农业大棚嵌入式无线温控系统设计

为了有效实施农业大棚温度动态实时监控,提出采用Zigbee无线网络和Linux嵌入式操作系统设计大棚温度监控系统。系统采用C/S结构设计,分为下位机和上位机2部分。下位机系统分为温度采集节点和汇聚节点,温度采集节点完成大棚内不同地点的温度信息采集和无线数据传输功能;汇聚节点除了完成数据中继任务外,还可根据上位机反馈的控制指令完成排风扇的打开或电热系统的开启工作;服务器端的上位机系统完成数据的储存和分析,并根据分析结果完成对下位机系统的实时控制。实践证明,该系统可精确监控大棚温度,有效降低布线成本,有助于降低劳动成本和提高农作物产量。     

Study on the Changes of the Amount of Microorganism and Microbial Biomass Carbon in Soil of Greenhouse Cropping

通过对四川省温江、双流两地不同设施种植年限土壤中微生物数量及其生物量碳的研究,结果表明,不同设施种植年限大棚土壤中的微生物数量是露地的1.63~3.50倍,且大棚土壤中好气性微生物总数随种植年限的增加有逐渐降低的趋势,三大微生物数量占微生物总数的比例中,细菌表现为随设施种植年限的增加而增加;放线菌和真菌表现为下降;露地土壤微生物多样性指数分别是设施年限为1a、2a和4a的大棚土壤的1.29倍、2.28倍和3.45倍,前者明显高于后者。随设施年限的增加,土壤微生物生物量碳、有机碳及微生物对有机碳的利用率都表现     

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 通过对四川省温江、双流两地不同设施种植年限土壤中微生物数量及其生物量碳的研究，结果表明，不同设施种植年限大棚土壤中的微生物数量是露地的1.63~3.50倍，且大棚土壤中好气性微生物总数随种植年限的增加有逐渐降低的趋势，三大微生物数量占微生物总数的比例中，细菌表现为随设施种植年限的增加而增加；放线菌和真菌表现为下降；露地土壤微生物多样性指数分别是设施年限为1a、2a和4a的大棚土壤的1.29倍、2.28倍和3.45倍，前者明显高于后者。随设施年限的增加，土壤微生物生物量碳、有机碳及微生物对有机碳的利用率都表现     

双连双拱双膜塑料大棚温度场分布及应用

为研究新型双连双拱双膜塑料大棚温度场分布及其保温性能问题，基于2016 年3 月8—10 日的新型双连双拱双膜塑料大棚内外GL820 绝缘多通道数据记录仪、中长图彩色无纸记录仪、光电式总辐射传感器V2.0 的温度、光照记录数据，应用MATLAB软件进行二维温度场的拟合和图像绘制。结果表明：06:01 为大棚最低温度，最低气温9 日＞8 日＞10 日；08:01—12:01 为温度上升期；8 日、10 日12:01—16:01为大棚最高温度，9日14:01—16:01为大棚最高温度；22:01温度8日、10日＞9日。阴天的8日或阴~晴的9 日09:01 先从大棚的下部升温，12:01—16:01 大棚上部升温较快，20:01—22:01 大棚上部降温较快；晴天的10 日9:01 先从大棚的上部升温，12:01—16:01 是3 天的最高温度，18:01 从大棚下部开始降温，20:01—22:01 大棚上部气温最低。在大棚温度最低时或最高时，大棚顶部最高点对应为大棚温度最低点或最高点。夜间00:01—08:01 期间10 cm地温较低，地温8 日＞9 日＞10 日；10 日07:00—08:00 地温 最低(11.3℃)。棚内、外光照强度差距较大，光照强度10 日＞8 日＞9 日。双连双拱双膜塑料大棚在2 月中旬喜温果菜类可以定植，早于单膜塑料大棚25~30天，在春提早方面优势明显。     

大樱桃大棚小气候特征分析及预报

为了研究大樱桃种植大棚内的小气候变化规律,为更好地开展大樱桃特色农业气象服务,笔者于2012—2014年在山东省临朐县开展了大樱桃大棚小气候观测试验,通过与外界气象条件对比,分析了大棚内小气候特征,并建立了大棚内小气候预报方程。结果表明,在观测期内,大棚内日平均气温、最高气温、最低气温、相对湿度均较棚外高;大棚内气温的最高值、相对湿度的最小值均出现在午后时段,大棚内最低气温和最大相对湿度一般都出现在早晨;晴天时,棚内气温、相对湿度的日较差最大,阴天时最小。大棚内小气候与大棚外当天及前一天的诸多气象因子相关关系显著。对大棚内小气候预报方程进行了检验,温度预报误差大部分在2℃以内,最小相对湿度预报误差大部分在10%以内,预报效果较好。     

