基于温湿度场云图的小麦粮堆霉变与温湿度耦合分析

为了研究粮堆霉变和温度场、湿度场的时空耦合关系,该文建立了模拟仓装置,在模拟仓内装入体积比为9∶50的高水分小麦(20.1%,w.b.)和低水分小麦(11%,w.b.),于18℃恒温室内储藏800 h。试验过程中,高水分小麦中心插入30℃的加热元件,短时加热引发粮仓内部湿热迁移,通过构建温、湿度场云图,检测CO_2气体浓度和储藏霉菌变化,揭示温、湿度场与粮堆霉变的时空耦合关系。通过云图观察到湿空气上移而形成窝状高湿区,在温度适宜的条件下,高温中心区由于湿度偏低,几乎不发生霉变,窝状高湿区霉变最严重。当温度降低后,模拟仓内粮堆霉变受到抑制,微生物生长速度减慢。试验结果表明,在温度和湿度的变化和耦合过程中,粮堆霉变不仅是时间的函数,也是空间的函数。由于粮温散失较快,试验过程中,粮堆内没有观察到自发热点。该文可为今后进一步建立粮堆多场耦合规律和储粮过程中霉变发热的监测预报奠定基础。     

CO2气调防治储粮害虫试验研究

利用自行设计的试验装置,充入CO2气体使储粮害虫(谷蠹与米象)窒息死亡,以达到杀灭粮食害虫的目的.试验分为两个部分,一是在实验室里进行,试验温度分别在15～18℃和23～28℃;试验的CO2气体浓度分别控制在25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%和60%左右;试验时间分别为24、48、72、96、120、168 h.通过多次试验,找出了实验室试验的最佳参数:温度为(25±3)℃;CO2气体浓度为25%～35%;谷蠹杀虫保持时间为72 h以上;米象杀虫保持时间为48 h.二是在实验仓进行试验,将传感器通过管道分别布置在仓的各个部位,并每隔12～24 h,测取温、湿度等.实验仓的试验验证了实验室的试验结果,但杀虫的持续时间为10 d以上,研究成果为实仓应用CO2气调防治储粮害虫提供了可靠的依据.     

番茄对二氧化碳浓度增加的反应

本文综述了生长环境和根系介质CO2浓度增加对番茄生长发育、产量、品质和生理反应的效应,以及环境因素与CO2相互作用对番茄的影响。CO2浓度增加可以促进番茄生长,提高产量和品质; 可以促进光合作用、抑制呼吸,降低蒸腾,减轻病虫害发生。环境因素可以影响番茄对CO2的反应。今后应重点加强CO2浓度增加条件下番茄养分吸收特性的研究。     

果库温湿度智能调控系统的研制

为了精确地测量与调节果库的温度和湿度、利用自然冷源、提高果库的管理质量,设计了一个温度与湿度调控智能化系统。在主控单元中,采用了MCS-51系列的8031单片机,应用汇编语言;在温度的测量单元中,应用集成电路传感器,多通道巡检、采样,经主控单元处理,使测温误差控制在±0.2℃以内;在湿度测量单元中,应用电容式湿度传感器,并进行串联改造,使其在50%～100%的相对湿度范围内保持良好的线性度。在执行机构中,采用了继电保护,对系统的工作过程实行了数字显示、打印记录。     

利用Elman神经网络的华北棚型日光温室室内环境要素模拟

准确模拟日光温室内环境的变化过程是实现温室环境精准调控的前提.该研究以3个生长季的日光温室室内实时气象观测资料为基础,利用Elman神经网络建模的方法,对日光温室室内1.5 m气温、0.5 m气温和CO2浓度进行逐时模拟,对日光温室室内平均湿度、平均温度、最高温度和最低温度进行逐日模拟,建立基于Elman神经网络的日光...     

