太阳能在智能生态农业中的应用

针对太阳能养殖、太阳能干燥、薄膜太阳能农业大棚、太阳能灌溉及太阳能杀虫灯等5个太阳能的利用技术进行了论述,并将太阳能技术与传统技术进行了比较,分析了各项技术的优缺点,探索了太阳能在农业生产方面进行利用的前景.     

内蒙古地区暖棚养羊的必要性和太阳能采暖的应用

内蒙古大部分地区的严寒季节长达6~7个月,受寒冷气候条件的影响,散养羊生长缓慢,饲料消耗量增加,掉膘现象严重,产羔率和羔羊成活率也受到严重影响,大大降低了养羊的经济效益。建筑暖棚不仅能提供充足的热能,还可防止羊只掉膘。但是,常用的取暖方式以燃烧木材、煤或羊粪砖为主,存在着污染环境的隐患,并会受资源短缺的限制。太阳能作为一种新能源,是人类可以利用的最丰富的能源,可以就地开发利用,不存在运输问题,是一种洁净的能源,不会造成污染和公害。因此,利用太阳能采暖和暖棚养羊能够推动畜牧业向健康、高效、资源节约的合理方向发展。     

移动式太阳能牦牛乳产地保鲜贮藏设备的研究与设计

[目的]针对当前高原散养牦牛因缺乏电源、处理技术和装备,无法实现生鲜牦牛乳产地保鲜贮藏而造成浪费的问题。[方法]对牦牛乳热处理工艺进行研究,通过成本效益分析后,采用加热到60 ℃以上、保持30 min的巴氏高温杀菌工艺,研究了供电系统、杀菌保鲜系统以及辅助系统等。[结果]最终集成设计出加工鲜牦牛乳量达40 L/d的移动式太阳能牦牛乳产地保鲜贮藏设备。[结论]该设备能够延长牦牛乳保鲜时间,减少因不能及时产地保鲜牦牛乳造成变质损失,同时可提高牦牛乳商品转化率,促进藏区畜牧业生产效益提升。     

不同温度处理对日光温室甜樱桃萌芽速率和开花物候期的需热量研究

研究了不同温度处理(27-30℃、25-27℃、23-25℃、21-23℃)日光温室甜樱桃吐绿期、初花期、盛花期的需热量值,以生长度小时模型估算分别为2318-2375 GDH℃、6098-6618 GDH℃、6521-7008 GDH℃,以有效积温模型估算分别为59-66 D℃、137-173 D℃、145-181 D℃。明确了处理温度越低,甜樱桃不同发育期所需天数越长(14d、14d、15d、16d,34d、38d、49d、49d,38d、42d、51d、54d),原因是需热量积累速度慢和低温阴、雪天气叠加所致,而后者是起主要作用。初花期前低温处理(室内0-7.2℃)可提高花期开花的整齐度。#$NL     

温室番茄不同灌水方式试验研究

采用Φ20标准蒸发皿的水面蒸发量为控制灌溉参数,研究不同灌水方式(覆膜滴灌、覆膜沟灌和覆膜小畦田灌)对温室环境和番茄生长和灌溉水利用系数的影响。试验结果表明:在秋冬茬口的日光温室内,与膜下沟灌和传统覆膜畦田灌溉比较,覆膜滴灌一定程度降低了温室湿度,保持了土壤水分一直处于较高的水势范围,使番茄产量和灌溉水利用效率达到最高。另外,采用覆膜滴灌时,灌水周期为3d,蒸发皿系数取1.0时,产量和灌溉水利用效率最高,推荐作为该茬口的灌溉制度技术指标。     

不同自然通风方式对日光温室性能的影响

为探究不同自然通风方式下日光温室室内环境因子的变化规律,提高日光温室自然通风效率,设计2种不同自然通风方式:后坡整体开窗式和后坡间隔开窗式。将分别采用后坡整体开窗式和后坡间隔开窗式通风方式的温室,依次记为G1、G2,并以传统顶通风式日光温室(G3)为对照,对上述3座采用不同自然通风方式的温室内部环境和作物生长状况进行了研究。结果表明:晴天白天,G1、G2的室内光照强度分别比G3提高了26.34%和10.16%,G1、G2、G3平均气温分别为33.7、33.8、34.8℃,平均相对湿度分别为47.15%、47.21%、44.03%,风速折减率分别为0.80、0.74、0.90;晴天13:00,G1、G2的植物冠层气温分布呈现南高北低,而G3的呈南低北高分布。G1、G2内的番茄产量分别比G3提高了19.54%、6.90%。综上,后坡整体开窗式表现最优。     

