热阻帘在日光温室墙体热量释放调节中的应用初报

日光温室昼夜温差大,北墙作为主要蓄热体对温室夜间温度调节具有重要影响。冬季凌晨时段日光温室内空气温度较低,对作物生长不利,针对这一现象本文提出在日光温室北墙内侧使用"热阻帘"以延迟墙体热量释放的时间、从而提高凌晨低温时段室内空气温度的方法。通过在北京地区冬季的试验证明,夜间热阻帘覆盖墙体内表面时(晴天16∶00-4∶00,阴天16∶00-3∶00)试验温室墙体内表面热通量比对照温室分别减小38.5%、38.9%,热阻帘卷起后的时段内(晴天4∶00-8∶30,阴天3∶00-8∶30)墙体内表面热通量比对照温室分别增大7.2%、13.5%,在此低温时段内试验温室跨中空气温度比对照温室高0.28~0.32℃。     

黄土塬区农田蒸散的变化特征及主控因素

蒸散是水量平衡和能量平衡的重要组成部分,也是农田生态系统水分消耗的主要途径。为探究黄土塬区农田蒸散的日动态变化规律,运用涡度相关法、土壤水分及常规微气象观测系统等,于2013年作物生长季(4—10月)对试验区农田作物(冬小麦、春玉米)蒸散特征及影响因素进行分析。结果表明,降水对蒸散的影响较为显著,降水过后的日蒸散量较降水前会有所增加;农田0~100 cm土壤含水量变异系数较大,土壤水分变化剧烈,作物根系的集中分布范围在0~80 cm之间,因此0~100 cm土壤水分主要参与蒸散过程;晴天蒸散的累积量大于阴天,晴天和阴天的日均蒸散量分别为4.5、3.8 mm d-1,相差0.7 mm d-1。阴天蒸散开始的时间较晴天晚,阴天条件下的蒸散更易受到气象因子的扰动;不同天气条件下净辐射均为蒸散的主要影响因子,蒸散速率与净辐射变化趋势一致,但在时间上滞后于净辐射;在不同的土壤水分环境条件下,蒸散的过程和强度差异较大,水分胁迫条件下,全天蒸散量水平较低,"蒸散高地"的持续时间较长;而水分相对充足时,全天蒸散水平较高,"蒸散高地"持续时间较短,维持较高的蒸散速率的时间较长。     

稻草和地膜覆盖对冬季茶园保温增温作用的研究

通过对稻草秸秆覆盖、地膜覆盖等不同覆盖物表层及其对应的地表最低、最高温度23d连续测定与对比分析,研究了覆盖物对地表的保温、增温作用。各测点最低温度相关系数最小为0.889,最高温度相关系数最小为0.813,均在0.01水平显著相关,表明温度场高度相关。与对照相比,稻草覆盖使地表最低温度平均提高1.2℃以上,地膜覆盖则提高0.2℃以上。天气晴好状态下,稻草覆盖的保温作用强于地膜覆盖,且与覆草厚度无关;阴雨雪天气,稻草与地膜的保温作用均显著下降,稻草覆盖的降幅小于地膜覆盖,且覆盖厚度大降幅较小。天气晴好条件下地膜覆盖可以提高地表温度,无光环境中地膜无显著增温作用;将茶园覆盖的稻草分为晴天干草、晴天湿草、阴天干草、阴天湿草4种类型,其增温效果与稻草类型有关,且强于地膜覆盖。总之,与地膜相比,稻草覆盖保温效果好,并具有一定的增温效果,无污染,材料来源丰富,更适宜于作为冬季防寒材料。     

