基于均流板原理的通风墙型植物工厂循环送风系统设计与模拟

植物工厂是当前可控农业环境的最高形式之一,但植物工厂内温度、气流空间分布不均,不同栽培架之间存在一定温差、气流速度差。为解决气流植物工厂内局部环境因子差异大的问题,该研究对植物工厂进风口设置进行改进,在侧进上出气流循环模式下,借鉴均流板原理设计了一款全网孔通风墙型植物工厂,并通过计算流体力学软件(computational fluid dynamics, CFD)进行模拟,分析该类型工厂下温度、气流速度、CO₂浓度、相对湿度、适宜风速占比、空气龄、指定流线速度变化情况,以评价全网孔通风墙对植物工厂内局部环境差异的改进效果。该设计平均空气龄为7.5 s,是无全网孔通风墙条件下的1/9,空气更新效率有效提升。研究表明全网孔通风墙型植物工厂能有效提升植物工厂内环境因子分布均匀性。     

碳源供给策略对水产养殖废水生物絮团处理效果的影响

为探究碳源供给策略对工厂化循环水养殖系统废水生物絮团处理的影响,以水产养殖模拟废水为研究对象,以蔗糖、乙酸钠和甘油为碳源,分别设置不同C/N比梯度(5、10和15)进行了相关研究。结果表明,各实验组均存在硝化作用和同化作用,在较低C/N比(C/N比为5)时,不同碳源硝化作用强度存在显著差异(P0.05),但在各系统稳定阶段,氨氮去除率均达到90%以上。其中,乙酸钠为碳源时,系统达到稳定所需时间较短(4 d),并不受C/N比的影响,而另外2组随着C/N比增加,系统达到稳定所需时间逐渐减少(均由24 d减少至12 d),且氨氮去除效率逐渐提高。其次,不同碳源和C/N比对生物絮团系统碱度的影响不同,在系统稳定阶段,乙酸钠随着C/N比增加,碱度逐渐升高,且均保持较高的浓度,不适宜水产重复利用,而蔗糖和甘油相对稳定,且均低于200 mg/L。另外,结合生物絮团沉积指数可知,生物絮团的沉降性能对絮团氨氮去除效率没有显著影响(P0.05)。在低C/N比时,不同碳源其EPS多糖含量差异不显著(P0.05),而随着C/N比增加,不同碳源EPS多糖含量的多少及变化趋势不同。     

狭闭空间内苗盘物流化搬运机器人运动规划与试验

针对植物工厂狭小密闭工作空间(狭闭空间)内大范围作业需求,提出了一种应用于植物工厂内部的物流化搬运机器人。采用D-H法建立连杆坐标系,通过求解运动学正解对机器人运动空间进行分析,在此基础上,采用边界追踪法规划了一种满足植物工厂立体式培育特点的滑切式搬运最优轨迹,提取轨迹上若干点,求解提取点运动学逆解,采用三次样条插值拟合机械手臂关节变量随时间变化函数,并在实验室中搭建育秧环境可自动调控的立体式育秧平台进行试验,控制机器人按照最优轨迹运动,应用高速摄像技术对实际运动轨迹进行记录,试验结果表明,实际轨迹和最优轨迹最大绝对误差为8 mm,在误差允许范围内,可以完成植物工厂内所需的搬运作业功能。     

2021年中国水产养殖全程机械化发展报告

总结分析中国2021年水产养殖机械化发展概况,主要包括产业发展情况,池塘养殖、网箱养殖、工厂化养殖、筏式吊笼与底播养殖4种主要养殖模式全程机械化发展现状。在此基础上,分析4种主要养殖模式的主要作业环节存在机械化水平整体较低且发展不平衡,技术体系基础薄弱,机械化、信息化、智能化融合不够,高效适用设施、设备保障能力不足等问题,提出推动水产养殖设施装备制造转型升级、建立水产健康养殖全程机械化技术体系、加快绿色实用和高效智能装备的示范应用等建议。     

我国汽车零部件工业发展的研究

我国汽车工业快速发展。在汽车工业发展规划中指出要大力发展我国的汽车零部件工业。通过学习和研究国外整车厂商和零部件厂商的运作模式,借鉴他们成功的经验,同时结合我国国情和特点,从存在形式、产权关系、技术交流关系、以整车为核心的整零关系框架等进行分析。探讨适合我国汽车零部件工业的发展的模式和方向。     

