玻璃温室和塑料大棚内逐时气温模拟模型

2014-2016年在江苏省不同地区选择塑料大棚和玻璃温室进行设施内气温监测,基于设施内日最高和最低气温,采用余弦分段函数、正弦分段函数、正弦-指数分段函数、一次分段函数和神经网络模型分别模拟不同季节和不同天气状况（晴天和阴雨天）下的逐时气温日变化,探究利用室内最高和最低气温模拟计算逐时气温的方法,以及设施内逐时气温日变化规律。结果表明：5种模型均可通过当日最高、最低气温模拟逐时气温变化,其中神经网络模拟精度较高（RMSE=0.69℃）,并且受温室类型、天气状况和季节变化的影响较小,普适性较高;正弦-指数分段函数模拟效果最好（RMSE=0.43℃）,且受天气和季节的影响较小,但其受温室本身特性和地区的影响较大;余弦分段函数（RMSE=0.85℃）和正弦分段函数（RMSE=0.78℃）模拟效果相近,且受天气和地区的影响;一次分段函数准确度较低（RMSE=0.90℃）且误差变化较大。各方法对塑料大棚内逐时气温的模拟精度均高于玻璃温室。模型模拟精度的季节变化因模型和温室类型有一定差异,但通常情况下,春季和冬季的模拟误差大于秋季,夏季误差最小。     

长江下游防虫网覆盖塑料大棚内温湿度模拟

为了对防虫网覆盖塑料大棚内空气温度和相对湿度进行预测,该文根据能量平衡和质量平衡原理,建立了以塑料大棚外气象要素（太阳辐射、温度、相对湿度、风速、气压）为驱动变量,以塑料大棚结构（容积、表面积、通风窗面积、棚内地表面积）、覆盖材料（塑料薄膜透光率、防虫网目数）、小白菜（叶宽、叶面积指数）等为参数的塑料大棚内温湿度模拟模型,并根据试验观测资料对模型进行了检验。结果表明：模型能较好地预测长江下游地区防虫网覆盖塑料大棚内温度和相对湿度。模型对该地区夏季晴天、多云天和阴天覆盖防虫网塑料大棚内温度预测值与实测值的决定系数（R2）分别为0.93、0.92和0.87,回归估计标准误差（RMSE）分别为1.3、1.4和0.9℃,相对误差（RE）分别为5.8%、6.5%和4.1%;夏季晴天、多云天和阴天大棚内相对湿度预测值与实测值的R2分别为0.91、0.90和0.89,RMSE分别为4.1%、4.7%和3.2%,RE分别为4.8%、5.6%和3.8%。模型的建立也为防虫网覆盖塑料大棚结构优化和管理提供参考。     

耕作机具能耗模拟研究进展(英文)

耕作机具的能耗模拟研究始于20世纪60年代。近年来,性能强大的计算机应用和先进建模技术与软件的发展,提高了研究人员建模分析和预测不同耕作条件下(如耕作机具所引起的土壤运动、土体破坏分布、作物残茬处理和肥料施用等)机具性能和能耗状况的能力。研究人员使用解析分析、数值模拟和经验法等方法,建立了耕作机具能耗的多种数学模型。该文对耕作机具能耗数学模型进行了系统的概述,总结了已有的研究成果,重点论述了数学模型的分类和特点,模型参数的测定、验证和模型的适用范围,可为耕作机理深入研究和耕作机具优化改进提供参考。     

南方塑料大棚冬春季温湿度的神经网络模拟

利用浙江省慈溪市草莓塑料大棚和南京信息工程大学农业气象试验站番茄塑料大棚的小气候观测数据及气象站资料,建立3个以棚外辐射、温度、相对湿度和风速为输入变量,棚内温度和相对湿度为输出变量的BP神经网络预测模型。结果表明,3个模型气温训练值与实测值的均方根误差(RMSE)都在2℃以内,相对误差都在4%左右;相对湿度训练值的RMSE都在7个百分点以内,相对误差不超过7%。利用此模型得到的气温预测值与实测值的RMSE都在2℃左右,冬季气温的相对误差较大,春季通风和不通风模型气温的相对误差不超过6%;相对湿度预测值的RMSE都在7个百分点以内,相对误差不超过9%。说明所建BP神经网络模型对于不同季节、不同通风条件、不同作物的大棚温湿度模拟都有较高的精度,能够满足棚内温湿度的预测要求,且对温度的模拟精度高于对相对湿度的模拟。     

