茶园高架风扇防霜效果试验与控制系统设计

为防止早春晚霜对茶叶的危害,提高茶叶的品质和产量,进行茶园高架风扇防霜效果试验及风扇防霜控制系统设计。高架风扇防霜效果试验表明：逆温条件下,风扇防霜效果好;风扇轴线方向25m范围内温度均有不同幅度的提高,20m范围效果尤为明显;随着作用距离的增加,温升幅度减小;试验中最高升幅达3.6℃。根据试验结果设计了以PC机为主控单元、各终端节点以MSP430单片机为核心的控制系统,采用RS-485总线实现通信。各终端节点作为一个独立的控制单元,监测各节点温度并根据冠层温度和逆温条件控制风扇的开启和关闭。假定茶园上空3m高处温度为TA,茶树冠层温度为TB,则开机条件为：TA〉TB,TB〈0;关机条件为：（TA≥TB,TB〉0）U（TA≤TB）。     

茶园高架风扇防霜系统设计与试验

早春倒春寒气候条件下,茶树遭受严重的晚霜冻害,造成茶叶产量和品质的下降。在分析倒春寒逆温气象特点的基础上,研究了将近地上方高温空气与近地低温空气混合,实现防霜的作用机理;总体设计了以轴流风扇为核心部件的高架风扇防霜系统;对系统作用区域的风速分布特征、温度分布和温升效果,进行了试验研究。结果表明,一套功率3kW的风扇防霜系统有效覆盖面积大于1000m2,在外界气温-4℃的霜冻条件下,可提高冠层温度4℃,能够有效预防消除茶园晚霜冻害。     

"茶园风扇防霜关键技术及其应用研究"通过验收

镇江市科学技术局受江苏省科学技术厅委托于2008年4月27日在丹阳组织有关专家对江苏大学农业工程研究院、丹阳市迈春茶叶研究所等单位承担完成的江苏省国际科技合作项目《茶园风扇防霜关键技术及其应用研究》(编号BZ2006039)进行验收。     

茶园防霜机不同时间尺度作用效果研究

在发生晚霜的茶园中,试验研究了防霜机不同时间尺度启闭的防霜效果。在茶树萌芽前不同天数、降霜前和日出后不同时间,分别设定开始启用和启闭防霜机的处理,测定其对茶树生长、冠层温度和防霜范围的影响。结果表明：在茶树萌芽前20、15、7 d开始启用防霜机,使新梢长度、芽密度和百芽质量均比对照增加20%以上;防霜机在降霜前2.0、1.5、1.0 h启动,对茶树防霜效果更显著,作用半径比对照增大60%以上;防霜机在日出后2.0、1.5、1.0 h延停,在开始的1 h内可平均减缓冠层温升45.76%,并减小茶树叶片光合强度的降幅。所以,晚霜时为保持茶树较好的长势和产量,应在茶树萌芽前不少于7 d开始启用防霜机,且合适的启动和延停时机分别为降霜前1.0 h和日出后1.0 h。     

国产新型茶园防霜机应用效果试验

<正>早春"倒春寒"、晚霜冻害已成为影响十堰市名特优高档茶产量和品质的制约因素。为探索更经济适用、方便可靠的防霜方法,2012年,十堰市农机技术推广中心从江苏大学引进了6台"风科"茶园智能化防霜机,分别安装在十堰市张湾区凤凰山茶场和竹溪县汇湾乡九里岗茶场,通过进行防霜冻试验,取得很好的效果。一、茶园智能化防霜机防霜原理一般早春出现霜冻的时候,均晴朗无风,昼夜温差达10℃以上,这种天气会伴随着"逆温"现象的发     

国产新型智能化茶园防霜机应用效果分析

早春"倒春寒"晚霜冻害已成为影响我市名特优高档茶产量和品质的制约因素,为探索更经济适用、方便可靠的防霜方法,通过对国产茶园防霜机进行示范应用,分析该机在我市茶园的实际应用效果,为大面积推广应用国产新型智能化茶园防霜机提供比较依据。     

茶园防霜技术及设备推广研究

茶园防霜机是现代茶园的标志性设施，是现代化农业工程和技术在茶叶生产中的集中应用，是智能化农业机械产品。与传统茶园的覆盖、烟熏、喷水等防霜技术相比，防霜机具有自动化程度高、使用寿命长、操作简单、省工、节能环保、安全稳定等优势。     