Photosynthesis of the rice plant under water stress

Leaf-resistance values sharply decreased after sunrise, remained low during daytime, and increased sharply toward sunset. This general pattern was modified by weather conditions and soil-water stress. On a cloudy day, leaf resistance remained low (3-5 s/cm) during daytime regardless of the soil-water regime. No increase in leaf resistance equivalent to “midday closure of stomates” was observed under flooded conditions on a sunny day. Under water stress and on a sunny day, leaf resistance began to increase in the morning or afternoon, depending on the degree of water stress. Both the light intensity at which the leaf photosyn-thetic rate reached light-saturation and the maximum value of the photosynthetic rate became lower as water stress became more severe. A simulation model revealed that crop photosynthesis was almost identical (17-18 g·m^-2·day^-l) for both water-stressed and well-watered crops on a cloudy day when solar radiation was 200 cal·cm^-2day^-l. On a sunny day, when solar radiation was 600 cal·cm^-2day^-l, however, crop photosynthesis under water stress reached its maximum at about 8 a.m., after which it declined with time and became almost zero after 12 noon. Under flooded conditions, diurnal changes in crop photosynthesis were similar to those of incident solar radiation. As a result, crop photosynthesis was about 33 g·cm^-2day^-l under flooded conditions and only about 10 g·cm^-2day^-l under water stress. Thus, crop photosynthesis under water stress was greater by 70% on a cloudy day than on a sunny day. This suggests that a partly shaded environment favors crop growth under water stress.     

砒砂岩地区3种主要树种边材液流动态特征

为深入了解砒砂岩地区主要树种的水分利用特征,以内蒙古圪秋沟小流域砒砂岩区水土保持科技示范区为研究区域,运用茎热平衡法(SHB)对沙棘、柠条、油松3种主要树种蒸腾耗水进行研究,监测3种树种的边材液流日变化及不同天气条件下的液流速率。结果表明:(1)在生长期内,3种树种的液流速率均呈单峰曲线,其到达峰值时间大体相同。(2)在晴天时,沙棘的平均液流速率最高,可达到0.117 72cm/s,而油松与柠条的液流速率相近,3种树种的日平均流速分别为0.029 01,0.018 15,0.022 03cm/s。(3)在不同天气条件下,3种树种的边材液流速率变化规律均为晴天阴天雨天,各树种达到峰值的时间也有所差异,其规律亦为晴天阴天雨天。研究结果旨在为砒砂岩地区植物水分供求关系提供数据支撑,为该地区生态恢复与环境治理提供理论依据。     

屋顶全开启型Venlo式温室的采光性能

不同天气（晴天和阴天）和开窗比例条件下,对屋顶全开启型Venlo式温室(温室A)白天室内、外光合有效辐射量子通量密度（PAR）进行测试。以屋顶通风窗型Venlo式温室为对照（温室B）,研究屋顶全开启型Venlo式温室的采光性能。结果表明：屋顶全开启型Venlo式温室在晴天条件下的平均透光率为53.7%,阴天条件下为52.1%,均高于对照。且屋顶全开启型Venlo式温室的透光率随着（屋面）天窗开启比例的增加而提高,而对照透光率无明显变化,表明开启的天窗减少了对太阳辐射的阻挡,提高了温室透光率。同时,屋顶全开启型Venlo式温室晴天条件下PAR分布均匀度均值为0.893,阴天条件下为0.916,均低于对照。不同天气条件下,随着天窗开启比例的增加,屋顶全开启型Venlo式温室PAR分布均匀度不断降低,而对照无明显变化,且屋顶全开启型Venlo式温室在晴天条件下PAR分布均匀度变幅大于阴天,表明开启的天窗集中阻挡了温室天沟附近太阳辐射的直射,从而导致其PAR分布均匀度较低。     

长江三角洲地区麻栎和栓皮栎蒸腾规律及其对气候因子的响应

森林蒸腾在维系森林生态系统水量平衡上起着重要作用,研究麻栎和栓皮栎的蒸腾耗水规律,有助于了解栎林的水文过程和水量平衡。采用热扩散探针法,对江苏省句容市麻栎和栓皮栎林蒸腾速率进行连续观测,研究蒸腾速率在晴天、阴天和雨天的日变化特征,以及不同天气下气候因子对蒸腾速率的影响机制。结果表明,麻栎和栓皮栎蒸腾速率日变化在晴天、阴天均为单峰型,而雨天峰型波动较大。晴天峰值出现在11:30—12:30,阴天峰值出现在13:30—14:00。不同天气下,麻栎、栓皮栎日均蒸腾速率表现为麻栎>栓皮栎,晴天>阴天>雨天。总辐射、气温、饱和水汽压差与麻栎、栓皮栎蒸腾速率呈极显著正相关。总辐射对麻栎、栓皮栎蒸腾速率的贡献最大,在晴天其贡献度分别为91.7%和85.5%,而在阴天为71.0%和80.1%,在雨天为50.4%和57.9%。总辐射是影响麻栎和栓皮栎蒸腾速率最大的气候因子,其次是饱和水汽压差、气温和土壤含水量。     

