酒糟沼渣基质对番茄生长及其品质的影响

本试验基于番茄有机基质栽培模式,研究酒糟沼渣不同粗细渣配制的基质ZH(细渣∶粗渣=2∶1)、ZX(细渣∶粗渣=1∶0)、常规基质草炭(CT)及椰糠(YK)对番茄植株生长、产量及品质指标的影响。结果表明,沼渣基质的有机质和总养分含量较高,重金属和有害生物都远低于相关标准,四种抗生素在0. 75 mg/kg为检出限情况下未检出,理化指标都在合理范围内,p H和EC值相对较高。沼渣基质可以促进番茄生长、改善果实品质、增加产量,其中ZH处理的株高、茎粗、叶面积高于其它3个处理,但无显著差异,仅根冠比显著高于其它处理; ZH处理产量最高,比最低产量处理YK增产11. 58%,但4个处理间差异均不显著;沼渣基质较椰糠和草炭基质提高果实可溶性总糖、还原糖(果糖、葡萄糖)和VC含量,降低可滴定酸含量。ZH处理果实可溶性蛋白显著高于其它处理。主成分分析表明,ZH处理番茄综合品质评价最好;相关性分析得出,植株叶片C/N与番茄可溶性糖、可滴定酸、可溶性蛋白存在显著或极显著相关。本研究结论为沼渣基质可作为有机栽培基质,综合生物学、产量、品质性状分析结果认为,细渣与粗渣为2∶1的配比基质是有机基质栽培番茄的最佳配方。     

温室水循环太阳能利用系统高效节能控制策略

针对目前温室水循环太阳能利用系统无法在合理时间集热的问题,开发模面装置,基于其表面综合温度提出高效节能控制策略。理论分析表明,日间表面综合温度反映集热器表面可集太阳余热,利用该温度与蓄热水池内水温之间的差值可较准确地判断集热时机;夜间表面综合温度接近于室内气温,利用该温度进行放热控制的方式实质上就是利用室内气温的方式。通过现场试验,测试提出的控制策略下实现的中空板水循环太阳能利用系统的集放热效果,并与现有的基于设定时间点或室内气温的控制方式的能力进行对比。试验结果表明中空板系统在提出的集热控制策略下获得的晴天的集热量（404.1 MJ）与多云天和阴天的集热量（分别为225.9和62.7 MJ）差异显著。而设定时间点控制集热,导致少集热（1.4 h）、无效运行（1.7 h）等问题。基于室内气温方式浪费集热时机：集热初期,太阳辐射较强,系统本可集热（31.8 MJ）,且集热量远大于能耗,集热COP（Coefficient of Performance）达20.2,但因气温低,并不运行;集热末期,还出现短期无效运行（多云天为0.7 h;阴天为2.4 h）。该研究提出的集热控制策略能以更低能耗实现更高集热量;放热控制方式也具有一定优势。     

基于CFD模型的大跨度温室自然通风热环境模拟

大跨度温室作为一种新型南北走向的钢骨架覆膜温室,解决了传统日光温室土地利用率低、空间狭小的问题。为了研究在自然通风条件下大跨度温室的温度和气流场的分布规律,以及不同室外风速条件下通风口开度对大跨度温室温度和气流场的影响,利用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)软件构建三维稳态大跨度温室模型,模拟自然通风条件下大跨度温室内的温度场和气流场,并采集典型晴天下通风口开启50%时大跨度温室内13个测点的温度,将各测点的测量值与模拟值进行比较,最后利用已验证模型模拟分析通风口开度(25%、50%、75%、100%)在不同室外风速(1、2、3、4 m·s~(-1))条件下的大跨度温室温度和气流场。验证结果表明:模型模拟值与实测值的绝对误差在0.2~2.8℃,均方根误差为1.6℃,最大相对误差为9.9%,平均相对误差为4.1%,表明模拟值与实测值吻合良好。模拟结果显示,温室顶部温度高,底部温度低;室外冷空气从西侧通风口进入,温室内西侧温度低于东侧;温室内平均风速从南到北逐渐减小;温室中部风速明显小于东西两侧。大跨度温室上通风口及侧通风口全开时,温室内温度分布较均匀。温室通风口开度一定时,温室内通风率与室外风速呈显著线性正相关。考虑温室内温度及风速对作物的影响,以降温为主要目的时,建议通风口开度取75%~100%,若室外风速大于3m·s-1且室内温度能满足作物生长,则建议通风口开度75%。     

大跨度主动蓄能型温室温湿环境监测及节能保温性能评价

针对日光温室土地利用率低,单体小不能进行立体栽培果树种植,不利于机械化操作等问题。该文提出一种大跨度主动蓄能型温室,该温室南北走向,双屋面拱形钢骨架结构,并采用主动蓄放热系统进行能量的蓄积与释放。该试验以传统砖墙日光温室作为对照,对大跨度主动蓄能型温室室内外温湿度以及主动蓄放热系统的能量收支进行分析,并对比2种温室的建造成本,综合分析了试验温室保温节能效果及经济效益。结果表明:大跨度主动蓄能型温室土地利用率高达87.4%。温室夜间平均气温高于10℃,无极端低温,晴天夜间平均气温比对照温室高1.5~3.1℃,比室外高13.9~19.3℃;阴天夜间平均气温比对照温室高1.2~2.8℃,比室外高12.5~18.9℃。夜间室内相对湿度平均比对照温室低7%~10%。主动蓄放热系统性能系数COP(coefficient of performance)为3.4~4.2,平均每天能耗0.013 k Wh/m2,与传统燃煤锅炉加温系统相比,平均节能率为47%。大跨度主动蓄能型温室建造成本每平米307.2元,比传统砖墙日光温室低144.5元。大跨度主动蓄能型温室是一种土地利用率高,单体大,保温性能良好,能进行冬季果菜生产的新型温室类型,且投入少,综合其经济环境效益,值得推广应用。     