基于APSIM模型旱地春小麦产量对温度和CO2浓度升高的响应

为了探索气候变化对旱地春小麦生长的影响机理,在田间试验的基础上通过调试APSIM模型参数,并对模型进行检验,用APSIM模型模拟7个温度水平和7个CO2浓度水平组合设计下的春小麦产量,并采用二次多项回归和通径分析研究春小麦产量对温度和CO2浓度升高的响应。结果表明:当温度不变,CO2浓度每升高100 mol·mol-1,春小麦平均增产4.9%,最大增产可达到14.6%;春小麦产量随CO2浓度升高呈递增型二次抛物线变化,但春小麦产量会出现报酬递减。当CO2浓度不变时,温度每升高1℃,春小麦平均减产6.1%,最大减产幅度高达14.2%;春小麦产量随温度升高呈递减型二次抛物线变化。温度和CO2浓度同时升高对春小麦产量存在正的协同作用,但温度对春小麦产量负效应大于CO2浓度对春小麦产量的正效应。温度和CO2浓度同时升高会对旱地春小麦产量形成不利。     

基于可调谐吸收光谱的畜禽舍氨气浓度检测

为开发一种基于可调谐吸收光谱（Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy,TDLAS）技术的畜禽舍NH3浓度实时在线监测装置,以满足畜禽舍环境监测与控制的需要。该研究基于TDLAS技术,采用气室式封闭光程,搭建了一套畜禽舍NH3浓度检测系统。该系统采用波长为1 512 nm蝶形激光器作为光源,根据分子吸收光谱理论,采用波长调制技术,实现了对畜禽舍NH3浓度检测。为优化检测系统性能,通过改变锯齿扫描信号、调制正弦信号的幅值与频率以及输入信号与参考信号相位差,确定了系统最佳的调制参数,并通过系统优化试验确定了系统最佳的气室加热温度、系统响应时间与二次谐波平均次数等关键参数。最后,通过浓度标定试验与性能试验对检测系统进行了测试。试验结果表明,检测系统调制参数在正弦调制信号频率为9 kHz、正弦调制信号幅值为30 mV、锯齿扫描信号频率为1 Hz、锯齿扫描范围为170～215 mV、谐波分析中输入信号与参考信号相位差为50°参数下对应的二次谐波形状与幅值最佳;不同浓度NH3与二次谐波幅值之间具有良好的线性关系（拟合方程相关系数r=0.995 8）;检测系统的进气响应时间约为42 s（气室自充气达到目标浓度99%）;气室加热温度为403 K时,NH3在气室吸附作用最小;Allan方差分析表明,检测系统在积分时间为10 s时达到探测限,探测限为0.038 mg/m3。在最优系统参数下对系统进行性能试验,得到检测系统综合线性误差为1.00%,定量测量综合重复误差为0.51％,可满足畜禽舍内NH3浓度长期持续监测的需求。     

温室CO2气体浓度环境自动调控系统的研究

为了改善现代温室内气体环境的质量,提高温室的生产产量和产品品质,介绍一种新型温室CO2浓度自动调控系统,并运用射流理论,分析研究了系统的设计原理和方法,对系统的工作性能也作了相应的对比实验研究,结果表明该系统具有结构简单、自动控制性能好、造价低、运行经济可靠、补充CO2速度快、CO2浓度和气体流速分布均匀、增产效果和经济效益明显等特点.     

贮存条件对蛋清S-卵白蛋白形成的影响

为了探讨贮存条件对鸡蛋清S-卵白蛋白形成的影响,该文考察了贮存温度、湿度、二氧化碳浓度及涂膜处理等4个影响因素,并以S-卵白蛋白为变量建立了等价蛋龄预测模型。结果表明,S-卵白蛋白形成与贮存温度呈正相关,高温能加速形成;S-卵白蛋白含量受湿度影响不显著,高湿仅能有限抑制S-卵白蛋白形成;低浓度CO2(2.5%)抑制S-卵白蛋白形成效果不明显,而高浓度CO2(≥5.0%)抑制效果显著;涂膜处理能显著抑制S-卵白蛋白形成,尤其是油溶性、矿物油涂膜处理抑制效果极显著。指数回归模型分析建立了等价蛋龄预测模型,将S-卵白蛋白含量转换为等价蛋龄(25℃),可评价不同条件下贮存鸡蛋的鲜度。     

