温室冬春茬黄瓜应用秸秆生物反应堆技术

近几年来，随着农业产业结构的不断调整，日光温室冬春茬黄瓜栽培面积不断扩大，产量效益明显提高，特别是从2006年开始，辽宁省喀左县在日光温室冬春茬黄瓜栽培中大面积推广了秸秆生物反应堆技术，使黄瓜提前上市7～15天，结果期延长20～30天，每667m^2增产30％以上，增收3000～5000元，并明显提高了黄瓜品质。具体技术如下。     

基于CFD的两连跨日光温室热环境模拟

相比单跨日光温室，两连跨日光温室具有单位面积建造成本低，土地利用率高等优势，为深入了解两连跨日光温室热环境性能，该研究基于计算流体动力学(computational fluid dynamics，CFD)构建了相同结构参数和构造材料的单跨和两连跨日光温室热环境模型。通过试验测试两连跨日光温室内的环境温度和各围护结构表面热流，并与CFD模拟的温度场进行对比，结果表明模拟数据与实测数据吻合度较高。在此基础上，基于该CFD模型分别对两连跨和单跨日光温室热环境进行模拟，并提取各围护结构表面热流和温度、土壤温度和空气温度进行对比分析。结果表明，在相同外界气候条件下，两连跨日光温室比单跨日光温室夜间气温高1.7～3.8 ℃，土壤温度高2.9～3.0 ℃，墙体内表面温度高2.9～7.9 ℃；两连跨日光温室的土壤和墙体在夜间，持续向南侧棚室放热，热流稳定，热流密度分别为7.11～8.59、12.65～15.19 W/m²，分别比单跨日光温室土壤、墙体表面热流密度高0.76～2.42，9.71～14.36 W/m²。相比单跨日光温室，两连跨日光温室地表土壤温度和室内气温波动较小，热环境调节能力明显提升。该研究结果为两连跨日光温室的结构优化、耕种管理等提供参考。     

日光温室外保温蜂窝结构覆盖材料的研究

总结了现行日光温室夜间使用的外保温覆盖材料种类,针对传统保温材料存在的问题,提出采用蜂窝塑膜作为日光温室的一种保温覆盖材料。覆盖层总传热系数的理论计算表明,铝箔蜂窝结构（ＡＨＰＳ）覆盖层传热系数比无铝箔蜂窝结构（ＨＰＳ）覆盖层下降３５％～７０％,并且铝箔朝上放置比铝箔朝下放置时传热系数小１０％。选用ＰＥＡＨＰＳ覆盖层可比相应的ＰＶＣＡＨＰＳ覆盖层传热系数小１０％～２５％。     

下沉式日光温室内温光环境分析

对下沉式日光温室内气温、后墙内表面温度和太阳总辐射进行多点连续测定,以了解其温、光环境特点,并与非下沉式日光温室进行对比分析.结果表明,晴天下沉式日光温室内气温和后墙内表面温度至13:00达到最高,分别为35.53℃和41.80℃,气温升高速率为6.48℃/h,室内外平均温差为17.47℃,差温为14.20℃.阴天下沉式日光温室内气温和后墙内表面温度至14:00达到最高,分别为15.83℃和15.35℃,气温升高速率为1.27℃/h,室内外平均温差为9.78℃,差温为2.47℃.小雪天下沉式日光温室内后墙内表面温度在13:00最高,为18.71℃,气温下降速率为0.10℃/h,室内外平均温差为5.67℃,差温为-0.19℃.冬季下沉式日光温室内平均最低温度为7.35℃.晴天下沉式日光温室内太阳总辐射透过率为25％～80％,室内外太阳总辐射呈直线正相关,室内太阳总辐射的日变化呈抛物线趋势,室内太阳总辐射在空间分布上比非下沉式日光温室更复杂,需要采取合理措施改善温室内光照环境并合理利用空间.试验结果可为下沉式日光温室的管理以及指导日光温室内作物生产提供依据.     

