内蒙古日光温室大风灾害风险区划研究

大风灾害是影响内蒙古设施农业生产的主要气象灾害之一,为给内蒙古设施农业规划布局提供科学依据,结合实地设施农业大风灾害调查数据,以地面大风观测资料和温室风载荷指标为基础,计算日光温室大风致灾指标,进行大风灾害预警等级划分,并通过构建设施农业风灾评估模型,研究内蒙古不同地区日光温室的抗风能力。从日光温室大风灾害综合风险指数来看,中、高风险地区主要集中在中西部地区,沿山地区风灾风险总体较高,尤其是阴山北麓地区,春、秋季灾害风险较高。原因是该地区主要成产季大风天气较多,危险性指数较高,同时阴山北麓地区海拔较高、人口密度较大,敏感性和暴露度较高,成为影响设施农业生产的主要风灾因子,因此,阴山北麓区在发展日光温室时要尽量避免大风天气的影响,东南部燕山丘陵地区风灾风险较低,考虑风灾的影响,该地区最适宜日光温室发展。本研究可为内蒙古设施农业风灾风险预警服务及风灾防御措施的制定提供技术支撑。     

改性玉米芯制备太阳能界面蒸发体及其性能分析

针对天然生物质材料应用于海水淡化领域,蒸发效率较低、材料容易降解等问题,采用多巴胺对天然玉米芯进行改性处理,以改性玉米芯为基底,在其表面包覆炭黑-纤维素薄膜,制备了一种集光热转换、输水、隔热于一体的太阳能界面蒸发体。对改性玉米芯蒸发体的光学吸收性能、输水性能、接触角进行表征,并搭建了室内蒸发试验和户外蒸发试验系统,测试了改性玉米芯的蒸发性能,与天然玉米芯相比,改性玉米芯蒸发体的蒸发速率相对未改性的提升了约10.4%。对改性玉米芯蒸发体进行了30次循环试验,蒸发体均保持稳定的蒸发速率,整个循环测试中蒸发速率波动不超过1%。并且,长期工作后,蒸发体表面没有盐分沉积,没有出现材料软化、降解现象。改性玉米芯蒸发体在海水环境中能够保持良好、稳定的蒸发性能,且能够有效降低海水中的Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺等离子浓度,达到世界卫生组织所规定的饮用标准中的相应限值。改性玉米芯蒸发体的制备方法简单、成本低廉、蒸发性能稳定,为扩展生物质材料在海水淡化领域的应用提供了有效途径。     

日光温室对土壤动物群落的影响

对山东青州蔬菜种植区内栽培年限分别为1、3、5、7、9年和已废弃1、3年的日光温室及农田中土壤动物进行了为期一年的调查,结果表明,日光温室长期应用有使动物类群数减少、密度降低、多样性指数变小的趋势,温室废弃3年后,土壤动物群落结构可自行调整恢复。     

重庆地区太阳总辐射的气候学计算方法研究

根据重庆市沙坪坝日射站1988-2007年逐日太阳总辐射、日照百分率、低云量和水汽压等资料,采用常规统计方法分析了重庆市地面总辐射的时间变化;由太阳总辐射气候学计算原理,采用线性回归方法建立月总辐射计算公式;通过相关系数检验和回归误差分析,确定了适用于重庆地区太阳总辐射月总量的气候学推算公式;进而根据所得推算公式分别计算了各站点逐月太阳总辐射总量,分析了重庆地区四季和年太阳总辐射的空间分布特征.结果表明:日照百分率的单因子线性拟合整体效果较好,但冬季月份拟合误差较大;采用日照百分率和低云量的双因子拟合,使得冬季月份的拟合误差明显减小,显著提高了整体拟合效果.分析认为,日照百分率是重庆地区地面总辐射的主要影响因子,冬季雾日数和低云量对地面总辐射具有重要影响.重庆太阳总辐射有逐年增大的趋势,与该地区实际日照时数逐年增大而低云量逐年减少等因素有关.四季及全年太阳总辐射的区域分布以重庆地区东北部最高,东南部和西部边缘一带为低值区.     

