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土壤温湿度

时间:2023-05-30 09:04:11

开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇土壤温湿度,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

土壤温湿度

第1篇

关键词:马铃薯;栽培方式;土壤温湿度;产量

中图分类号:S532 文献标识码:A

马铃薯是种植在土壤中的农作物,其产量和生长受到土壤温湿度的影响,从之前的马铃薯种植经验来看,使用不同的方式种植马铃薯,也能够使得土壤的温湿度得到调节,从而对马铃薯的产量产生影响。有些种植者使用小垄栽培来种植马铃薯,这种种植方法常常会使得土壤变得比较板结,使田间的水分不易保存,无法形成合理的垄沟环境和垄体,为中耕培土创造条件,最终影响马铃薯的质量和产量。本文通过几种不同的方式对马铃薯进行种植,并探究了各种方法对于田间土壤温湿度以及产量的影响。

1 实验探究

1.1 实验的相关资料

本次实验所使用的马铃薯类型是黔芋一号,实验的时间是在2012年3月~2013年3月,实验地点选取在一个村庄里,所使用实验区域的面积为30m3,实验区域的土壤主要是黄壤,肥力水平为中上等;试验区域的年平均温度是12℃,夏季的平均温度是23℃,年平均光照时间是1700h,年降水量约为1000mm左右。

1.2 实验设计

本次实验会采取3种方式对马铃薯进行种植。地膜覆盖的方式:在播种后不使用化肥,而是用地膜覆盖。以绿肥为基的聚垄栽培方式:不使用地膜,播种后在马铃薯种子的上方和垄沟中施加绿肥。普通翻耕的方式:既不使用地膜,也不使用绿肥。上述3种不同的方法都采用单垄种植的方式,株距为35cm,垄距为60cm,紫云英是使用的绿肥,施用方案是6kg/hm2,并在月初播种,农用塑料膜为试验中使用的地膜,宽85cm,厚0.02mm。

1.3 实验测定

土壤的取样采取梯度的形式,接着使用取土烘干法,对各层土壤的含水量和水分进行监测。马铃薯植株的取样可在4个阶段进行,其分别是齐苗、盛花、封星以及成熟4个时期,取长为1m的样段,并计算产量和生物量。水分蒸发量以及萎蔫系数的计算使用有效辐射计算公式来进行,该公式是由国际马铃薯种植中心提供。

1.4 数据分析

实验人员可以使用excel来记录实验过程中的各项数据。在对数据进行分析时则可以使用spss17.0并使用t法进行检验,当P

2 实验结果分析

通过本次实验,可是看出不同的栽培方式对土壤的水分、土壤的温度、块茎产量以及马铃薯不同阶段的生长动态影响比较大,下面分别对几个方面进行阐述。

2.1 土壤温度

上述3种马铃薯种植方法,除了第2种使用绿肥之外,不同程度的水分胁迫均出现在马铃薯的生长过程中,其中使用地膜的方法表现得更为明显,5月中~7月初,马铃薯的水分胁迫状况最为严重;3月末~5月末,马铃薯地面部分受到有限的阳光辐射,这时候的水分胁迫系数不能比较精确的计算出来。总之,土壤温度受水分胁迫的影响,从而导致土壤出现不同程度的干旱。

2.2 土壤水分

从实验可以得出,地膜、绿肥和普通种植者3种方式利用水的效率逐次提高。其中地膜和绿肥的方式在3月末~5月末这段时间内,可以使得水分在土壤中的保存得到提高,而从5月中旬开始到8月末,含水率会降低。具体来说,马铃薯耗水量可以用来反映土壤吸收利用水的状况,马铃薯的耗水量在封行到成熟期最高,地膜栽培方式可以减少水的损耗。

2.3马铃薯的产量

上述的3种不同的种植导致马铃薯的产量差异明显,其中,绿肥栽培的块茎产量最多,普通栽培其次,而地膜覆盖的种植方式产量最少,这种现象出现的原因主要是由于马铃薯干物质在不同时期的积累量会因为3种方式的不同而不同,而最终块茎的产量正是依靠干物质的积累决定的。

3 相关讨论

国际马铃薯种植中心已经制定出计算的模型来处理水分胁迫和马铃薯产量之间的关系。该模型可以为实验提供比较合理的参数,和其他的模型比较,该种模型的可操作性更强。这一方法也被使用在本文研究试验中,从而可以得出栽培方式的不同对土壤温湿度和马铃薯产量的影响。

地膜栽培和绿肥栽培的方式在每年的5月中期之前,其土壤中水分的含量高于普通种植法,而且差异比较明显,直接导致了温度也是前2者比较高;当5月中旬天气逐渐炎热后,普通种植法的含水量高于另外2种种植方法。在马铃薯的种植过程中,齐苗阶段对种植土壤进行水分的补充是十分必要的。从土壤环境和马铃薯产量受栽培方式影响的细节角度来看,本文的实验还能得出这样的结果:地膜覆盖的栽培方式,对种植土壤温度的提高很有效果,对土壤湿度的保持和改善效果也比较明显,还能减少虫子、杂草、病害等得发生,土壤的养分也能够被马铃薯很好的吸收,但是,如同上文的分析结果所说,使用地膜栽培同样会产生不好的效果,春季播种的作物在其生长的中后期由于受到地膜的影响,其种植土壤不能够很有效的吸收水分。还可以从水分胁迫的角度来说明地膜栽培不利于马铃薯产量的问题:土壤根系层在20cm之内的马铃薯作物,采取普通栽培的方式,往往3月末~5月初土壤的水分胁迫对于马铃薯的生长影响较大,而使用地膜栽培方式,该情况发生的时间会变为5月初~8月底之间。

4 结语

通过本文的分析可以看出各种种植方式在马铃薯生长的不同阶段都具有不同的优势和劣势。因此,马铃薯的种植者要在充分了解种植环境的基础上,考虑到各类栽培方法的使用条件,合理使用各种种植方法,使得各种方法的优势得到最大发挥,劣势得到有效规避,从而提高马铃薯的产量。

参考文献

[1] 魏荣臻.马铃薯不同栽培方式的实验初报[J].耕作与栽培,2011,04(12):

49-50.

