摘要：为解决装配式日光温室柔性墙体蓄热能力不足的问题,该研究通过在墙体内侧附加蓄热层的方式,设计了一种集蓄热、保温和防水多功能于一体的装配式柔性复合墙体。首先,通过对多种材料进行综合性能评估,筛选出优质的表层材料和保温材料,将其复合制成柔性保温墙体;其次,将水、沙子、相变水凝胶(phase change hydrogel,PCH)作为蓄热层固定在柔性保温墙体内侧,从而形成柔性复合墙体;最后,在4个模型温室中分别对墙体进行性能测试,以未附加蓄热层的柔性保温墙体为对照(CK),分析试验墙体的蓄热和保温性能。单一墙体材料的性能测试结果表明,表层材料中镀铝编织布、黑色淋膜毡抗拉性能好且不透水,断裂强力分别为1.06、0.56 kN,断裂伸长率分别为30.99%、65.91%;保温材料中再生棉、太空棉和空气柱保温效果较好且使用成本低,热阻值分别为0.30、0.50、0.76(m^(2)·℃)/W。柔性复合墙体的性能测试结果表明,所有处理中5 kg/m^(2) PCH柔性复合墙体的蓄热和保温性能最佳,热阻值为2.50(m^(2)·℃)/W,单位面积累计吸热量与放热量分别为1.48、1.13 MJ/m^(2);在典型晴天和阴天条件下,该处理的夜间室内平均温度分别比CK提高了3.08、1.87℃。上述分析结果表明,通过在柔性保温墙体内侧附加相变蓄热层的方式,能够增强墙体的蓄热和保温性能。研究结果可为今后装配式日光温室柔性复合墙体设计及材料选择提供理论依据。

摘要：[目的]为解决目前我国农业废弃物数量庞大、资源化利用率低,以及冬季寒冷地区设施蔬菜生产温度低、CO_(2)不足等问题,本文设计出一种棚体式生物质发酵装置。[方法]该装置包括发酵棚体(长6 m、宽5 m、脊高2.8 m)、强制换热装置、室内加热管道3部分。以玉米秸秆和羊粪为原料进行分层堆放发酵,探究发酵装置的酿热性能,对设施温室热环境、气体环境和生产的影响,以及经济效益。[结果]该发酵装置内堆体的温度50℃以上共计65 d,产热效率达到74.94%;与对照温室相比,温度高1.04℃以上;堆肥发酵过程中,使用气体过滤装置及CO_(2)回收系统,其全球增温潜势(GWP)指数下降96.98%;与对照温室相比,CO_(2)浓度增加2270.58 mg·m^(-3);加热区番茄的可溶性蛋白和维生素C含量分别比对照区增加24.6%和29.2%,番茄红素含量比对照区增加71.3%。生物发酵装置运行可提高单株产量5.99%。增加收入8712元。[结论]寒冷地区应用棚体式生物质酿热装置可为日光温室提供热量和作物生长所需的CO_(2),而且生产应用价值较高。

摘要：为探明保温措施对冬季日光温室室内温度的影响,采用对比试验的方法,分别测试了设置阴棚、阴棚覆盖保温被、附阴棚的日光温室墙体及前屋面保温被加强保温这3种措施下的日光温室温度及参照温室温度,重点关注早间及夜间温度的变化。结果表明:附阴棚日光温室与参照温室在外部温度低的早间及夜间气温平均相差一般在0.5℃以内,在外部温度高时二者气温差通常为1.0~4.0℃。阴棚覆盖保温被对日光温室增温效果不明显,1月早间及夜间最大差值为1.0℃。温室墙体及前屋面保温被加强保温的温室与具有相同阴棚设置的参照温室气温相比,早间及夜间二者在外温低的1月平均最大差值为4.2℃,在外温高的2月平均最大差值为6.5℃。研究结果对组合温室的设计建造、温室保温措施的选择以及温室管理具有参考价值。