不同频率LED红蓝光交替照射对生菜生长与品质的影响

在全人工光型植物工厂中进行试验,运用供光模式可调的红蓝LED光源,以不同频率的红蓝光交替照射生菜,并以同比例的红蓝光同时照射生菜作为对照组,通过测定生菜生长动态、光合色素、可溶性糖、粗蛋白、维生素C以及硝酸盐含量,研究红蓝光供光模式及交替频率对生菜生长与品质的影响。结果表明：在等能耗基础上,16h光期里,红蓝光交替1次有利于生菜地上部分生物量、可溶性糖以及粗蛋白的积累;红蓝光交替4次有利于生菜中维生素C的积累以及硝酸盐的代谢;所有处理中,叶绿素及类胡萝卜素含量均以4次和8次红蓝光交替为最大,且二者之间无显著性差异。     

植物工厂中移动平台导引系统的路径校正控制方法研究

在植物工厂的物料自动化运送中,自动导航系统非常重要。为此,针对移动平台在行驶过程中出现偏离误差较大的问题,采用磁感应传感器搭建导航系统,并对采样信号进行插值处理,并采用模糊控制方法。通过Simulink对信号采集过程进行仿真分析与优化,得到了较为合理的模糊控制算法,建立了一套路径校正的系统。利用STM32系列单片机搭建了控制系统,并进行了道路行驶试验。试验结果表明:该系统能够对行驶路径进行校正和追踪,模糊校正的直线行驶能力提高了20.13%,稳定性提高了17.24%,均值直线行驶偏差μ控制在5 mm以内,具有较高的精度和稳定性。     

LED光谱对西瓜苗生长的研究

以光调控技术为基础的全封闭式植物工厂是提高西瓜苗培养效率及质量的最佳途径。为此,论证了以纯LED光进行西瓜苗育苗的可行性,并研究了不同红蓝光配比对西瓜幼苗生长的影响。结果显示:5∶1的红蓝光通比下,西瓜幼苗生长情况最好。根据蓝、红光对植物不同的影响,最佳的光照方式应为:幼苗生长早期适当提高蓝光比例,而生长后期多加红光;前期用较弱的光照,后期再用强光照。     

我国蔬菜育苗装备研究应用现状及发展对策

近年来,我国设施蔬菜育苗呈规模化发展,传统人工培育种苗已无法满足集约化高效育苗的发展需要,开发和应用工厂化育苗成套设备极大地促进了我国蔬菜育苗产业的可持续性发展。为此,在对我国设施育苗发展规模和机械化作业需求进行概述的基础上,重点针对育苗生产中播种、嫁接、秧苗筛选、基质处理及穴盘清洗等劳动密集环节的机械装备的研究和应用状况进行介绍,通过比较现存相关产品的工作原理、作业性能和适用范围,分析不同产品和技术的发展趋势。同时,从我国设施育苗发展现状、现存技术难点及经济效益3个方面,总结了当前机械化育苗设备在实际使用中遇到的客观问题,最后从农艺生产标准化、政策支持、示范宣传及技术攻关等不同角度,提出了促进我国机械化育苗设备推广应用的对策。     

苏南地区农田表层土壤中多环芳烃和酞酸酯的污染特征及来源

采用气相色谱质谱（GC-MS）法测定了苏南地区13个农田表层土壤样品中的多环芳烃（PAHs）和酞酸酯（PAEs）污染物,分析比较了不同区域农田表层土壤,尤其是来自钢铁企业周边的表层土壤中PAHs和PAEs的污染特征及其来源。结果表明,苏南地区农田土壤中总PAHs和总PAEs的浓度分别在147～40300μg·kg-1和0.575～762μg·kg-1之间,其中钢铁厂周边的平均浓度分别为6130μg·kg-1和47.4μg·kg-1。土壤样品中苯并（a）芘的浓度与总PAHs的浓度显著相关,高分子量PAHs在钢铁厂周边表土中含量较高,钢铁冶炼焦化和烧结等工序是其污染来源。酞酸正丁酯（DBP）和酞酸乙基己基酯是苏南地区农田土壤中含量最高的两种PAEs类物质,钢铁厂周边有较高的DBP检出可能与炼钢、冷轧和炼铁等工序有关。本研究将为经济高速发展地区农田土壤环境质量评价、农产品安全生产及土壤污染防治对策的制定提供科学依据。