冀南地区蔬菜保护地土壤养分变化特点

对冀南地区蔬菜保护地土壤养分现状及变化趋势进行了研究，结果表明，保护地耕层土壤有机质、土壤速效N、速效P和速效K比相邻露地栽培分别平均增加146．64％、51．68％、567．17％和110．41％；比1981年土壤分别增加143．23％、97．97％、2311．00％和98.8％。随栽培年限的增加，耕层土壤速效N、速效P和速效K有积累的趋势，土壤养分主要积累在0～20cm土层，随着土层加深土壤养分积累程度降低，其中以日光温室栽培的土壤养分积累高于塑料大棚。     

下沉式日光温室南侧边际区域土壤温度变化特征

为进一步优化日光温室结构,对下沉深度为80cm的日光温室内距南立面0～5 m(深度0.1 m)、温室外距南立面0～1 m(深度0～60 cm)范围内的土壤温度进行实测,以确定日光温室南侧边际区域土壤温度的变化特征,并与非下沉式日光温室的南侧边际效应区域对比,分析两者的优劣之处。结果表明:在最冷的1月份下沉式日光温室内南侧土壤边际效应界点位于距南立面160 cm处,在3月下旬仅位于距南立面20 cm处;1月中旬,1d内温室内的土壤边际效应界点与南立面的最远距离为180 cm,最近距离为60 cm,界点出现的时段分别为≥03:00～09:00、≥15:00～18:00。与非下沉式日光温室相比,下沉式日光温室南侧的边际区域明显缩小。温室外距南立面0～1 m(深度0～60 cm)范围内,在垂直南立面和垂直地表方向上均存在温度相对稳定的界面。作为日光温室优化设计的指标之一,边际区域的缩小显现出河南地区下沉式日光温室的优越性。     

日光温室土壤养分变化及次生盐渍化程度与种植年限的关系

以泾阳县 7个镇的 1 038栋日光温室内的土壤为研究对象，进行了土壤养分含量、pH值及电导率测定，研究日光温室内的土壤理化性质变化与种植年限的关系，为明确土壤肥力、存在问题和科学施肥提供理论依据。结果表明，随着种植年限的延长，日光温室土壤有机质先增加后减少；碱解氮、有效磷平均含量在 16～20年期间达到最大；速效钾在各年限阶段平均值均大于 600 mg·kg -1；日光温室土壤 EC值大于 500 μS·cm -1，表明土壤次生盐渍化趋势明显；土壤 pH值均大于 7.0，为碱性土。综上所述，该地区日光温室普遍发生了不同程度的土壤次生盐渍化现象，但与种植年限关系不明显。     

有机-无机复混肥在日光温室无公害蔬菜上的应用

以茄果类蔬菜为供试材料，探讨有机-无机复混肥对日光温室无公害蔬菜产量、品质的影响。结果表明：施用有机-无机复混肥能显著提高日光温室无公害蔬菜的产量和品质，黄瓜、辣椒、西红柿三种蔬菜产量分别较不施化肥对照提高16．44％、17．23％和21．54％，硝酸盐含量分别下降111mg／kg、213mg／kg和223mg／kg。     

河北日光温室气象灾害影响和气象服务评估

通过问卷形式,对河北省日光温室蔬菜生产经销者和技术人员对气象服务的满意度,低温冻害、寡照、大风、雪灾4种主要气象灾害对日光温室蔬菜产量、品质、贮藏、运输、销售的影响率,用于日光温室气象灾害防御及补救的费用占所有气象灾害防御和补救费用百分率,以及菜农接受气象服务的投入占收成的百分率等进行调查,并利用德尔菲法对气象灾害防御和补救费用及气象服务的效益进行定量化评估.结果表明,多数被调查者认为低温冻害和寡照对日光温室蔬菜产量和品质有较大影响,其中认为低温冻害影响率大于15％的人数分别占45.6％、53.7％,认为寡照灾害影响率大于15％的人数分别占37.8％、35.4％,认为大风和雪灾的影响相对较小;70％以上的人认为大风和寡照对日光温室蔬菜贮藏、运输和销售的影响率在20％以下,超过50％的人认为低温冻害对蔬菜贮藏影响率大于30％,认为雪灾对蔬菜贮藏、运输和销售的影响率大于30％的人数分别占31.0％、63.9％和53.0％.被调查者对日光温室4种主要气象灾害的气象服务满意度均达96％以上.对大风、低温冻害、寡照和雪灾的防御和补救的费用占所有气象灾害防御及补救费用的平均百分率分别为20.3％、15.8％、13.0％和19.4％,4种灾害的气象服务平均贡献率分别为3.08％、2.25％、1.90％和2.55％.按近l0a（2004-2013）河北省日光温室蔬菜产业年平均生产总值计算,大风灾害气象服务效益最高,平均每年达2.941亿元,其它依次为雪灾、低温冻害和寡照,总效益平均每年达9.340亿元.     

