Сегодня пленки из ПЭВД — самый распространенный и востребованный материал, применяемый в сельском хозяйстве. На срок его службы существенно влияют, вызывая в той или иной степени старение полимера, климат региона, конструкция теплицы, микроклимат внутри теплицы, применяемые агрохимикаты и уровень загрязнения воздуха в районе использования. Особенно это касается пленок, производимых из чистого полиэтилена (без всяких добавок), которые фермеры зачастую ввиду их дешевизны используют в качестве тепличных.
Срок использования таких пленок в южных регионах нашей страны, как правило, не превышает 3—4 месяцев. А если в процессе производства пленки были допущены даже незначительные нарушения технологии, то этот срок может быть еще меньше. В результате уже в июне-июле фермеру приходится либо перекрывать теплицу заново, либо смириться с потерей значительной части урожая.
Чтобы продлить срок службы пленки и придать ей специфические свойства, в состав вводят специальные добавки, частично нейтрализующие действие объективно существующих факторов, влияющих на эксплуатационные свойства.
Солнечная радиация
Хорошо известно, что фотодеструкция многих полимерных материалов происходит из-за солнечной радиации с длиной волны 290—1400 нм, т. е. самой энергетической части солнечного спектра. УФ-излучение в диапазоне 290—1400 нм может поглощаться полимерами, что вызывает разрыв химических связей и фотодеструкцию. Поэтому для защиты тепличных пленок от солнечной радиации, и особенно от ее наиболее энергетической и соответственно самой вредной составляющей — УФ-излучения, необходимо предпринимать специальные меры.
Одна из них — введение светостабилизаторов. В зависимости от типа стабилизатора и его процентного содержания в пленке, срок ее непрерывной эксплуатации может быть увеличен до 2—3 лет и более. Последние 4—5 лет светостабилизированные пленки получили широкое распространение в Украине и интерес к ним у фермеров постоянно повышается.
Однако светостабилизаторы защищают от УФ-излучения только саму пленку. Значительная часть этого излучения проникает в теплицу и может повредить тепличные растения. Введение в пленку специальных репродуцирующих добавок (инфракрасных абсорбентов) позволяет переводить ультрафиолетовую часть спектра излучения Солнца в видимую часть спектра. Такая пленка обладает еще одним ценным свойством: она задерживает ИК-излучение внутри теплицы, поддерживая температуру на 3—5 °С выше температуры окружающей среды при весенних заморозках и настолько же ниже при летней жаре. Возникающий парниковый эффект позволяет продлить срок использования теплиц без их дополнительного отопления.
Необходимо учитывать, что окраска пленки влияет на пропускание пленкой спектра солнечного света, который участвует в процессах фотосинтеза. Участок его расположен в области длин волн 450—550 нм.
В 70-е годы, на начальном этапе создания стабилизирующих систем для тепличных пленок, в их состав входили экранирующие добавки, обеспечивая пленке желтоватый оттенок и поглощение в 300—400 нм. Но такая пленка не экранировала поток солнечного света, который поглощается молекулами хлорофиллов растений, а с другой стороны, она начала ассоциироваться у потребителя с УФ-стабилизированной пленкой для теплиц. В настоящее время УФ-стабилизаторы стали иными. Некоторые имеют желтоватую окраску, другие — бесцветные, и чтобы зрительно отличить обычную пленку от стабилизированной, ее подкрашивают. В последнее время на рынке появились пленки самых различных цветов. Следует отметить, что попытки придать пленке иной оттенок (синий, зеленый) приведут к частичному экранированию поглощения хлорофиллов растения и замедлению процессов фотосинтеза.
Температура
Циклические температурные изменения и высокая температура, возникающая в металлических частях конструкций теплиц во время жарких и солнечных дней, приводят к ускоренной деструкции пленок. Множество повреждений пленки обычно наблюдается в тех местах, где она имеет контакт с металлическими структурными элементами, особенно если они не окрашены. Температура в месте контакта может достигать 70 °С и более в зависимости от климатических условий. Кроме того, высокие температуры приводят к увеличению скорости реакций фотоокисления и химического окисления за счет агрохимикалий, что еще более ускоряет деструкцию. Если каркас металлический, то он обязательно должен быть либо оцинкованным, либо покрашенным и уж ни в коем случае не ржавым, так как окислы металла вызывают недопустимо высокую скорость деструкции пленки и многочисленные повреждения в местах контакта. Краска не должна быть темной, в лучшем случае — это белая эмаль. А еще рациональнее — обернуть каркас теплицы использованной пленкой, чтобы вообще исключить контакт с ним покрытия.
Влажность
Снижение стойкости пленки к окислению и усиление ее деструкции возникает при повышенной влажности, обусловленной большим количеством осадков. Это происходит вследствие вымывания химикатов-добавок, которые могут выпотевать на поверхность полимерных пленок.
Ветер
Считается, что разрывы пленки сильным ветром — основная проблема для тепличного хозяйства. Другой проблемой в регионах с сильными ветрами является ветровая нагрузка. Она может создавать добавочное напряжение в пленке и приводить к ее преждевременному износу. Кроме того, ветром переносится большое количество абразивных и других частиц почвы, которые повреждают поверхность тепличной пленки.
Очень многие тепличники крепят пленку к каркасу с помощью планок, прибивая их гвоздями. Любое повреждение пленки ухудшает её механические свойства и снижает ее устойчивость к порывам ветра.