[2] 陈惠阳.不同栽培方式对马铃薯产量影响[J].广东农业科学,2011,12

(05):128-131.

第2篇

关键词:温湿度独立控制空调系统;组成部分;节能

中图分类号:TU831.3+5

引言:

目前室内空调的温湿度环境控制的方式主要有两种类型,一种为中央空调,即集中设置冷源的空调系统。另一种类型为小型空调器,独立分散安装在各个房间内。这两种类型的空调的原理都是把经过调节了温度和湿度的空气送入室内,以达到对室内的温湿度进行控制的目的。然而这些传统的空调系统的缺陷在于输配系统的能耗高、对热湿比的变化难以适应、霉菌容易滋生等。温湿度独立控制系统是新型的空调系统,目的就在解决传统空调系统的弊端。温度湿度独立控制的空调系统包含温度与湿度两套独立的空调控制系统,温度与湿度分开控制,有效的避免了传统空调系统中热、湿联合处理所带来的损失。

1、 温湿度独立控制空调系统的组成部分、

温湿度独立控制空调系统由显热处理系统和湿度处理系统两个独立的系统分别控制室内的温度和湿度。温度调节设备包括冷热源:高温冷水机组、锅炉、热泵;干式末端:干式风机盘管、毛细管平面辐射式空调末端、冷梁等。根据不同的除湿方式,湿度调节可分为冷凝除湿和溶液除湿两种方式。

温度控制系统的干式末端有干式风机盘管和辐射冷板两种类型。辐射冷板主要有金属辐射板、冷却格栅、冷梁和内埋管的混凝土板等四种类型。金属辐射板广泛的应用于辐射吊顶。因为供水温度是有限制的,辐射末端不超过每平方米80W的供冷量,所以维护辐射冷板的建筑结构和室内装置的产热量不能太多。由于干式风机盘管不会有凝水的问题,它可以采用不同的安装方式,例如紧凑的方式、仿吊扇的方式、自然对流的形式等等。灵活的安装形式可以极大的降低安装的成本。高温热源有多种获取方式,例如:深井回灌供冷技术、间接蒸发冷水机组、高温冷水机组、土壤换热器。

湿度控制系统中的新风处理机组为室内提供干燥的新风,达到排除异味、排除湿气、排二氧化碳、提供新鲜空气的目的。一般采用从侧面或者地面置换送风。温湿度独立控制空调系统主要有三种除湿的方式,即冷冻除湿、溶液除湿和转轮除湿。其中溶液除湿环保节能的效果显著,其基本原理是采用具有调湿功能的盐溶液为工作介质,通过不同浓度溶液的吸湿与放湿特性,实对空气进行除湿与加湿的处理。

2、传统的空调系统的缺点

传统的空调系统采用的是温湿度同步调节方式,这种调节方式存在一些弊端。

首先,温度、湿度的调节控制是同时进行的,能源的利用效率低。同时调节温湿度时难以结合使用天然冷源。空调系统在进行降低温度的工作时,必须要冷源的温度低于室内空气的干球温度。在进行除湿的工作时,要求冷源的温度低于室内空气的露点温度。由于传统的空调系统的温湿度调节采用的是同一个冷源,这就造成浪费能源品位。其次,传统的空调系统难以适应热湿比的要求,调节范围有限。传统的空调系统对室内空气进行除湿是采用的冷冻除湿的方式。除湿的同时降低室内的空气温度。吸收的显热与潜热比变化的范围有限。因此不能满足那些较大范围变化的显热潜热比的建筑的需要。如果只利用传统的空调系统,势必会降低对湿度的控制,而达到控制温度的目的,这就使得室内的相对湿度偏高或者偏低。湿度过高会导致不舒适,通常又会降低室温达到热舒适的目的,但这又造成能源的浪费。

最后,传统的空调系统存在冷凝水,容易滋生细菌,从而影响房间里的空气质量。由空调系统引入室内的新风中可能会夹杂着一些大气污染物,如果过滤装置出现问题就会对人的身体健康造成威胁。倘若过滤器在长期的使用中表面堆积了大量的粉尘,倘若溅入冷凝水,过滤器就会成为微生物滋生繁殖的最好场所。冷凝水中容易滋生一些致病的细菌、霉菌,导致各种疾病的发生,对身体健康构成巨大的威胁。此外,机械制冷机使用的氟利昂一旦泄露,将严重破坏臭氧层,而且产生的温室气体引发全球变暖,不利于环境保护。

3、温湿度独立控制空调系统优势介绍

温度湿度独立控制的空调系统的优势体现在三部分:温度控制末端、湿度控制末端、冷热源部分。

3.1温度控制末端

干式风机盘管、毛细管平面辐射式空调末端、冷梁等是温度湿度独立控制的空调系统的温度末端。在公共的建筑例如办公楼由于安装空间的限制,大多采用冷梁和干式风机盘管的温度控制末端,而舒适度要求高的建筑大多采用毛细管平面辐射式的空调末端。温度控制末端在夏季要供水温度16℃左右。毛细管空调末端的热交换面积大,有较快的传热速度,所以有较高的传热效率,具有节能的作用。