茶果园防霜机械系统的防霜机理与技术

茶、果园防霜技术在日本已是较成熟的技术,镇江市从2007年开始引进试用,取得了很好的效果。根据三年的试验结果,从茶园霜冻害的特点和成因、茶园霜冻害发生的机理、防霜机械系统的防霜作用等方面作了一些分析,同时根据茶园防霜的技术要求提出了设计、安装和和温度设定的技术要点。     

茶园使用防霜机械系统的初探

随着早茶价格的上升,制作高档茶叶的早芽良种种植面积迅速扩大.由于江苏省早春气温不稳,茶园遭受霜冻危害时有发生,给茶农造成的经济损失巨大.为探讨方便、省事、可靠的防霜办法,引进日本茶园普遍采用的DFC1030-3K型茶园防霜机械系统进行试验,探索该机械系统在我地实际应用的效果,为茶园各种防霜措施比较提供科学依据.     

茶园防霜机在无霜害情况下的作用新探

茶树在轻度霜冻情况下,不一定会形成霜害,只有当霜冻发生,茶树所承受的低温超过其所处生育期的抗寒极值时,才会发生霜冻害。茶园用机械防除霜害,比传统烟熏、覆盖、喷水等农业措施省工、省时、自动化程度高,是一次性投人多年收效的物理防霜措施,除霜效果已在近年的生产实践中得到证实,特别是2013年,在防除连续5次霜冻的过程中,为茶农增收、茶园增效发挥了十分显著的作用。     

防霜风机圆弧板叶型降噪结构设计与试验

夜间作业时茶果园防霜风机产生的噪声严重影响周边居民,为降低圆弧板叶型防霜风机的气动噪声,进行了锯齿降噪结构设计。以锯齿长度、宽度、个数和位置为试验因素,以叶轮轴线正前方1 m处声压级和出口面平均风速为评价指标,采用数值模拟和响应面法结合的方式优化锯齿结构参数。优化结果表明：锯齿参数对声压级影响由大到小为锯齿宽度、个数、长度、位置;对风速影响由大到小为锯齿位置、宽度、个数、长度。最优参数组合为锯齿长度26.0 mm、宽度11.6 mm、个数16、位置480.0 mm。对锯齿叶型进行了性能测试,试验结果表明,锯齿叶型正前方、正后方和径向右侧各监测点的声压级比对照叶型平均降低7.71%,距离锯齿叶型风机30 m处的声压级低于国标限值45.0 dB。两款叶型风速分布趋势相近,在12 m处测得,对照叶型和锯齿叶型的最大风速分别为3.19、3.17 m/s。两款叶型均能够产生较好的温升效果,锯齿叶型在10、15 m处平均温升分别为2.8、3.2℃;对照叶型在10、15 m处平均温升分别为3.0、3.1℃,两者无显著差异。结果表明,在保证防霜性能的前提下,锯齿叶型可有效降低风机噪声。     

茶园仿生往复式开沟松土机设计与试验

丘陵山区茶园土壤板结、石砾较多,使用传统旋转或移动式开沟机会出现打石跳刀、刀具无法入土、开沟不深、作业阻力大的问题。为此,依据人工铲土具有自发性以最低功耗完成最优作业路径的特点,设计仿人工铲土动作的曲柄摇杆式开沟装置,并研制小型茶园往复式开沟松土机。通过分析人工使用铁锹铲土的动作,建立入土、切土、抛土的运动模型,基于Matlab软件分析得到人工铲土时铁锹锹尖运动轨迹的拟合方程,以此方程为基准,建立曲柄连杆机构的目标函数,结合约束条件解出曲柄摇杆机构结构参数,同时对开沟铲进行开沟阻力分析,确定开沟铲的结构参数。建立Recurdyn和EDEM耦合的开沟铲-土壤互作仿真模型,并进行三因素三水平正交试验,对作业和结构参数进行优化,得到最优参数组合：机器前进速度v为0.06 m/s、曲柄转速n为42 r/min、入土倾角φ为80°。田间试验结果表明,茶园往复式开沟松土机作业平均开沟深度为211.5 mm,开沟功率为0.119 kW,沟深稳定性系数为90.9%,相较于传统旋转式开沟机,开沟功率降低6.3%,沟深稳定性系数提高3.1个百分点,整机作业质量满足茶园农艺要求。     

