101-1、仿生态光能转换材料的研制及其在农作物种植中的应用

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所属分类:医药项目

植物生长靠光合作用,除光强度、光周期之外,光谱的组成是影响光合作用的重要因素。研究表明,直接参与植物光合作用的主要是波长在400-500nm的蓝光和600-700nm的红光;而紫外光易促进植株的老化,诱发土壤中各种病菌的繁殖生长;其余波段的光可以提升地面温度。因此,研制能够将太阳光谱中对植物生长有害的紫外光,转换成有利于植物光合作用的红光和蓝光的双波段转光材料,并应用于农作物种植,将显著提高农产品的产量和品质。

    目前,国内外在转光薄膜方面的研究成果大多为转光单一的红光膜或蓝光膜,虽然能在一定程度上促进光合作用,但并不具备仿生态特性。近几年报道的有关蓝光转光剂及双波段转光剂材料,除本单位开展的研究外,依旧是采用稀土配合物,存在生产成本高,转光性能差,光波段不可调节的问题,限制了转光薄膜的推广应用。

    针对当前转光农膜存在的问题,根据植物生长的需要,本项目的研究取得了以下技术成果:(1)研究开发出红光和蓝光发射光谱可调的双波段转光薄膜;(2)降低了转光薄膜的生产成本;(3)将纳米技术引入,制备超细转光剂粉,提高了转光剂与树脂的相容性和分散性。

目前,本项目已完成了“新型双波段转光薄膜”的大田试验、用户试用、在淄博桓台、潍坊寿光等我国蔬菜主要产地的局部推广应用等工作,并逐步在全省乃至全国逐步开展。大田试验及用户应用表明,转光膜覆盖的大棚,透光率提高10%左右,棚温提高1-2℃,植株光合速率比对照膜提高了10%左右,农作物增产10-30%。目前本项目已获国家发明专利9项,经省级科技成果鉴定,该项目技术水平达到国际领先。

中国是一个农业大国,发展现代生态农业具有重要意义。本项目通过光生态学原理,把转光材料复合到农膜中,应用于冬暖大棚的蔬菜、水果种植,可以充分利用太阳光,增强农作物光合作用,提高植株的抗病力,减少病虫害的发生,减少农药、化肥的使用量,提高农作物产量和质量,实现现代生态农业。项目产品的生产不产生任何环境污染,符合清洁生产的要求。

生产条件及市场预测:

    在生产中,转光剂可以同其他功能添加剂一起均匀分散到高分子树脂中,不需要对现行薄膜生产工艺和设备进行改造。只需要建立相应的转光添加剂生产车间,包括厂房、生产装置,按年产1万吨转光薄膜计算,约需一次性投资300万元。 
本项目所得的转光剂生产成本约为1500元/千克,每吨销售价格可比普通薄膜高约2000元。扣除相应的销售成本上升因素,每吨薄膜的利润可增加400元左右,具有投资价值。

本项目的实施,将促进我国农膜行业产品的更新换代。同时,目前我国塑料薄膜主要应用于经济作物的生产中,该产品应用范围广阔,特别是对于北方蔬菜水果的反季节种植具有重要的推广应用价值,对区域农业产业结构的改善起到促进作用,具有广阔的推广应用前景。

101-1、仿生态光能转换材料的研制及其在农作物种植中的应用

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