納米轉(zhuǎn)光農(nóng)膜搭起高科技大棚

邊慧

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納米轉(zhuǎn)光農(nóng)膜搭起高科技大棚

邊慧

在普通的聚烯烴功能膜中添加不同的納米材料制造出新型的納米轉(zhuǎn)光農(nóng)膜，可以有針對性地把陽光中有害的紫外線轉(zhuǎn)換成植物所需的“光肥”，從而改善大棚溫室透過的光質(zhì)，提高光能綜合利用率，實現(xiàn)有利于作物的生長、促進作物早熟增產(chǎn)和提高作物品質(zhì)的目的

現(xiàn)代有機農(nóng)業(yè)已成為未來農(nóng)業(yè)發(fā)展的一個方向，然而我國現(xiàn)行的有機農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式單產(chǎn)較低，同樣的產(chǎn)量需要使用更多的農(nóng)田，無法高效可持續(xù)地滿足生產(chǎn)生活需求。

“有機農(nóng)業(yè)必須擁抱現(xiàn)代科技。”南京師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院教授周寧琳告訴筆者。為此，她潛心十余年研制納米轉(zhuǎn)光農(nóng)膜，成功開發(fā)出集節(jié)能、增產(chǎn)、防蟲功能于一身的大棚農(nóng)膜，為現(xiàn)代有機農(nóng)業(yè)發(fā)展搭起了一座高科技大棚。

普通大棚打6次農(nóng)藥，轉(zhuǎn)光膜大棚打1次

植物的生長離不開陽光，但陽光也分有用光和有害光。能否將太陽光中不利于植物生長的光分別轉(zhuǎn)換為促進植物莖葉生長、提高蛋白質(zhì)、維生素合成、改善品質(zhì)的藍光和能促進糖合成、縮短生長周期、提高產(chǎn)量的紅光呢？納米轉(zhuǎn)光農(nóng)膜就解決了這一問題。

據(jù)周寧琳介紹，納米轉(zhuǎn)光農(nóng)膜是目前世界上先進的促進設(shè)施農(nóng)業(yè)節(jié)能降耗、實現(xiàn)輕簡栽培的新材料之一?！拔覀冊谄胀ǖ木巯N功能膜中添加不同的納米材料制造出新型的納米轉(zhuǎn)光農(nóng)膜，可以有針對性地把陽光中有害的紫外線轉(zhuǎn)換成植物所需的‘光肥’，從而改善大棚溫室透過的光質(zhì)，提高光能綜合利用率，實現(xiàn)有利于作物的生長、促進作物早熟增產(chǎn)和提高作物品質(zhì)的目的?！?/p>

經(jīng)過十余年的研究試驗，目前，周寧琳研發(fā)的納米轉(zhuǎn)光農(nóng)膜已經(jīng)從第一代的“增溫農(nóng)膜”發(fā)展成為可調(diào)節(jié)溫度的“智能農(nóng)膜”。

“調(diào)節(jié)溫度主要通過改變光照角度和相變技術(shù)來實現(xiàn)?！敝軐幜障蚬P者解釋道。陜西是全國最大的冬棗基地，那里的冬棗種植存在一個問題，即陽光直射導(dǎo)致局部溫度過高，會把皮很薄的冬棗曬出傷斑，影響賣相。周寧琳說，通過納米材料，將直射下來的陽光變成散射光，使光從四面八方照進大棚，就不會直射在某一點上。此外，陽光直射時，果樹枝葉會遮擋光線，導(dǎo)致上部陽光充足、曬傷果實，而下半部分卻又照不到，果農(nóng)不得不花費大量時間和精力修剪枝節(jié)。而在具有“漫散射”功能的大棚中，光是四面八方照過來的，完全不用剪枝，大大減小了農(nóng)民的勞動強度。另外，納米材料的“迷宮效應(yīng)”和阻隔功能，也使作物越冬時棚內(nèi)具有增溫、保溫的功能。