晋西黄土区沙棘与冰草蒸腾耗水规律研究

在沙棘与冰草生长季的典型阴、晴天,通过对其叶片蒸腾速率、光强、气孔扩散阻力的测定,探讨晋西黄土区典型灌草植被沙棘、冰草的蒸腾耗水规律.结果表明:研究区内沙棘与冰草在生长季典型阴、晴天蒸腾速率日变化曲线均呈单峰曲线;阴、晴天光强对沙棘、冰草蒸腾速率的影响均大于扩散阻力的影响;阴天单株沙棘、冰草的日蒸腾量分别为227.81,6.99 g,晴天分别是2521.19,13.1 g.这些结果为提高该地区林木水分利用率提供了理论基础.     

不同类型海水养殖水体温度日变化谐波分析

利用谐波方法对宁波地区2010-2013年代表性海水养殖水体(池塘和养殖海湾)在不同天气情况下(晴、少云、多云、阴)水温的日变化特征进行模拟,探究养殖水体温度的日变化规律。结果显示:(1)池塘和养殖海湾水温日变化的最佳谐波模拟阶数分别为2阶和3阶,2阶(3阶)谐波对池塘(养殖海湾)水温逐小时、日最高和日最低值模拟的绝对误差分别为0.24~0.31℃(0.1~0.15℃)、0.2~0.24℃(0.06~0.1℃)和0.11~0.15℃(0.06~0.08℃);(2)谐波模拟误差整体呈白天大夜间小,对阴天水温变化趋势的模拟效果较其它天气条件差;(3)池塘水温遵循以24h和12h为周期的日变化规律,其中24h周期比重最高,养殖海湾遵循以12h、24h和6h为周期的日变化规律,其中12h和24h比重较6h高,晴到多云天气条件下12h和24h周期比重相当,阴天24h周期比重明显下降。本研究论证了谐波方法对不同天气条件下池塘和养殖海湾水温日变化特征模拟的可行性,并定量评估了养殖水体日变化的周期特征,可为海水养殖水体温度精细化预报提供参考依据。     

基于块标记的田间叶片损伤区域分割方法

为了在田间开放环境中有效分割叶片损伤区域,该文结合Canny算子良好的边缘提取能力和叶片局部颜色变化相对较小的特征,提出基于块标记的叶片损伤区域分割方法,用于评价叶片损伤程度。使用Android系统手机在晴天大田开放环境中采集木耳菜、西红柿、黄瓜、茄子、桃、彩椒和蛾眉豆7种常见农作物叶片图像,在阴天采集丝瓜、葫芦、甜瓜、茄子和黄瓜5种叶片图像,然后进行分割。该分割算法在晴天和阴天总体的平均正确分类率为97.5%,平均错误分类率为0.3%,并且有较好的目标一致性和边缘清晰度。应用系统对叶片损伤程度的评价结果与手工分割比较,在晴天和阴天采集图像上的平均误差分别为2.340%和1.475%,可较好地应用于晴天和阴天环境。该方法可探索应用于田间植物叶片损伤程度评价。     