辽西日光温室温度变化规律及温度预测模型

为了设施农业的发展,拓宽农业气象服务范围,减轻低温冷害对日光温室农业生产的影响。利用多年多点日光温室大棚内外气象观测资料,采用相关及温度变化速率分析方法,对日光温室内温度变化特征进行研究并建立预测模型。结果表明,日光温室内气温有明显的日变化和季节变化。不同的天气状况、不同季节产生不同的温变速率,晴天温度速率大于多云及阴天;寒冷期温变速率大于非寒冷期。大棚内温度日变化为“1升2降”,季节变化呈U型。日光温室内外温差随着外界气温的下降而加大,12月至翌年2月呈抛物线型变化。应用棚内温度预测模型,预报2012年2月中旬棚内最低温度,预报值平均绝对误差-0.7℃,平均相对误差-11.4%。     

基于物联网的智慧农业大棚系统的研究与实现

近年来,随着物联网技术的不断高速发展,物联网技术在农业大棚中的应用越来越广泛。智慧农业大棚就是通过各种传感器、控制技术和通信技术实现对大棚生产过中各项环境参数的精准测量,智能控制大棚内各项环境状况,进而实现大棚环境的自动保温、保湿、排风等,并通过历史数据的记录和分析,建立专家库,实现施肥、喷药等农活的智能决策与控制功能,同时实现安防监测、巡逻检查等功能。     

我国农业大棚现状及未来发展趋势

现如今，随着农业科技的不断进步和农作物栽培技术方法的不断创新，装配式大棚、玻璃温室等现代化高端大棚打破了传统大棚的种植模式。文章基于我国农业大棚的现状，分析其发展趋势，以供参考。     

内蒙古东部温室大棚温度特征分析及预报模型建立

为了充分掌握温室大棚内温度变化规律,实现温棚内极端温度的预报、预警,提高农业气象服务保障能力,充分利用2012年全年的内蒙古东部赤峰市温室大棚内、棚外的逐小时气温对比观测资料,分析温棚内气温的月平均日变化、典型日变化和最高气温、最低气温出现的次数和概率;分析温棚内最高气温与最低气温变化规律、温棚内外气温相互关系,利用回归的方法建立晴天温室大棚内温度预报模型。结果表明,不同季节的棚内气温日变化差异明显,棚内最高气温春秋季出现在9:00—10:00时、13:00—14:00时,冬季出现在12:00—15:00时;最低气温春季出现在5:00—7:00时、秋季6:00—7:00时、冬季7:00—8:00时;回归分析方法能较好地模拟棚内温度变化,对最低气温预报上具有更好的效果。     

设施大棚蔬菜物理农业技术的应用推广探讨

大棚蔬菜物理农业技术是现代农业发展中的重要技术,其应用推广能够有效减少环境污染,同时提高蔬菜食用安全,在推动农业生产绿色环保发展方面具有重要意义。基于此,对设施大棚蔬菜物理农业技术及其应用推广等内容进行了探讨,旨在进一步提高社会对设施大棚蔬菜物理农业技术的关注及重视,促进其应用推广,以充分发挥大棚蔬菜物理农业技术的优势,推动农业经济快速发展。     

不同大小棚旱育苗方式对棚温及秧苗素质的影响

为剖析大、中、小3种棚膜旱育苗方式在吉林稻作区的孰优孰劣,以‘通引58’、‘通禾836’、‘通禾835’为试材,采用吉林稻区目前普遍推广的大棚、中棚、小棚旱育苗方式,就活动积温和有效积温、秧苗素质方面进行调查统计分析。3种旱育苗方式不同时间段活动积温和有效积温高低均表现为：大棚旱育苗>中棚旱育苗>小旱育苗。不同旱育苗方式出现超过水稻生物学上限温度次数多少表现为：大棚旱育苗>小棚旱育苗>中棚旱育苗规律;出现低于生物学下限温度次数多少表现为：小棚旱育苗>中棚旱育苗>大棚旱育苗。在秧苗素质方面,不同旱育苗方式之间的株高、根数、地上干重和出苗率差异显著,其高低、多少均呈现大棚旱育苗方式>小棚旱育苗>中棚旱育苗规律;叶龄、茎数上大棚旱育苗显著高于其他2种旱育苗方式,而中棚、小棚旱育苗差异并不显著;地上干重大棚和中棚旱育苗之间无显著差异,但二者都显著大于小棚旱育苗。生产中提倡使用大棚旱育苗方式,其次是中棚旱育苗,但大棚一定要提早和延长通风炼苗的时间;而小棚旱育苗在吉林省夜间积温较低地区建议不用或少用,若用应留意夜间低温,进而采取保温措施。     