北京地区典型日光温室直射光环境的模拟与分析——设施农业光环境模拟分析研究之四

在对日光温室采光结构优化研究的基础上,针对北京地区几种典型日光温室的太阳直射光环境,主要从采光量及光分布特征两个方面,进行了模拟和分析。研究结果表明:结构不同的日光温室,采光量及光分布特征均有不同程度的差异,仅以采光总量为例,获得最多采光量与最少采光量者相差高达41.4％,但在地面上的采光量,二者仅相差3.7％,因此对优化的日光温室结构来说,不仅要对日光温室的采光总量做出评价,其分布特征也是不可忽略的重要指标。本研究的结果可对北京地区日光温室结构的进一步优化与改进提供科学依据和参考,对其它地区日光温室结构的优化与改进也有一定的参考价值。     

日光温室滴灌条件下黄瓜氮、磷、有机肥肥效与施肥模式研究

采用N、P、有机肥三因素五水平最优设计,在陕北黄土高原进行了日光温室黄瓜N、P和有机肥肥效与施肥模式的田间试验。得到了日光温室黄瓜N、P和有机肥的肥效反应模式,以及N、P和有机肥单因素对日光温室黄瓜产量的影响。结果表明N、P、有机肥对日光温室黄瓜产量增加的影响是有机肥 N P,施用有机肥是日光温室黄瓜增产的主要措施。当施P2O5量小于750 kg/km2、施氮量小于1150 kg/hm2时,N、P肥有增产效果,用量大于此施肥量时N、P肥效降低。根据反应模式提出在黄瓜目标产量在83000~88000 kg/hm2之间,95%置信区间的N、P、有机肥最佳施肥用量为N 807.5～1309.3、P2O5 576.6～991.6 kg/hm2;有机肥41.3～148.9 t/hm2。N∶P2O5为1∶0.714～0.757。日光温室黄瓜种植应以有机肥为主,氮磷肥配合施用。     

聚脂镀铝膜反光幕改善日光温室光照度的试验初报

聚脂镀铝膜反光幕改善日光温室光照度的试验初报蔡德存，吕毅，赵玉清（河北农业大学邯郸分校）（河北邯郸市市气象局）１试验目的在河北省冬季和早春，塑料日光温室内的光照度较少，空间分布差异大，后部是明显的弱光区，照度一般只有３０００～５０００１ｘ。局部弱光及...     

日光温室菜园土的磷素形态及吸附和解吸特征

对在斑纹简育湿润淋溶土（潮棕壤）上发育的温室菜园土的磷素含量、磷素的有机和无机组分、磷素的吸附和解吸特征进行了研究,结果表明:日光温室土壤具有明显的磷素积累特征,使用年限在3年～36年日光温室土壤的全磷、速效磷、Cowell全磷和Cowell无机磷含量分别比与其相邻的露地旱田土壤的增加了90.4%～182.4%、505.0%～892.1%、294.5%～478.9%和360.9%～637.6%。其中速效磷含量已达到84.7～138.9mg／kg。日光温室土壤无机磷和有机磷都显著增加,在各组分之间的比例上表现为O-P增加,Ca-P下降,高稳性有机磷相对增加,而活性有机磷所占比例下降。日光温室土壤不仅表现为对磷素的吸附能力增强,而且解吸能力也明显提高。     

不同年限日光温室土壤盐分及养分动态研究

以青海省西宁市城北区大堡子乡日光温室土壤为研究对象,分析了种植年限分别为1年、3～4年、6年、8年、15～18年、21年、30年日光温室土壤的盐分和养分含量情况。结果表明:随着日光温室种植年限的增加,盐分含量较对照增加13.40%～287.50%,pH值较对照下降10.13%～1.27%,两者呈相反趋势。随着日光温室种植年限的增加,土壤中有机质、全氮、全磷含量明显高于对照,分别较对照增加11.31%～145.24%、44.60%～172.47%、30.29%～191.70%;碱解氮含量较对照增加14.07%～122.28%;温室土壤中有效磷含量呈波动变化,波动范围为21.88%～218.75%。     