杀菌方式对石榴浊汁微生物和色泽的影响

为探讨不同杀菌方式对石榴浊汁在4℃冷藏期间微生物和色泽品质的影响,本研究采用超高压技术(HPP,450 MPa/1 min、450 MPa/5 min、550 MPa/1 min、550 MPa/5 min)、巴氏杀菌技术(PT,85℃/30 s)和高温短时杀菌技术(HTST,110℃/8.6 s)对石榴浊汁进行杀菌处理,并重点研究了抗坏血酸和色泽参数变化的动力学特征。结果表明,冷藏期间,HPP和HTST处理石榴浊汁微生物在标准范围内。HPP处理能较好地保留石榴浊汁中脱氢抗坏血酸(DHAA)的含量,而PT和HTST处理后DHAA含量较未处理样品(第0天)分别降低了21%和35%;冷藏期间不同杀菌方式处理后DHAA含量均呈下降趋势;经一级动力学模型拟合发现,HPP处理组DHAA的降解速率常数k值高于PT和HTST处理组。与热处理(PT和HTST)相比,冷藏前期,HPP处理能保持石榴浊汁较高的L^*、a^*、b^*值和较低的ΔE值,保持较优的色泽品质;采用一级分数转换动力学模型对L^*、a^*和ΔE值进行拟合,发现HPP处理样品色泽参数在冷藏过程中的k值同样高于热处理样品,即随着冷藏时间的延长,HPP处理组色泽品质逐渐降低。综上所述,HPP处理能在保证石榴浊汁冷藏期间微生物安全的同时,较好地保持其色泽品质。本研究为石榴浊汁工业化生产中杀菌方式的选择提供了理论依据。     

巨型塑料大棚内CO2浓度的变化分析

为探讨巨型塑料大棚CO2环境特征,测试了早春栽培黄瓜不同时期和不同位置棚内CO2浓度的变化,对棚内CO2浓度变化随群体叶面积指数、光合速率和土壤呼吸速率的关系进行了分析。结果表明：一日中棚内CO2浓度在7：00-8：00达最高,12：00-14：00处于低谷,晴天较阴天变化剧烈。结果期一日中的8：00-15：00,光合消耗CO2速率＆gt;土壤呼吸释放CO2速率,通风可维持棚内CO2浓度在293-330μL·L^-1;棚内CO2浓度垂直分布表现为近地面层〉植株内部〉冠层,水平分布表现为10：00-12：00东部〈中部〈西部,14：00-16：00东部〉西部〉中部;棚内CO2浓度的季节变化主要受黄瓜群体叶面积指数、光合消耗CO2速率和土壤呼吸释放CO2速率的影响,晴天棚内CO2浓度白天平均下降速率与LAI（x）的关系为y=78.468x＋48.694,阴天为y=54.358x＋18.322。     

改进Otsu算法与ELM融合的自然场景棉桃自适应分割方法

针对动态行进过程中拍摄的自然棉田场景图像的棉桃分割问题,提出了一种改进的自适应优化分割方法。首先利用改进的Otsu分割算法定位棉桃区域,对棉桃和背景区域像素点的RGB值分别采样;将样本用于训练ELM(extreme learning machine)分类模型;把图像分割转化为像素分类问题,用分类模型对棉桃图像进行像素分类以实现棉桃图像的分割。对晴天和阴天场景下自然棉田的图像进行了算法验证,能正确分割棉桃并定位棉桃位置,实现了非结构光环境下对棉桃的无监督的采样和分割定位,每幅图像的平均分割时间为0.58 s,晴天和阴天状况下棉桃的平均识别率分别达到94.18%和97.56%。将该算法与经典分类算法SVM(support vector machine)和BP在增加纹理特征和采用RGB特征的情况下进行对比,并分析了该算法在分割速度和识别率上都有较大优势的原因。试验证明该算法在棉桃分割中有很好的实时性、准确性和适应性,可为智能采棉机的棉桃识别算法提供参考。     

草莓浑浊汁维生素C降解动力学模型

为了弄清贮藏温度对草莓浑浊汁内维生素C降解的影响,建立其降解动力学模型,为选择草莓浑浊汁的贮藏温度提供依据。该文通过研究草莓浑浊汁贮藏过程中还原型维生素C和氧化型维生素C的降解与贮藏温度、贮藏时间的关系,建立了还原型维生素C和氧化型维生素C降解动力学模型。结果表明：草莓浑浊汁在贮藏过程中还原型维生素C和氧化型维生素C对热不稳定,还原型维生素C和氧化型维生素C降解符合一级反应动力学。经过验证表明该降解动力学模型有效,可用于草莓浑浊汁贮藏温度的选择和预测不同温度下的贮藏期。     