利用BP神经网络对江淮地区梅雨季节现代化温室小气候的模拟与分析

为对江淮地区现代化温室内梅雨季节的小气候进行模拟与分析，在建立相应的BP神经网络模拟模型的基础上，进一步研究了外部温度、湿度、风速、太阳总辐射和天窗开度5个因素对温室内温度、湿度、风速的影响。研究发现可以使用BP神经网络对梅雨季节的小气候进行模拟，模型具有较高的精度，是对物理模型的有益补充；梅雨季节室内湿度受室外湿度的强烈影响，在5个输入因素中所占比重为51.7%；室内风速主要受室外风速和天窗开度的共同影响，受室外温度的影响较小，所占比重仅为10%；室内温度主要受室外温度和太阳辐射的影响，二者所占比重分别为46.2%和27.9%。     

地—气热交换塑料大棚中热量平衡的研究

本文通过严格一致的对比观测条件,研究和分析了地-气热交换系统的热性能及其对塑料大棚中气候环境、作物生长和产量的影响;在理论分析和实际观测的基础上计算了塑料大棚中热量平衡;从经济效益和节约能源的角度对该设施的可行性和实用性作了客观的评价。实验结果表明:地-气热交换系统可使塑料大棚在夜间升温2.0—4.4℃,在白天降温2.5—6.5℃;使作物的开花期和收获期提前大约10天,而使晚秋作物(黄瓜)延后生长约15天;草莓和黄瓜的产量分别增加了51％和45％;地-气热交换塑料大棚与对照塑料大棚的热量收支有明显的不同,在夜间对照大棚热量损失较大;从经济效益和节能效果看,该设施在华北地区和黄淮流域具有一定的可行性和实用性。     

塑料大棚气流场模拟及作物蒸腾量计算

为了分析塑料大棚内气流场的特征和计算与作物蒸腾量有关的通风参数,该文通过计算流体动力学模拟了塑料大棚内自然通风量,建立了华东地区常见塑料大棚内平均风速和外部风速之间的线性关系,根据能量平衡和紊流扩散模型建立了一个计算作物蒸腾量的数学模型,并利用棚外的常规气象资料和棚内的实测温度计算了棚内作物蒸腾量。通过将作物蒸腾量的计算值和实测值进行比较,结果发现作物蒸腾量的计算值与实测值比较一致,逐日蒸腾量间的决定系数为0.7756,累积蒸腾量间的决定系数为0.9983,模拟累计值与实测累计值之间标准误差为1.16 mm,最大绝对误差为4.82 mm;结果表明,所建立的计算方程参数较少,推求的风速参数比较适用于普通塑料大棚。该研究可满足大棚内作物水分管理、温室大棚设计规划和区域水资源管理等方面的需要。     

塑料大棚设计中基本风压取值方法

目前塑料大棚设计中基本风压基本按照《建筑结构荷载规范》取值,但塑料大棚结构轻,覆盖大棚的塑料薄膜在强度上远不如工业与民用建筑所用的砖石结构、钢筋混凝土结构及轻钢结构。此外,往往瞬时风速就有可能将整个大棚结构摧毁,因此按工业与民用建筑标准的荷载取值方法不尽适合塑料大棚的结构设计。该文针对塑料大棚特点,提出采用3 s瞬时风速作为计算基本风压的依据,并搜集整理了中国各台站近30 a的气象数据,形成了塑料大棚结构设计的专用资料库,并绘制出中国基本风压等值线图,可供塑料大棚结构设计应用。     

玉米秸秆还田对塑料大棚蔬菜连作土壤改良效果研究(初报)

研究了施用玉米秸秆对蔬菜塑料大棚连作土壤的改良效果及其对黄瓜生长的效应。结果表明：施用０．４％～１．２％玉米秸秆能明显提高土壤有机质含量和孔隙度、降低土壤容重,改善耕层的通透性。秸秆处理还可降低土壤的电导度（ＥＣ）,遏制土壤次生盐渍化。施用玉米秸秆促进了黄瓜生产,春茬黄瓜比对照增产５．０％～１０．１％,秋茬黄瓜比对照增产１１．７％～２６．９％。     