太阳能加温和沼液回用沼气工程的生态效益评价

为综合评价新型生态清洁技术应用下的规模沼气工程的综合生态效益,该文以北京市顺义区D沼气工程(同时应用沼液循环回用技术和太阳能-地源热泵增温保温技术)为研究对象,利用能量系统图和能值评价体系,从经济效益、环境效益和可持续性3个方面对该系统进行了综合性能值分析,分析了沼液循环回用和太阳能-地源热泵增温保温清洁技术的应用对规模化沼气工程生态经济效益的影响。结果表明:太阳能-地源热泵增温保温技术在规模化沼气工程中的使用,不可再生购买资源投入减少8.80%,系统可持续性提升18.75%,有效替代了化石能源的使用,生态经济效益明显。同时,沼液循环回用技术的应用,可使地下水投入减少65%,在沼气工程周边土地无法充分消纳该沼气工程产生沼液的条件下,可节省1.77E+05美元/a的农田消纳后的剩余沼液排污处理费,环境负荷率减小68.52%,能值可持续指标由0.03增为0.38,系统自我维持能力提升。因此,沼液循环回用和太阳能-地源热泵技术的应用对该沼气工程系统的经济、环境和生态效益有很大改善作用。     

中国大陆地区基于太阳辐射经验值计算ET0的适用性研究

太阳辐射是利用FAO推荐的Penman-Monteith(PM)公式计算参考作物需水量(ET_0)的必要参数。为了探究PM公式在辐射数据缺失的条件下,利用FAO推荐的公式及参数获得太阳辐射值(R_(s_c))替代观测值(R_(s_o))在中国大陆地区的适用性,本研究选用了中国大陆112个站点至少15 a的多年月平均观测数据,通过逐点计算分析了R_(s_c)和R_(s_o)的时空差异及二者分别输入PM公式获得的参考作物需水量ET_(0_c)和ET_(0_o)的时空差异。结果表明,R_(s_c)与R_(s_o)存在显著的时空差异性,二者相对差值范围为-2.86～4.41 MJ·m~(-2)·d~(-1),且在4—8月份差异较大;大致以"胡焕庸线"为界,线西北区域R_(s_c)与R_(s_o)的时空差异相对较小,且稳定,线东南区域的时空差异较大,且不稳定。但是,基于二者计算的ET_(0_c)和ET_(0_o)时空差异却不显著,平均只有0.06～0.26 mm·d~(-1)的误差;"胡焕庸线"西北地区的ET_(0_c)和ET_(0_o)绝对差值常年稳定在0.00～0.25 mm·d~(-1),"胡焕庸线"线东南地区则随季节而变化,夏季差异相对较大。在实际的应用中,西北地区全年和北方地区春、秋、冬三季以及长江、珠江流域所覆盖的南方地区在1、2、10、11、12月使用R_(s_c)替代R_(s_o)获得ET_0具有较好的适用性,北方地区的夏季、南方地区的3—9月份使用R_(s_c)计算ET_0则必须研究相应的方法对结果进行矫正,否则会有误差,且偏大。     

被动调节模式环路热管型光伏光热系统性能分析

针对环路热管型太阳能光伏光热系统冬、夏季运行中的不利工况,该研究提出将空调排风引导至集热/蒸发器空气夹层的被动式调节方法,以进一步提升系统的太阳能利用效率。基于质量、动量和能量守恒定律,借助ANSYS Fluent软件建立了被动式调节模式下集热/蒸发器的数学模型,模拟分析了该调节方法对热管循环启动和系统性能的影响,通过室外试验验证了模型的准确性。研究结果表明,夏季工况,采用低档风速调节更有利于维持热管运行,而高档风速则更利于光电效率的提升;与调节前的系统相比,高、中、低档风速作用下的日均光电效率分别提高了8.4%、5.7%和3.5%,日发电量增加了8.0%,5.3%和3.5%。对不同调节策略的研究表明,第一阶段采用低档风速的运行策略可最大程度提升太阳能光热利用,同时保证较优的光电效率。冬季工况下,所提调节方法可有效缩短热管循环的启动时间,日出半小时内的有效集热量增加375.7%。因此,该调节方法对2种不利工况均有一定程度改善,调节策略对系统性能影响较大,应根据用户负荷需求进行选择与优化。     

日光温室黄瓜智能灌溉控制指标研究

在日光温室中进行了不同灌溉土壤水分上、下限对黄瓜生长、生理指标、产量以及品质的影响的试验。在前期试验研究的基础上,在结瓜期设置了3个处理,灌溉土壤水分分别控制在75%~85%FC、70%~80%FC、65%~75%FC之间。研究结果表明:在结瓜期3种灌溉水平下的产量分别为:67.637、59.559、52.898 t/hm2,作物水分利用效率分别为:22.03、21.53和20.42 kg/m3。不同的灌溉水平对黄瓜的产量有显著差异,而对水分利用效率并没有形成显著差异。综合考虑不同灌溉水平对黄瓜产量、品质、水分利用效率等方面的影响,认为结瓜期灌溉土壤水分保持在75%~85%FC之间为宜。