热辅助超声波处理对猕猴桃浊汁的杀菌效果及品质影响研究

针对热杀菌猕猴桃浊汁中营养成分损失严重的问题,本试验对不同热辅助超声波处理工艺参数对猕猴桃浊汁理化特性的影响及杀菌效果进行研究,并优化最佳工艺参数。以猕猴桃浊汁为样品,选取猕猴桃浊汁的理化指标及杀菌率为响应值,以超声功率、超声时间、温度为因素,进行响应面试验,在筛选猕猴桃浊汁理化特征指标的基础上,建立杀菌率及猕猴桃浊汁理化特征指标模型并优化得出最佳工艺参数。结果表明,猕猴桃浊汁的理化特征指标为叶绿素保存率、PPO活性、△E值、糖酸比;最佳工艺参数为:超声功率420 W、超声时间30 min、温度60℃,在此条件下,猕猴桃浊汁的叶绿素保存率为30.99%、PPO活性为19.48 U·mL^-1、△E值为4.43、糖酸比为6.17、杀菌率为95.68%。本研究为热辅助超声波技术应用于猕猴桃浊汁的加工提供了理论依据和技术指导。     

大棚型日光温室设计及光效应初探

大棚型温室是针对目前北方高寒地区日光温室春夏秋主要生产季节光照条件差的问题而设计的.通过实验测试、分析及建造成本比较认为大棚型温室的建造成本比土打墙日光温室稍高,而显著低于砖墙日光温室.大棚型温室内光照条件在5、6、7月份,无论晴天还是阴天均优于日光温室,特别在温室的北部表现更为突出.良好的光照条件为温室高产、优质奠定了基础.     

GREENSPAN茎流法对玉米蒸腾规律的研究

以盆栽玉米为试材、称重法为基准,验证了GREEN SPAN茎流法测量作物蒸腾量的可行性。茎流法与称重法两者测值的绝对误差为0.20~4.56 g/(株.h),相对误差为2.03%~10.42%,表明茎流计所测得的玉米茎流速率可准确的表示作物蒸腾速率。以此为基础,探讨了不同天气下GREEN SAPPAN茎流法实测玉米茎流的日变化规律:白天玉米茎流随太阳辐射及天气变化呈规律性变化,晚间有较细微而稳定的茎流。晴好天气,玉米茎流的日变化呈单峰曲线,多云或阴天天气,为不对称的“M”型,且茎流的启动时间存在一个受天气和太阳辐射变化共同影响的临界值。灰色关联度分析表明,晴好天气下,太阳辐射是影响蒸腾速率的主要因素;多云或多云转晴天气下,气温和相对湿度成为影响蒸腾速率的主要因素,太阳辐射的作用相对降低。     

广西贺州地区温室内空气湿度时空变化研究

以温室为研究对象,探讨研究了晴天、阴天、雨天3种不同类型天气条件下温室内空气相对湿度与绝对湿度的日周期时空变化规律以及整个冬季空气相对湿度与绝对湿度的时空变化规律。为合理调控温室内空气湿度以控制作物病虫害、提高产量和改善品质提供科学依据。     

地膜小麦土壤温度动态变化研究

地膜小麦和露地小麦土壤温度随生育阶段推后均呈增加趋势,拔节之后增加最快;与露地小麦相比,地膜小麦增温最明显的阶段是在出苗到拔节阶段,之后增温减慢。不同日测定时间土温动态变化不同。不同天气状况的增温效果大小顺序依次是晴天 > 阴天 > 雨天。地膜小麦土壤温度日变化最高温度出现在 14:00,而最大温差出现在18:00。     

基于偏好人工免疫网络多特征融合的油茶果图像识别

为提高油茶果采摘机器人机器视觉的识别率,该文提出了基于偏好人工免疫网络识别的油茶果多特征融合识别方法。在对油茶果图像进行处理的基础上,提取待识别目标区域的颜色特征、形态特征、纹理特征进行聚类,并提取典型油茶果多特征作为偏好抗体,使多特征参数在偏好免疫算法中进行有效融合。仿真试验结果表明,多特征融合的识别方法对油茶果果实的识别率在晴天时达到了90.15%,阴天时达到了93.90%。而时间复杂度基本不变,取得了较好的识别效果,该研究可为下一步油茶果采摘机器人智能采摘提供参考。