太阳能提高温室地温装置研究

[目的]提高冬季夜间日光温室的土壤温度,研制内置式太阳能加温装置.[方法]利用蛇形太阳能空气集热器集热结合土壤蓄热的方式,在乌鲁木齐南郊水西沟村德力森蔬菜园8号温室进行了提升地温试验.[结果]当环境温度为-3～- 10℃时,该装置可以使温室土壤10 ～ 20 cm深处的温度平均升高1.5～3℃.[结论]内置式太阳能加温装置能有效提高冬季夜间温室地温,满足作物生长的需要.     

新型太阳能光伏照明系统的研究

研究了新型太阳能光伏照明系统,依据蓄电池的自维持时间和最短恢复时间,对太阳能电池与蓄电池的容量进行研究.以ATMEGA8单片机为控制芯片,研究了包括蓄电池过充与过放保护、多挡时控等功能的新型数控太阳能路灯控制系统的软件、硬件实现方法,并对现有LED驱动电路进行了改进,提高了变换效率.     

基于ARM的温室大棚CO_2监控系统的设计与实现

CO2浓度的监控在以温室大棚为代表的现代农业设施中发挥着巨大的作用。本文所述系统是基于ARM的控制芯片,根据植物生长规律,在上午9时至11时监控CO2浓度,使温室中的CO2浓度始终维持在400ppm到550ppm之间。系统将CO2浓度变送器采集到的数据传送至STM32,STM32经过分析处理数据来控制后端执行模块开断CO2气瓶,以使温室内CO2维持在适宜的浓度,这样既节约了资源又能满足作物的生理需求。     

数据推送技术在温室灌溉控制管理中的应用

基于Android移动操作系统开发了具有实时数据显示、报警数据推送、灌溉交互控制功能的温室灌溉控制管理系统.该系统可以监测温室的土壤含水量和温室温度、湿度,当温室温度数据超过所设定的温湿度界限,以数据推送的方式将警报信息推送到移动终端,在检测到需要灌溉时,也会以推送的形式向用户发送灌溉确认信息,形成交互性良好实时监控平台.经实验证,在服务器端产生异常数据的情况下,客户端能及时收到服务器发送的推送通知.相对于传统的监控系统软件更符合计算移动化的趋势,同时也为开发基于移动设备的推送应用提供了参考.     

不同养猪模式的温室气体排放研究

为评价不同养猪模式温室气体排放情况,对南京六合发酵床和传统水泥地面猪舍温室气体排放情况进行试验测定。通过测定猪舍内空气中CH4、CO2、N2O浓度,根据二氧化碳平衡法原理,计算不同猪舍的温室气体排放通量。结果表明:发酵床舍内CH4、CO2、N2O的平均含量分别是传统猪舍的61.2%、78.6%、125.0%;其舍内CH4平均排放通量要低于传统猪舍,是其63.6%,而N2O和CO2平均排放通量分别是传统猪舍的10倍和1.4倍;考虑到传统猪场猪粪堆肥和化粪池后续管理过程中的温室气体排放,试验期间发酵床养猪模式每天每头猪排放的CO2当量的温室气体总量较传统养猪模式多26.3%,CO2是发酵床养猪过程中温室气体排放总量的主要贡献者,其次是N2O。     

基于热交换的漂浮育苗温室除湿系统研究

基于热力学第二定律,设计了热交换式漂浮育苗温室保温除湿系统。该系统主要由热交换换气机和环境监控系统组成,通过将温室大棚外新风与棚内空气强制对流交换进行换气除湿,使新风温度升高,实现温室热能回收。环境监控系统可现场和远程了解温室大棚内部环境和除湿系统工作状态,实时自动对温室湿度进行调控。将系统应用于烟草漂浮育苗温室,运行结果表明,系统具有良好的保温、除湿能力,试验大棚较对照大棚平均相对湿度降低6.7%,系统平均热回收效率为59.35%,烟苗平均茎高增加0.4 mm、茎围增加0.6 mm。