3.2湿度控制末端

有独立的溶液除湿或者冷冻除湿的系统的新风系统是温度湿度独立控制的空调系统的湿度控制末端。新风系统承担着室内的新风负荷和潜热负荷。能够对室内环境的湿度进行有效精确的控制,并且没有凝水表面,同时能够提供足量的新风,达到健康的目的。末端采用置换送风的通风方式,即下送风,顶回风的送风方式。新风与回风采用的是独立的风道,新风与排风之间不会交叉污染。置换送风系统的优势在于人员活动的地方的空气品质好;室内空气是不混合的,不循环使用;能够减少10%~40%的新风量、低速低紊流送风,热舒适性好;节能的优势。现以热泵式溶液调湿新风机组为例分析溶液除湿的优势。热泵式溶液调湿新风机组是一种以调湿溶液为工作介质,兼具冷热源、对新风进行除湿以及加湿处理、全热回收处理、新风过滤等功能的新风处理设备。由此,热泵式溶液调湿新风机组既是一种能量热回收装置,体现了能源利用的优势,又是对空气进行热湿处理的设备,它可以调节新风中水含量,能够精确的控制室内的温度和湿度。

3.3冷热源部分

任何的冷热源系统比如冷水机组、土壤源热泵、高温冷水机组、水源热泵等都可以被用作温湿度独立控制系统的冷热源。如果制冷方式采用的是机械制冷,会因为制冷机的压缩比的降低,而使其COP值显著的得到提高。如果温湿度独立控制空调系统的冷热源与廉价的天然冷热源(地、水源热泵)结合使用,将会有更加显著的节能效果。

4、温湿度空调系统的节能效果

温湿度独立控制空调系统比传统的空调系统的处理显热负荷的冷水温度要高,由此机械制冷机的COP提高,从而使空调系统的能耗有效的降低。传统的空调系统冷源为7℃~12℃的冷水,所有的冷负荷都由这个冷源承担,机械制冷机的COP为3~6。而温湿度独立控制空调系统的冷源为17℃~20℃的冷水,只承担室内的显热负荷。机械制冷机的COP为7~10。并且可以有多种自然的冷源提供温湿度独立控制空调系统的冷源。通过土壤换热器获取高温冷水,水在土壤和埋管之间进行热交换.水在土壤中的温度降低到18℃以下,进而吸收室内的热量。其次,通过深井水的温度经常在当地的年平均气温以下,以深井水作为冷源,高温冷水在使用过后再回灌到深井中,在节约大量的高温冷水的同时又不会浪费水资源,有较高的环保节能效果。

温湿度独立控制空调系统的初投资比传统的空调系统有大约高18%~25%,增量投资回收年限大约为6年。热泵式溶液调湿新风机组的回收期要高于冷水型新风机组的回收期;温湿度独立控制空调系统比传统的空调系统的节能率大约为20% ~30%之间,并且随着日益增多的用户和企业不断的降低生产成本,增量投资的回收年限会不断的减少,所以温湿度独立控制空调系统具有良好的市场推广前景。

结语

温湿度独立控制空调系统的对温度与湿度分别控制、调节,比传统的空调系统有更加灵活、有效、准确的调节方式,不仅提高了健康水平和舒适度,而且避免了传统的空调系统中温湿度同时处理导致的能量损耗,具有良好的节能效果。此外由于温湿度独立控制空调系统的冷热源可以结合多种自然冷源,有非常有效的节能环保作用,因此,温湿度独立控制空调系统具有良好的发展空间。

参考文献

[1]施秀琴,杜珂,孙国勋,陈建萍.上海市一生态住宅示范楼温湿度独立控制空调系统设计[J].暖通空调,2006(36).

[2]杨海波,刘拴强,刘晓华.南海意库3#办公楼温湿度独立控制空调系统运行实践研[J].暖通空调,2009(5).

[3]张原.温湿度独立控制空调系统的设计方法[J].科技情报开发与经济,2008(18).

[4]谢晓云,江亿,刘拴强.间接蒸发冷水机组设计开发及性能分析[J].暖通空调,2007 (37).

[5]刘拴强,江亿,刘晓华.热泵驱动的双级溶液调湿新风机组原理及性能测试[J].暖通空调,2008 (38).

第3篇

关键词:温湿度远程监控系统 RFID传感设备 GPRS

中图分类号:TP277 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)02(c)-000-01

1 温湿度远程监控系统的组成及应用

根据杭州德志科技有限公司的温室大棚监控系统的成功案例来看,温湿度远程监控系统主要有信息监控中心、供电系统、GPRS平台和远程GPRS无线数传终端、RFID传感设备等主要部分组成,其中监控中心是核心控制点。监控中心主要是采用的标准CS或BS架构的建设标准,通过建立网络实现对外的数据,监控中心的控制系统通过接收来自大棚温室的测控终端DTU上传的数据并及时进行处理,实现数据接收、数据显示、数据存储和生成曲线报表等功能,继而接入外部连接。检测中心的数据接收服务器是通过接入因特网而实现对多个组网的数据整合的,监控的画面可以动态的显示前端数据的变化情况,并通过实时的查询和分析数据变化了解作物生长规律根据作物的成长情况和需要进行参数的设置,做好突然事故的预警方案。

在监控点设置先进的传感器,实地测量当前的流量数据,并将其通过通信平台传输到监控中心,再由监控中心进行数据分析和处理,得出内部参数掌握其温湿度情况。在温室大棚的温室远程监控运用中,主要是最作物的室内温度,露点温度、湿度和水分等进行检测,通过传感器传输数据,分析器大气温度和湿度,判别作物生长条件,制作其生产趋势图,从而更好的对其温湿度进行控制。

通过直观的图标和曲线形式,将温室大棚中的作物生长信息和温室内的大气温度、土壤温度、土壤湿度、阳光及水分等环境参数进行一一列举和分析,并根据其作物的需求设置报警系统,当温湿度超过定值的时候,则开启或关闭设备,形成自动化的关系系统,而监控中心则可以通过传输过来的参数进行分析,时刻掌握作物的生长情况。

