一張奈米轉光膜何以讓農作物畝産增二成?
- 發佈時間:2016-03-18 01:30:38 來源:科技日報 責任編輯:羅伯特
眼下正是大棚草莓上市的旺季,但許多草莓看著個大、吃著卻不香甜。而南京江寧區谷裏街道鎮農民王國全種植的草莓,糖度比別人家的草莓平均高1至2度,最高可達13度,在口感和外形上都“勝出一籌”。
王國全告訴記者,他的“秘密武器”就是採用南京師範大學周寧琳教授研製的奈米轉光農膜。據了解,奈米轉光農膜可使種植的經濟作物提早5—15天上市,每畝可增加産量20%—30%,畝增效益30%。
一張看似平常的農膜為何如此神奇?奈米轉光農膜是在普通的聚乙烯功能膜中添加不同的奈米材料,可以對太陽光進行“選擇性利用”。周寧琳揭開了其中的奧秘。
把有害的紫外線轉換成“光肥”
眾所週知,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於植物生長的光分別轉換為促進植物莖葉生長、提高蛋白質、維生素合成、改善品質的藍光和能促進糖合成、縮短生長週期、提高産量的紅光呢?奈米轉光農膜就解決了這一問題。
周寧琳告訴記者,奈米轉光農膜是目前世界上先進的促進設施農業節能降耗、實現輕簡栽培的新材料之一。“我們在普通的聚烯烴功能膜中添加不同的奈米材料製造出新型的奈米轉光農膜,可以有針對性地把陽光中有害的紫外線轉換成植物所需的‘光肥’,從而改善大棚溫室透過的光質,提高光能綜合利用率,實現有利於作物的生長、促進作物早熟增産和提高作物品質的目的。”
經過十餘年的研究試驗,目前,周寧琳研發的奈米轉光農膜已經從第一代的“增溫農膜”發展成為可調節溫度的“智慧農膜”。
“調節溫度主要通過改變光照角度和相變技術來實現。”周寧琳向記者解釋道。
不僅如此,在江蘇省農業創新資金、江蘇省(現代農業)重點研發項目等的支援下,奈米轉光農膜的防病蟲害功能也在研發當中。“昆蟲大部分是複眼結構,兩組眼睛分別看到不同的光。把蟲子不喜歡的光調在農膜上,它遠遠地就跑掉了。而把昆蟲喜歡的顏色做成黏蟲板,可以把它們都黏住。這樣,不用打任何農藥,純用物理方法就大幅降低了蟲害。”周寧琳説,普通大棚要打6次農藥,轉光膜大棚打一次就夠了。
將升溫降溫調成“自動檔”
奈米轉光農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。大量田間數據表明,農作物每畝可增加産量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,許多越夏農作物可以在海南高溫地區種植,且作物的品質和營養成分,包括糖分、固型物、蛋白質、植物色素等含量都有顯著增加。
不久前,海南三亞南繁科學技術研究院就甜瓜專用的奈米遮陽降溫膜的大田應用結果給周寧琳反饋了一份棚膜實驗數據。記者在這份數據中看到,使用了奈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%。
而在南京市江寧區谷裏街道柏樹社區的草莓種植基地,使用了奈米轉光膜的大棚溫度比普通大棚提高了1℃—2℃,棚內草莓的上市時間提前約半個月時間,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℃—2℃,最高可達13℃。當地農民算了一筆賬,草莓最早上市時每斤賣21元,提早上市加上增産,收益比普通大棚草莓高了不少。
通過十多年不斷的研發創新,奈米轉光技術處於國內外領先水準,並獲得了“南京市新興産業重點推廣應用新産品”。目前奈米轉光農膜已經研發了四代:第一代主要滿足越冬增溫,可提高1℃—5℃左右,幫助蔬菜瓜果提前上市,品質提高;第二代為海南等南方省份的大棚作物越夏降溫而設計,平均降溫5℃,最多可降14℃,可使作物在炎熱夏季正常生長;在遮陽率提高的基礎上,仍然能使作物的品質提高;第三代“空調智慧膜”則可以自動調控農膜內的溫度,可實現冬季保溫、夏季降溫的功能;在江蘇省農業創新資金、江蘇省(現代農業)重點研發項目等的支援下,目前正在研發的第四代奈米轉光農膜不但可以智慧調控農膜內的溫度,還可利用光譜防止病蟲害的侵入,大幅度減少農藥的施藥量。
周寧琳告訴記者,與市場上其他類型的轉光農膜相比,奈米轉光農膜更具有優異的性價比,每畝地只比普通農膜增加200至300元,但作物的産量、品質以及棚膜的使用壽命大幅度提高。一般來説,1噸奈米轉光農膜可覆蓋地面積約10畝,5000噸可覆蓋地面積約5萬畝,按每畝增産增收20%,全年可增收1億,可給農民增加數以億計的收入。目前,奈米轉光農膜正在全國20個省市進行大面積推廣應用,根據用戶的各種需求、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奈米轉光農膜。
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