日光温室微气候的模拟与实验研究

运用热力学、传热学和建筑采光的基本理论,建立了日光温室微气候数学模型,编制了计算程序。该程序可以用于模拟分析日光温室室内环境参数的动态过程和分布规律,以及不同太阳辐射,不同围护结构和不同保温覆盖对其参数的影响。为日光温室的广泛应用提供理论依据。     

巨型塑料大棚温度性能研究

通过对巨型大棚温度因子的观测,揭示巨型大棚温度因子变化规律,从而为巨型大棚温度调控及生产管理提供科学依据。分析结果显示：巨型大棚内11月下旬日平均气温和10 cm地温分别为10.3℃和10.6℃,3月上旬日平均气温和10 cm地温可回升至12.6℃和9.7℃。与常规大棚相比,晴天日平均气温可提高0.7℃,日温差降低2.7℃;巨型大棚加盖简易的内保温幕可提高气温和地温,其提温范围在1-2℃。     

农业温室小气候动态模型研究与仿真

温室小气候具有非线性、强耦合、强干扰、时变等特点。基于热力学和传热学原理,以物质和能量守恒为原则,考虑室外温度、太阳辐射强度、风速和室内湿度等相关因素,建立了以PC板为主要材料的温室温度动态数学模型,采用迭代算法对数学模型中不易确定的参数（叶面积指数）进行了参数估计。以安徽农业大学农业试验园的PC板温室为例,基于Matlab平台,对该温室的数学模型进行了仿真验证。试验结果表明,该温室动态模型的计算输出与实测数据基本吻合,具有较好的通用性。     

基于生理发育时间的日光温室番茄发育模拟模型

掌握温室番茄生育期是温室番茄专家决策系统中进行生产安排和市场销售的重要内容，本研究将温度对番茄发育速率影响效应的大小用相对热效应（RTE）来衡量，通过研究Beta函数的性质提出基于幂函数的模型来描述RTE与温度之间的关系。每日相对热效应（RTE）决定每日生理发育效应（PDE）的大小，其累积形成每日的生理发育时间。采用生理发育时间（PhysiologicalDevelopmentTime，PDT）作为定量发育进程的尺度，建立了温室番茄发育模拟模型。利用模型对日光温室2年4茬番茄生长发育期资料进行检验的结果表明：模型能较好地预测各个发育期（发芽、苗期、开花座果、结果和采收期）的出现时间和持续时间，各生育期模拟值与观测值的回归估计标准误差（RMSE）分别为1．32d，1．73d，0．35d，1．58d，2．52d，显著优于以有效积温模拟模型的预测精度（其生育期模拟的RMSE分别为2．55d，9．74d，2．06d，9．27d，11．99d）。     

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。     

棉花干物质积累的模拟模型与检验

建立了棉花群体光合生产和干物质积累模拟模型。其中,包括了作物叶面积动态、光能截获及光合与呼吸作用等主要生理过程,而且考虑了温度、肥料及其它绿色部分的影响。结果表明：模拟值与实测值的相关系数为０．９０４６,模拟误差为３１０．３０５ｋｇ／ｈｍ２。     

华南型单栋塑料温室风荷载模拟试验研究

该文对华南型单栋塑料温室的风荷载特性进行了风洞模拟试验研究,测量了在16种不同风向角下温室风荷载体型系数大小和分布规律,详细讨论了屋檐、天窗等外伸部位对温室风荷载分布的影响。试验结果表明,华南型温室中的屋檐和天窗使其风荷载分布与建筑结构荷载规范的规定有较大区别,屋檐、屋脊、两端和天窗均为风荷载集中的部位。抗风设计应主要考虑与温室侧墙垂直的风荷载,在温室端部应设置支撑或提高屋檐和屋脊结构强度     

泾河川区塑料大棚蔬菜主要栽培模式

塑料大棚是陇东地区,特别是泾河川区蔬菜栽培的主要设施。因地制宜安排塑料大棚蔬菜栽培模式,对优化泾河川区蔬菜品种布局、减轻连作障碍,进而提高土地产出效益具有现实意义。根据近年的试验和生产实践,总结出3种适宜泾河川区应用的塑料大棚蔬菜“春提早、秋延后”栽培模式,即“一年一大茬”“早春一小茬-夏秋一大茬”“早春一大茬-夏秋一小茬”。对3种栽培模式的品种选择、茬口安排、栽培要点、产出与效益等进行了简要分析和评价。