2 温湿度远程监控系统的基本设计原则

一般来说,在温室大棚中的温湿度远程监控系统具有基本的实用性和实用性,对作物的生长变化具有一定的灵活性扩展性,在应用的实际功能中具有一定的经

济性。

温湿度远程监控系统的实用性和适应性。有现代高科技衍生而来的温湿度远程监控系统是一项功能强大、用户界面友好且报表功能齐全的强大系统,但是其流量趋势图和日常的维护工作比较便捷,因而在应用的过程中具有很强的实用性,同时也体现了GPRS网络系统的优越性。而其适应性则主要体现其对大棚温室的特殊要求,对现场掌握的精准度比较高,因此需要技术成熟可靠性强的传输方案,从而保障监控系统的正常运行。

温湿度远程监控具有非常强的灵活性。根据应用情况的变化和实际需求,温湿度远程监控系统具备一定的接入能力和可扩散能力,采用标准化的接口对于往后的系统改造和增加I/O接口组态都比较便利,设点的成本也不会太过,同时可以加入3G,实现监控点的移位,从而更好的了解大棚温室中的温湿度情况。

温湿度远程监控具有非常强的经济性。当前应用于大棚温室中的温湿度远程监控系统,能够最大限度的保障网络改造对计算机软硬件资源的可用性和连续性,同时远程控制操作相对地节省了人力物力,对于整体投资来说具有很强的经济

效益。

3 温湿度远程监控系统在温室大棚中的应用优势

3.1 GPRS系统优势

设备投资价格不高是其主要优势,且通信自费比较便宜,当前移动公司对于GPRS资费包月非常实惠。在GPRS网中,只需与网络建立一次连接,就可长时间的保持这种连接,并只在传输数据时才占用信道,进行计费,保持时不占用信道通常是不计费的。所以营业点不用频繁建立连接,也不用支付传输间隙时多余的费用。再加上网络的安装比较方便,不用担心线路维护或迁移中的通讯中断,传输速度很快,分组交换接入的时间在一秒以内,并提供快速即使的连接,同时覆盖面较广,支持IP协议、X.25协议和VPN组网。

3.2 系统功能比较齐全

温湿度远程监控的操作系统具有安全的用户登陆和界面管理,只能制定用户具有使用权限,界面采用中文操作简单并富于人性化。能够实现远程数据传输和监控,通过授权的计算机可以在远程读取主机计算机上的实时数据,进行远程的监测和打印。

系统操作的自动化管理。温湿度远程监控系统在监控室内的温度和湿度参数时具有一定的自动性,当湿度超过设定值的时候,自动的开启或者关闭喷雾设备,并由PLC进行下位的采集控制,保障系统在PC机不正常工作的情况下运行。

能够科学的显示环境变化的参数信息。通过显示系统采集到的实际数据形成曲线或图形,便于及时的存储和检测,通过历史测量参数的变化曲线,分析参数变化对作物的生长影响,设置系统参数值。

报警功能的多样性。在进行温室度的远程监控过程中,当发现检测的结果超出了设定值的时候,会立即进行报警,报警的形式多样,具有E-MAIL报警、电话报警、声光报警和短信报警等多种形式。

组建无线传感器网络系统,并有效实现信息的无线传输。根据温室监控面积和测试点多少的要求,建立系统化的传感器网络,实现智能化的检测和管理,进行所有计算机的联网远程控制。

参考文献

[1] 郑华.浅谈远程监控机房温湿度报警系统的设计与实现[J].数字技术与应用,2010(12).

第4篇

【关键词】植物纤维全降解地膜;田间试验;定量;抗张强度;温度;湿度

1 塑料地膜的使用情况

农用地膜覆盖技术是20世纪80年代引入我国的一项高产栽培技术。由于地膜在使用过程中具有保温、保湿、保土、保肥、防虫、防寒等显著优点,加上我国处于季风地带,80%以上的耕地存在干旱、低洼或盐碱等障碍因素,使得地膜的需求量日益增长,使用量一直位居世界第一。目前,我国农田中应用最广泛的地膜多数为超薄型塑料地膜,超薄型塑料地膜在使用周期过后会形成大量的地膜碎片,使土壤清理变得十分困难,加之塑料是单体聚乙烯或其他合成聚合物,本身具有分子量大、性能稳定、在土壤中难以分解的特性,这样年复一年地使用,塑料地膜的残留将严重降低土壤的通透性、阻碍水分和养分的运移,对农作物根系的生长有很大影响,给耕作、播种和作物的生长带来困难,将影响我国农业的可持续发展。而更令人担忧的是,除了对农业的影响之外,土壤中裹含着大量的塑料残膜也会对环境、水土造成危害,产生更加深远的影响,也就是我们所说是“白色污染”。

2 植物纤维全降解纸地膜使用的意义

解决塑料地膜残膜造成的“白色污染”成了近年来研究的热点,解决办法总结起来有2条:一是把地里的塑料膜都拣出来,将其进行回收;二是使用无污染可降解的地膜,让它源于自然再回归自然。事实证明,被广泛使用的超薄型塑料地膜在回收时很容易被扯破,进而碎成指甲盖大小,很难捡拾。即使是使用厚一些的便于捡拾回收的塑料地膜,但我国这么大的使用量,不仅单位成本较高、回收工作强度极大,而且做起来也很不容易。植物纤维全降解地膜是以二次植物纤维作为原料,采用多元结合的制浆、造纸工艺加工生产的农用纸地膜,所用的原料是天然纤维素材料,纤维素是由葡萄糖基构成的链状化合物,具有很好的生物相容性和生物活性,无毒且易于生物降解,可通过自然界微生物、酶降解,最终形成CO2和H2O回归自然,因此属绿色环保产品,采用二次植物纤维为原料能有效地降低纸地膜的成本,有利于推广应用。

