水分亏缺条件下毛管埋深对番茄生长、产量及品质的影响

通过番茄滴灌试验,研究不同水分亏缺条件下毛管埋深对番茄植株生长、果实形态、产量与品质的影响。结果表明:毛管埋深对日光温室番茄产量、灌水量有显著影响(p0.05),对灌溉水利用效率和品质无显著影响(p0.05);毛管埋深为20 cm时,番茄植株生长速度较快,果实横茎较大。轻度与中轻度水分亏缺灌水条件下,毛管埋深为20 cm可显著减小C级(番茄直径D6.5 cm)果实比例29.2%,分别提高A级(D≥7.5 cm)与B级(6.5 cm≤D7.5 cm)果实比例16.6%、2.0%。番茄产量、灌水量随毛管埋深增加呈先增后减趋势,毛管埋深为20 cm时,番茄产量最高,达到66.44 t/hm~2。番茄产量和灌溉水利用效率随灌水下限增加而显著降低(p0.01),可通过不同毛管埋深与灌水下限组合,显著降低番茄灌水量,提高产量和水分利用效率。综合考虑,毛管埋深20 cm,灌水下限为田间持水量的60%处理组合为关中地区日光温室适宜的滴灌灌溉方式。     

单栋塑料温室内多因子综合CFD稳态模拟分析

为分析单栋塑料温室内的综合环境:气流场、温度场、湿度场、CO2浓度场,建立了包括温室内外空间、室内作物和土壤层等的温室环境几何模型。将温室内的湿空气看作水蒸气、CO2和干空气的混合气体,在分析温室中太阳辐射、作物与环境的质热交换,动量及质能传递过程的基础上,对单栋塑料温室内的环境因子进行了稳态模拟。温室内热辐射传递过程采用蒙特卡罗法模拟方法;将室内作物简化为连续固体换热模型,采用剪应力输运模型(SST)表述温室内的空气紊流。结果显示:温室通风对温度、湿度和CO2分布的影响很大,温室内部上风向温度低,湿度小,同时CO2浓度也不高;温室下风向作物冠层的环境未达到优化状态;模型的预测值低于实测值,但变化规律相似,温度、湿度、CO2含量的预测相对误差分别低于8%、6%和7%。     

基于云模型推理的施肥机营养液pH值调节过程控制

针对精准施肥机营养液的pH值调节过程控制本质非线性、时滞性、时变性、不确定性等特点,建立了描述该过程的数学模型。利用云模型能够处理定性概念和定量描述之间不确定转换的特点,提出了一种基于云模型推理的变论域模糊PI控制(CVFPI)算法。该算法采用正态云模型描述系统误差和误差变化率的语言值,通过X条件隶属云和Y条件隶属云分别实现规则前件和规则后件的推理,利用伸缩因子实时调整输入输出变量论域,由二维云推理机实现控制参数的在线修正。为验证该算法的有效性和优越性,分别对CVFPI、VFPI、PI等3种控制算法进行了仿真测试和田间试验。试验结果表明,提出的CVFPI控制算法能够适应精准施肥pH值调节过程的控制要求,相比于常规PI控制算法和VFPI控制算法,在不同工作点条件下超调量分别减小45.3%、21.2%,均方根误差分别减小54.9%、52.9%,在不同流量条件下超调量分别减小59.0%、48.4%,均方根误差分别减小54.1%、37.9%,具有较好的动态特性和稳态特性。     

温室条件下茄子灌溉制度初探

以茄子为试材,于2013年4-8月在天津市北辰区日光温室中进行试验,分析了气象因素对灌溉的影响,并制定了灌溉制度。结论如下:温室条件下大棚内温度一直较高,且随气温的增加而增加;温室属于较为封闭的环境,所以温室内湿度一直处于较高点,且灌水后有大幅度增加,湿度较高;滴灌茄子的滴灌灌溉制度为全生育期灌溉定额137.9mm,灌水定额为19.7mm/次,灌水次数为7次,茄子生长阶段的土壤水分下限适宜控制在70%的田间持水率(计划湿润层为40cm)。     

