日光温室内反光膜补光的实践与理论探析

试验结果表明 ,温室后墙悬挂反光膜进行补光后 ,对温室内测定点处最大光照度值无影响 ,但平均提高测定点处水平光照度值 15 4 8% ;温室内凌晨时气温、地温、墙温和被反光膜遮掩处墙温分别比对照温室低 1 1℃、1 5℃、0 9℃和 1 8℃ ,但正午时分别比对照温室高 1 6℃、1 4℃、0 3℃和低 11 4℃。温室经济产量增加 7 4 % ,当期经济效益增加 2 1元 /m2 。     

复合相变储能保温砂浆在日光温室中的应用效果

为改善日光温室内作物生长的热环境,该文研制了一种适用于日光温室的石膏基石蜡/膨胀珍珠岩复合相变储能保温砂浆,其相变温度为25.6℃,相变潜热为89.8 k J/kg。并将50 mm的复合相变保温砂浆用于砖墙日光温室的后墙作为试验温室,与无相变材料的原砖墙温室(即对照温室)进行对比试验。在试验周期内,试验温室的室内日最低温度比对照温室平均高出1.5℃,最高可达2.4℃;其中,阴天试验温室的室内温度比对照温室平均高1.6℃;晴天试验温室的室内最高温度比对照温室低1.7℃,室内最大温差比对照温室低3.1℃,夜间(17:00-次日8:00)试验温室室温比对照温室平均高2.7℃;多云期间,试验温室的室内最高温比对照温室低1.4℃,最大温差比对照温室低3.5℃,夜间试验温室室温比对照温室平均高2.3℃;在相同栽培管理条件下,生长旺盛期和坐果期,试验温室的黄瓜植株高度比对照温室分别平均高出17.1和24.6 cm,试验温室内黄瓜的单果质量和单株结果数分别为对照温室的1.4倍和1.3倍,单株产量为对照温室的1.8倍。试验结果表明,复合相变储能保温砂浆具有良好的保温和蓄、放热效果,对日光温室内的热环境具有明显的改善效果,使其更适于黄瓜的生长。     

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℃。     

秸秆块墙体日光温室在苏北地区应用效果试验

为探讨秸秆块构建日光温室墙体的可行性,分析了小麦秸秆块对空气水分吸附解析性能及其导热性能,并在苏北地区建造了一座小麦秸秆块墙体日光温室,以土墙体和砖墙体日光温室为对照,监测了3种温室室内外空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤湿度及作物产量。结果显示,小麦秸秆具有相对稳定水吸附与解吸性能,高空气湿度下小麦秸秆吸附空气水分,低空气湿度下小麦秸秆所吸附的水发生解吸作用,秸秆含水率与所处空气湿度呈正相关。与砖墙和土墙相比,秸秆块墙热传导率、体积热容和热扩散系数显著低于前两者,这种热工特性利于隔热保温但不利于蓄积热量。田间监测发现,秸秆块墙体温室内平均气温和土温比土墙体温室分别低2.1和1.1℃、比砖墙体温室分别高1.3和1.2℃,但整个冬季秸秆块墙体温室最低气温为9.6℃,最低土温为12.1℃,可以保障所定植彩椒安全越冬;冬季覆膜条件下,秸秆块墙体温室室内空气湿度最低,砖墙和土墙温室空气湿度比秸秆块墙体温室平均高出10个百分点,秸秆块墙体秸秆含水率在12.5%~23.6%区间波动;土墙体、砖墙体和秸秆块墙体日光温室的彩椒产量分别为6 375,7 130和6 833 kg。秸秆块替代土壤、红砖等常规建材构建日光温室保温墙体具有可行性,有利于节约土地资源和实现秸秆综合利用。     

