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：为探究施肥多因子耦合对黄瓜产量、品质、肥料利用率等方面的综合调控,获取适宜的基质栽培营养液配方。以‘博耐526’黄瓜为试材,通过四因素(N、K、Ca、Mg)五水平(1/2)二次正交旋转组合设计,共23个处理,利用四元二次回归分析建立了N、K、Ca、Mg对黄瓜产量品质综合评分的回归模型,分析了双因素与三因素耦合效应对黄瓜产量品质综合评分的影响。结果表明,各因素对黄瓜产量品质综合评分的影响程度由大到小依次为氮、钾、钙、镁,黄瓜产量品质综合评分随各因素的增加均呈现先增加后减小的趋势。N-K和N-Ca的耦合效应显著(P0.05);N-K耦合效应对黄瓜产量和品质综合得分的影响为负,而N-Ca耦合效应为正。同时建立了黄瓜产量品质综合评分、氮、钾和钙利用率的多目标优化模型,利用遗传算法对该模型进行模拟寻优,得到优化的氮,钾,钙和镁浓度分别为14.83、6.89、3.55和4.17 mmol/L。在此条件下,黄瓜的单株产量、可溶性蛋白、维生素C和可溶性总糖含量分别比山崎黄瓜专用配方处理显着提高了21.07%,40.91%,53.33%和11.48%,有机酸和硝酸盐含量比山崎黄瓜专用配方处理显著降低,此结果可为基质栽培黄瓜高产优质和营养液科学管理提供指导依据。

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：为解决因连续雾霾天气或阴雨雪天气而导致温室内温度过低,以及现有日光温室储热器散热量大、跨时蓄热量不足的问题,通过对储热水箱外隔热材料及水箱结构进行优化设计和蓄热工质组合研究,实现了温室储热装置跨时储热、分段缓释放热。实验表明,采用隔热涂料+气凝胶+橡塑保温棉的组合隔热效果较好,其24 h散热量比单一隔热材料减少散热0.367 MJ;设置水箱隔热材料厚度为80~120 mm,采用体积为6~10 m^(3)、高径比为1∶1的圆柱体蓄热水箱,既可保证较低的有效散热率,也能控制工程施工成本;采用复合相变材料组合增大了水箱蓄热量,优化了放热过程,并实现了热量分阶段缓释。建立了水箱有效蓄热量与水箱体积、相变填充体积的计算模型,利用该模型可根据不同地区热负荷和水箱储热时间配置适当的储热水箱。

摘要：为对设施甜瓜高效集约化生产实施准确有效的水肥管理,以“千玉六号”甜瓜为对象,于2020年4-7月在陕西省杨凌区的双层大跨度温室内进行试验,设水肥两因素,依据蒸腾蒸发量(ET_(c))和目标产量法设计3个灌水量(W1:低水,75%ET_(c);W2:中水,100%ET_(c);W3:高水,125%ET_(c))及3个施肥量(F1:低肥,施肥量758.44 kg/hm^(2);F2:中肥,施肥量948.05 kg/hm^(2);F3:高肥,施肥量1137.66 kg/hm^(2)),研究不同水肥条件对甜瓜生长、产量、品质及水肥利用效率的影响,运用综合评价方法确定最优灌水施肥制度。结果表明,水肥耦合对甜瓜各指标的影响不同,基于博弈论的组合赋权法对甜瓜生长、产量、品质及水肥利用效率4类因素12个指标进行综合赋权,其中总产量权重最大,为0.343,游离氨基酸含量最小,为0.007。基于灰色关联与TOPSIS耦合模型进行综合评价,中水中肥处理下复合贴近度最佳。水肥配施对甜瓜综合生长的交互作用显著,灌水量及施肥量对甜瓜综合生长的调控均呈先增加再降低的趋势,与实际生产相符。当灌水量为810.52~990.64 m^(3)/hm^(2)、施肥量为853.25~1042.85 kg/hm^(2)时甜瓜综合生长得分最高,为最优的水肥配施方案。本研究可为当地设施甜瓜生产中水肥科学管理提供依据。

摘要：为探究水肥多因子耦合对樱桃番茄生长、产量、品质等方面的综合调控效果,获取最适水肥因素组合,以灌水量、施N量、施K2O量、施CaO量为试验因子,进行正交旋转组合设计,利用多层次模糊评判方法对表征樱桃番茄生长的4类因素及14类子因素进行综合评判,构建水肥多因子对樱桃番茄综合生长的调控模型。结果表明:当其他因素为中间水平时,樱桃番茄的综合生长随灌水量增加呈线性关系,随施N量、施K2O量、施CaO量的增加均呈开口向下的抛物线关系;灌水量与施K2O量及施CaO量均呈负交互效应;多因子耦合作用中,灌水量、施N量、施K2O量、施CaO量编码值为1.682、0、-0.744、-1.223更有利于樱桃番茄的综合生长;对于不同水平施CaO量而言,灌水量、施N量、施K2O量、施CaO量编码值为1.682、0.521、0.071、-1最有利于樱桃番茄综合生长。灌水量为补充至灌溉上限用量的91.34%~100%、施N量为12.26~13.50 g/株、施K2O量为2.92~5.13 g/株、施CaO量为2.69~4.39 g/株时,多层次模糊综合评判指数有最优区间,最有利于樱桃番茄的综合生长。

