FORMULATION OF NANO-STRUCTURED FILMS FOR GREENHOUSES AND THEIR EFFECT ON MICROCLIMATE AND CUCUMBER (CUCUMIS SATIVUS L.) DEVELOPMENT AND PRODUCTIVITY

Plastic films for greenhouse covers have evolved in new materials with better optical and mechanical properties. Previous studies on photo morphogenesis have shown the great influence on the quality of spectral radiation on plant’s growth and development. The formulations of plastic films evaluated in this study were: Formulation 1: polyethylene film of 180 µm thick with diffuse pigments and 0.1% of zinc oxide nano-particles. Formulation 2: polyethylene film of low density of 180 µm thick with UV additives and one incomplete amine (HALS) on its formulation and 0.1% of zinc oxide nano-particles. The optical properties of the formulations resulted in different microclimatic conditions inside the greenhouse that affected the fruit yield of cucumber crop. The commercial formulation showed a small transmission of UV radiation. Formulations 1 and 2, had transmissions of total radiation up to 6 and 8% higher than the commercial formulation. The commercial formulation transmitted 70% of the incident PAR. Formulations 1 and 2 had the smaller values of diffuse radiation. The microclimatic conditions were close to the optimum requirements for the growth of cucumber crop, under the plastic film of formulation 1 and the commercial formulation. The lowest crop yield was observed with formulation 1 (1.5 kg plant^-1). Adding ceramic nano-particles in the formulation of plastic films, is an alternative to improve the greenhouse microclimatic conditions and the fruit yield of cucumber crop. However, there are other factors (resins and additives) that interact with the formulation that determine the final optical properties of the plastic films.

Resumen
Las películas de plástico para invernaderos han evolucionado en materiales que mejoran sus propiedades mecánicas y ópticas. Estudios sobre la fotomorfogénesis han demostrado la gran influencia que ejerce la calidad espectral de la radiación sobre el crecimiento y desarrollo de las plantas. Las formulaciones de películas plásticas evaluadas fueron: Formulación 1: Película de polietileno de 180 micrones, contiene pigmentos difusos y 0,1% de concentración de nanopartículas de Óxido de Zinc. Formulación 2: Película de polietileno de baja densidad de 180 micrones, con aditivos UV y una amina impedida (HALS) en su formulación y el 0,1% de nanopartículas de Óxido de Zinc. Las propiedades ópticas de las formulaciones evaluadas establecieron las condiciones microclimáticas y por lo tanto la respuesta en rendimiento de fruto. La formulación comercial mostró una transmisión de luz UV mínima. Las formulaciones 1 y 2 alcanzaron transmisiones del 6 y 8% más de radiación total con respecto a la película comercial. La formulación comercial transmitió el 70% de la radiación PAR. Las formulaciones 1 y 2 muestran los valores más bajos de la radiación difusa. Las condiciones microclimáticas estuvieron cercanas al óptimo para el desarrollo del cultivo de pepino en las películas con la formulación 1 y la comercial. El rendimiento más bajo se obtuvo en la formulación 2 (1.5 kg planta^-1). El resto de las películas evaluadas mostraron rendimientos estadísticamente iguales (2.5 kg planta^-1). La adición de nano-partículas cerámicas en la formulación de películas, representa una alternativa para mejorar las condiciones microclimáticas y la producción de frutos. No obstante, existen otros factores (resinas y aditivos) que interactúan en la formulación para determinar sus propiedades ópticas finales.