水墙封闭温室夏季降温特性

封闭温室(closed greenhouse)是一种建筑结构全封闭式的透光型温室,能够实现节能减排、室内蒸散水回收利用、维持高水平CO_2浓度以及隔绝气传病菌孢子等。但在夏季,封闭温室内高温环境难以有效控制,或需消耗巨大电能,无法投入生产。为降低夏季封闭温室内环境温度,从低碳节能的角度出发,设计并建造了一栋水墙封闭温室。2015年7月26日至9月10日,对水墙封闭温室夏季降温特性进行试验测试,结果表明:正午前后(10:00-16:00),室内平均气温为29.4~34.3℃,比室外低0.8~6.8℃,降温效果明显;且太阳辐射越强烈、环境温度越高,则水墙封闭温室的降温幅度越大(P0.01)。白天作物进行光合生产期间(06:00-18:00),封闭温室内气温有94.6%的时间被控制在35℃以内,可有效避免高温胁迫。夜间(18:00-06:00)室内湿度被控制在80%以下,平均湿度为54.7%~73.7%,比室外低7.2%~17.5%,降湿效果明显;且室内外湿度差与室内外温度差呈线性负相关(P0.01)。白天室内水平方向平均太阳辐射量为31.5~67.4 W/m~2,约为室外的11.9%~17.8%。太阳辐射由室外进入水墙封闭温室内,远红光占比由41.9%降低至9.2%,透过率仅为6.0%,有利于抑制室内高温。在室内太阳光谱中红、蓝光占比最大,分别为23.9%和27.1%,较之室外均有提升;其透过率分别为32.4%和37.5%,远高于紫外光和远红光。可见,水墙封闭温室可以有选择性的透过太阳光谱,抑制室内高温的同时保证充足的光合有效辐射。此外,墙体水温及室内气温分布、日变化均呈现一定规律。综上,水墙封闭温室能在夏季通过自身结构达到理想的降温效果,并获得适宜的湿度、光照等条件,是一种可行的、低碳节能的封闭温室型式,可为封闭温室的应用发展提供参考与技术支持。     

浅层地热联合太阳能集热墙系统冬季室内供暖试验

该文提出一种浅层地热联合太阳能集热墙系统,并在石河子地区对采用该系统的被动式太阳房进行了供暖测试研究,对比分析了试验房在不同供暖模式(C1对比房无任何采暖措施的模式、C2试验房未开地下室顶板通风口的供暖模式、C3试验房采用浅层地热联合太阳能集热墙系统的供暖模式)、不同天气状况(晴天、阴天)下的室内热环境。试验结果显示:试验房C3模式下室内平均温度比对照房室内平均温度高6.45℃,日较差为3.5℃;晴天时,试验房白天室内温度有5 h超过了12℃;阴天时,试验房室内外温差仍然达到9.52℃;当室外天气状况为晴天且空气质量指数(air quality index,AQI)符合二级标准限值情况下,试验房在采暖期内10月、11月、及次年的3月、4月,可仅依靠浅层地热联合太阳能集热墙系统满足室内温度的要求,节能效果显著。     

发泡水泥对日光温室黏土砖墙保温蓄热性能的改善效果

为改善老旧黏土砖墙的保温蓄热性能,使用发泡水泥对黏土砖墙进行加厚并进行了试验测试。对照温室黏土砖墙由120 mm黏土砖+100 mm聚苯板+240 mm黏土砖（从室内至室外）构成,试验温室结构、管理与对照温室相同,仅北墙采用200 mm 的发泡水泥对原有黏土砖墙进行了加厚（简称为“改造砖墙”）。通过对比分析2温室墙体在典型晴天和阴天内的温度变化,表明：在晴天夜间,黏土砖墙和改造砖墙外表面温度比室外气温分别高(2.8±0.9)和(0.8±0.2)℃,黏土砖墙和改造砖墙内表面温度比室内气温分别高(1.5±0.5)和(2.4±0.2)℃。在阴天,黏土砖墙全天内表面温度全天低于室内气温,而改造砖墙内表面温度在17：30－次日08：00期间较室内气温高(0.3±0.2)℃。因此,采用发泡水泥加厚黏土砖墙不仅可减少墙体热损失,还能增加墙体夜间散热量。     

