小麦秸秆调节猪粪碳氮比对产沼气的影响

通过模拟沼气发酵试验,笔者研究利用小麦秸秆调节猪粪碳氮比对沼气产气量的影响。结果表明:低温条件下,碳氮比为22(CK)的纯猪粪处理,产气速率最快,产气量最大,说明碳氮比为22的猪粪直接作为沼气的发酵原料最好;高温条件下,利用秸秆调节猪粪碳氮比为25的处理总产气量大,产气速率适中,有利于沼气稳定产气,避免高温条件下产气过量污染环境。     

再谈秸秆沼气发酵的碳氮比

本文阐述了沼气发酵碳氮比,并分析计算秸秆沼气发酵所需碳氮比.阐明了单一秸秆在不添加氮源的情况也能正常发酵产生沼气的现象,但需工程实践试验获取最佳工艺条件.     

变温条件下牲畜粪便与秸秆混合发酵研究

试验研究了温度不断变化条件下牲畜粪便与秸秆按不同干物质比例(质量比为1:1,2:1,3:1)混合发酵的产气速率、产气量情况.结果表明,其最佳配比分别为:猪粪:玉米秸秆为2:1、牛粪:玉米秸秆为1:1、猪粪:小麦秸秆为3:1、牛粪:小麦秸秆为1:1.温度较低时,适合用牛粪与秸秆混合作为发酵原料;温度较高时,适合用猪粪和秸秆作为发酵原料.温度变化对沼气产气量的影响显著,特别是温度日均降幅达3～5℃以上时,往往对产气量造成严重的影响,甚至于停止产气.     

玉米秸秆与牛粪混合原料的沼气发酵试验

本试验设置牛粪与玉米秸秆三种配比进行沼气发酵,在保持相同温度、浓度和碳氮比的条件下,对比各处理在发酵过程中的产气量、甲烷含量及硫化氢含量的变化情况.结果表明:牛粪中所加的秸秆越少,其产气总量和甲烷含量就越高,大小顺序为:处理Ⅲ>处理Ⅱ>处理Ⅰ,纯秸秆原料也能产气,但发酵慢、产气量较低.在三种处理中以15%秸秆+85%牛粪的原料配比相对较好.     

单栋塑料温室内多因子综合CFD稳态模拟分析

为分析单栋塑料温室内的综合环境:气流场、温度场、湿度场、CO2浓度场,建立了包括温室内外空间、室内作物和土壤层等的温室环境几何模型。将温室内的湿空气看作水蒸气、CO2和干空气的混合气体,在分析温室中太阳辐射、作物与环境的质热交换,动量及质能传递过程的基础上,对单栋塑料温室内的环境因子进行了稳态模拟。温室内热辐射传递过程采用蒙特卡罗法模拟方法;将室内作物简化为连续固体换热模型,采用剪应力输运模型(SST)表述温室内的空气紊流。结果显示:温室通风对温度、湿度和CO2分布的影响很大,温室内部上风向温度低,湿度小,同时CO2浓度也不高;温室下风向作物冠层的环境未达到优化状态;模型的预测值低于实测值,但变化规律相似,温度、湿度、CO2含量的预测相对误差分别低于8%、6%和7%。     

基于BP神经网络的温室生菜CO2施肥研究

目前,温室CO2施肥主要采用试验定性分析确定适合范围,难以实现高精度温室产业生产控制。根据光合作用对温室环境因子的非线性,结合BP神经网络对非线性的良好辨识能力,研究出一种CO2施肥技术。结合温室光照、CO2浓度变化规律以及温室生菜生长规律,运用BP神经网络建立温室生菜光合速率与二者的量化模型,预测出在不同温室环境条件下,通过生菜的光合作用速率来衡量生菜生长状况,在温室小气候条件下实现对生菜产量的量化控制。     