农产品空气能热泵烘房温度场的数值模拟与验证

农产品热泵烘房温度场均匀性是影响农产品干燥品质的重要因素。本文选用5HGR-35型农产品热泵烘房,通过交互式CAD/CAM系统(UG)软件建立热泵烘房3D模型,运用理论分析与计算流体动力学(Computational fluid dynamics,CFD)模拟相结合的方法,研究其内部温度场分布情况,对现有结构烘房的温度场建模模拟,分析模拟结果并对现有结构进行优化。通过模拟得出结论:送风速度越大,烘房内热空气更新越快,换热效果越好。综合温度场分布以及农产品烘干要求,烘房内合理的送风速度为11 m/s左右;在11 m/s风速下,烘房空载时在15 min左右达到设定温度(65℃);小推车设计高度加大300~310 mm烘房内部温度场更均匀;烘房顶部均匀加入3块长×宽×高=2900 mm×20 mm×300 mm的挡板,可以使烘房内部温度场更均匀;小推车与烘房之间及相互之间保持30 mm左右间隙摆放更有利于烘房内部温度场的分布;验证试验中,模拟温度与实测温度吻合性良好。上述结论对烘房的进一步优化设计具有一定的指导意义。     

唐山地区近48年农业气候资源变化特征分析

以全球变暖为主线的气候变化已被世界公认。气候变化会影响到农业气候资源的变化,从而影响农业生产的格局,作物品种布局、粮食产量等。为此,利用唐山地区11个气象观测站1961~2008年日平均气温和逐日降水资料,运用最小二乘法进行线性倾向估计,分析唐山地区主要农业气候资源时间、空间变化趋势及其差异,为政府部门指导农业生产,发展设施农业和名优农产品开发、引进、农业气候资源利用论证提供决策依据。结果表明：唐山地区热量均呈增加趋势,西南部热量增加趋势明显,东北部热量增加较缓;≥0 ℃活动积温、≥10 ℃活动积温的变化与年平均气温的变化密切相关;年降水量表现为减少趋势,且年际间变化较大。     

改良型塑料大棚的设计及温度初探

改良型塑料大棚在普通型塑料大棚的基础上进行了一些技术参数改造,并增加了不透明覆盖材料。本试验对改良型塑料大棚和普通型塑料大棚的温度、利用率、建造成本以及收益进行了比较,结果表明：改良型塑料大棚在1月份的温度明显高于普通型塑料大棚,保温性和升温性都明显优于普通型塑料大棚,春季生产可以比普通型塑料大棚提早一个月,而秋冬季延迟收获一个月,同时冬季还可以进行耐寒类蔬菜的生产,收益明显高于普通型塑料大棚。     

冬季彩条布覆盖棚香梨树体气温特征分析

为了揭示冬季香梨园彩条布覆盖棚内外树体温度的变化特征,在2014～2015年库尔勒市上户镇原种场果园进行气温观测试验,对2015年1月7日～3月8日不同天气类型下彩条布覆盖棚内外树体气温进行分析。结果表明：⑴彩条布覆盖棚内平均气温、逐时气温高于棚外,棚内外气温总体变化趋势一致,不同天气类型下棚内外白天气温变化速度总体表现为：晴天＞多云＞阴天,夜间各天气类型气温变化均较平稳。⑵棚内树体阳面与阴面平均气温差逐渐较大,夜间树体阳面与阴面的逐时气温几乎相似,不同天气类型下棚内树体阳面逐时气温较阴面变化幅度大。⑶不同天气类型下棚外树体阳面最低气温均出现在9:00,阴面滞后1 h,晴天树体阳面最高气温出现在16:00,多云、阴天滞后1 h,阴面滞后2 h。     