不同水分处理对香梨地土壤温度的影响

通过对新疆巴州灌溉试验站香梨地在不同水分处理下土壤温度的监测,分析了不同水分处理下不同土层深度的温度连日变化和日变化趋势。分析结果显示:在5 cm土层深度上高水、中水和低水分别比对照平均高出0.2℃、-0.2℃和1.8℃。各处理间地温差值随土层深度的增加而降低,其差值的峰值均出现在10:00—14:00,且温度增幅在5 cm表层深度最大,其大小依次为高水>低水>对照>中水,最大差值分别是4℃,3.5℃,3℃和2℃。各处理在不同生育期均表现出先增大后减小的趋势,且表层5—10 cm土层在花期到坐果期增幅大于其它时期,各处理中低水在不同生育期不同深度土层上的温度均值大于其它各处理,高水和对照在不同的生育期土壤温度有所差异,而对照在各处理不同生育期不同土层深度上均最小,且低水在8:00不同深度上地温变幅与深度可以拟合成相关系数很高的指数函数关系,分析结果表明低水处理的增温作用最为明显。     

南方温室内空气循环式蓄热除湿系统的保温效果

为探索南方温室内空气循环式蓄热除湿系统的保温效果,设置了空气循环式冷凝除湿（冷凝处理）、土壤地面地膜覆盖降湿（覆盖处理）和普通换气除湿（对照）三种处理,观测了不同条件下温室内的气温和地温变化数据。结果表明：在晴天除湿系统运行期间,冷凝处理温室内下层气温明显比对照和覆盖处理的高,分别高0．9—2．7℃和0．2～1．7℃;在阴雨天（不启动除湿系统）,冷凝处理温室内各层的气温均高于或等于对照和覆盖。典型晴天,冷凝处理的5cm、10cm、15cm、20cm地温比对照分别高1．0～2．1℃、1．0～1．5℃、1．2～1．5℃、1．4～1．6℃。全年气温最低的1月份,冷凝处理温室下层的日平均气温均高于对照和覆盖,分别高0．1～2．3℃和0．1～1．5℃,其中高于0．5℃以上的天数分别为17d和18d。说明在南方地区冬季,空气循环式冷凝除湿系统具有明显的保温效果。     

太阳能猪舍地道通风方式对舍内热环境的影响

为了调控猪舍地面的温度及降低舍内相对湿度,该文的太阳能猪舍采用了地道通风方式。猪只一天之中70%以上的时间以躺卧休息为主,躺卧区的温度环境,尤其是地面的温度调控极为重要。该文以长春地区的猪舍为研究对象,利用附加阳光间吸收太阳辐射为猪床和猪舍提供热量。在通风道内正压通风、负压通风和无风机的不同工况下,对采用地道通风方式的太阳能猪舍进行试验研究。结果表明：在寒冷季节室外温度大约是?13℃,试验猪舍比对照猪舍的温度平均高3.0℃,相对湿度RH（relative humidity）平均降4%;在试验猪舍中,距离地道进风口2 m的地面,白天通风道正压通风比通风道无风机温度平均高0.7℃,比通风道负压通风的温度平均高1.5℃,晚上正压通风比无风机温度平均高1.1℃,比负压通风的温度平均高2.9℃;距离进风口1 m的地面,白天正压通风比无风机温度平均高3.6℃,比负压通风的温度平均高3.8℃;晚上正压通风比无风机温度平均高6.4℃,比负压通风的温度平均高6.9℃。因此,在太阳能猪舍采用地道通风方式对提高猪舍的地面温度,降低舍内相对湿度具有重要意义。     