牛粪好氧发酵规模化生产参数优化

用牛粪辅以褐煤渣为发酵原料,首先在实验室单因素试验基础上选择碳氮比、含水率、室温、通风时间、pH值、有机质含量6个因素进行正交优化试验,确定实验室最佳发酵工艺参数,并以此为依据进行规模化生产,得出的最佳规模化生产参数用SPSS 12.0进行因子分析,最终确定影响发酵进程的因子主次关系。试验结果表明：牛粪好氧发酵规模化生产的影响因子排序为碳氮比、含水率、室温、通风时间、pH值、有机质含量;最佳规模化生产工艺参数为：物料含水率65%,碳氮比30,菌剂接种量2.5L/m3,翻堆间隔天数和强制通风时间为3d和30min,与实验室获得参数一致;规模化生产的物料表层（0~30cm）温度最高且与设备测定不符,两者关系为y=1.1487x+4.2773,为防止灰化需适时通风降温;按此生产的有机肥料全部检测指标均符合行业标准NY 525—2002。     

接种量对产气肠杆菌同步糖化暗发酵产氢的影响

文章以小麦秸秆为原料,研究了不同接种量对产气肠杆菌同步糖化发酵产氢的影响,以期寻求最佳的接种量条件。试验以累积产氢量、产氢速率等指标来分析产气肠杆菌利用小麦秸秆进行同步糖化发酵产氢的潜力及其可行性。结果表明:在以反应液体积为200 mL,底物为5 g小麦秸秆,酶负荷为150 mg·g~(-1)秸秆、初始pH值为6.5,温度为35℃的条件下,接种量为30%时产氢效果最好,此时的累积产气量达到737 mL,累积产氢量达到293mL,最大产氢速率为35.42 mL·h~(-1)L~(-1)。该实验研究为秸秆类生物质同步糖化厌氧暗发酵产氢的进一步研究奠定了基础并提供了科学参考。     

温室环境对番茄干重影响的参数优化

番茄是设施蔬菜栽培的主要作物之一.为此,以温室番茄的干重作为温室环境控制的目标进行优化,为温室作物生长提供经济适宜的环境参数和生长条件;重点研究了温室内番茄生长的环境参数(温度、相对湿度、光照强度)对番茄干重的影响规律和温室环境系统最佳参数.试验结果表明,影响试验指标的主要因素是温度、相对湿度、光照强度,其较优组合是温度为31℃、相对湿度为69%、光照强度为71klx.     

中高温条件下不同碳氮比对鸡粪原料厌氧发酵产气特性的影响

文章研究温度、C/N对鸡粪原料厌氧发酵产气特性的影响,为提高厌氧发酵产气效率提供依据。将鸡粪与玉米秸秆混合(C/N为20∶1)作为厌氧发酵原料,采用自行设计的可控性恒温厌氧发酵装置,分别在35℃,42℃,50℃这3个温度梯度下进行厌氧发酵,并和纯鸡粪进行对比试验,研究中高温条件下不同C/N原料发酵效果。结果表明,在35℃,42℃和50℃这3个不同温度下,无论是纯鸡粪原料还是鸡粪和玉米秸秆混合原料,温度越高,产气越多,产气潜力也越大,而且混合原料整体都比单鸡粪发酵产气潜力高。综合分析,鸡粪的最佳发酵条件:发酵温度为42℃,原料最佳C/N为20∶1。     

设施大棚专用撒肥机的设计及试验

施肥是作物全程机械化过程中关键的环节,我国大棚撒肥机械化水平很低,目前主要是以人工为主,生产效率低,劳动强度高。为此,设计一款设施大棚专用履带自走、5~6m幅宽、均匀撒肥的机械,由动力传动系统、输肥装置、撒肥装置、机架总成与肥料喂入量控制机构等组成。该设计为大棚作物全程机械化提供了一种机械化农具,具有广阔的应用前景。     