高精度温压检定系统的研制与试验

目前在低温（＜0℃）状态下尚无能同时对温度、压力、湿度进行标定的现成产品,基于双温双压原理该文研制了一套温、压检定系统,以实现对传感器和仪器设备同时进行温度和压力的标定;在给出系统结构、工作原理的基础上,建立了温度系统和压力系统的数学模型,给出了bang-bang控制和改进PID（proportional-integral-differential）的复合控制方法,最后进行了现场试验,试验结果表明：在系统的绝对压力为30～130 kPa,温度为-70～80℃时,温度测量绝对误差＜0.02℃,压力测量绝对误差≤15 Pa,温度控制绝对误差＜0.03℃,压力控制绝对误差≤18 Pa,温度和压力的目标确定度分别为0.06℃和10 Pa,结果表明该检定系统具有控制精度高、稳定性强和可靠性高的特点,可用于检定、地面仪器考核、探空仪器考核。该研究为进一步研究温、湿、压综合检定系统提供技术手段和试验数据。     

基于RFID读写器网络的粮库温湿度分布式监测

针对粮库粮情参数监测点多、通信距离远、系统扩展和移动性能差的现状,提出一种基于3级读写器网络的粮库温湿度无线监测系统。集成温湿度传感器SHT75、主控器MSP430F149及射频通信模块NRF905设计了一种RFID传感标签,分布在粮库内实时采集标签周围粮食的温湿度信息;前端读写器无线接收传感标签的温湿度信号并将其与时间及地址编码信息打包,中继读写器无线接收前端读写器的粮情信息并无线传输给终端读写器和中央监控计算机。试验表明,系统具有功能扩展方便、传输距离远（有效通信距离≥128?m）、路由选择与定位简单等特点。     

冷库温湿度计算机控制仪的研制

冷库温湿度计算机控制仪主要由ＭＣＳ－５１系列单片机、Ａ／Ｄ转换器、输出控制电路、显示电路、报警电路、测温和测湿器件等组成。温湿度控制范围为：温度（－４０～１１℃）±０．５℃;相对湿度：（０～１００％）±（２％～３％）。几年来的试运行结果表明,利用该计算机控制仪控制冷库的温湿度,控制精度高,库内温湿度波动小,提高了冷冻产品的质量,而且能耗明显降低,平均可节电８％～１０％。     

不同CO2浓度下鸡蛋呼吸仿真分析及验证

贮存环境中CO2浓度对鸡蛋呼吸作用及新鲜度变化具有重要影响,为了进一步考察在不同CO2浓度下鸡蛋呼吸释放CO2的扩散及新鲜度变化情况,该研究测定贮存在温度为25℃、相对湿度为65％、CO2体积分数分别为1.5％、3.0％、4.5％及空气(对照组)环境下鸡蛋呼吸和新鲜度,利用FLUENT软件完成不同CO2浓度下鸡蛋第1天...     

气温和CO2浓度变化对陕北地区冬小麦产量影响的模拟分析

分析气候变化对农业生产的影响,有利于制定相应的对策,保障粮食安全。在分析陕北地区1957—2013年气温、降水等气象因子变化趋势的基础上,利用AquaCrop作物生长模型模拟分析气温及CO_2浓度等气象因子变化对陕北地区冬小麦产量的影响。结果表明:陕北地区1957—2013年平均气温呈上升趋势,上升速率为0.22℃/10a,平均降水量呈下降趋势,下降速率为0.15mm/10a。气温每升高0.1℃,榆林和延安两地冬小麦分别增产1.5%和0.5%;CO_2浓度每增加10μmol/mol,两地冬小麦分别增产3.8%和2.0%;气温和CO_2浓度同时变化(即气温升高0.1℃同时CO_2浓度增加10μmol/mol),两地冬小麦分别增产5.1%和2.3%。仅考虑气温及CO_2浓度变化,陕北地区\"暖干+高碳型\"气候有利于提高冬小麦生产力,未来18年陕北地区冬小麦产量将实现不同程度的增产,在3种不同典型年下与2012年相比,榆林地区2020,2025,2030年枯水年、平水年和丰水年冬小麦分别增产21.2%~31.8%,25.4%~36.0%,29.7%~40.7%;延安相应3种典型年下增产3.3%~8.3%,4.4%~9.7%,4.8%~10.5%。因此,可在陕北地区适度增加冬小麦种植面积,增加农业产量。     

