基于恒压变流控制的变量喷雾试验研究

针对变量喷雾过程中引起压力变化的问题,为研究其中压力稳定性现象,利用PID恒压控制和PWM变流控制相结合的方法,建立了恒压变流喷雾试验台。在试验台上进行恒压控制试验、喷雾角测量和雾量分布测量试验,从而验证所搭建的恒压变流喷雾装置的恒压稳定性。结果表明:在喷雾流量发生变化时,试验装置能使喷头的喷雾角和雾量分布稳定在固定范围内。     

温室智能装备系列之一百一十八 温室土壤太阳能环保节能消毒在线管理平台软件开发

<正>背景消毒是温室生产中一项重要的新技术,能够减少土壤消毒的能源消耗,实现高效循环,达到省工增效的目的。但是,作为一项对土壤保护非常有帮助的关键技术,土壤消毒的操作规程非常严格,操作不当会给农业生产带来一定的危害。为了解决这一应用问题,一些新的技术手段不断被开发和应用。介绍一种借助太阳能进行土壤消毒的新装备,针对土壤太阳能消毒作业时间长,操作过程耗时,监管困难的难题。配套开发了环     

生菜精量播种方法研究与装备开发

设施园艺作为设施农业中重要组成部分,以种植蔬菜、水果、花卉为主。其中,蔬菜种植首要步骤是育苗,育苗的关键环节是播种,播种质量的好坏将直接影响作物产量。虽然市场上有多种精量播种设备,但是对种子形状有着较为严格的要求,限制播种设备在中国的推广。因此,以蔬菜中具有代表性的生菜作为研究对象,通过对生菜种子无规则形状、粒径微小、重量轻等特点的研究,在现有技术的基础上设计一种更加适用于生菜种子特点的裸种精量播种装备,并通过Fluent仿真软件对播种装置的关键部件进行了设计,经过后期试验,通过以漏播率与重播率作为试验指标,得到播种成功率达到90%以上,满足生菜精量播种的要求。本装备补充和完善精量播种领域存在的不足,为设施园艺的未来发展提供更多的技术支撑与方法。     

温室智能装备系列之一百一十五 3W-200P新型温室土壤消毒喷雾一体机的开发

<正>背景规模化和工厂化集中生产大幅度提高了温室蔬菜的产量,降低了蔬菜产地销售的成本。随之而来的问题是,单一品种的蔬菜连续种植后,引起土壤有害病菌的积累,这种病菌的积累最终会影响土壤的质量。另外,还有一个更为严重的问题,土壤质量的持续下降,会引起一些土传病害的集中爆发,给生产带来严重的危害,甚至导致绝产或绝收。     

减氮配施有机肥对夏玉米——冬小麦土壤硝态氮及氮肥利用的影响

为实现华北平原夏玉米—冬小麦的高产及氮肥的高效利用,采用田间小区试验方法,研究了氮肥减量及其与有机肥配施对夏玉米—冬小麦轮作体系内土壤硝态氮分布及氮肥利用的影响。结果表明:与不施氮处理(CK)相比,施用氮肥增加了冬小麦和夏玉米的生物量和产量,而在农民习惯施氮基础上减量1/3不会显著影响到生物量和产量。其中减氮配施有机肥(ONM)处理的周年总产最高,相比习惯施氮(CN)和减氮处理(ON)分别提高了1.85%和3.78%。处理CN的0～180 cm土壤硝态氮累积量的周年变化均值达502.7 kg hm-2,分别是处理CK、ONM、ON的2.95、2.17、1.56倍。与处理CN相比,处理ONM显著降低了剖面(0～180 cm)土壤中的硝态氮含量,其中在夏玉米季和冬小麦季的降低幅度分别为18.1%～66.7%和37.3%～87.2%。处理ON和ONM相比处理CN,植株周年总吸氮量无显著性差异,氮肥利用率却得到了显著提高。其中处理ONM的周年氮肥利用最高,比处理CN提高了36.9%。综合分析,减氮与有机肥配施不仅显著降低了0～180 cm土壤硝态氮含量,大幅度提高了氮肥利用率,且有助于增加冬小麦和夏玉米的生物量及产量。     

玉米精量播种监测系统的设计与试验

针对玉米精播机作业时常会发生导种管堵塞、地轮排种轴机械传动系统故障及种箱排空造成的漏播等现象,基于单片机技术设计了一套玉米精量播种监测系统,包括整体结构与排种监测传感器电路,完成了相关参数设置。该系统实现了对玉米精播机的播种量、播种速度、播种面积、地轮转速、排种轴转速、种箱料位及机具升降状态等指标的实时监测和漏播故障诊断功能,支持对精播机作业数据远程实时监控管理功能。试验结果表明:玉米精量播种监测系统单粒测量精度约为98.8%,能够实现作业过程的实时监测及远程监管功能。     