3 实验材料

3.1 实验所用的材料

(1)本色植物纤维全降解地膜:定量40g/m2,厚度0.05mm,辽宁省轻工科学研究院生产。

(2)黑色植物纤维全降解地膜:定量40g/m2 ,厚度0.05mm,辽宁省轻工科学研究院生产。

(3)塑料地膜:定量25g/m2,厚度0.008mm,吉林省白山市喜丰塑料股份有限公司生产。

3.2 实验地点

辽宁省阜新县中科院生态研究所863节水实验基地中心实验田。

3.3 实验条件

4月中下旬开始,在自然气候条件下,仿效实际地膜铺设和播种深度。

4 植物纤维全降解地膜和塑料地膜表征指标的数据分析

4.1 定量的变化

4.2 抗张强度的变化

4.3 温湿度的变化

温湿度是能为农业生产提供物质和能量的主要气候条件,适宜的温度、湿度能使酶的活性和催化能力达到最强,这就是种子萌发的最理想条件,能改变植物根系的生长、呼吸作用与养分的吸收。在自然环境不具备这一温湿度条件时,地膜就能起到这样的作用。实验方法:在地表面覆膜,测定膜下20cm处的温湿度,采用日本ISUZU温湿度记录仪,测定图表如图1、图2(图1、图2为随机的同一天24h的温湿度走向)。

5 结论

综上所述,植物纤维全降解地膜在铺设、作物出苗过程中,无论是在温湿度的保持,还是在铺设工作上,都同塑料地膜有着同样的作用;而在降解方面,植物纤维全降解地膜在地下70d内能全部降解结束,回归自然,这无论是对环境还是人类生存安全都有深远的意义,将会解决“白色污染”问题,有利于保护环境、保持生态平衡和推进可持续发展。

参考文献

[1]赵燕等.我国可降解地膜的应用现状及发展趋势[].现代农业科技,2010,23.

[2]贾珊珊等.植物纤维地膜的研究现状与发展趋势[].山东纺织科技,2011,5.

[3]中央电视台《农田里的“白色污染”》《焦点访谈》2013年5月8日.

作者简介:

宇春玲(1966-05-04),女,本科(学士学位),高级工程师,主要从事纸及纸制品新产品、新工艺的研究;轻工产品检测及方法研究;轻工产品检验标准的制修订工作。

第5篇

关键词:zigbee;无线传感器;节水灌溉;墒情监测

中图分类号:tp212文献标识码:a

文章编号:1004-373x(2010)01-204-03

water-saving irrigation control system based on wireless sensor network

gao jun,feng guangyin,huang caimei

(qinhuangdao branch,northeastern university,qinhuangdao,066004,china)

abstract:in order to improve the utilization of irrigation water,and ease the growing tension of water conflicts,a water-saving irrigation control system is introduced,which integrates the zigbee wireless sensor network technology and gprs network,designs wireless nodes based on cc2530.the system,which is controlled by single chip microcomputer has four major components: wireless sensor nodes,wireless routing nodes,wireless gateways and control centers.it can be real-time moni-toring of soil temperature and humidity changes,and it is based on soil moisture and crop water law for precision irrigation.the system automatically controls water based on crop irrigation water,which can help to improve the utilization rate of agricultural irrigation water and the low level of automation of irrigation systems.

keywords:zigbee;wireless sensor;water-saving irrigation;soil moisture monitoring

农业灌溉是我国的用水大户,其用水量约占总用水量的70%。据统计,因干旱我国粮食每年平均受灾面积达两千万公顷,损失粮食占全国因灾减产粮食的50%[1]。长期以来,由于技术、管理水平落后,导致灌溉用水浪费十分严重,农业灌溉用水的利用率仅40%[2,3]。如果根据监测土壤墒情信息,实时控制灌溉时机和水量,可以有效提高用水效率[4,5]。而人工定时测量墒情,不但耗费大量人力,而且做不到实时监控;采用有线测控系统,则需要较高的布线成本,不便于扩展,而且给农田耕作带来不便。因此,设计一种基于无线传感器网络的节水灌溉控制系统,该系统主要由低功耗无线传感网络节点通过zigbee自组网方式构成[6],从而避免了布线的不便、灵活性较差的缺点,实现土壤墒情的连续在线监测,农田节水灌溉的自动化控制,既提高灌溉用水利用率,缓解我国水资源日趋紧张的矛盾,也为作物生长提供良好的生长环境。

1 系统构架

1.1 无线传感器网络

无线传感器网络技术应用在该节水灌溉控制系统中,其核心技术是zigbee自组网技术。zigbee是一种低复杂度、低功耗、低数据率、低成本、高可靠信度、大网络容量的双向无线通信技术。由应用层、网络层、介质接入控制层和物理层组成。zigbee网络中的设备分为全功能设备(full function device,ffd)和简化功能设备(reduce function device,rfd)两种[7]。zigbee网络支持星型网、树状网和网状网三种拓扑结构[8]。本系统采用混合网,底层为多个zigbee监测网络,负责监测数据的采集。每个zigbee监测网络有一个网关节点和若干的土壤温湿度数据采集节点。监测网络采用星型结构,网关节点作为每个监测网络的基站。网关节点具有双重功能,一是充当网络协调器的角色,负责网络的自动建立和维护、数据汇集;二是作为监测网络与监控中心的接口,与监控中心传递信息。此系统具有自动组网功能,无线网关一直处于监听状态,新添加的无线传感器节点会被网络自动发现,这时无线路由会把节点的信息送给无线网关,有无线网关进行编址并计算其路由信息,更新数据转发表和设备关联表等。

1.2 系统体系结构

该系统以单片机为控制核心,由无线传感节点(rfd)、无线路由节点(ffd)、无线网关(ffd)、监控中心四大部分组成,通过zigbee自组网,监控中心、无线网关之间通过gprs进行墒情及控制信息的传递[9]。每个传感节点通过温湿度传感器,自动采集墒情信息,并结合预设的湿度上下限进行分析,判断是否需要灌溉及何时停止。每个节点通过太阳能电池供电,电池电压被随时监控,一旦电压过低,节点会发出电压过低的报警信号,发送成功后,节点进入睡眠状态直到电量充足。其中无线网关连接zigbee无线网络与gprs网络,是基于无线传感器网络的节水灌溉控制系统的核心部分,负责无线传感器节点的管理。传感器节点与路由节点自主形成一个多跳的网络[10]。温湿度传感器分布于监测区域内,将采集到的数据发送给就近的无线路由节点,路由节点根据路由算法选择最佳路由,建立相应的路由列表,其中列表中包括自身的信息和邻居网关的信息[6]。通过网关把数据传给远程监控中心,便于用户远程监控管理。本文设计的基于无线传感器网络的节水灌溉控制系统组成框图如图1所示。