大跨度主动蓄能型温室温湿环境监测及节能保温性能评价

针对日光温室土地利用率低,单体小不能进行立体栽培果树种植,不利于机械化操作等问题。该文提出一种大跨度主动蓄能型温室,该温室南北走向,双屋面拱形钢骨架结构,并采用主动蓄放热系统进行能量的蓄积与释放。该试验以传统砖墙日光温室作为对照,对大跨度主动蓄能型温室室内外温湿度以及主动蓄放热系统的能量收支进行分析,并对比2种温室的建造成本,综合分析了试验温室保温节能效果及经济效益。结果表明:大跨度主动蓄能型温室土地利用率高达87.4%。温室夜间平均气温高于10℃,无极端低温,晴天夜间平均气温比对照温室高1.5~3.1℃,比室外高13.9~19.3℃;阴天夜间平均气温比对照温室高1.2~2.8℃,比室外高12.5~18.9℃。夜间室内相对湿度平均比对照温室低7%~10%。主动蓄放热系统性能系数COP(coefficient of performance)为3.4~4.2,平均每天能耗0.013 k Wh/m2,与传统燃煤锅炉加温系统相比,平均节能率为47%。大跨度主动蓄能型温室建造成本每平米307.2元,比传统砖墙日光温室低144.5元。大跨度主动蓄能型温室是一种土地利用率高,单体大,保温性能良好,能进行冬季果菜生产的新型温室类型,且投入少,综合其经济环境效益,值得推广应用。     

宁南旱区有机培肥对土壤水分和作物生产力影响的研究

通过对宁南旱区连续两年的有机肥定位试验,研究了不同肥力梯度下有机培肥对土壤水分及作物生产力的影响。结果表明,施肥量为高、中、低处理下,第1年种胡麻,成熟期的贮水量在0—100 cm土层分别比对照处理高13%、10%和0.9%,胡麻产量分别比对照处理高11%、10%和5%,土壤水分利用效率分别比对照处理高30%、29%和11%;在第2年种冬小麦,成熟期的贮水量在0—100 cm土层分别比对照处理高16%、14%和7%,冬小麦产量比对照处理高18%、25%、和13%,土壤水分利用效率分别比对照处理高14%、15%和6%。2年结果看出,施用有机肥可提高土壤含水量,利于土壤的扩蓄增容,且对提高作物产量和土壤水分利用效率有显著效果。     

黄土高原刺槐人工林根际和非根际土壤磷酸酶活性对模拟降水变化的响应

利用野外控制穿透雨试验,分析了7个降水梯度处理(增水20%,60%,80%,减水20%,60%,80%和对照)对黄土高原刺槐人工林根际和非根际土碱性磷酸酶活性的影响。结果表明:0—20 cm和20—40 cm土层增水处理的根际土磷酸酶活性分别比对照处理高55.9%和88.3%,非根际土磷酸酶活性分别高109%和121%。减水处理的土壤磷酸酶活性没有明显低于对照,但是显著低于增水处理。0—20 cm的土壤磷酸酶活性在3个增水梯度上根际间差异不显著,但在3个减水梯度上差异显著。磷酸酶活性与土壤含水量和土壤有机磷含量均呈显著正相关关系。上述结果说明在半干旱地区短期降水增加对土壤磷酸酶活性的影响比短期干旱的影响大,降水变化可以通过影响土壤含水量、土壤有机磷和生物量改变土壤磷酸酶活性。研究降水对土壤酶活性的影响对气候变化下黄土高原植被恢复具有重要意义。     

