下沉式日光温室南侧边际区域土壤温度变化特征

为进一步优化日光温室结构,对下沉深度为80cm的日光温室内距南立面0～5 m(深度0.1 m)、温室外距南立面0～1 m(深度0～60 cm)范围内的土壤温度进行实测,以确定日光温室南侧边际区域土壤温度的变化特征,并与非下沉式日光温室的南侧边际效应区域对比,分析两者的优劣之处。结果表明:在最冷的1月份下沉式日光温室内南侧土壤边际效应界点位于距南立面160 cm处,在3月下旬仅位于距南立面20 cm处;1月中旬,1d内温室内的土壤边际效应界点与南立面的最远距离为180 cm,最近距离为60 cm,界点出现的时段分别为≥03:00～09:00、≥15:00～18:00。与非下沉式日光温室相比,下沉式日光温室南侧的边际区域明显缩小。温室外距南立面0～1 m(深度0～60 cm)范围内,在垂直南立面和垂直地表方向上均存在温度相对稳定的界面。作为日光温室优化设计的指标之一,边际区域的缩小显现出河南地区下沉式日光温室的优越性。     

下沉式日光温室土质墙体热特性的试验与分析

为探明下沉式日光温室土质后墙温度分布及变化规律,进而正确评价其保温性能,2009年12月-2011年6月在河南省荥阳市对下沉式日光温室的土质墙体的热特性进行了2a的连续监测,并对结果进行系统分析。结果表明:墙面温度受室内、外气温和太阳辐射的共同影响,具有与气温相同的日变化和季节变化规律;墙面温度影响墙内各深度层次的温度分布,沿墙的厚度方向由室内表面向室外表面温度递减;墙内存在热稳定层,其位置及厚度随季节而变化,厚度与墙体厚度正相关;1～3月份,热稳定层位于墙体厚度的中心位置,2m厚的墙体处没有热稳定层,3m厚的墙体处热稳定层厚30cm,4m厚的墙体处热稳定层厚70cm;4、5月份,其位置外移至距外表面100cm处,厚度也比1～3月份增加10～20cm;综合温室造价、墙体保温性及土地利用率等各方面因素,建议在河南地区下沉式日光温室土质后墙建造参数为顶宽2.5m,底厚(后墙与室外地面连接处)4.0m,后墙高度(距室外地面)不宜大于2.5m。该研究为该型温室的建造和发展提供一定的参考。     

相变材料墙体在郑州地区下沉式日光温室中的保温作用

将以CaCl2为主的水合无机盐复合相变材料平铺一层于郑州地区下沉式日光温室后墙夹层内,以普通温室为对照,观测并探讨典型天气条件下相变温室和普通温室室内温度、后墙内表面温度以及室内外温差变化规律。结果表明,晴天相变温室在揭苫后平均升温速率为3.26℃/h,低于普通温室的3.65℃/h,午后最高温低于普通温室但差异不显著,全天后墙内表面平均温度高于普通温室3.9℃,夜间室内温度高于普通温室1.8℃,室内外温差大于普通温室。阴、雨天相变温室与普通温室的室内温度、后墙内表面温度以及室内外温差均表现出一致的变化趋势;雪天温室内温度以及后墙内表面温度全天呈下降趋势,相变温室温度下降速率高于普通温室0.08℃/h,而相变温室室内外温差变化较小,普通温室室内外温差逐渐变大。相变材料能有效吸收储存热量,提高室内温度。试验结果可为水合无机盐复合相变材料的保温降能耗特性提供理论支持,也可为其在日光温室中的推广应用提供依据。     

日光温室黄瓜群体结构参数及群体内辐射分布分析

为研究作物群体结构与环境要素的关系，观测了日光温室内黄瓜不同生育时期的群体结构参数和群体内太阳总辐射的水平分布和垂直分布。发现叶面积指数、叶面积密度、叶倾角、叶方位角等结构要素在不同生育时期有明显的变化：随生育的进展，叶面积指数稳定增加，叶面积密度生育前期明显上升、后期有所下降，最大叶面积密度所在高度随黄瓜生长逐渐上移；叶倾角分布主要以水平叶为主；叶方位角以偏南居多，偏北叶所占比例较少；不同黄瓜品种间叶方位角和叶倾角也存在差异。这些变化与差异对黄瓜群体的辐射分布有重要影响，也直接影响群体叶的光合速率，此结果可为建立黄瓜群体辐射分布模型进一步优化日光温室结构，建立日光温室内作物生长模型、环境调节控制策略等提供理论依据，另外，对植株的调控技术(如整枝打杈技术等)也有一定的参考意义。     

