[发明专利]一种新型仿生态双波段光能转换农膜及其生产工艺

说明书

技术领域

本发明属农用技术领域，尤其涉及一种新型仿生态双波段光能转换农膜及其生产工艺。

背景技术

植物对光能的需求，除了光强度和光周期之外，光质是很重要的因素。它不仅影响农作物的光合效率，而且可以调控作物生长。绿色植物的叶绿素对不同波长的光具有不同程度的选择吸收。转光剂则能够吸收太阳光中颇具破坏性的近紫外光，发射出叶绿素光合作用进程中最需要的蓝紫光或红橙光，以完成光转换作用。迄今为止，绝大多数转光薄膜都仅将紫外光转换为单一波段的可见光，如红橙光或青蓝光，尤其是红橙光，与光合作用最需要红蓝光存在较大偏差，虽然能在一定程度上促进光合作用的进程，但并不具备仿生态特性。而波长在400～500nm的青蓝光可活跃叶绿素的形成和活动，600～700nm的红光可增强叶绿体的光合作用能力。另外，不同类型的植物对蓝光和红光的需求比例是不一样的。因而兼具红、蓝双波段转换并能针对不同种类植物可进行红、蓝光比例调控的薄膜的开发，是功能性控制农膜的重要发展方向。

转光农膜的开发迄今已有20多年的历史。早期报道见于地处较高纬度，寒冷地带的俄罗斯和土地资源匮乏的日本。如1976年日本“农业用光线选择利用技术研究协会”报道的掺红色荧光助剂的PE薄膜。1982年，日本研制成功聚苯乙烯荧光聚合物。1985年，俄罗斯的L.N.Golodkova等人将稀土荧光化合物添加到PVC、PE等树脂中制成了温室红光转换薄膜。

国内转光薄膜的开发始于20世纪80年代末。如最早的应用报道：中科院长春物理研究所李文连等人将铕-噻吩乙酰三氟丙酮-三正辛基氧化膦掺加到PVC树脂中制成的光转换蔬菜大棚薄膜，不仅使蔬菜增产，还可用于水稻育秧和人参栽培。1991年上海师大将稀土荧光络合物添加到PE中，所得新型农膜可使番茄、茄子等增产。1992年中科院广州能源所等单位研制的L-蓝光膜，用于水稻育秧，使粮食增产。1994年青岛新桑达经济技术咨询服务公司孙新世等人制得聚乙烯红光转换薄膜并形成了一定的生产能力；同年，中科院化学所和北京农业大学等单位，将俄罗斯学院的转光技术引入国内，开发出商品名为“瑞得来(red light)”的转光母料，并由北京市华盾塑料包装器件公司等单位制成转光农膜，进行了较大规模的农田扣棚实验；中科院物理研究所发明的农用薄膜，以透光性聚合物树脂作薄膜基料，钇、镧、钆、铕配合物发光材料作为荧光添加剂，所得转光农膜可吸收98％的200～450nm的自然光，并将其中的85％转换成680～700nm的红橙光，光稳定时间较长；Nouop.A等人利用挤压法使荧光染料渗入PE中，制造出的棚膜可将绿光部分转换成红色。此外，河南省宜阳县塑料厂、南开大学、北京轻工业学院、北京科技协作中心、中科院广州能源所、黑龙江省伊春市塑料厂、武汉大学、上海师范大学、中国科学院大连物理化学研究所、中科院研究生院东方科源新技术开发中心、北京工商大学、山东农业大学等单位已拥有此方面的研究成果并在联系成果转让，但现有转光薄膜普遍存在的成本高的问题限制了其规模化推广应用

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种新型仿生态双波段光能转换农膜及其生产工艺。该新型农膜用仿生态双波段转光材料的特征为：一种仿生态双波段光能转换农膜，可表示为：树脂(R)+助剂(H)+红光转光剂+蓝光转光剂M(L₁)_n，其显著特征为：能够吸收太阳光中的紫外光，同时发射蓝光(波段范围400nm～500nm)和红光(600nm～700nm)。