表面會直接遭遇雨水的沖擊,導致土壤顆粒緊密排列,形成板結層。而覆膜能夠有效分散雨水,減少其對土壤的拍實作用,保持土壤顆粒間的良好通氣性和透水性[6]。同時,覆膜還可以增加土壤孔隙度。土壤水分的蒸發過程中膜下土壤溫度升高,加速了土壤水分的蒸發過程。蒸發的水蒸氣在膜內形成微小的氣泡,擴大了土壤顆粒的間隙,從而增大了土壤的孔隙度,有利于植物根系呼吸和吸收養分。
3.5 改善果實的外觀品質
反光膜通過反射陽光,將光線重新定向到樹冠下部和內膛,顯著改善了這些區域的光照條件。這種光照的均勻分布促進了果實表面的全面著色,特別是那些原本難以著色的部位,使得果實色澤更加鮮艷、均勻。據研究,鋪設反光膜后,果實的著色指數顯著提高[3-4,11]。例如,在葡萄園中,鋪膜樹的全株平均著色指數在50%~70%,而未鋪膜樹則僅在26%~40%。這種著色效果的改善不僅提升了果實的外觀品質,還增加了全紅果的比例,提高了果實的市場價值(圖3)。
3.6 提高果實內在品質
反光膜通過促進光合作用提高植物體內有機物的積累量,特別是糖分的合成量。這使得果實的可溶性固形物含量增加,甜度提升,口感更佳[3,11]。例如,在枇杷種植中,反光膜的使用可以顯著提升可溶性固形物和維生素的含量,同時降低有機酸的含量,從而提高果實的口感和營養價值。除了糖分增加外,反光膜還可以通過影響果實內部的代謝過程,如酶的活性等,進一步改善果實的風味。這使得果實更加鮮美可口,滿足了消費者對高品質水果的需求[12]。
3.7 反光膜可以促進果實早熟
反光膜通過改善光照條件,促進果實早熟。這使得果農能夠提前采摘提前上市銷售,搶占市場先機。特別是在一些對果實成熟度有嚴格要求的地區或市場,早熟品種往往能夠獲得更高的售價和更好的經濟效益。以溫州蜜柑為例,地面鋪設反光膜能夠減少果皮的厚度并提升果實的顏色品質。這種變化不僅使得果實更加美觀誘人,還可能在一定程度上增強了果實的耐貯運性[3]。
3.8 反光膜的使用可以預防病蟲害
反光膜通過反射陽光,可以減少果園或田間地面的光照,從而在一定程度上抑制雜草的生長。因為許多雜草需要充足的陽光才能良好生長,減少光照可以降低它們的生長速度[6,13](圖4)。在防治蟲害方面,反光膜通過反射光線可以干擾害蟲的視覺系統,使害蟲難以準確找到植物,從而降低病蟲害的發生風險。此外,利用害蟲的趨色性,如蚜蟲、白粉虱對銀灰色反光膜的反射光線敏感,當它們感知到銀灰色反光膜后,會避開這一區域,從而減少它們在作物上的聚集和繁殖,抑制它們對作物的侵害和病毒在作物間的傳播,從而降低病毒病的發生率。
4 反光膜使用過程中存在的問題
4.1 污染環境
傳統塑料反光膜在使用后難以降解,甚至可能需要數十年或上百年才能完全分解。如果埋入土壤中,會對土壤結構造成破壞,導致土壤質量下降,影響農作物生長。此外,反光膜表層的金屬鋁可能脫落并滲入土壤,加劇土壤酸化,導致農作物減產。反光膜中的塑化劑和添加劑容易釋放到環境中,如果隨意丟棄或處理不當,它們可能會滲入地下水系統,污染水質,從而危害飲水安全[5]。
4.2 引發安全事故
反光膜分量輕且表面金屬鋁導電性好,在風力較大的情況下容易被刮起并纏繞到電線上,引發短路,導致跳閘停電,影響用電安全。更嚴重的是,如果反光膜接觸到高壓電線并引發短路,還可能引發火災等安全事故。
4.3 危害人體
反光膜是由塑料和鋁層構成的,塑料難以降解,而鋁層在摩擦和侵蝕下容易脫落。鋁元素如果通過環境進入人體,長期積累可能會對骨骼和神經系統造成損害。有研究表明,鋁粉的長期暴露可能導致記憶力減退、學習能力下降、注意力不集中等神經系統功能障礙,還可能與老年癡呆癥和帕金森病等神經退行性疾病有關。
5 展 望
我國在處理果園廢棄反光膜問題上采取了多元化的措施,旨在減少其對環境的負面影響,這包括建立和完善回收體系,確保廢棄反光膜得到有效收集和處理;倡導生物降解等環保材料的使用,減少長期環境負擔;以及通過教育和宣傳活動提升果農的環保意識,激發他們參與回收的積極性。未來,按照當前國家開展生活垃圾分類的指導方針,處理廢棄反光膜還應優先考慮資源化、無害化[14]。
參考文獻
[1] 蔡衛星.一種遮光反射膜自動上料動作控制裝置:廣東,CN205616312U[P].(2016-10-05)[2024-09-04].
[2] 王競,周江濤,陳華,等.樹下鋪設不同反光膜對華紅蘋果果實品質的影響[J].中國果樹,2024(8):1-7.
[3] 高恒錦,吳韶輝,閆樹堂,等.透濕性反光膜連年使用對“由良”溫州蜜柑果實品質的影響[J].中國南方果樹,2022,51(4):34-38.
[4] 牛早柱,趙艷卓,陳展,等.鋪設反光膜促進設施葡萄著色的機理初探[J].華北農學報,2023,38(增刊1):203-210.
[5] 劉鑫銘,陳婷,林金輝,等.地面覆蓋反光膜對巨峰葡萄果實著色及品質的影響[J].福建農業學報,2023,38(5):559-565.
[6] 李默隱.地膜覆蓋栽培對土壤溫度、容重、水分及煙葉產量質量的效應[J].土壤通報,1983(1):27-29.
[7] 王凌云,田利光.煙臺市果園反光膜污染防治對策探討[J].煙臺果樹,2019(1):5-6.
[8] 劉偉忠,劉照亭,毛妮妮,等.一種利用反光膜提高果實品質的方法:CN103493703A[P].(2014-01-08)[2024-09-04].
[9] 陳錫時,郭樹凡,汪景寬,等.地膜覆蓋栽培對土壤微生物種群和生物活性的影響[J].應用生態學報,1998(4):100-104.
[10] 楊凱,胡慶蘭,王金貴.青海東部地膜覆蓋對土壤固碳能力和肥力水平的影響[J].中國農學通報,2021,37(33):105-111.
[11] 姜翠翠,方智振,潘少霖,等.地面覆反光膜對秋姬李果實色澤及內在品質的影響[J].中國南方果樹,2019,48(3):102-104.
[12] 蔡宗啟.枇杷園鋪蓋反光膜技術[J].福建農業,2012(4):18.
[13] 許芝英.地膜覆蓋對玉米生長和土壤環境的影響[J].農村經濟與科技,2017,28(22):38.
[14] 劉平.煙臺市對廢棄反光膜處理的意見建議[J].城鄉建設,2017(11):69.