热胁迫下对玉米自交系育性的鉴定

在山西运城市7-8月份气温偏高的特殊气候环境下,对120份玉米自交系材料进行了雄花育性鉴定。结果表明,高温条件下,材料间的雄花育性存在着明显的差异;不育性表现方式有:无花粉粒、花药吐不出、花药不散粉。模拟玉米螟为害雄花节打孔试验表明,即使玉米植株能得到充足的水分供应,雄花内部的水分胁迫是影响花粉正常散出的主要因素之一。     

不同设施栽培韭菜韭蛆的发生规律及其影响的环境因素

冬季设施栽培韭菜已成为北方韭菜生产的主要模式。为明确冬季不同设施栽培韭菜韭蛆的发生规律,并探究影响其发生的主要环境因素,系统调查了山东地区冬季3种主要的设施栽培韭菜韭蛆的周年发生动态,同时监测了环境温湿度的变化,分析其与韭蛆发生的关系。结果表明,冬季韭蛆在小拱棚、中型拱棚和日光温室韭菜中,发生规律存在较大的差异。在小拱棚中,韭蛆危害最轻,仅扣棚初(12月中下旬)越冬幼虫复苏形成1个危害高峰;中型拱棚韭蛆危害次之,除扣棚初越冬幼虫危害外,2月底为1代幼虫危害盛期;日光温室中,自扣棚后韭蛆每月可发生1代,为害最为严重。设施韭菜掀棚后进入露地养根期,春秋季韭蛆危害较重。棚内温湿度监测结果显示,5 cm土壤温度日光温室中型拱棚小拱棚,温度是影响不同设施条件下韭蛆发生危害差异的重要因素;土壤湿度基本可满足韭蛆正常的生长发育。研究为山东地区不同设施栽培韭菜韭蛆的发生预测及防治提供理论支持。     

基于ZigBee的冷链温度监测系统的研究

为满足贮运食品对冷链温度实时监测的需要,研究设计了一种基于ZigBee的冷链温度监测系统。该系统利用SZ05模块构建ZigBee网络,实现冷链温度的实时采集与传输,协调器节点采用ATmega128作为控制器,路由节点采用ATmega16作为控制器,分别设计出两种节点的硬、软件。经12 h组网通信测试,结果表明,该系统的硬件结构简单、体积小、设备可靠性高,组成的无线传感网络能够实现对温度准确、稳定、可靠的实时监测,对监控冷链温度、保证冷链中易腐食品品质和食用的安全性可起到重要作用。     

50年来湘中地区气候极值与农业气候指标动态变化趋势

利用湘中地区1961-2010年气象站逐日观测数据资料,选取与农作物密切相关的气候极值和农业气候指标,采用统计检验、趋势分析和Mann-Kendall突变检验等的方法,分析了湘中地区农业水热气候条件和气候极值,进而研究主要农业气候指标的变化倾向。研究发现：湘中地区近50年来,水热资源总体呈增加趋势;年强降水量呈增大趋势,尤其以夏季强降水量增加最为明显,表明夏季洪涝灾害的威胁加大;最高(低)气温阈值的变化表明极端高(低)温均呈缓解趋势,及其出现的天数在减少,说明由极端气候引起高温热害、低温冷害等气象灾害发生的可能性减小;≥0℃和≥10℃积温分别在1997年和2000年开始突变,上升趋势明显,表明湘中地区有效热量资源在增加;霜冻日数呈减小趋势,说明霜冻危害发生的风险在减小。这对确定合适的农业气候指标值和促进农业生产有重要的指导意义。     

高温对美洲斑潜蝇蛹的致死效应

室内设定的高温与时间多组合条件下,调查了置于细砂土中的美洲斑潜蝇蛹的羽化率。结果表明,50℃持续2h蛹的校正死亡率为67.2%;44℃处理2h蛹的校正死亡率接近50℃相应处理,48℃、46℃、42℃、40℃的相应处理均显著不及50℃处理。50℃处理4h、48℃处理24h、40~46℃处理72h,蛹的羽化率均为0。说明温度高低、历时长短与蛹的死亡率直接相关。田间防治试验表明,高温闷棚5~7d以上,美洲斑潜蝇蛹无一羽化,较好地降低了发生基数,为田间美洲斑潜蝇的生态防治提供了技术参数。