2 硬件设计

2.1 传感器节点模块

土壤水分是作物生长的关键性限制因素,土壤墒情信息的准确采集是进行农田的节水灌溉、最优调控的基础和保证,对于节水技术有效的实施具有关键性的作用[11]。本系统传感器节点硬件结构如图2所示。

图2 传感器节点硬件结构图

系统采用tdr-3a型土壤温湿度传感器,该传感器集温度和湿度测量于一体,具有密封、防水、精度高的特点,是测量土壤温湿度的理想仪器。温度的量程是-40~+80 ℃,精度为±0.2 ℃;湿度的量程是0~100%,在0~50%范围内精度为±2%。温湿度传感器输出信号是4~20 ma的标准电流环,在主控制器电路上先进行i/u转换,然后进行a/d转换为数字信号后通过射频天线发射出去。电流变换器采用rcv420jp芯片,该芯片集成电阻网络、运算放大器和标准的10 v基准电压源,能够将4~20 ma的电流环转换成0~5 v的电压输出。

信号调理电路如图3所示。a/d转换器则采用低功耗射频集成电路cc2530内部的adc转换器[12],其采样频率为12位,内部有一个8通道多路开关,可以根据地址码锁存译码后的信号,只选通8路模拟输入信号中的一个进行a/d转换。

图3 信号调理电路图

2.2 无线通信模块

基于无线传感器网络的节水灌溉控制系统的通信系统是建立在zigbee无线通信技术和gprs的基础上。zigbee是一种高可靠的无线数传网络,有2.4 ghz(全球)、915 mhz(美国)及868 mhz(欧洲)三种工作频带。本系统采用目前是传感器网络优先选择的全球通用频段——2.4 ghz,传输速率为250 kb/s,该频段在大多数国家都无需申请许可证。

无线传感节点(rfd)、无线路由节点(ffd)、无线网关(ffd)的通信模块均采用cc2530芯片,在结构上也有一定的一致性,这里只详细介绍无线网关的硬件结构。网关负责无线传感网络的控制和管理,实现信息的融合处理,他连接传感器网络与gprs网络,实现两种通信协议的转换,同时监测终端的任务,并把收集到的数据通过gprs网络传到远程监控中心,结构框图如图4所示。

图4 无线网关硬件结构图

网关采用华为gprs通信模块gtm900c和ti公司的zigbee射频芯片模块cc2530。gtm900c gprs模块支持gsm900/1800双频,提供电源接口、模拟音频接口、标准sim卡接口和uart接口,支持语音业务、短消息业务、gprs数据业务和电路型数据业务。cc2530是zigbee新一代soc芯片,拥有多达256 b的快闪记忆体,允许芯片无线下载,支持系统编程,提供了101 db的链路质量,优秀的接收器灵敏度和健壮的抗干扰性。此外,cc2530结合了一个完全集成的,高性能的rf收发器与一个8051微处理器,8 kb的ram,32/64/128/256 kb闪存,以及一套广泛的外设集——包括2个usart、12位adc和21个通用gpio(general purpose input output,通用输入输出)。

3 软件设计

本节水灌溉控制系统中,监测数据与控制命令在无线传感节点、无线路由节点、无线网关和监控中心之间传送。传感节点打开电源,初始化、建立链接后进入休眠状态。当无线网关接到中断请求时触发中断,经过路由节点激活传感节点,发送或接收信息包,处理完毕后继续进入休眠状态,等待有请求时再次激活。在同一个信道中只有两个节点可以通信,通过竞争机制来获取信道。每个节点周期性睡眠和监听信道,如果信道空闲则主动抢占信道,如果信道繁忙则根据退避算法退避一段时间后重新监听信道状态。在程序设计中主要采集中断的方法完成信息的接收和发送。传感器节点程序流程图如图5所示。

图5 传感器节点程序流程图

远程监控中心的pc端软件用delphi设计管理界面,建立相应的数据库,实现对土壤墒情的查询、管理、打印以及通过gprs网络传递控制命令与土壤温湿度信息。

4 结 语

本文设计的基于无线传感器网络的节水灌溉控制系统,应用低成本、低功耗的zigbee无线通信技术,避免了布线的不便,提高了节水灌溉控制系统的灵活性。系统采用高精度土壤温湿度传感器,根据土壤墒情和作物用水规律实施精准灌溉,不但能有效解决农业灌溉用水利用率低的问题,缓解水资源日趋紧张的矛盾,而且还为作物提供了更好的生长环境,充分发挥现有节水设备的作用,优化调度,提高效益,使灌溉更加科学、方便,提高管理水平。本系统操还支持对有关参数的人工修改和远程控制,适用于多种作物,能增加农作物的产量,降低农产品的灌溉成本,提高灌溉质量,具有很大的推广价值。此外,配置不同的传感器,该系统可以构成不同功能的监控网络。

编辑整理

参考文献

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[10]李文仲,段朝玉.zigbee无线网络技术入门与实战[m].北京:北京航空航天大学出版社,2007.

[11]迟天阳,杨方,果莉,等.节水灌溉中土壤湿度传感器的应用[j].东北农业大学学报,2006,37(1):135-137.