同樣的要求也發(fā)生在葡萄種植上，由于頂端效應(yīng)，一串葡萄中部、底部的糖度低于上部的糖度，而且葡萄對紫外光、環(huán)境溫度等還有特殊的要求，經(jīng)過多年不斷的探索創(chuàng)新，利用納米轉(zhuǎn)光技術(shù)也很好地解決了上述問題。

不僅如此，在江蘇省農(nóng)業(yè)創(chuàng)新資金、江蘇省（現(xiàn)代農(nóng)業(yè)）重點研發(fā)項目等的支持下，納米轉(zhuǎn)光農(nóng)膜的防病蟲害功能也在研發(fā)當(dāng)中?！袄ハx大部分是復(fù)眼結(jié)構(gòu)，兩組眼睛分別看到不同的光。把蟲子不喜歡的光調(diào)在農(nóng)膜上，它遠遠地就跑掉了。而把昆蟲喜歡的顏色做成粘蟲板，可以把它們都粘住。這樣，不用打任何農(nóng)藥，純用物理方法就大幅降低了蟲害?！敝軐幜照f，普通大棚要打6次農(nóng)藥，轉(zhuǎn)光膜大棚打一次就夠了。

產(chǎn)量更高口感更好

筆者了解到，納米轉(zhuǎn)光農(nóng)膜種植的作物目前已覆蓋了葉菜類、茄果類、果樹類、西甜瓜類、水稻育秧類等。大量田間數(shù)據(jù)表明，農(nóng)作物每畝可增加產(chǎn)量20%～30%，畝增效益30%～50%。

在海南，周寧琳嘗試把漫散射降溫的功能放大，成功將海南作物大棚的土壤溫度降低了5℃～14℃。這樣一來，許多越夏農(nóng)作物可以在海南高溫地區(qū)種植，且作物的品質(zhì)和營養(yǎng)成分，包括糖分、固型物、蛋白質(zhì)、植物色素等含量都有顯著增加。

不久前，海南三亞南繁科學(xué)技術(shù)研究院就甜瓜專用的納米遮陽降溫膜的大田應(yīng)用結(jié)果給周寧琳反饋了一份棚膜實驗數(shù)據(jù)。筆者在這份數(shù)據(jù)中看到，使用了納米遮陽降溫膜的甜瓜的維生素C含量和可溶性糖含量均有顯著增加，維生素C含量最多可增加50%。

而在南京市江寧區(qū)谷里街道柏樹社區(qū)的草莓種植基地，使用了納米轉(zhuǎn)光膜的大棚溫度比普通大棚提高了1℃～2℃，棚內(nèi)草莓的上市時間提前約半個月，且口感和顏色都比普通大棚的好，糖度比普通大棚草莓高出1度～2度，最高可達13度。當(dāng)?shù)剞r(nóng)民算了一筆賬，草莓最早上市時每斤賣21元，提早上市加上增產(chǎn)，收益比普通大棚草莓高了不少。

周寧琳告訴筆者，與市場上其他類型的轉(zhuǎn)光農(nóng)膜相比，納米轉(zhuǎn)光農(nóng)膜更具有優(yōu)異的性價比，每畝地只比普通農(nóng)膜增加200～300元，但作物的產(chǎn)量、品質(zhì)以及棚膜的使用壽命大幅度提高。一般來說，1噸納米轉(zhuǎn)光農(nóng)膜可覆蓋地面積約10畝，5000噸可覆蓋地面積約5萬畝，按每畝增產(chǎn)增收20%，全年可增收1億，可給農(nóng)民增加數(shù)以億計的收入。目前，納米轉(zhuǎn)光農(nóng)膜正在全國20個省市進行大面積推廣應(yīng)用，根據(jù)用戶的各種需求、不同作物生長的具體情況，還可以量身打造集增溫、降溫或增溫降溫為一體的納米轉(zhuǎn)光農(nóng)膜。

不過在推廣過程中，周寧琳卻遇到難題，農(nóng)業(yè)新產(chǎn)品推廣還比較困難，周期長、風(fēng)險大、進度慢的瓶頸會大大制約科技人員創(chuàng)新。