后墙立体栽培草莓提高冬季日光温室内温度

在日光温室的后墙上,采用管道无土栽培方式进行蔬菜或草莓生产,可以提高温室空间利用率和作物种植量,但可能会出现因为管道和植物的挡光而减少后墙蓄热、降低冬季温室温度的问题。为此,通过冬季连续31 d的温度监测,在3种典型气象（晴天、阴天、雪天）条件下,对比分析了有后墙立体基质栽培的日光温室（solar greenhouse with equipment,ESG）和无后墙立体栽培的日光温室（solar greenhouse with no equipment,NSG）温度环境的变化。监测结果表明,ESG的月平均气温较NSG高0.84℃,其中最大日温差为2.22℃,最小日温差为0.14℃。晴天条件下,ESG的日平均冠层温度和1.5 m高度处的空气温度分别是12.72和13.04℃,NSG分别是10.68和11.04℃;ESG的冠层温度最低值是4.68℃,而NSG最低值是4.10℃。可见,ESG较NSG的气温要略高一些;阴天和雪天条件下,2种温室内的温度环境无显著差别。因此,利用日光温室后墙进行立体基质栽培草莓,不但没有降低反而提高了冬季温室内的温度,是一种可行、值得推广应用的温室高效栽培技术。     

宿州日光温室内部最高和最低气温的预报模型

利用2010年11月-2011年5月在日光温室内部监测的温度数据和同期地面气象观测资料,采用逐步回归方法,建立秋季日光温室内部最高与最低气温预报模型,冬季和春季晴天与非晴天日光温室内部最高与最低气温预报模型,并进行应用试验.结果表明,各预报模型的模拟值与实测值之间高温和低温的绝对误差(ABSe)分别为秋季为1.1、0.2℃,冬季晴天与非晴天为0.8、0.4和1.5、0.3℃,春季晴天与非晴天为0.3、0.4和1.1、0.2℃;均方根误差(RMSe)分别为秋季为1.3、0.2℃,冬季晴天与非晴天为1.0、0.5和1.7、0.3℃,春季晴天与非晴天为0.3、1.3和0.4、0.5℃.试验预报时段内日光温室内部高温与低温的绝对误差范围分别为0.8～1.1和0.3～0.4℃,均方根误差为0.9 ～1.2和0.3～0.5℃.依据预报模型开展日光温室内部未来24h内的最高与最低气温预报,可为日光温室及时通风换气防止高温危害及采取保温措施防止低温危害提供有效的决策支持.     

日光温室山墙对室内太阳直接辐射得热量的影响

该文计算了日光温室室内各个面的太阳直接辐射，结果表明：山墙内侧的太阳直接辐射日变化规律不同于室内其它各个面。对于长度较短的温室，如果忽略山墙的作用，将会忽略山墙内外侧太阳辐射对室内得热的影响，同时忽略山墙在室内各个面产生的阴影，从而高估了室内其它面的太阳辐射得热，高估值随着温室长度的递减而递增，给日光温室热环境的分析带来误差。该文还测量了日光温室各个面的热流量，分析了山墙的蓄热放热过程及其随温室长度变化对室内得热的影响。因此，对长度较短的温室，必须考虑山墙对室内得热的影响。同时也为日光温室长度的确定和室内作物布局提供理论依据。     