越冬期麦田根区水热耦合模型参数原位估算与检验

越冬期根区充足的蓄水量有利于春季冬小麦的生长并有助于增产,而冬季作物根区水分运移规律通常借助土壤冻融过程水热耦合模型来描述,但该模型的预测精度受参数确定方法与边界条件等多种因素的影响。为了提高模型预测精度,提出了一种改进型的土壤冻融过程水热耦合模型参数估算方法,即运用土壤冻融特征曲线(冻土未冻水含量和土壤温度的关系)来原位估算土壤水热耦合模型参数,并检验该方法的适用性。在此基础上,评价地表蒸发量对模型预测精度的影响。大田试验在北京市昌平区小汤山精准农业示范基地开展,历经两个越冬期(2011—2012年和2012—2013年),利用管式介电传感器、温度传感器和蒸渗仪分别采集了土壤剖面未冻水含量、土壤温度和地表蒸发量数据。利用第1个越冬期(2011—2012年)的数据拟合土壤冻融特征曲线,对土壤水热参数进行最优估算,利用第2个越冬期(2012—2013年)的数据评价估算参数和地表蒸发量对模型预测精度的影响。结果表明:利用估算参数的模型预测值整体上与实测值相符。考虑到地表蒸发量对模型水热上边界的影响,第2个越冬期10 cm处未冻水含量与温度预测值和实测值的RMSE分别为0.046 m3/m3和1.883℃,20 cm深度RMSE分别为0.071 m3/m3和2.347℃。相比之下,在未考虑地表蒸发量影响下,第2个越冬期10 cm处未冻水含量与温度的模拟值和实测值的RMSE为0.059 m3/m3和2.149℃,20 cm深度RMSE为0.081 m3/m3和2.666℃。提出的改进型模型参数估算方法能够保证模型的预测精度,且考虑地表蒸发量的影响能够进一步提高模型的预测精度,随着深度的增加,蒸发量对水分与温度的影响逐渐减小。     

温室智能装备系列之一百 在线探测温室大棚暴雪厚度实时传感系统的开发

暴雪天气对温室大棚的损坏来自于积雪过多沉积未能及时清除,导致短时间内温室大棚结构荷载过大而发生坍塌。基于上述问题,研究开发了一种在线探测温室大棚暴雪厚度的实时传感系统,该系统将可以和预设阈值的实时扫雪控制系统一起运行,避免暴雪给温室结构带来的破坏。     

负水头灌溉对番茄不同生育期生长特性的影响

[目的]通过温室盆栽试验,研究负水头不同供水吸力对番茄各生育期耗水量和光合特性、植株水分利用效率和产量的影响,为负水头在番茄生长生产中的合理应用提供理论依据。[方法]采用负水头灌溉装置,设置4个不同吸力值,分别为5(T1)、6(T2)、7(T3)、8(T4)kPa,测定不同吸力值下番茄各生育期内的耗水量和光合特性、植株水分利用效率及产量,进行比较分析。[结果]通过比较各处理间番茄不同生育期耗水量可知,T1、T2、T3、T4处理的番茄初果期耗水量均最高,分别为22.05、18.89、21.11、18.46kg·pot~(-1);各处理的番茄叶片净光合速率和蒸腾速率随番茄植株的生长呈现先增大后减小的趋势,与番茄各生育期耗水量的变化趋势基本相同;与T1、T3、T4处理相比,T2处理的番茄植株水分利用效率和产量均为最高,分别为17.8g·kg~(-1)、0.71kg·pot~(-1)。[结论]负水头吸力值6kPa处理的番茄植株耗水量最小、植株水分利用效率及产量最高,表明吸力值6kPa的土壤含水量及灌溉量最有利于番茄生长,为温室番茄生长节水灌溉和负水头灌溉合理应用于番茄等温室作物优质高产提供一定的理论依据。     

有机栽培水肥一体化系统设计与试验

A water and fertilizer integrated system for organic cultivation was designed. The system integrated functions of preparing and compounding organic liquid as well as automatical irrigation. Through different subroutines of the system, the aerobic fermentation of organic materials, liquid filtration, compounding and dilution of stock solution, and decision and execution of irrigation strategy can be conducted. Thus, the integration of preparation and management of nutrient solution in organic cultivation, as well as high efficiency and fine management in water and fertilizer could be achieved. In order to verify the reliability and applicability of the system, coconut chaff was selected as organic matrix and non soil and organic cultivation experiment of cucumber was carried out in the solar greenhouse. The results showed that the system was operated stably in preparation of organic liquid and management of water and fertilizer was good in cucumber cultivation. The mechanization and automation of organic fertilizer and water management was implemented. The yield of cucumber was up to 48165kg/hm2, the content of total soluble sugar, vitamin C and titratable acidity were 2.7%, 99.2mg/kg and 008%, respectively. The development and application of this system would break through the bottleneck that existed in water and fertilizer management in organic cultivation, and it had important realistic significances.