Иностранные производители тепличных пленок гарантируют устойчивость пленок толщиной 150—200 микрон к порывам ветра до 15 м/с. У нас же зачастую теплицы накрывают пленками толщиной 100, 90 и даже 80 микрон, что значительно увеличивает риск их повреждения.
Чтобы в таких случаях подстраховаться, можно сверху на теплицу натянуть крупноячеистую сетку из полимерной нити, которая многократно увеличивает ветровую устойчивость пленки.
Запотевание
Чаще всего этот эффект возникает в жаркую погоду днем или в утренние часы из-за разности температуры внутри и снаружи теплицы, когда водяные пары конденсируются на холодной пленке. Возникновение росы объясняется низкой смачиваемостью водой полиэтиленовой пленки, что вызывает конденсацию отдельных капелек на ее поверхности.
Есть несколько нежелательных эффектов, связанных с запотеванием тепличных пленок, а именно: в результате полного внутреннего отражения падающего света снижается пропускание его пленкой и, как следствие, замедляется рост растений, задерживается созревание урожая; капли воды действуют как линзы, фокусируя свет и тепло на нежную ткань растений, что может вызвать ожоги; холодные капли росы, падающие с внутренней поверхности пленочного покрытия теплицы на растения, способствуют возникновению и развитию у них различных заболеваний.
Чтобы устранить эти недостатки, в состав пленки вводятся специальные вещества-антифоги, которые уменьшают коэффициент поверхностного натяжения между поверхностью пленки и каплями воды. В результате вместо росы на поверхности образуется тонкая водяная пленка: вода постепенно стекает по стенкам теплицы и не попадает на растения.
Влияние пестицидов
Применение в теплицах агрохимикатов оказывает сильное воздействие на полимерные пленки. Пестициды, применяемые для защиты урожая, способствуют разложению пленок, а значит, сокращают срок их эксплуатации. Обычно пестициды имеют сложную композицию и содержат большое число соединений. Кроме активного компонента, в их химической структуре присутствуют сера, хром, бром. Хорошо известно, что под действием пестицидов пленки разрушаются.
Пестициды вступают в реакцию с присутствующими в пленке стабилизаторами, снижая их действие или полностью разрушая. Некоторые сульфосодержащие соединения инициируют окисление полиэтилена и вызывают быстрое ухудшение механических свойств пленки.
Многие иностранные производители при поступлении гарантийных претензий производят спектральный анализ пленки, и, если количество серы, хлора и брома в пленке превышает предельно допустимые нормы, претензии не принимаются.
Поэтому необходимо помнить о том, что фумигацию почвы внутри теплиц следует производить до накрытия теплиц пленкой, при этом стараться избегать попадания средств защиты растений в пространство между пленкой и каркасом теплицы. Особенно это требование касается деревянных теплиц, поскольку деревянный каркас пропитывается химикатами, которые длительное время воздействуют на пленку. В жаркое время скорость химических реакций значительно ускоряется, соответственно и пленка "сгорает" на элементах каркаса. После применения химикатов пленку внутри теплицы желательно промыть водой, теплицу проветрить. Химический состав полиэтилена притягивает углеводородные молекулы других соединений, например масел, жиров, нефтепродуктов, поэтому попытки сохранить деревянный каркас от гниения путем пропитки его отработанными автомобильными маслами не дает положительных результатов: пленка в местах контакта с ним все равно разрушается.
Еще прочнее — многослойная пленка
Для обычных однослойных пленок характерна неоднородность прочностных характеристик в продольном и поперечном направлении. Менее прочное направление (как правило, поперечное) является слабым местом пленки, определяющим её механическую прочность. Такого недостатка лишены многослойные пленки, имеющие практически одинаковую прочность в продольном и поперечном направлениях. Наиболее перспективные — трехслойные пленки, обладающие целым комплексом свойств. Например, в среднем слое такой пленки использован особо прочный полиэтилен, обеспечивающий механическую ее прочность, в наружном введен инфракрасный абсорбент, во внутреннем — слой-антифог, препятствующий образованию росы, и во все три слоя введен УФ-стабилизатор. Такая пленка является направленной и имеет внешнюю и внутреннюю сторону. При одинаковой общей толщине с однослойной трехслойная пленка имеет на 15—20% более высокую механическую прочность.
Проведенные в лабораторных и естественных условиях испытания показали существенное увеличение устойчивости трехслойной к ультрафиолетовому излучению по сравнению с однослойной светостабилизированной пленкой.
Однако потребители должны знать, что введение каждой добавки в состав пленки в нужном количестве увеличивает ее себестоимость не менее чем на 10% по отношению к обычной пленке. Очевидно, что увеличение затрат на приобретение сложных тепличных пленок с заданными свойствами с лихвой окупается повышением урожайности выращиваемых культур и продлением срока использования пленки.
Сегодня в Украине функционирует немало кустарных производств тепличной пленки, качество которой, мягко говоря, не соответствует стандартам. Предлагается большое количество фальсифицированной пленки, основное "достоинство" которой — дешевизна. Истинное качество такой пленки выясняется через 2—3 месяца эксплуатации. Поэтому профессионалам-тепличникам советуем не приобретать пленку у случайных продавцов, а трезво оценивая стоимость предлагаемой пленки, ориентироваться на официальных представителей крупных производителей тепличной пленки, у которых существует налаженная система контроля качества.