日光温室内气温观测的适宜频次初探

根据河北省高邑县2008-2010年温室作物生长季的外界气温特征,将2008、2009和2010年度分别定为偏暖、偏冷和正常年型。以高邑县2008-2010年温室作物生长季采集周期为10min的小气候气温观测资料为基础,将一日内每10min的气温资料的算术平均值作为实际日平均气温,分别取每20min、30min、1h、2h、3h、4h的观测数据进行算术平均计算日平均气温,分析不同年型下计算结果与实际值之间的平均绝对误差MAE、标准差SD和积温相对误差R,并采用成对t检验进行显著性检验;以P＜0.05作为显著性检验指标,确定日光温室气温观测的适宜方法和频次。将MAE、SD和R作为评价计算方法优劣的主要因子,MAE、SD和R越小,表示计算效果越好。结果表明：（1）当观测间隔小于4h时,所计算的日平均气温与实际值无显著差异,MAE≤0.19℃,SD≤0.24℃,R≤1.1%,观测数据能满足温室环境日平均气温的计算,且观测间隔时间越短,观测频次越高,检验效果越好;观测间隔达到4h时,计算结果的准确性存在一定风险;（2）6个每日4时次的组合所计算的日平均气温与实际值存在显著差异,观测试验中不宜采用;（3）用日极值法计算的日平均气温较实际值显著偏高,不能代表实际气温,观测试验中亦不宜采用;（4）采用改进后的7：00、10：00、13：00、16：00、19：00和23：00气温组合计算的日平均气温与实际值无显著差异,MAE≤0.24℃,SD≤0.30℃,R≤1.4%,计算结果可以代表实际气温,且减少了夜间观测次数,观测时间更符合工作生活习惯,能够在实际生产中应用。总体来讲,每日观测应不少于6次,所计算的日平均气温才可能代表实际日平均气温。     

人工林内太阳总辐射动态模拟的研究

利用气象学和天文学公式建立了人工林阴影子模式，利用生态学知识建立了人工林阴影平均太阳总辐射动态模式，并将二模式连接为人工林内太阳总辐射时间动态模型。运用该模型对安庆地区东北－西南走向，未封行人工林内太阳总辐射动态进行了模拟，结果表明，最大相对误差不超过１０％，说明该模型具有很大的可靠性。运用该模型进行了间伐计算机数值模拟实验，表明隔行间伐后中午时分总辐射改善情况最好。     

基于夏玉米冠层内辐射分布的不同层叶面积指数模拟

为了模拟夏玉米冠层内各层叶面积指数垂直分布,光合有效辐射（photosynthetically active radiation, PAR）是研究作物群体光合作用和长势的重要特征参数,阐明冠层内PAR的垂直分布规律与冠层结构等参数之间的相关关系,可为遥感定量反演冠层结构参数提供模型基础。该文基于PAR在冠层内的辐射传输规律结合冠层结构模拟不同太阳高度角的PAR透过率垂直分布模型,并用地面冠层分析仪测量值进行验证,结果表明模型对封垄前玉米抽雄期冠层内PAR透过率垂直分布模拟精度较高。通过不同太阳高度角PAR透过率的垂直分布模型结合消光系数运用不同算法分别反演层叶面积指数（leaf area index, LAI）,并与不同高度层LAI实测值进行比较。结果显示：Bonhomme& Chartier算法反演不同高度层LAI精度较高,上层均方根误差（root mean square error,RMSE）为0.18,中层RMSE为0.55,下层RMSE为0.09。不同太阳高度角反演结果存在差异,30°和45°高度角均能较好地反演下层LAI,RMSE分别为0.11与0.09;30°高度角反演中层LAI精度较高,RMSE为0.30;45°高度角反演上层LAI精度较高,RMSE为0.18。结果表明基于不同太阳高度角构建的层LAI反演模型更适于实现夏玉米不同高度层LAI的遥感估算。该研究可为模拟垄行结构冠层内LAI垂直分布提供参考。     

燃池在日光温室加热的应用试验

燃池是一种利用生物质能的新型的加温方法。燃池是一种阴燃过程，在燃烧过程中，不需任何助燃措施即可自行燃烧，放出热量，提高地温、气温，并可降低湿度，而且热量均匀、持续稳定。研究结果表明，可显著提高地温、气温，并可降低温室内湿度。     