摘要：主动蓄热墙体日光温室具有良好的蓄能效果,对改善日光温室内的热环境起到了重要作用。但是对其如何有效地提高了温室的储能效率的特性和机理研究还有待进一步探索,以及如何进一步优化其性能,明确设计指标需要深入研究。该文在深入研究日光温室热量散失规律的基础上,构建了传统主动蓄热墙体日光温室(G1)、回填装配式主动蓄热墙体日光温室(G2),并试验测试了G1和G2主动蓄热循环系统的进出口温湿度、墙体表面热流密度、室内气温等参数,详细分析其传热规律和特性。结果表明:典型晴天(2017年12月31日)蓄热时段G1、G2主动蓄热循环系统的进、出口平均温差分别为10.2、11.6℃,平均蓄热热流密度分别为90.21、141.94 W/m2;典型阴天(2018年1月14日)放热时段G1、G2的进、出口平均温差分别为1.8、2.3℃,平均放热热流密度分别为7.48、5.66 W/m2。对墙体内主动蓄热循环系统的传热特性进行分析,G2的主动蓄热循环系统的蓄、放热量均较G1多。对后墙除主动蓄热系统以外的墙体外壁面被动传热特性进行分析,典型晴天蓄热阶段G1、G2整日的蓄热量分别比放热量多142.01、281.55 MJ;典型阴天放热阶段G1、G2的蓄热量分别比放热量少51.36、29.05 MJ,G2白天蓄热量较多、夜间放热量较少,表明G2墙体的长期储热能力较G1更高,更有利于温室在长时间低温寡照天气条件保持更稳定的室内温湿度环境。该文可为主动蓄热日光温室结构优化及热负荷设计提供理论和实践参考,并为主动蓄热日光温室的进一步发展奠定研究基础。

摘要：保温塑料大棚屋顶保温被夜间有助于减少室内热量流失,但其白天会在室内形成一条阴影带,为了探明室内阴影带的变化以及其对番茄生长发育的影响规律,以陕西杨凌地区18 m跨度非对称保温塑料大棚为试验对象,计算分析了室内栽培区阴影带在一年中的变化规律,同时测试了北屋面水平投影区域和南屋面水平投影区域的太阳辐射,研究不同栽培区域番茄株高、茎粗、叶片光合参数以及番茄单株产量的差异。结果表明:1)与南屋面水平投影区域相比,北屋面水平投影区域晴天、阴天分别有38.9%、27.9%的太阳辐射被遮挡;2)全年北屋面水平投影区域有阴影的天数为231 d,最大遮荫面积可达146.8m^(2),占总栽培区域面积的13.2%;3)南屋面水平投影区域番茄叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率以及水分利用率显著(P<0.01)高于北屋面水平投影区域,平均单株产量要比北屋面水平投影区域高29.5%。总的来说,保温被投影降低了室内北侧栽培区域的太阳辐射,同时也降低了番茄的光合特性及产量,这为优化保温塑料大棚结构参数设计提供了更为深入的理论基础。

摘要：日光温室是一种能源高效利用型的温室结构,在中国北方的设施园艺产业中起到了非常重要的作用,其中主动储热日光温室结构是最近该领域研究的热点问题之一。针对高效主动储热风道的研究问题,该文构建了3种不同气流运动方式的主动蓄热日光温室后墙模型,分别是顶进顶出气流运动方式的主动蓄热日光温室后墙(W1)、侧进侧出气流运动方式的主动蓄热日光温室后墙(W2)、侧进顶出气流运动方式的主动蓄热日光温室后墙(W3)。在W1工况下对比试验数据及数值模拟数据发现,平均相对误差为6.7%,最大相对误差为13.4%,说明该文所建模型的数值模拟与试验数据有很好的一致性;进一步模拟结果表明,进口条件一致的情况下,W1、W2、W3在主动蓄热循环系统运行阶段的有效蓄热范围分别为700～800、500～600、600～700 mm;W1、W2、W3的出口平均温度分别为17.3、18.9、18.2℃,进一步计算得到,3种工况下,内部空气流的努塞尔特数分别为40.95、35.25、35.30;3种不同气流循环运动方式下,温室后墙的对流换热强烈程度表现为W1最大,W3其次,W2最小。该研究为设计主动蓄热日光温室墙体气流循环运动方式提供了理论依据和试验参考。

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。