第6篇

关键词:ZigBee;无线传感器;网络嵌入式

1 背景与设计方案

1.1 背景和意义

我国是农业大国,截止2016年全国耕地面积继续持续在20.25亿亩,全年水田、水浇地共增加235万亩,占新增耕地面积的64.7%。同时我国还面临着水资源缺乏的局面,节约水资源同样是重中之重。影响农田作物生长的环境因素主要是土壤的温度和湿度以及二氧化碳的浓度,对这些参数进行监测,及时做出相应的措施对于农作物生长至关重要[1]。可见农田耕种和农田环境监测的重要性。农田监测等设施农业在国外的发达国家已经十分普遍,我国也正将设施农工业的步伐加强加大。所以农田监测是农业智能化的必经之路。

1.2 系统总体设计方案

农田监测主要是为了提供有利于农作物生长的土壤环境,土壤的温度、湿度、PH值等是作物生长良好的保障。在北方以耐干旱的作物为主,南方主要是水稻,而北方的冬天不适合农作物生长,我们可以通过研究作物整个生长周期所需土壤条件,从而密切监测土壤环境。这样不仅可以把握农机,不错过任何一个作物生长的关键时期,就在很大程度上保证了作物的产量,并且节约了劳动力,更节省了各种资源如肥料和水。

2 ZigBee技术

ZigBee技术是目前一种新兴的距离短、功耗小并且节约成本、可靠性高的双向无线通信技术。传输距离10-100m,组网方式灵活、扩展性强,通信非常可靠,主要应用于农业及工业监控、智能家居、传感器网络等领域[2]。

ZigBee传感器节点有三种功能,这三种功能是协调器、路由功能和终端节点。每个ZigBee网络中只允许有一个ZigBee协调器,负责对网络进行配置并启动所网络[3];路由器负责信息的转发,通过它可以延展网络;终端设备可连接各种温湿度、烟雾、酸碱度等传感器模块,通过网络和监测设备进行通信。ZigBee网络拓扑结构可以是星型的、树型的或者网状型等多种拓扑结构。

3 系统硬件设计

本系统是基于ZigBee的农田智能监测系统,主要监测土壤的温湿度,所以本系统包含ZigBee的温湿度监测路由协调器节点、终端节点和传感器模块组成。本系统中只设计了终端节点和协调器节点,无路由器节点,所以终端节点还需将数据转发到其他节点。

3.1 协调器硬件设计

协调器节c采用CC2530芯片,CC2530结合了领先的RF收发器的优良性能,业界标准的增强型8051 CPU[4],系统内可编程闪存,8-KB RAM和许多其它强大的功能。CC2530休眠模式可以通过定时器实现传感器节点的休眠/唤醒调度,使其低功耗运行,节约能耗。

3.2 终端节点设计

终端节点通常由传感器模块、处理器模块、无线通讯模块和电源模块组成。CC2530芯片内部集成了微处理器和无线通信模块,传感器模块采用SHT10[5]。该传感器采用了CMOSens的专利技术,将温湿度传感器、A/D转换器无缝结合,使传感器具有体积小、响应速度快、接口简单等特点。

4 系统软件设计

软件的实验包括协调器和终端两个部分。其中协调器节点是整个ZigBee网络的控制中心,负责网络的组件和信息路由、链路协议的管理。终端节点主要负责收集信息、并进行处理、发送等。它还兼有路由的功能,将采集的数据转发出去。同时为了节约节点能耗,当终端节点处于不收发数据状态时,一般处于休眠状态。

首先进行网络的初始化,之后传感器节点会以自组织的方式构成网络,节点对网络进行监听和等待,如果收到网络请求就为子节点分配地址,如果没收到就继续监听。节点分配地址后,接受数据并发动到相应的PC机。其流程图如图1所示。

5 结束语

本系统采用CC2530模块和ZigBee协议实现的一种新型无线传感器监测系统,实现了农田土壤的温度、湿度,设计能满足基本的农田监测需要。能够为农田工作者提供清晰的土壤状态信息,同时可以结合土壤的状况和作物生长周期的需要采取相应的措施。在实际应用中,可以根据需要扩展二氧化碳浓度、土壤PH值能其他传感器,为精细化农业提出一种有效方案。

参考文献

[1]张成良.基于ZigBee的远程田间监控系统设计与研究[D].山东农业大学,2016.

[2]张慧颖.基于ZigBee和3G技术的农田环境监测系统设计[J].江苏农业科学,2015(10):487-490.

[3]涂继辉,杨彬.基于Zigbee的农田环境监测的设计与实现[J].电子技术与软件工程,2014(06):71-72.

[4]孙玉文.基于无线传感器网络的农田环境监测系统研究与实现[D].

南京农业大学,2013.

第7篇

山东省沂水县现有甜樱桃栽培大棚204个,保护地栽培面积达13.33hm2。利用大棚栽培甜樱桃初期,由于管理经验不足,特别是棚内温湿度调控不当,先期建立的几个大棚均未成功。近年来,通过不断总结探索,各项栽培管理技术特别是棚内温湿度调控技术已逐渐成熟,保护地甜樱桃的产量和质量也迅速提高。盛果期树666.7m2产量达1000kg,4月上旬果实成熟,比露地栽培提前2个月上市,经济效益提高5~10倍。现将温湿度调控标准及调控技术介绍如下。

1 温度调控标准及调控技术

1.1 温度调控标准

保护地栽培的甜樱桃在其整个生长周期中对温度的要求非常严格,满足其各生育阶段对温度的需求,是甜樱桃保护地栽培中十分重要的技术环节。从扣棚到开花要分阶段缓慢升温。扣棚后第1周为不加温期,白天控制在8-14℃,夜间调至0~2℃,保证不结冰;第2周白天温度为15~17%,夜间3~5℃,以后每过2-3天升高1℃;第3周白天18-19℃,夜间6-10℃;开花前白天19-20℃,夜间保持在6~10℃,花期白天19℃左右,最高不超过20℃,夜间8~9℃。花后白天温度22-23℃,夜间8-10℃,并保持10天,以防梢叶生长与幼果争夺营养。幼果期白天温度控制在24~26℃,夜间14~15℃。此外,地温的管理也非常重要,在扣棚前期,地温每增加1℃相当于气温增加2~3℃的效果。如果扣棚前期地温低而气温上升快,易造成先发芽后开花,梢叶生长与开花坐果竞争养分而出现落花落果,严重影响产量。土壤温度管理标准可用下述经验指标,即棚中白天温度与夜间温度之平均值增加1℃为适宜的土壤温度。如果地温难以提高,通过地下应用秸秆反应堆,或多增加牛粪的方法,能使地温提高1-3℃。