考虑作物安全性的多能互补温室低碳控制方法

多能互补农业温室系统需深入考虑作物安全生长的环境条件,从而优化调控多源设备功率,实现系统的经济、低碳运行。为此,本文提出了一种考虑作物安全性的多能互补温室低碳控制方法。首先,构建含电、气、热农业温室综合能源系统的供能架构,建立各农业设备功率模型,阐明能量流和功率耦合设备的能量转换机制;然后,研究农作物生长的光照、温度、供水的安全边界条件,提出作物的日光照量与小时光照量合理范围、室内恒温的供热功率范围、科学供水的用电功率范围与用电时间范围,并采用数学模型详细描述;再者,提出电、气、热碳排放核算指标,建立综合运行成本和碳排放成本最低的功率优化控制模型,采用粒子群算法求解,得到优化用能方案;最后,通过算例仿真验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于LabVIEW分布式农业大棚设计

介绍一种基于LabVIEW的分布式农业大棚，在大棚不同区域设置终端节点，负责光照度、空气温湿度、CO2浓度和土壤湿度数据的采集和上传，同时接收集中器转发的指令，根据指令控制不同区域喷淋头、加热器、排风扇和遮阳板的动作，实现对各区域不同作物生长环境的分布精准调节。通过多点分布式监控，为大棚分区种植的每种作物提供最适合的生长环境，以满足职业院校农业类专业学生的实践需求。      

基于K-means聚类算法的草莓灌溉策略研究

为进一步提高日光温室封闭式栽培下草莓灌溉水肥利用率,研究了基质含水率和温度影响下的草莓灌溉策略优化方法。采用土壤水分传感器对草莓果期基质含水率进行实时监测,通过对基质含水率随时间变化的规律分析,并结合日平均温度进行K-means聚类分析,提出一种草莓优化灌溉策略。试验结果表明,灌溉第1阶段基质含水率快速上升,在灌溉结束时达到峰值,每次灌溉基质含水率平均提高21.5个百分点;第2阶段快速下降,在20 min内基质含水率平均下降3.5个百分点;第3阶段变化趋于平稳,在30 min内基质含水率平均下降1.2个百分点。在每个灌溉周期内,含水率呈线性下降趋势,在整个果期内,其斜率随日平均温度的升高逐渐增加,由0.0114增加至0.0365。研究结果表明,根据基质含水率变化和日平均温度区间进行定量灌溉,理论上果期每株草莓仅需要4.51 L水,可节水15.4%,该方法能有效提高水肥利用率,实现节水节肥。     

基于灰熵关联分析的温室智能调控系统研究

[目的]解决传统温室环境参数较难控制、水肥利用效率低等问题.[方法]引入灰色熵权理论,将各种环境要素视为不确定型多属性决策,计算与理想情况的接近度,建立了评价植物生长环境要素的数学模型;通过无线传感网络片上系统CC2530与传感器、物联网相结合,设计温室环境调控系统,调配温湿度、光照等各生长要素达到最优值,从而给植物配...     

Water and nutrient use efficiency of a low-cost hydroponic greenhouse for a cucumber crop: An Australian case study

The Australian greenhouse industry is primarily dominated by low-cost hydroponic greenhouses for delivery of water and nutrients to plants to grow a variety of vegetable crops including cucumber and tomato. The nutrient rich drainage water from these greenhouses is generally released into the local environment causing pollution concerns. This study was initiated to investigate the opportunities in recycling drainage water to increase water and nutrient-use efficiency of hydroponic greenhouses and reduce the environmental impact of the drainage water discharge. Results indicated that a total of 4.15 ML/ha of irrigation water was applied during the 13 weeks crop growing period of which 2.56 ML/ha was drained off and 1.59 ML/ha was used to meet the crop evapotranspiration demand. The study showed that the recycling of the drainage water resulted in a 33% reduction in potable water used for irrigation in cucumber production. The drainage water contained 59% applied N, 25% applied P and 55% applied K and illustrated the potential for nutrient recovery and production cost savings through the reuse of drainage water. This case study demonstrates that some relatively simple changes in irrigation practices within greenhouse systems to recycle drainage water can considerably improve sustainability of low-cost hydroponic greenhouses and help minimise the environmental footprint of the greenhouse industry.     