摘要：针对目前市场上种子分选装置多以传统机械式、半自动式为主,智能化程度不高、分拣准确率较低的问题,基于机器视觉技术设计一种智能种子分选机,主要由传输系统、供料系统、图像采集系统、种子筛选系统和控制系统五大部分构成。以‘郑丹958’玉米种子为研究对象,以种子气流下斜抛的水平距离和传送带传输速度为寻优条件进行试验,确定最优气泵压力值和控制器脉冲频率。对960个种子样本(优质、劣质种子分别为824和136个)通过目标检测模型进行质量识别,判别种子质量,对种子状态进行标注框选和坐标记录。使用PLC(SIMATIC S7-200 CN,CPU224XP)分选模块控制直动式电磁阀组,对种子进行分选试验。结果表明:(1)最优组合气泵压力值为0.3 MPa,控制器脉冲频率为3175 Hz。(2)优质、劣质种子识别率分别为93.69%和91.91%,种子分选率为89.6%。该分选机能够有效满足种子分选要求。

摘要：为促进河南省塑料大棚的标准化发展,科学指导其设计和建造,以《温室结构荷载设计规范》中规定的河南省18个地区钢骨架塑料大棚为研究对象,利用Ansys Workbench软件分别建立了不同跨度下(8、10、12、14 m)7种常用拱架材料设计的塑料大棚模型,对比了河南省18地区不同跨度不同拱架材料塑料大棚在不同荷载组合下的节点最大应力,筛选出控制荷载和最不利荷载组合,然后利用最不利荷载组合下的承载能力极限状态验算了其安全性,给出了河南省塑料大棚拱架材料规格选型建议。结果表明:河南省18地区中,栾川、南阳、商丘和固始4地塑料大棚的控制荷载是雪荷载,最不利荷载组合为永久荷载+1.2×不均匀雪荷载,其他14地区塑料大棚的控制荷载为风荷载,最不利荷载组合为永久荷载+1.0×风荷载。在河南省18地区中,风荷载是塑料大棚的首要不利荷载,对塑料大棚的安全性影响最大,其次是雪荷载。在建立24个塑料大棚模型,模拟计算河南省18地区最不利荷载组合的节点最大应力,共432组安全性验算分析的基础上,提出了适用于河南省18地区不同跨度塑料大棚不同风荷载等级下的材料规格选择建议,具有广泛的适用性。

摘要：作为水分和养分吸收运输的主要器官,根系及其代谢直接影响着植株的生长与发育,相对于地上部温度植株对地温更为敏感。根际高温是影响夏季蔬菜集约化育苗主要障碍因子之一,适宜、稳定的根际温度是幼苗根系生长和培育壮苗的重要保证。为了降低夏季集约化育苗时幼苗的根际高温环境,设计了一种低能耗的根际降温方式,该研究利用地下水作为降温媒介,采用梯形排管作为冷却管道,设计了一套水冷式苗床用于集约化育苗根际局部降温。试验结果表明,在番茄育苗期间,水冷式苗床番茄幼苗根际积温、日均温和平均最高温分别比对照苗床降低了154.1、4.5和6.5℃。水冷式苗床平均一天中番茄幼苗根际温度高于25℃历时比对照苗床减少了7.6 h,高于28℃历时比对照苗床减少了7.2 h。水冷式苗床番茄幼苗叶片的蒸腾速率比对照提高了36.3%,提高了叶-气温差。水冷式苗床番茄幼苗根系活力和光合作用显著高于对照苗床,壮苗指数比对照苗床提高了34.9%。因此,水冷式降温苗床能够较好的降低根际温度,缓解夏季高温对番茄幼苗生长的胁迫。

摘要：温室大棚等设施结构为蔬菜生长发育、产量品质提升提供了良好的环境条件。提升改造、设计建造性价比高、农机农艺融合的新型设施结构,是推进设施蔬菜高质量发展的必然途径。本文总结了我国西北、华北、东北、华东地区老旧日光温室和主要拱棚的结构现状,阐述了目前建造的主要新型日光温室、拱棚与连栋温室类型,温室大棚建造墙体材料、保温覆盖材料、能源利用类型,分析了我国蔬菜设施结构与环境控制存在的主要问题,提出了依地域环境、作物种类、经营主体选择设计棚型结构,集成设施设计新结构、新设备、新材料。建议制定全国不同地区温室大棚改造方案,减少资金浪费;发挥组织优势,以政策为导向,发展优良棚体;加大技术攻关立项,突破设施结构建造中存在的重点与难点问题。

