认识太阳光谱

太阳光谱的组成

 

  自然的太阳光包括紫外线、可见光及红外线三种,太阳光的照射经过大气层而后到地球,会产生过滤作用,因此到达地球的表面的光线其组合变成:

▲ 紫外线占7% (会改变物质结构具有破坏性)
▲ 可见光占71% (会提供照明、光合作用)
▲ 红外线占 22% (会产生热能、杀菌作用)
※ 最适合植物生长的波长范围为 400—700nm,又称PAR
而在7%的紫外线中又可分为三级不同之波长(均对植物有不同之作用)
C 级紫外线(200-280)占3% — 对大多数 植物都有害
B 级紫外线(280-320)占 9% — 对大多数 植物都有害
A 级紫外线(320-380)占 88% — 对植物有益,使 叶片加厚具有杀菌作用
  农膜的作用,就是阻隔 C、B级有害的紫外线进入,而让有利于植物成长的A级紫外线能进入温室,此为温室效应。


第一波段的辐射线

 

       是含有大量能量的紫外线,但部份的紫外线都被臭氧层所吸收。所以我们较关心的是与农膜有密切相关的部份:紫外线-b(波长280—320nm)及紫外线-a(波长320—380nm),这二种波段的紫外线有其不同的作用如:对花卉产生着色的作用、但对农膜会产生破坏及分解的作用,这也就是为什么农膜需要添加 UV剂的原因,可用来延长农膜的使用寿命。


第二波段的辐射线



        是可见光(波长400—700nm),相当于蓝光、绿光、黄光及红光,又称为PAR,即光合作用活跃区。是植物用来进行光合作用的最重要可见光部份。蓝光与红光是在PAR光谱带中最重要的部份,因为植物中的核黄素能有效的吸收此一部份的光线,而 绿光则不容易被吸收。

第三波段的辐射线

 

  是红外线,又可分为近红外线和远红外线。
  近红外线(波长780—3,000nm)的光基本上对植物是没有用的,它只会产生热能。
  远红外线(波长3000—50,000nm),这一部份的辐射线并不是直接从太阳光而来的。它是一种带有热能分子所产生的辐射线,一到晚上就很容易散失掉,所以当我们谈到温室效果时,就是因为温室能够减缓这一部份辐射线的散失而达到保温的效果。一般的PE并没有此种效果,而是EVA or EBA或矿物类的 填充物(如CaCo3 ),藉由以上的物质可增加对远红外线的吸收来提高温室的保温效果。

 

特殊效果的农膜

 

   高透光率又具有良好保温效果的农膜所有温室的使用者经常会面对的问题,就是在大热天的时候温室内的温度过高。
  因而造成不适合工作的环境,会防碍作物的成长,导致病虫害的发生。一般的温室,其覆盖材料都是透明的,藉由近红外线(700—1600)的进入来 产生热能,所造成的大量热累积效应所产生的不良后果,一直都无法克服。最新的农膜科技已经发展出一种既保有原来良好的透光率又能在炎热的夏天 有效的降低温室内的温度。(相対于一般的农膜)这是经由添加了一种特殊的添加剂,可以有效的反射大量的近红外线来达到降温的效果。藉由此种添加剂的作用所生产出来的农膜,可在夏天的白天降低温度达8℃,在寒冷的冬季时也有一定的保温效果,此种农膜就叫“降温膜”或“红外线阻隔膜”。
  红外线阻隔膜如果使用在下列的地区更能提供较好的植物成长所须之气候条件:
1、在晚春及夏季的时候高温,强日照的地区。
2、在整年都是高温,强日照的赤道地区。
3、所有的育苗场所。
4、不喜欢强光,高温的花卉、蔬菜、植物。

  一般的降温膜虽然能达到降温的效果,但同时也会产生透光率降低的效应,尤其是在寒冷的冬季,将会产生光线不足,温度降低的负面作用,而导致生产期的延后及产量的减少。由于白天减少了热量的进入(温室内),热能的累积也较少,相对的也产生晚间温较低的现象,这是我们不希望看到的。
  而且有一些添加剂是含有金属成份的,对农膜的抗老化(抗VU)会产生负面的作用,会加速催化农膜的老化。一种成功的红外线阻隔膜应该是具备有能 被适用于所有地区和所有作物的特性,因此具体的物性如下:
  * 最低的近红外线穿透率(在波长700~1600)。
  * 最高的PAR透光率(在波长400~700)。
  * 良好的保温效果。
  * 良好的抗紫外线效果,不因为添加了红外线阻隔的添加剂,而影响其抗老化的功能。
  本公司研发部门开发了4种红外线阻隔膜相对于一般的透明膜介绍如下:
  1、金色膜(G)
  2、30% 的铜色膜(C)
  3、银色膜(S)
  4、高折射膜,即散射膜(HDF)
  以上的银色膜及高折射膜是本公司研发部门独有的配方,而金色膜及铜色膜则其它的厂家也可以生产。
  A)下列是经由本公司实验后所获得的结果:
  实验是作一个50公分高的温室,覆盖100mic厚的各种膜,24小时不停的将每一小时的温度纪录下来,经过数个月后,所呈现的结果如下:
  ▲当夏季最热的白天温时,其温室内、外温度的变化
  当白天室外温度最高达到36.4℃时,温室内的温度上升到45.8℃。
  所有的红外线阻隔膜都呈现出不错的降温效果,分别为DHF降7℃、银色膜降6℃、金色膜降5℃、铜色膜降4℃。
  ▲当冬天最冷的时候,其温室内、外的温度变化
  一般的保温透明膜,当室外是 3.7℃时,温室内是 5.8℃。
  金色膜及高折射膜能达到6.2℃及 6.1℃,而银色膜及铜色膜也可达到这种效果。
  由此可观察出这些红外线阻隔膜不但有夏天降温的效果,在冬天的保温效果还优于一般的保温膜。

B)红外线阻隔与透光率
  经由光谱的分析这5种膜的可见光(PAR)及近红外线的透光率如下:
  一般的保温膜有很高的透光率约90%,但也有很高的近红外线穿透率。(会产生热累积效果)
  金色膜虽有很好的红外线阻隔效果,但透光率却很差(低 50%)。
  银色膜也有很好的红外线阻隔效果,但透光率只稍高于铜色膜。
  高折射膜由于含有独特的添加物,不但能有效的降低红外线的穿透率,更具有很好的可见光(PAR)穿透率达91%。也不影响农膜的使用寿命。
  这里特别值得一提是,当太阳光穿过高射膜时会产生很高的折射光约75%,而这些折射光对植物很有好处的,可避免阳光的直接照射,降低被灼伤的机会,并可减少温室内的阴影(植物的底部往往因为叶子的重迭而造成阴影),加速植物的成长。

C)抗紫外线(UV)
  前面已有提过,一般的红外线阻隔膜的添加剂不管如何的处理,都会对农膜的抗老化产生负面的影响。根据实验室的实验-经由抗老化的加速器 (SERAIM SEPAP仪器),对150mic相同厚度的所有样品膜都作一实验:

  铜色膜有明显的不良效果,其抗老化时间少了 0.1 Carbonyl Index (一种量紫外线的单位),约等于少的时间20%相较于一般的保温膜。
  银色膜不但没有不良的影响,而且显示出有增强其抗老化的效果。
  金色膜则显现出比 铜色膜更不良的效果。
  而高折射膜所含的添加剂,对抗老化性完全没有不良的影响。


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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