温室膜下滴灌条件下黄瓜需水规律研究

根据试验区温室黄瓜生育期环境因子实测资料,采用土壤水量平衡原理模拟了黄瓜生育期土壤含水量的变化过程,以模拟计算的土壤含水率与实际测试的土壤含水率的误差平方和最小为目标函数来确定温室膜下滴灌条件下的作物系数和作物需水量。结果表明,黄瓜生长期土壤含水率的模拟值和实测值较为吻合,两者相对误差在10%以内。作物系数在生长前期是逐渐变大,在作物生长旺盛时期作物系数达到最大值,随后逐渐减小,与作物叶面积指数的变化规律一致。温室黄瓜需水量在生长期的前期随时间的变化幅度较小,变化为1.5~3.5mm/d;中期随时间的变化幅度较大,变化为0.2~7.5mm/d;后期随时间的变化幅度又变小,变化为3.5~7.2mm/d。     

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。     

基于时空信息比较的温室环境传感器故障识别

为了提高温室环境测控系统中传感器数据的准确性,针对温室环境参数变化的时间相关性和空间相似性特点,提出了一种基于主成分分析(Principal component analysis,PCA)的故障检测与基于时空信息比较的温室环境监测系统的传感器故障识别方法。首先利用基于PCA的传感器故障检测方法,通过监控统计量T2和SPE的变化实现传感器系统故障检测;再针对检测出故障的传感器节点,对该时刻传感器节点采用基于时空特性的节点信息比较实现不同传感器的故障识别。分别对比基于时间尺度、空间尺度、时空尺度的节点信息比较方法对传感器故障识别的影响进行了分析与试验验证,验证结果表明:基于PCA的传感器故障检测方法能够有效地实现对传感器系统故障的初步检测,提出的基于时空信息比较的传感器故障识别方法,融合考虑时间尺度和空间尺度的节点信息,能够有效地实现传感器具体故障定位;所建立的传感器故障识别方法检测正确率CDR为98.37%、平均虚警率FAR为1.72%,较传统的传感器故障识别方法检测正确率CDR提高了22.067个百分点,而平均虚警率FAR则降低了15.762个百分点,能够有效地保证故障诊断效率、提高故障诊断精度、降低虚警率,具有可靠性和准确性。     

基于改进纯追踪模型的温室采摘运输自动跟随系统

基于Kinect体感感应技术,设计了一套温室果蔬采摘运输自动跟随平台。通过体感感应系统获取图片上像素点的深度信息,结合图像处理算法,逐行扫描确定人体图像并实时获取人体骨骼信息,计算了人体当前的三维坐标并记录人体走过的路径轨迹。系统采用自调整函数对路径进行优化,避免了剧烈转向行为,并对优化后的路径以模糊算法动态确定纯追踪模型的前视距离,从而实时调整转向和转角,实现了精准跟随和稳定跟随。试验结果表明,该跟随系统能在避免剧烈转向的前提下以较高的精度跟随,横向最大跟踪偏差不超过10.0 cm,最大深度偏差为5.5 cm,且系统性能不受光照条件影响,满足温室采摘运输要求。     

秸秆生物炭对玉米农田温室气体排放的影响

通过大田试验,采用静态暗箱-气象色谱法研究玉米农田不施生物炭(C0),施生物炭分别为15 t/hm2(C15)、30 t/hm2(C30)和45 t/hm2(C45)后温室气体(CO_2、CH_4和N_2O)的排放特征,并估算CH_4和N_2O的综合增温潜势(GWP)及排放强度(GHGI)。结果表明:添加生物炭显著降低CO_2和N_2O的季节累积排放总量,与C0处理相比,CO_2最大降幅为24.6%(C15),N_2O最大降幅为110.35%(C45),且其随着生物炭施用量的增加而降低;CH_4的季节累积排放总量由小到大依次为:C15、C30、C0、C45,其中,C15处理较C0处理降低幅度最大为259.62%,添加生物炭同时也降低CH_4和N_2O的综合增温潜势(GWP)及排放强度(GHGI),处理C15、C30和C45的GWP值较对照C0分别降低88.2%、123.2%和109.9%,GHGI分别降低88.86%、121.60%和100.03%。施用适量的生物炭可以有效增加玉米产量,处理C15、C30和C45的增幅分别为6.28%、7.27%和1.69%。处理C30显著降低CH_4和N_2O的综合增温潜势及其排放强度,并且产量的增幅最大。因此,在当前玉米农田管理措施下,生物炭施用量为30 t/hm2时可实现玉米增产和固碳减排的目标。     

一种复合保温覆盖材料研制和应用试验初报

研制了一种替代草帘的日光温室夜间外覆盖的新型保温材料。这是一种复合材料,隔热保温性优于草帘;质地轻,卷放省力、省工;防水、较耐用;价格适当;洁净光滑,不损伤沾污棚模。经二年在多点应用,普遍反映良好。