新一代温室气体排放情景下安徽省未来气候变化预估分析

基于联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)发布的新一代排放情景,和中国气象局发布的"中国地区气候变化预估数据集V3.0",针对安徽省,笔者选择1971—2000年作为基准期,采用区域气候模式模拟的方法,对比分析安徽省未来气候变化特征,重点评估近期内即未来20年气候变化趋势。模拟结果显示,未来20年不同情景下安徽省平均气温均为上升,全省平均增温幅度约0.9~1.1℃;而降水量变化具有不同特征,较低排放情景下降水量以上升为主,高排放情景则以下降为主。到2050s全省平均气温相比于基准期将升高1.6~1.7℃,升温幅度呈现北高南低的特征;全省降水量相比于基准期将下降50~90 mm,各地降水量均呈下降趋势。另外,通过对降水和气温的模拟,预估未来该地区旱涝演替更加频繁,高温热浪等事件也将进一步频发。     

日光温室冬季基质加温效果及对番茄生长和品质的影响

采用控温电伴热加热系统对根系直接进行加温,设置基质加热温度分别为22、28、34 ℃,研究不同加热温度下根系温度场的分布以及对无土栽培番茄生长和品质的影响。结果表明,当使用椰糠作基质时,22、28、34 ℃的加热温度可在夜间使基质内中心位置平均温度分别提高到22.4、29.8、35.2 ℃; 与不加温对照相比,22 ℃和28 ℃加温处理能显著提高番茄单株产量,株高、茎粗、叶片数、根系干质量和鲜质量以及可溶性糖、可溶性固形物、可溶性蛋白、可滴定酸等品质指标显著提高;22 ℃加温处理中番茄植株的单株能耗为11.33 kWh,明显低于28 ℃处理的14.86 kWh,节能效果最优。     

日光温室基质袋培番茄灌溉监控系统设计

为了解决日光温室基质袋培番茄精准灌溉的问题,设计了日光温室基质袋培番茄灌溉监控系统。系统利用数据采集器获取日光温室相关的环境因子,结合番茄生长和水分吸收模型计算灌溉量,并通过灌溉控制器控制电磁阀开闭时间的长短进行灌溉。实验结果表明系统稳定可靠,与传统的人工灌溉模式相比,使番茄增产17.9%,节水35.4%,因此适合用于日光温室基质袋培番茄的精准灌溉。     

基于模糊神经网络的智能温室环境控制方案

针对农业温室环境的精确建模和控制问题,提出了一种基于模糊神经网络的智能控制方案。首先,在考虑室内外环境因素下,构建一个有效的温室环境数学模型,获得通风量、喷雾量和加热量的微分表达式;然后,利用一种自适应模糊神经推理系统(ANFIS),以温度和湿度差作为输入,通过神经网络自学习和模糊推理获得控制输出;最后,通过遗传算法优化控制器的输出比例因子,提高控制响应速度和稳定性。实验结果表明:该方案能够快速且稳定地追踪环境设置值,具有很好的控制效果。     

温室机器人道路识别与路径导航研究——基于红外测距

针对温室内移动机器人的应用需求,提出了一种基于红外线测距的温室机器人自主导航算法,并使用模糊算法对导航误差进行控制,实现了温室机器人的精确自主移动功能。温室机器人导航过程中,当红外线接收管接受到红外线信号时,会产生一个光强电流,电流放大后可以输出一个模拟电压;根据电压值,通过编程计算,利用电压和距离的对应关系,可以得到机器人和标志物的距离误差;距离信息通过串口传输到PC机上,PC机利用模糊控制原理对距离误差进行判断,发出控制指令。实验测试发现:机器人导航的距离偏差平均值为-1.28cm,均方差为2.68,超调较小,可以实现较为精确的导航。     

施肥模式对日光温室土壤铵态氮和硝态氮的影响

通过种植两茬油菜,设置7种施肥模式:有机肥施氮量600 kg/hm2;有机肥施氮量300 kg/hm2;无机肥施氮量767 kg/hm2;无机肥施氮量383 kg/hm2;有机肥施氮量450 kg/hm2,无机肥施氮量153 kg/hm2;有机肥施氮量300 kg/hm2,无机肥施氮量383 kg/hm2;有机肥施氮量150 kg/hm2,无机肥施氮量191 kg/hm2,研究了日光温室0～200 cm土壤中NH4+-N和NO3--N的迁移累积。结果表明,不同施肥模式主要影响0～40 cm土壤中NH4+-N的平均累积量和平均质量比,单施无机肥的相应值大于单施有机肥;不同施肥模式主要影响0～40 cm土壤中NO3--N的平均累积量和平均质量比,当施氮量小于383 kg/hm2时,相应值从大到小依次为:单施无机肥、单施有机肥、有机肥和无机肥配施,不同施肥模式也影响40～160 cm土壤中NO3--N的迁移累积。从地下水污染风险和产量考虑,北京农业种植区日光温室油菜种植可按照有机肥150 kg/hm2、无机肥191 kg/hm2的施肥模式进行施肥。     

基于手机短信的日光温室控制系统设计

为了解决日光温室低成本温室环境控制的问题,使用现有GSM网络系统实现的控制系统,本文介绍了一种以GSM模块TC35和单片机PIC16F877-I/P开发的基于手机短信的日光温室控制系统。该系统可以通过管理员手机发送短信实时监测室内温度和湿度环境因子,并且可以通过发送手机短信设置系统参数,方便用户对日光温室环境进行及时调控。该系统具有投资少,操作简单,工作可靠,系统构建灵活等特点,适用于基层的日光温室环境监控。     

温室农用机器人的路径检测

为实现温室中基于单目视觉的机器人自适应导航,运用Susan算子点检测的方法,融合Hough变换,提出了温室环境中的路径导航线的生成算法,并将标准Susan算子改造成适应与Hough变换的二值化形式.通过对温室中113幅图像进行实验检测可知,采用此方法可有效地检测机器人导航路径,且路径检测的识别率为94%,平均导航角为0.192 2°.     

温室滴灌条件下水分亏缺对番茄生长及生理特性的影响

为确定温室滴灌条件下番茄高产高效的适宜土壤水分控制指标,采用小区试验方法,在温室滴灌条件下研究了不同时期水分亏缺对番茄生长发育及生理特性的影响。研究结果表明,任何生育阶段发生水分亏缺均会降低番茄叶片光合速率及气孔的开度,进而影响干物质的累积和运转,但不同时期水分亏缺的影响形式及程度有所不同;苗期水分亏缺会抑制番茄的正常生长发育,但水分过高会使植株徒长,不利于光合产物向产量的运移;开花坐果期水分亏缺不仅抑制了番茄的生长发育,而且降低了干物质的累积,并最终影响到产量的形成;成熟采摘期水分亏缺会加速番茄植株的老化,降低最终干物质量,对番茄产量的形成影响最为明显。在不影响番茄植株正常生长发育及生理需水情况下,适度水分亏缺(T1处理)可实现高产与高效用水的统一。     

北方干寒地区日光温室CO2预测模型建立与冬季试验

根据质量平衡原理,构建了适用于北方干旱、寒冷地区典型日光温室CO2动态预测模型。模型定量描述了作物光合和呼吸作用、土壤呼吸作用、CO2施肥、自然通风及闭膜后的冷风渗透对室内空气中CO2的动态影响过程。利用内蒙古农牧业科技园区的日光温室对模型进行了冬季验证。结果表明,模型能较好地预测北方干旱、寒冷地区冬季晴天、多云天气的日光温室室内空气CO2浓度的动态变化过程,且预测值和实测值之间的相对误差小于10%。