日光温室正压湿帘冷风降温性能及冷负荷计算模型

负压湿帘风机降温被广泛应用于温室生产中,但存在降温均匀性差、限制温室长度及对温室密闭性要求高等不足。为克服负压湿帘风机降温的局限性,提高日光温室降温能力,该研究设计了日光温室正压湿帘冷风降温系统,其气流组织方式为湿冷空气从南屋面底部进入日光温室,热空气由顶开窗排出室外。在北京地区无作物的日光温室对系统夏季降温增湿效果及性能进行试验,试验结果表明:在典型夏季高温白天,正压湿帘冷风降温系统配合遮阳网可将日光温室试验区内平均气温控制在30.7～33.4℃,比采用自然通风配合遮阳网的对照区低5.4～11.1℃,比室外低2.4～5.4℃,降温效果良好;夜间系统对温室降温幅度减小。该系统可有效缓解低湿胁迫,日光温室试验区空气平均相对湿度为49.8%～62.3%,比对照区及室外分别高13.6%～21.2%和13.6%～24.6%。室内风速0.35～1 m/s,气流分布差异性较小。试验条件下,正压湿帘冷风降温系统的平均降温效率为91%,比传统的负压湿帘风机高10个百分点以上;实际平均耗水量为0.035～0.079 g/(m~2·s),且耗水量与室外空气水蒸气饱和压差(VPD,vapor pressure deficit)呈正相关(P0.01,r=0.64)。同时,研究构建了日光温室冷负荷计算模型及湿帘冷风降温设备合理选型方法,其中冷负荷模型是降温设备选型的基础,普遍适用于各种日光温室降温方法的研究。计算得到日光温室夏季降温冷负荷为299.1W/m~2,应安装的正压湿帘冷风降温系统最大比通风量为0.067 m/s。该研究为日光温室正压湿帘冷风降温方法的工程应用提供了技术参考,为日光温室安全越夏生产环境控制提供了理论基础。     

宿州日光温室内部最高和最低气温的预报模型

利用2010年11月-2011年5月在日光温室内部监测的温度数据和同期地面气象观测资料,采用逐步回归方法,建立秋季日光温室内部最高与最低气温预报模型,冬季和春季晴天与非晴天日光温室内部最高与最低气温预报模型,并进行应用试验.结果表明,各预报模型的模拟值与实测值之间高温和低温的绝对误差(ABSe)分别为秋季为1.1、0.2℃,冬季晴天与非晴天为0.8、0.4和1.5、0.3℃,春季晴天与非晴天为0.3、0.4和1.1、0.2℃;均方根误差(RMSe)分别为秋季为1.3、0.2℃,冬季晴天与非晴天为1.0、0.5和1.7、0.3℃,春季晴天与非晴天为0.3、1.3和0.4、0.5℃.试验预报时段内日光温室内部高温与低温的绝对误差范围分别为0.8～1.1和0.3～0.4℃,均方根误差为0.9 ～1.2和0.3～0.5℃.依据预报模型开展日光温室内部未来24h内的最高与最低气温预报,可为日光温室及时通风换气防止高温危害及采取保温措施防止低温危害提供有效的决策支持.     

北方地区日光温室气象灾害风险评价

利用北方典型日光温室室内以及相应台站气象数据,建立基于BP神经网络的室内气温预报模型,以此预报北方243个台站1990-2009年室内气温,利用预报的室内气温数据及室外降水、日照、风速等气象数据和主要气象灾害指标,构建基于实数编码的加速遗传算法(Real-code accelerating genetic algorithm,RAGA)和投影寻踪(Projection pursuit evaluate,PPE)的日光温室气象灾害风险评价模型,并对北方地区日光温室主要生产月气象灾害风险进行逐月评价.结果表明,北方日光温室室内气温预报值与实际观测值的标准误差在0.89～1.54℃,方程决定系数在0.87 ～0.94.北方地区日光温室1-3月的气象灾害风险等级较高,分布在天山以北、大兴安岭以北的地区和西藏地区,主要是低温和大风沙尘天气.9月气象灾害风险等级最低,分布在长城以南,黄河以北地区,主要是低温.本研究构建的北方地区日光温室气象灾害风险评价模型可为日光温室气象灾害风险区划和防御提供决策支持.     