猕猴桃低温动态高湿过饱和态贮藏工艺的试验研究

为了延长猕猴桃的贮藏寿命,提出了随着贮藏期的不同,对猕猴桃实行低温动态跟踪和高湿度过饱和态贮藏,依此原理进行了实验。结果表明,在低温动态和高湿过饱和态条件下贮藏的猕猴桃与常规贮藏工艺相比,果实的硬度比传统贮藏法高出50.96 N/cm²,保持良好,使猕猴桃的商品寿命延长30 d以上;霉果率下降3～5个百分点;果实失重率下降8个百分点。     

氨基酸硒对桃设施栽培环境适应性的影响

探讨了硒提高桃适应设施栽培环境的效果,为提高设施桃的环境适应能力和改善果实品质调控技术提供依据。以4年生桃设施栽培的主栽品种中油4号油桃和春雪毛桃为试验材料,研究氨基酸硒对桃光合作用光响应曲线、二氧化碳响应曲线、温度响应曲线和蒸腾速率的影响。喷施氨基酸硒使设施桃的光补偿点和二氧化碳补偿点显著降低,表观量子效率和羧化效率显著提高,使设施桃净光合速率在高温条件下保持较高数值且呈平稳状态,显著促进了设施桃的蒸腾作用。喷施氨基酸硒显著增强了桃对设施弱光、二氧化碳浓度低、高温和高湿环境的适应能力,为设施桃品质的改善奠定了良好基础,因此,喷施氨基酸硒是一项切实可行的提高桃对设施环境适应能力的重要农艺措施。     

半开放式CO_2和温度递增系统(CTGC)的改进:CO_2浓度控制效果

环境控制模拟系统,是开展农田生态系统对全球气候变化响应研究的有效手段,但目前应用于试验中的模拟系统均存在一定局限,如CO_2气体过量消耗、试验成本较高、模拟的试验环境与真实的自然环境差异较大、试验空间有限、不易重复等。针对这些问题,本研究对半开放式CO_2浓度和温度递增模拟系统(CTGC)进行了硬件升级和设计改进,针对其CO_2浓度的控制效果包括CO_2浓度监测、CO_2气体释放两大系统进行改进,使其能达到精准控制CO_2气体释放,降低试验成本,精确模拟未来高CO_2浓度的生产环境,其空间面积较大,适合多种作物同时试验。改进后的系统利用电磁阀组和CO_2浓度检测传感器组成的多通道监测系统,实时检测各处理区域内的CO_2浓度,实现精准监测。在CO_2气体释放源端,采用比例调节式减压器,有效减少了CO_2从储气罐中被减压后在气体管路中的压力积蓄,控制CO_2气体精量释放;系统将CO_2释放方式由纵向改为横向,释放管道由主管加支管组成,由控制流量调节阀将主管与支管相连接,使气室内形成均匀的CO_2释放区域,从而达到CO_2浓度梯度升高的模拟效果。试运行结果表明,改进后的CTGC系统可以实现CO_2浓度387±4.5、441±13.4、490±20.9、534±24.3和567±28.9μmol·mol-1的梯度递增,系统对环境变化的响应速度加快,能够精确实时监测气室内各处理区域CO_2浓度的变化,并实现CO_2气体的精量释放;系统内的CO_2浓度梯度递增趋于稳定,从而更好地模拟大气CO_2浓度逐渐升高的过程,满足作物对气候变化响应研究的需要。