日光温室低温寡照灾害监测预警系统设计

根据多年日光温室气象生态观测资料,总结了温室黄瓜和番茄低温寡照灾害指标,结合远程环境监控技术,建立了日光温室低温寡照灾害的监测预警系统,并在河北日光温室蔬菜生产中进行了测试和初步应用。结果表明,该系统可对低温寡照所发生的范围及强度等进行动态监测预警,并可通过自动生成word文档形式提供信息服务,在灾害诊断预警中具有较好的应用前景。     

几种日光温室复合保温被保温性能分析

通过试验测定,分析了目前市场上最新推广的６种日光温室前屋面保温被的保温特性。试验采用单拱棚。测试结果表明被测６种保温被中的５种其保温能力达到或超过了单层稻草草苫的保温水平,文中还对保温被的结构和防水性能进行了讨论,对其中反光铝箔层设置的必要性进行了分析,对保温被结构及其保温性能的进一步改进和提高提出了措施。     

基于日光温室相变材料的梯形墙体热特性分析

将以石蜡为主的固-液复合相变材料喷涂到日光温室梯形北墙体内表面,对相变涂层温室梯形墙体和普通温室梯形墙体的热流量、北墙内的温度,以及室内外气温进行典型天气和月度变化的测试分析,以探究相变材料应用于日光温室梯形墙体后对室内热环境的影响。结果表明：晴天和阴天,相变涂层温室墙体的日间蓄热量和夜间放热量均显著高于普通温室墙体（P＜0.05）。相变涂层温室墙体与普通温室墙体在同一典型时刻相同部位温度存在一定差异,这种差异随着墙体深度的增加而逐渐减弱,0-300mm墙体内差异最显著（P＜0.05）。相变涂层温室墙体的累积蓄热量日平均值比普通温室墙体高8.1%,累积放热量日平均值比普通温室墙体高14.8%,相变涂层墙体表面和墙体内各层的月平均温度与普通温室墙体温度差异显著（P＜0.05）,相变涂层温室、普通温室和室外的月平均气温分别为9.93、8.63和-8.91℃。说明相变涂层墙体可有效增加墙体蓄放热量,提升温室气温尤其是夜间气温。     

冬季日光温室北墙内表面热流分析

为了摸清日光温室墙体内表面上辐射、对流传热分量和向墙体内部的传导热分量的日变化情况,以及墙体内部传导传热热流状况,以指导温室生产有针对性的采取保温措施,采用墙体内及表面空气多点多日连续温度监测,用传热学中平板表面对流换热和物体内部热传导传热计算方法进行分析,研究日光温室北墙表面热量收支和墙体热量流动状况。结果表明,墙体内40-50cm深度存在日温不变层;40cm热流仅4W.m-2左右。传热学计算表明北墙内表面自然对流为湍流状态,对流传热系数在1.69～4.43W.m-2.K-1。墙体内表面晴天白天最大对流换热量为26.5W.m-2,而墙面接受最大辐射热交换69.8W.m-2;墙内表面向墙内传导传热量最高达83.6W.m-2;随深度增加,热流降低,位相滞后。阴天时热流量迅速减小。结论:在郑州冬季天气条件下,60cm厚墙体已接近合理水平,再增加厚度增强保温效果的潜力不大;北墙表面空气与墙体间传热为湍流状态,而非平流状态;白天北墙表面以辐射换热量为主,是对流换热量的2.6倍。     