冬前不同管理措施对土壤温度和冬小麦早期生长的影响

华北平原冬小麦/夏玉米一年两作下的少免耕和秸秆还田在减少耕作投入和降低农田无效蒸发方面作用显著,但也存在一些不利影响。本研究通过详细测定镇压、冬灌、秸秆覆盖等措施对土壤温度和冬小麦早期生长的影响,明确了少免耕和秸秆还田等措施的实施效果,为农业生产提供指导。结果表明,秸秆覆盖后土壤表层和5 cm深度最低地温越冬前、越冬期间和返青后比不覆盖分别高2.37℃、3.18℃、1.68℃和0.57℃、1.28℃、0.34℃,最高温度分别低2.68℃、4.40℃、4.82℃和0.54℃、0.75℃、1.85℃;冬灌后至冬小麦返青期表层土壤和5 cm处土壤平均最低温度比不冬灌分别高0.88℃和0.93℃,返青至拔节期两个层次的最高温度相差5.35℃和5.57℃;镇压与不镇压温度差异不明显。与对照相比,越冬前后秸秆覆盖和冬灌后冬小麦的茎蘖数和生物量都较低,尤其是在返青期,秸秆覆盖和冬灌下的茎蘖数和生物量比对照分别低29.8%、27.7%和5.2%、21.2%。秸秆覆盖和冬灌在冬季可降低最低温度的降幅,但春季不利于地温回升,有延缓冬小麦生长发育的可能。     

稻壳深施改良苏打碱土理化性质长期效应

盐渍土是中国重要耕地土壤,由于土壤中盐基离子含量高,影响植物生育,为此改良盐渍土意义重大。该研究以黑龙江省苏打碱土为供试土壤,采用土层置换犁将稻壳埋于20~30cm土层中,以单独的机械耕作不埋稻壳为对照,田间作业8 a后再次调查土壤理化性质,研究结果:土壤有机碳、速效氮、磷、钾含量与对照比有增加趋势,各层土壤pH值降低0.37~0.41,Na~+降低40.68~212.35 mg/kg;土壤固相率约40%,与对照比下降了3.68%~8.86%,土壤总孔隙度增加到57.38%~60.58%之间,有效孔隙比例大,占总孔隙的22.7%~26.8%,对照有效孔隙占总孔隙的19.0%~23.7%;土壤通气、透水性分别是对照的10~121 5倍和118~173 5倍,0~30 cm土层水库容量高于对照18.58 mm;速效水库容高于对照10.71 mm;稻壳深施持续后效长,改善苏打碱土比单一机械耕作有效,是适合盐渍土改良的一项技术,而且可以通过机械手段得以实现。     

紫外辐射增加后麦田的小气候特征研究（Ⅱ）

利用小麦灌浆期作物群体小气候和农田地温观测资料，分析研究了过量紫外线照射后农作物群体小气候（如湿度、风速、土温等）的时空分布特征，发现UV－B处理下的小麦群体湿度牛前比对照区小，牛后湿度比对照区大，CK、T1、T2组群体内外空气湿度最大差值分别为38.3%、30.6%、23.5%。UV－B的增加导致小麦群体的中下部风速较大，成熟期小麦，在大风天气里，UV－B处理组的小麦比对照处理的更易倒伏，小麦群体的风速在垂直方向上分布为：顶部＞2／3处＞基部＞1／3处；UV－B的增加对麦田的土壤温度也有影响，强UV－B处理下的地温比对照处理的地温高，10cm地温的上升幅度在不同处理存在显著差异，CK和T2的10cm地温变化范围分别是12℃－14℃、12.8℃－16℃。     

开放式空气CO2浓度升高对小麦冠层微气候的影响

利用农田开放式CO2 浓度升高 (Free-air CO2 Enrichment,简称FACE)系统平台,于小麦拔节-成熟期进行作物冠层微气候要素的连续观测.结果表明:FACE条件下叶片气孔导度低于对照,倒一、倒二、倒三叶的气孔导度比对照平均分别减少了28%、32%和26%,均达极显著水平(p<0.01);由于叶片气孔导度降低使得蒸腾降温作用减弱,导致白天FACE条件下小麦的冠层温度升高,开花-蜡熟期平均升高0.77℃,抽穗后最高达1.58℃;FACE系统中,白天小麦冠层内部空气温度比对照高0.12～0.98℃(最大差值),冠层顶部空气温度高0.03～0.7℃(最大差值),但冠层空气湿度均低于对照,冠层中部空气湿度最低差值在-0.3～-7个百分点;FACE处理对小麦冠层上方净辐射的影响不大.     