滴灌对农田N2O排放影响的研究进展

灌溉作为调控土壤水分状况的重要措施,直接影响农田温室气体的排放过程。滴灌是一种高效节水灌溉技术,其对温室气体排放的影响受到广泛关注。通过查阅大量文献,综合分析了滴灌对农田土壤N2O排放影响的研究进展与发展趋势。文献资料显示,滴灌通过调控土壤湿度和温度环境,改变土壤微生物菌群和土壤中气体传输速度,进而影响土壤N2O的产生以及排放速率;与其他灌溉方式相比,滴灌不破坏土壤结构,土壤内部水、肥、气、热条件稳定,适宜于作物生长,有利于土壤有机氮的矿化。但目前滴灌条件下温室气体排放的空间异质性和多种温室气体的同步定量研究等方面仍存在一些不足(例如:滴灌条件下土壤干燥区和湿润区N2O排放通量间差异研究和不同种类温室气体的同期影响研究)。今后,要加强监测滴灌下多种温室气体同期排放和不同土壤区域N2O排放差异,加强从分子水平探究滴灌模式下土壤微生物对N2O气体产生过程的作用机理等方面的研究,为构建环境友好型农业模式提供科学依据。     

阜新地区大棚高产早熟葡萄栽培技术研究

阜新地区春季气候条件非常适宜栽植大棚优质早产葡萄。总结阜新地区大棚葡萄种植技术,从品种选择、栽培形式、整枝修剪、温湿度管理、土肥水管理、新梢管理、花果管理和病虫害防治方面介绍技术要点。大棚栽植葡萄品质优良,经济效益高．可促进农民增产增收。     

InfoCrop: A dynamic simulation model for the assessment of crop yields,losses due to pests,and environmental impact of agro-ecosystems in tropical environments. I. Model description

The problems of agriculture in many tropical countries are gradually becoming more intense due to increasing food demand led by population growth, stagnation in farm productivity, mounting yield losses due to multiple pests, increasing vulnerability to global environmental changes and the need to reduce emission of greenhouse gases. Tools and techniques are needed to assist in developing strategies that can lead to higher food production, prevent crop production losses, and ensure minimal greenhouse gas emissions while maintaining soil fertility. Several dynamic models have been developed in recent past but most of these are generally strong either in soils and crops, or in greenhouse gases (GHG) emissions. Pest induced yield losses, a critical issue in the tropics, is not addressed in most models. InfoCrop, a generic dynamic crop model, has been developed to meet these specific requirements. It provides integrated assessment of the effect of weather, variety, pests, soil and management practices on crop growth and yield, as well as on soil nitrogen and organic carbon dynamics in aerobic as well as anaerobic conditions, and greenhouse gas emissions. The model considers the key processes related to crop growth, effects of water deficit, flooding, nitrogen management, temperature and frost stresses, crop–pest interactions, soil water and nitrogen balance and (soil) organic carbon dynamics. Its general structure relating to basic crop growth and yield is largely based on several earlier models, especially SUCROS series, and is written in Fortran Simulation Environment (FSE) programming language. The model has been validated for dry matter and grain yields of several annual crops, losses due to multiple diseases and pests, and emissions of carbon dioxide, methane and nitrous oxide in a variety of agro-environments. To increase the applications of model in research and development, an extremely simple menu driven version of InfoCrop has also been developed. The users of this version do not need any background in programming.     

基于模型优化预测与温度场分析的温室传感器故障识别

在温室高温高湿的工作环境下,传感器易出现故障,会对温室的智能管理造成一定的资源浪费,为保证智能化温室管理系统的有效运行,需要及时准确地对温室内故障传感器做出识别。通过试验对云南地区温室在夏季不同通风状态下室内场域的变化情况进行分析,以云南地区大型玻璃连栋温室作为研究对象,建立夏季不同通风方式下温室的三维稳态CFD模型,并结合试验对模型的有效性进行验证。根据实际的外界条件,对温室内部场域进行分析,预测出传感器节点位置处的环境数值,通过与实际读数进行对比,找出传感器读数异常位置。为进一步提高故障传感器识别的准确性,结合基于中值策略的传感器故障节点检测算法,能够及时准确地识别出温室故障传感器,为温室的智能化管理决策提供了准确的温室内环境数据。