起垄高度对日光温室土垄内嵌式基质栽培甜椒根区温热及产量的影响

为了优化土垄内嵌式基质栽培(SSC)的垄高参数,于2018年在冬季日光温室内进行甜椒栽培试验。试验设置土垄(SR)、标准垄(NR)、矮标准垄(NRs)和土壤沟嵌(SE)共4个处理,以探究栽培垄高度对根区温热特性、垄侧土壤缓冲能力以及甜椒生长和产量的影响。结果表明:白天高温时段,起垄高度越高则根区温度越高,相同垄高的NR处理比SR处理白天平均温度高1.07℃;夜间低温时段,NRs处理根区温度最高,比SR处理根区温度高1.77℃;12月27-31日连续5 d观测表明,各处理根区昼夜平均温度在17.03～18.55℃。起垄高度对甜椒的株高和茎粗有显著影响,起垄越高,甜椒植株生物量越高,NR处理的地上和地下干鲜重均为最优。但是,NRs处理的甜椒产量更高。与SR处理相比,NR和NRs处理甜椒产量分别提高43.0%和50.9%。综上所述,在相同水肥条件下,起垄高度对根区温度的改变在1.52℃范围内,NRs处理能够提高夜间根区温度;虽然高垄(NR)能够促进甜椒植株生物量,但适量降低垄高(NRs)更有利于甜椒产量的提高。因此,垄高10cm的SSC可通过提高根区夜间温度,从而提高SSC的生产性能,更适宜...     

防虫网对节能日光温室通风性能影响的研究

自然通风是决定日光节能温室质能平衡和调节微生态环境平衡的重要因素。为了提高节能日光温室的环境管理和结构设计水平,有必要研究防虫网对日光温室通风性能的影响,以提高日光温室的绿色产品生产率。因此,运用气体衰减示踪技术和数理统计理论,研究了日光温室不同形式通风机构的通风性能。试验研究表明在通风口处装设防虫网会显著地减少日光温室的通风率,有时可高达50%。研究还表明,无论装设有无防虫网,卷膜通风机构比拉膜(推膜)通风机构都具有较大的通风率,有时前者是后者的1.4倍左右。     

以温度为主控参数的日光温室综合环境控制系统的研制与应用

针对目前日光温室综合环境调控存在的问题，在研究日光温室微生态环境变化机理的基础上，以温度为主元的基本理论，利用动态规划理论，建立了以温度为主参量的日光温室综合环境调控模式，利用8031单片微型计算机实现了对日光温室综合环境的动态优化平衡调控，经济有效地解决了日光温室环境多因素的检测调控难题，取得了良好的社会效益和可观的经济效益。     

覆膜类型对日光温室SRSC栽培番茄幼苗根区温热效应的影响

试验以土垄内嵌基质栽培方法(soil ridged substrate-embedded cultivation,SRSC)为基础,通过优化地膜覆盖类型,以期进一步缓解日光温室基质栽培过程中的高温胁迫,并促进番茄幼苗抗高温生长。以传统的土壤栽培垄+透明地膜为对照(CK),设置SRSC+透明地膜(TM),SRSC+黑色地膜(HM),SRSC+普通反光地膜(PF)和SRSC+强反光地膜(QF)共4个处理,在夏季日光温室中研究不同覆膜类型的SRSC栽培垄的根区温热效应及番茄幼苗生长情况。结果表明,在定植前覆盖不同类型地膜的SRSC垄其膜下和根区平均最高温度和昼间平均温度均低于CK,其中QF处理的膜下和根区温度最低,膜下和根区平均最高温度分别比CK低12.78和9.73℃,昼间平均温度分别比CK低7.88和6.16℃,隔热降温效果最优。定植后,环境温度升高,但各处理膜下和根区温度的变化规律与定植前基本一致,此阶段,QF处理依然表现出最优的隔热降温效果,其膜下和根区平均最高温度分别比CK低8.96和8.97℃,而膜下和根区的昼间平均温度分别比CK低6.02和5.47℃,降温效果明显,但比前期环境温度较低时有所下降。就根区降温效果看,降温能力表现为QFPFHMTMCK。夜间,各处理的膜下和根区温度均降至较为一致的适宜水平。根区温度与土壤吸放热多少无直接关系,HM、PF和QF三种不同覆膜类型处理中,QF处理根区的热量传递最为缓慢,根区温度最低。PF和QF处理的番茄幼苗株高和茎粗显著高于CK,且QF对增加株高和茎粗效果最显著。随着HM、PF和QF处理隔热降温效果的增强,番茄幼苗生物量逐渐增加,其中以QF的地上地下干鲜重最优,番茄幼苗生长最好。综上所述,通过SRSC方法,结合不同类型地膜覆盖,以覆盖强反光地膜的SRSC垄在夏季日光温室生产中能够改善栽培垄根区温热效应,同时有利于番茄苗期的生长。