重庆市涪陵区榨菜根肿病控防示范

在重庆市涪陵区进行榨菜根肿病控防示范试验,结果表明:(1)"根肿消"、"嘉特生物肥2号"对榨菜根肿病的控防效果较明显,分别比对照高95.6%,62.2%;(2)从青菜头产量结果看,"根肿消"比对照高9.7%,"嘉特2号"比对照高4.2%。     

基于热泵的日光温室浅层土壤水媒蓄放热装置试验

由于日光温室的蓄热能力有限,后半夜温度往往比较低,难以满足作物生长需求。针对这一问题,该文提出了基于热泵的日光温室浅层土壤水媒蓄放热方法,其原理是白天开启循环水泵,将后墙获得的太阳辐射储存到温室浅层土壤中;前半夜通过浅层土壤热量的自然释放加热温室;当温室温度较低时,启动热泵系统将浅层土壤中的热量提升后加热温室。试验结果表明,在阴天系统系数(coefficient of performance,COP)能达到3以上,与燃煤热水锅炉相比节能33%;与对照温室相比,盖上保温被后,由于试验温室蓄热量大于对照温室,试验温室空气温度和土壤温度分别比对照温室平均高3.2和3.3℃;开启热泵机组后,试验温室空气温度和土壤温度分别比对照温室平均高5.7和2.9℃。     

夏季鸡舍屋顶隔热改善舍内热环境及蛋鸡生产性能

鸡舍屋顶夏季所接收辐射热最多,屋顶内表面与舍内空气对流换热作用较强,舍内垂直温差加剧,造成局部热应激影响蛋鸡生产性能。为探究屋顶隔热对蛋鸡舍内热环境及蛋鸡生产性能的影响,该文对比研究试验舍(100 mm保温玻璃棉毡彩钢板屋顶)与对照舍(200 mm加气混凝土屋顶)2种不同材料屋顶对鸡舍内环境及生产性能的影响,并讨论鸡舍屋顶成本与养鸡经济效益的关系。结果表明:1)试验舍内温湿度波动比对照舍内小,试验舍内平均温度比对照鸡舍低2.3℃,对照舍内温度空间上呈垂直分布且温差大于3℃,由地面向屋顶逐渐升高且距离地面3.2 m高度水平面温度与0.8、1.6、2.4 m高度水平面温度差异极显著(P0.01);2)试验舍内热应激程度低于对照舍,对照舍内温湿指标正常水平比试验舍内低15.7%,轻度热应激程度高12.1%,中度热应激程度高1.7%,高度热应激程度高0.9%。对照舍内3.2 m平面上蛋鸡受到不同程度的热应激,高度热应激占2.5%;3)试验舍蛋鸡产蛋率比对照鸡舍高1.5%,平均蛋质量高1.9 g。对照舍3.2 m平面上蛋鸡产蛋率与距离地面0.8、1.6、2.4 m平面蛋鸡产蛋率差异极显著(P0.01),周死淘率差异显著(P0.05);试验舍和对照舍0.8 m平面上蛋鸡平均蛋质量最高,对照舍底层0.8 m平面上蛋鸡平均蛋质量与距离地面1.6、2.4、3.2 m平面蛋鸡的平均蛋质量差异极显著(P0.01),但破蛋率之间差异不显著(P0.05);4)对照舍屋顶的冷负荷峰值是试验舍屋顶冷负荷峰值的2.1倍,对照舍屋顶内表面温度比试验舍高3℃。试验鸡舍采用隔热屋顶1~1.5 a可收回投入成本,维持舍内热环境以提高蛋鸡养殖户的收入。该研究可为集约化密集型饲养模式下蛋鸡舍的环境调控及节能措施提供参考。