日光温室空气余热热泵加温系统应用效果

中国日光温室是低碳节能设施结构类型的代表,但昼夜能量分布极不平衡,白天室内热量富余,而夜间低温高湿,冷害、病虫害时有发生。为实现日光温室内热量在时间、空间上的转移,以提高空气热能利用效率,提升日光温室抵御低温能力,设计了一套日光温室空气余热热泵加温系统。白天适时运行系统,将日光温室内富余空气热能泵取并储存于蓄热水池中;夜间室内气温较低时,首先开启风机和水泵,以对流换热方式通过表冷器直接散热;当蓄热水池水温降至一定温度,逆向运行热泵系统强制放热;此外,在连阴天及极端低温天气条件下,可开启风机与翅片式电加热对温室进行应急加温。对加温系统的应用效果进行试验,试验结果表明：与对照温室相比,系统运行期间,试验温室夜间平均气温高出2.8～4.4℃,相对湿度降低8.0%～11.5%;白天平均气温降低3.7～5.2℃,相对湿度降低12.3%～16.5%。系统不仅夜间加温、降湿效果显著,同时白天降温、除湿效果显著。系统白天集热功率为12.5～16.4 kW,制热性能系数为3.3～4.2;夜间表冷器散热阶段系统放热功率为9.3～10.3 kW,性能系数为6.6～7.4;逆向运行热泵强制放热阶段系统性能系数为3.8～4.1。加温周期内系统集、放热过程始终处于制热工况,整体性能系数达2.7,节能效果显著。该研究为日光温室夜间节能加温提供了新思路。     

日光温室固定保温被遮阴对光热环境及产量影响分析

为了避免日光温室中卷式卷帘机械在工作时损坏前屋面覆盖层薄膜，通常会在卷帘机下方铺垫一条固定保温被。日间，这条保温被会遮挡进入日光温室的太阳光线并在室内形成阴影。针对固定保温被对室内光热环境分布和作物产量的影响，该研究对固定保温被下方的光照、温度和作物的产量进行测试，同时利用太阳直射辐射理论提出固定保温被阴影宽度的计算方法。结果表明，在试验期间固定保温被正下方的光照强度平均值为198 μmol/(m²·s)，距离固定保温被4.0～5.0 m位置处的光照强度是固定保温被正下方的2.0倍以上。日间，固定保温被正下方的空气温度、墙面温度和土壤温度相比于固定保温被两侧最大降低2.2、5.8和2.3 ℃。夜间，墙面温度和土壤温度最大降低1.2和1.3 ℃。固定保温被正下方单垄番茄相比于其他垄平均减产36.2%，植株茎粗平均减小2.0～4.0 mm。不同地理位置和不同方位角的日光温室受到固定保温被遮阴在室内形成的阴影宽度范围为11.0～14.0 m。该研究定量分析了使用中卷式卷帘机械的日光温室中固定保温被对室内光热环境和作物产量的影响。     

日光温室荷载组合方法及应用

荷载组合是日光温室结构设计的前提和依据，为了使工程设计人员科学认识和正确使用荷载组合，需要对日光温室的荷载特点、组合效应进行分析和构建。该研究分析了日光温室荷载的特征，通过分析国家规范体系中对结构设计荷载组合的要求，并以北京地区日光温室为例，分析了12个荷载工况下温室骨架的最大应力比，表明多种可变荷载成为主导荷载的可能性；研究提出了基于精确分析所有可能荷载组合的逻辑、方法，并在此基础上研发了日光温室全荷载组合自动生成软件；继续以北京地区日光温室为例，分析了该日光温室在1 216种荷载组合下的最大应力比，与当前普遍采用的预估等简化设计方式进行了比较。分析表明，采用部分荷载组合的日光温室简化设计方法没有涵盖算例中所出现的最不利荷载组合方式，存在组合上的漏洞，而采用"全荷载组合"进行结构分析是必要的、科学的，可以作为新国家规范要求下荷载组合取值的具体方法。应用表明，在电算化条件下，运算时间不到1 s，在工程设计中是高效的。研究结果具有较强的现实意义，可在满足现行国家标准的前提下，直接应用于日光温室工程设计、专业软件开发、既有软件改造升级之中。