茶树喷灌防霜中植株储水/冰量动态变化与影响因素研究

喷灌是园艺作物有效的防霜技术之一。为确定茶树喷灌防霜需水量和节约水资源,需研究喷灌过程中植株的储水/冰量动态变化及影响因素。本文设计了一种防滴落、茎杆水收集及称量组合装置,可直接精确获取整株茶树的储水/冰量;试验分析非冻结和冻结、微量和摇臂2类喷头条件下储水/冰量变化的异同;最后探究了冻结下微量喷头喷灌时长对储冰量和茎杆水量的影响。研究结果表明,非冻结条件下,茶树储水量变化经历积累、动平衡和干燥3个阶段;冻结条件下的储冰量随喷灌进行持续增加,并在停喷后较长时间内保持不变,即积累和保持阶段,随后依次经历融化流失和干燥阶段;相同喷灌压力和时长下,微量喷头的储水量和储冰量分别是摇臂喷头的1.2倍和2.0倍;微量喷头喷灌时长对最大储水量无明显影响,约为0.22 kg,最大储冰量则随喷灌时长的增加而显著增加,1.5 h的储冰量是0.5 h的2.9倍。微量喷头作用的茎杆水量,在非冻结和冻结条件下也较高,分别是摇臂喷头的3.0倍和2.7倍。本文研究了茶树植株表面储水/冰量变化及影响因素,改进了灌木类植物冠层截留量的测量方法,为提升防霜效果和实现精准喷灌奠定了基础。     

Forecasting Earth Surface Temperature for the Optimal Application of Frost Protection Methods

A method is presented which predicts when the earth surface temperature will fall below a safe threshold for plants during a night of frost. The method requires as an input a set of earth surface temperatures which ought to be measured soon after sunset. Unknown parameters of the heat transfer process in the soil and the air are determined by an optimization procedure. Based on these parameters, the evolution of earth surface temperature is predicted for the rest of the night. Simulation experiments show good quality of the prediction.     

春茶采摘末期遮荫对其生长和品质的影响

为延长春茶采摘期,提高其产量,进行了遮阳网遮荫栽培试验研究。根据不同遮光率和不同遮荫高度,在茶园中设置4个处理:60%遮光率+2.0 m遮荫高度(T1)、40%遮光率+2.0 m遮荫高度(T2)、40%遮光率+2.5 m遮荫高度(T3)和无遮荫的对照处理(CK);试验全程分为前、中、后期。试验研究以上各处理遮阳网内外温、湿度环境的差异,茶树新稍、叶片生长状况和茶芽叶品质指标。结果表明:遮荫后,茶树冠层处的日最高气温显著降低,遮光率越高降幅越大,最大降幅为3.9℃;08:00—17:00的最低相对湿度均增大,遮光率越高增幅越大,最大增幅为9.01%;新稍长度、粗度均增加,以T1处理的增幅最大,分别为22.3%和13.5%;新稍叶片的叶绿素相对含量和芽叶含水率,随着遮光率增大而增高;与CK处理相比,T1处理的新稍叶片日平均净光合速率变大,而T2和T3显著变小;T3处理增加了茶叶水浸出物、茶多酚和酚氨比,降低了氨基酸含量,导致茶汤浓厚、苦涩味加重;而T1处理在试验前期增加了咖啡碱含量,降低了水浸出物含量和酚氨比。综上所述,在春茶采摘末期采用60%遮光率的遮阳网进行遮荫栽培,对于保持春茶品质、延长采摘期具有重要的生产指导意义。     

茶园土壤污染的影响与控制研究

我国茶叶生产和出口存在农药残留量和有害物质问题,提高茶叶产品质量,减少污染必须控制茶叶生产的污染源.研究表明,茶园土壤污染是茶叶受污染的重要污染源.控制茶园土壤污染源主要是控制茶叶生产过程的投入、加工和避免环境污染对茶园土壤的污染,应从施肥、灌溉和植保等方面控制对土壤的污染,以及茶叶生产过程中机械设备漏油和排气的有害物质对土壤的污染.除此之外,更重要的是避免未经过处理的茶籽造成对茶园土壤的危害.     

茶叶杀青机双模糊控制系统设计与试验

为实现茶叶加工机械智能化控制,在分析茶叶加工工艺的基础上,提出基于模糊控制的茶叶杀青机控制方案。通过检测杀青滚筒内的鲜叶投叶量和鲜叶等级,应用模糊控制规则决策,实时调整杀青时间和杀青温度的设定值,并在杀青温度中嵌入模糊PID控制,实现杀青温度的精确控制。利用NI USB-6215数据采集卡、西门子PLC等构建数据采集与控制硬件系统,并用LabVIEW虚拟仪器测试双模糊控制系统的输出效果。试验分析了该控制系统输出量对茶叶杀青效果的影响,试验结果表明:该控制系统输出的茶叶加工工艺参数杀青效果理想,杀青温度偏差低于1℃,杀青时间偏差小于5 s。该控制策略减少了制茶过程中人为因素的干扰,提高了茶叶加工机械的智能化水平。