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行政院農業委員會臺中區農業改良場

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第三十四期目錄

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不織布的特性及在農業上的用途

不織布的特性及在農業上的用途

  

文/郭孚燿

  

一、前言

  不織布在石化工業發展的初期即已有生產,當時只利用其輕柔、膨鬆性供做為包裝被覆、填充等材料用。由於材料科學的迅速發展,不織布應用範圍拓展到工、商各領域、土木工程、醫療、環境工程,處處都可見到它的存在。應用到農業上,最早於 1978 年在歐洲開始有人使用,且發展極為迅速 1988 年於法國即有近五千公頃使用。

  不織布之有別於一般塑料膜或布,是在其生產製造過程之不同,其基本之材料幾乎是相同的原料,如 PVC(polyvinyl chloride) 、 PE(polyethylene) 、 EVA(Ethylene Vinyl Acetate copolymer) 、 PVA(poly vinyl alcohol) 等。

  傳統塑料膜是塑料熔解後,以吹膨方式形成一薄膜,基本上其薄膜是屬於連續性,是借其材料無限延伸擴展,薄膜表層並無任何孔隙,為一完全不透性的膜,可阻兩側任何分子的運動與交換。

  其後紡織工業的拓展,化學纖維,即由上述原料所製成之人工纖維,取代了多數天然植物纖維,成為紡織工業的寵兒。但基本上這些化學纖維,仍是經由傳統經、緯線編織方式形成布匹 (cloth) 。

  而所謂的不織布 (non woven material) , 顧名思意,它是將纖維,不以傳統經緯方式,將纖維於同一平面上由四面八方各角度射出交叉而成。其較於傳統的織布,具有更佳之材料物性,同時其生產過程,可 由原料抽纖到成品一氣呵成。節省了傳統織布、抽成纖維再編織之過程,生產成本更為低廉。事實上,近年來不織布亦已大量應用到服飾業上。

  不織布在近 30 年來,由於材料科學的改進及生產技術的發展,其產品亦愈為多樣性,其使用範圍也愈來愈廣泛,依其材料不同之特性,所生產之產品,處處可見於我們的生活當中。不織布應用到農業上,雖是近 20 年間的事,但發展亦頗為迅速,主要是因其輕便,操作簡單,成本低,且具多樣性,使用範圍廣泛。

二、不織布在農業上的應用

  不織布應用到農業上,最早是在 1978 年,歐洲用作為胡蘿蔔保溫提早收穫及番茄防治毒素病 (TYLCV) 及夏南瓜防治白粉蝨 (White fly) 。後來於法國亦應用做為菊苣 (endive) 的軟化栽培 ( 黑色 ) 。

  其後美國亦迅速推展到農業上之應用,如香瓜、甜椒、番茄、根菾菜、胡蘿蔔、蘿蔔、甘藍、萵苣等覆蓋栽培上。主要是用在保溫、促成栽培提早收穫,及防蟲效果。

   後來亦利用不織布材料特性之差異,應用到畦面覆蓋,做為防草蓆及提升土壤溫度及保水性用。另外亦應用短纖之吸水性生產成吸水毯、應用到育苗苗床舖設,使根部能充分吸收水份。或做為草皮生產底層介質,甚至直接做為庭園草地舖設,保濕、排水及隔本圃使用。亦有做為庭園木、果樹等大型木本植物植袋、容器栽培 技術上。或是果樹等大型木,根際防草、保濕。

   由上述可見不織布在農業上應用具有其多樣。日本在不織布的應用上,雖晚於歐美各國,但其發展上卻更為迅速。日本在不織布應用於農業上,使用了一個很貼切的用語,他們稱傳統溫室栽培為「屋根農業」即有屋頂的農業,亦即蓋房子給作物住的意思。但自從不織布的應用之後,他們將之稱為「作物衣一枚覆」,即將作物蓋上一件外衣之意。過往溫室栽培是以如何調控溫室內環境因子為思考中心,而應用不織布之被覆栽培 (floatting cover) ,則是以替植物穿上衣服為著眼點。

三、綜合上述歐美、日不織布應用情形及依不織布不同材質可歸類出:

1.長纖維不織布(具撥水性)

  • a.保溫促成栽培,冬季或早春防寒、防霜,保溫栽培,可用於多數的蔬菜及果樹上。
  • b.防蟲、防鳥,播種初期或萌芽期,避免蟲害及鳥害。或生育期中阻隔害蟲,同時亦可逃避由昆蟲所傳播之病害如毒素病。
  • c.促進發芽,保溫提供種子發芽所需之溫度,或暗發芽種子遮光處理。

2.短纖維不織布(具吸水性)

  • a.吸水毯,供苗床(穴盤育苗、植?顐|苗)底層根部保持水份用,或盆栽阻?F本圃及保水。(搬移容易,因根部不生長到土壤中)。
  • b.雜草抑制蓆,供做畦面敷蓋或大型木本冠層下根際土壤保護,因具優良吸水、透氣等毛細現象,可使土壤中水份及空氣,能與大氣直接交換,優於PE布之敷蓋,可維持土壤活性。
  • c.植?韙峟]床底層。取代傳統塑料植?s,使植物根際有更好的吸水、透水及透氣性。庭園草培育,避免根際盤錯到本圃,易於掘取、舖設,日本則用於機插秧苗育苗盤底舖設,同理亦是避免根部盤生到土壤中,有利於移植成活率。

3.割纖維不織布: 即不織布與編織網混合使用,同時其不織布之纖維密度亦較低,使其具有編織網之網子功能。因生產過程步驟繁複,成本高於一本傳統不織布。其功能用於保溫、遮光及防雨、防蟲、防風。主要以日本應用為多。