摘要：为实现温室甜瓜栽培的精准自动灌溉,设计了一种基于甜瓜最优生长需求的灌溉决策系统。兼顾甜瓜产量、品质、水氮利用效率3个类别10个指标建立综合评价体系,引入融合最大隶属度的AHP法确定甜瓜栽培综合最优的日灌水水平,采用K-means聚类算法对日最优灌溉量与环境温湿度数据进行分析,建立了甜瓜不同生育期基于环境饱和水汽压差(Vapor pressure deficit,VPD)聚类结果的定量灌溉决策模型。结果表明,灌水水平120%蒸腾蒸发量下甜瓜综合生长最优,不同生育期内VPD与灌溉量在聚类形心数为3时轮廓系数(0.72)最大,组间轮廓清晰,界限分明,且在VPD较高时,灌水量显著增高,聚类结果最优。自动灌溉系统采用RS485型温湿度传感器实时监测温室内的环境参数,由STM32F103ZET6单片机实现基于模型的灌溉控制,由电子流量计对灌水量计量反馈,并通过云平台实现远程监控功能。系统应用验证试验表明,甜瓜在产量、可溶性固形物含量和可溶性蛋白含量上略优于常规农艺管理,在节水方面优势显著,甜瓜全生育期累积节省灌水量15.9%,并极大地降低劳动力成本,实现自动精量灌溉。

摘要：最大限度利用可再生能源并减少调控成本,是温室生物质发酵高效酿热产能的基础,也是温室生产可持续发展的核心。以麦秸为原料,牛粪为辅料,以初始物料容重(Bulk Density,BD)、碳氮比(Carbon Nitrogen Ratio,C/N)和含水率(Moisture Content,MC)为研究因素,利用响应面法研究因素间交互作用的优势。试验为三因素五水平设计,设置23个处理,以升温速率、产热速率、热能转化率和总有机碳降解率为发酵评价目标,基于TOPSIS法建立综合评价体系,用熵权法合理确定各指标权重,构建了多因素耦合下生物质发酵酿热的响应模型,解析了碳氮水多因素耦合对生物质发酵酿热的综合作用规律。结果表明,单因素效应中综合评分与C/N值呈近线性关系,与BD和MC值均呈凸型二次曲线关系;BD、MC和C/N协同影响综合酿热效果评价值。当BD、C/N和MC分别为0.05~0.07 g·cm^(-3),38.30~38.40,52.94%~59.83%时,综合评价值存在最优区间,将所得发酵因素综合调控下的最优方案应用于冬季延安地区的温室采暖,可使该地区大跨度非对称塑料温室夜温提高0.94~1.50℃。

摘要：为了解决风能致热中的关键问题,设计并搭建一套采用六直叶圆盘涡轮作为搅拌致热叶片的搅拌致热试验系统,以寻求一种高效的搅拌致热工质。选用水、3种油类(46#抗磨液压油、废弃机油、石蜡油)、2种悬浊液(淀粉悬浊液、沙子悬浊液)和2种水溶液(饱和NaCl溶液、9%的NaHCO3溶液)共8种搅拌工质,分析不同工质的温升速率、搅拌功率和致热效率。结果表明:在试验转速范围内(300~500 r/min),采用不同液体作为搅拌工质可改变搅拌器致热效果,其中饱和NaCl溶液和石蜡油是效果较好的搅拌致热工质,饱和NaCl溶液致热效率最高可达41.56%,石蜡油致热效率最高可达33.93%;油类搅拌工质的温升较水类高,但致热效率较低;石蜡油和饱和NaCl溶液可分别用作风速较低地区和风速较高地区的搅拌工质。