中国设施农业研究现状及发展战略

本文以设施农业的发展背景分析为基础,介绍了目前国际上在温室智能化管理、节能与新能源利用、高效栽培、植物工厂和温室机器人等设施农业关键技术领域的发展趋势,对我国设施农业的研究现状和问题进行了系统阐述。针对目前我国设施农业存在的问题,提出了今后的发展战略和建议。     

超声波雾化栽培装置的研制和应用效果

雾培是解决植物根系水气矛盾的一种最佳栽培模式之一,为解决现有雾培方式中雾滴直径大、冲力强和雾化均匀度低的问题,该文介绍了一种新型超声波雾化栽培装置。该装置将超声波雾化技术与植物种植系统相结合,所形成的水雾在空气中飘浮时间大于1 min,并自然弥漫至根系各个部位,使植物根系能够均匀吸收养分和水分。此外,通过生菜栽培试验表明:该装置比水培装置节省用水70%,冬季生产时可提高植物根系环境温度4～7℃,并可显著提高生菜植株的根系活力。     

基于CFD的LED补光灯模型构建与验证

为明确植物工厂CFD环境模拟中LED补光灯的边界条件设置,构建单层LED补光栽培架(原型),并根据原型在CFD软件中建立规格一致的栽培架三维模型,对三维模型进行模拟分析,将得到的模拟值与原型实测值进行对比分析,验证LED灯边界条件设置的可行性。在模型中将LED补光灯分为反应器和灯罩两部分,反应器为LED补光灯的灯板,设置为热源边界条件,根据红、蓝灯珠数量及其对应的电光转化效率计算其单位体积散热量,灯罩为LED补光灯表面的塑料壳,起保护灯珠的作用,设置为导热材料,将三维模型的风速、温度模拟值与栽培架原型的实测风速值、温度值进行对比,结果表明:1)栽培架三维模型中LED补光灯的散热量为34 166 W/m3;2)通过模拟值与实测值对比,30个测点实测风速值与CFD模拟风速值的均方根误差为0.06,46个测点实测温度值与CFD模拟温度值的均方根误差为2.63,模拟值与实测值吻合良好。在植物工厂CFD模拟中,可以将LED补光灯反应器设置为热源、灯罩设置为导热材料。     

日光温室热压风压耦合自然通风流量的模拟

通风是温室环境调节的重要手段,通风流量计算涉及流量系数与风压体型系数,因此有必要定量分析不同通风模式下的通风流量及对应的系数,为通风调节提供理论依据。本文分析了热压风压耦合作用对通风流量的影响机理,构建了通风流量与热压风压作用关系的数理模型;采用CO₂气体示踪法测试日光温室模型(按1:5的比例缩小)在不同通风口宽度条件下的通风流量,将试验测得的通风流量、空气温度、风速和通风口宽度等参数代入模型,对模拟值与实测值进行多元线性拟合,得出拟合度最高的流量系数与风压体型系数。结果表明：当温室模型通风口宽度为3、5和7cm（相当于实际温室通风口宽度为15、25、35cm）时,热压风压耦合作用的通风流量可按G=0.81S•（H•?T/T)^0.5 +0.078S•u、G=0.63S•（H•?T/T)^0.5 +0.067S•u 和G=0.46S•（H•?T/T)^0.5 +0.058S•u分别计算,式中S、H、?T、T、u分别为通风口面积、宽度、室内外温差、室外温度和风速;相应的流量系数分别为0.78、0.60和0.44,风压体型系数分别为0.04、0.05和0.07;在总通风流量中,当室外风速高于1.5m·s^-1时,风压通风流量所占总通风流量的比例均高于50%,风压通风占主导作用;当室外风速大于2.5m·s^-1时,风压形成的通风流量所占比例均大于70%,说明此条件下可忽略温度即热压的影响。     

酒糟沼渣在番茄基质育苗上的应用

利用植物营养学和园艺栽培学的研究方法,对酱香型白酒酒糟沼渣的理化性状及其作为番茄育苗基质的应用进行了研究。结果表明:1)纯沼渣不适合直接用作育苗基质,需要经过发酵和复配工艺。发酵后沼渣基质粒径更加均匀、吸水能力增强,但是,电导率EC值明显增加,较未发酵基质降低了发芽指数及出苗率,经过复配窖泥和蛭石可使基质理化性状达到合理范围;2)通过不同基质配方的番茄育苗试验,筛选出最佳配方为m(细渣)∶m(蛭石)∶m(窖泥)为15∶8∶2,具有促进番茄生长、提高生物量及培育壮苗的作用。该配方的株高、茎粗和叶面积分别比对照增加了108.33mm、1.28mm和35.08cm2,地上部和地下部生物量(干重)显著高于对照及其他处理,壮苗指数达到0.49,显著高于草炭对照。因此,酒糟沼渣是良好的育苗基质材料,经过好氧发酵与复配可以应用于番茄育苗。     

甘薯水耕栽培研究

本文通过比较分析国内外水培甘薯的研究概况,揭示了水培甘薯的优势并对其应用前景进行展望,对于将来甘薯应用水培生产具有重要的指导意义。