四、國內應用情形

  在國外不織布除上述功能,直接應用於作物覆蓋生產上外,於石油能源危機發生之後,為節省能源,亦廣泛應用於大型溫室之環境控制。如雙層覆蓋、天幕拉簾,減少夜間輻射散熱。

  至於國內不織布在農業上的應用,則更晚於歐美、日各國。最早是筆者於 1985 年,應用泰維克布 (TAVIK) 、高密度 spun bonded 不織布,做為花椰菜花球保護遮光用。因其具有高遮光度及優良之撥水性,操作簡易,可回收再利用性高,因此迅速被農民所接受。幾已全面應用於花椰菜生產上。其材質亦具低熱傳導性。本身並不因陽光照射而吸熱,因此可週年使用。

  再者筆者於 1988 年,將長纖維不織布基重 42gm/m 2 者,應用於一期稻作育苗,做為秧苗保溫用,因其透氣性優於傳統塑膠布,可節省苗期中每天掀覆塑膠布之勞力。

  往後逐漸應用到葉菜類的保溫及防蟲栽培上及果樹、鳳梨遮陰保溫栽培。但由於國內特殊氣候環境及農業生態,以及不織布工業發展進程之遲緩,在此方向,雖於研究上得到正面性效果,但推廣上卻較難突破。

  國外不織布生產具多樣性,基重可由 100gm/m 2 一直到 10gm/m 2 之各式成品,因此能廣泛應用,但國內因夏季防蟲、防雨、防風之需求較緊迫,而在低基重材質之生產技術尚待突破。

  近來國內則有應用不織布之透氣性及吸水性,撥水性等特性,針對其在農產品保鮮及貯藏上,加強其研究,期能有所突破。

五、不織布在農業上應用的問題點。

1.作物對象:

  每一作物植株型態,生理特性均不同,如何依作物之需求,選擇材料及使用方式很重要。

2.栽培模式:

  尤其台灣在蔬菜生產上,因作物種類多,栽培期幾成週年性,耕作模式亦多樣化,因此如何有效應用將是一大考驗。目前以冬季保溫成功例子較多,夏季高溫期被覆栽培較少。

3.如何應用:

  • a.溫室內的應用,需考慮其保溫性及透光性及耐候性。
  • b.小隧道之應用,其抗風性、透光、保溫、透氣性都需注意。
  • c.露地栽培,直接覆蓋 (floatting cover) ,如何固著避免被風吹掀,及作物種類的選擇等都是須注意。
  • d.覆蓋開始時期的選擇,依覆蓋目的之差異,覆蓋時期應做適當考量。如播種後為促進發芽而馬上覆蓋;或小苗期開始覆蓋;或移植後;或收穫前處理,均須依不同栽培目的而選擇。
  • e.覆蓋物除去之時機,根據不同作物、栽培模式、栽培時期及氣象條件的差異,覆蓋物除去時機,應做適當判斷,其欲達到之效果,亦應加以考量。如菠菜、茼蒿、蘿蔔,有健化之問題,因此於收穫前何時除去覆蓋物,需依其生育勢加以判斷。
  • f.覆蓋期間,也就是何時覆蓋,何時除去之時間判斷。當然覆蓋目的是重要的依據,同時也須考慮作物及天氣狀況。

4.覆蓋期間天氣的變化,單利用不織布覆蓋,是無法人為控制氣象條件,因此須隨時注意異常氣象之變化,須隨時注意作物生育狀況。

5.病蟲害的控制,基本上覆蓋不織布有減少病蟲害發生之傾向。而這是假定在覆蓋前完全無病原菌或蟲源為前提,否則覆蓋後其內之環境反成為其孳生為害之環境。

六、不織布覆蓋後微環境之特性

  不織布覆蓋將造成微環境氣象條件之改變,歸納如下:

  1. 日射量減少,依材料之差別其日射量均減少,故須注意作物所需光合量。但因不織布具擾射效果,可使直達光形成亂射,反促成單位面積光合量增加,可使果樹同株果實品質達成一致性。
  2. 長波放射量減少,能減少夜間輻射散熱、避免霜、寒害發生。但因熱放射率降低、夜間形成不織布表面全面水滴沾著情形,應加以注意。
  3. 氣溫、地溫、濕度上升,因不織布分子擴散率低及熱能擴散率低,不織布覆蓋下一般其氣溫、地溫、濕度均較外界高。尤其日射量大時熱蓄積多,溫差及濕度差相對增大,即高溫期間 ( 如正午時分 ) ,覆蓋不織布有熱及濕度蓄積情形,尤以風速低時。地溫則較為稱平。
  4. 二氧化碳的變化,據日本的研究報告指出,日間因作物光合作用旺盛,而覆蓋下因分子擴散率低,致使二氧化碳濃度降低。但反之夜間則相對累積 增多。其他土壤中產生之硝酸、亞硝氣體有增多情形。
  5. 風速減弱,因覆蓋物阻隔,使覆蓋內之風速減低。易造成熱蓄積及蒸發散速率降低。但可供做為良好之防風材料。
  6. 降水的入侵量減少,但土壤水份蒸發率被抑制,而使土壤水份易於保持。

  由上述各氣象因子之變化,我們得需依據不同材質不織布及栽培目的做適當選擇。

七、結語

  由上述因素,依覆蓋材料之共同性、覆蓋方法之特性及栽培目的,可歸納出所應選擇之不織布特性如下表。

表 1. 不織布資材特性之要求

 

不織布質材特性之要求

    

        綜觀上述各項,不織布在農業上之應用存在許多發展之空間。吾人應從其材料特性之開發加強研究,並依不同區域,季節氣象之特性,及生產栽培之目的,對覆蓋材料做適當的選擇,才能使不織布發揮其應有的功效。

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