1.2 温度调控技术

1.2.1 及时揭苫盖苫 晴天在日出时及时揭苫以增强光照,提高棚内温度;下午4-5时及时盖苫,以防止棚内热量散失,保持温度。一天之中的光照时间冬天不得少于7小时,春天不得少于9小时。

1.2.2 开放通风口 当棚内温度升高过快,尤其是晴天上午10时至下午1时,要时刻观察棚内温度变化,高于以上要求的温度范围时,及时开放通风口,以降低棚内温度;待温度回落至正常范围后,适当地调小或关闭通风口。下午4时一般要关闭所有通风口。便于保温。

1.2.3 开启取暖装置 当温度过低而通过上述措施升温无法达到要求时,可用取暖炉升温。每个棚内按体积大小放置3~5个煤球炉,上面放置水锅烧水,可提高气温2℃左右。也可用火堆法,即点燃木柴升温,但此法必须开放通风口释放烟雾。此外,冬季或初春温度过低时,采用回龙火道装置来提高棚内温度的效果很好,但设备投入大、技术含量高,操作较复杂。

2 湿度调控标准及调控技术

花期前后适宜的相对湿度如下:花前白天70%左右,夜间80%左右;花期白天50%-60%,夜间60%-70%;花后白天40%-50%,夜间50%~60%。湿度过高,容易引发霜霉病等病害;湿度过低,影响坐果,此时,可以采用小水快灌的方法来提高湿度。为了保证花芽、叶芽正常分化和开花前土壤有足够的水分,扣棚前15-20天浇1次透水;花前10天,花后及果实硬核前补浇小水。发芽前2周开始用0.8%尿素喷干枝,隔10天再喷1次。发芽后每隔1~2天向树上喷1次清水,以增加空气湿度,促进发芽整齐一致。扣棚后适时进行中耕,搂平地面,然后铺地膜,以提温保湿。花期相对湿度低于40%时,可地面喷水增湿。果实硬核后,幼果进入迅速生长期,应及时浇水,促进幼果发育,同时需要开放通风口进行通风排湿。这一期间温度必然有所下降,需要时刻关注棚内温度的变化,并适当地开大或关小通风口,以使温度保持在适宜的范围内。果实硬核膨大前,应降低空气湿度,并做好放风管理,防止裂果。

第8篇

品种选择

选择原则

一般选择质优、丰产、抗病、风味佳、休眠期短的早熟和中熟品种。

优良品种

无核白鸡心、巨峰、夏黑等。

不同架式

选择原则

篱架具有密度大,前期丰产性好,管理方便的优点,可选用“Y”型篱架、“「”型篱架和“F”型篱架。棚架便于机械化管理和立体栽培,花芽分化不好,长势强,坐果率低的品种可采用小棚架、大棚架和“T”型棚架。

篱架

南北栽植株行距0.3~0.5×2 m,离东西墙和南边缘各1 m,架高1.5~1.8 m。

棚架

东西栽植株行距0.5~1.0×2 m,离东西墙和南边缘各1 m,架面高1.8~2.0 m,第二年结果后可逐渐间伐。

栽植技术(3月~4月)

栽前准备

挖定植沟

按适宜株行距挖深60~80 cm,宽80~100 cm的定植沟,将底土和表土分开,首先回填20~30 cm厚的秸秆杂草,然后将20 m3/667m2腐熟农家肥和表土混匀后填入,填到离地面10 cm时,顺沟撒过磷酸钙100 kg/667m2,然后将定植沟用疏松熟土填平,随后浇水将定植带沉实修整。起40 cm高,80~100 cm宽的定植垄。闭严风口升高温度,2~3 天后定植。

苗木选择

选用充分保证其纯度,侧根数为6 条以上,侧根长为20 cm以上,侧根基粗为0.2 cm以上,侧根分布均匀、舒展,有较多小侧根及须根,枝干充分成熟,饱满芽眼3~5 个,粗度0.5 cm以上,接口10~15 cm,无病虫害和机械损伤接口愈合良好的优质嫁接苗。

苗木处理

按大小和质量进行分级,浸水12 h,剪留20~25 cm,剪新茬后蘸泥浆(泥浆配方:生根粉+杀菌杀虫剂+水+土)。

栽植方法

大苗定植在温室的北面,小苗定植在温室的南面,在定植垄上按定植点挖深宽各20~30 cm的栽植坑,在坑中作出馒头状土堆,使定植穴深度在10 cm左右,将苗木根系舒展放在土堆上,栽植深度不易过深和过浅。当填土超过根系后,轻轻提起苗木抖动,使根系周围不留空隙。深度以苗木原根茎部(原土印处)与定植沟面相平为宜。坑填满后,踩实,在垄上顺行开沟灌足水,待水渗下后,覆盖地膜。

促长期管理(3月~6月)

温度

在萌芽展叶前,气温控制在20 ℃以下,地温控制在18~25 ℃之间。如果气温与地温调控适宜,经过25 天左右苗木即可萌芽展叶。展叶后白天25~28 ℃,夜间10 ℃以上。6月份后除棚膜,变为露地管理。

肥水

待苗木长到8 片叶时,每667 m2撒施10~15 kg氮肥为主的复合肥2~3 次,或每隔15~20 天喷施0.2%尿素1 次,并及时足量灌水。同时根据情况可喷施多元微肥和施用菌肥。

修剪

“Y”型篱架 定植当年,苗木长到10 cm左右时开始抹芽,每株选留1 个壮梢做主干或主蔓,到30 cm左右时进行摘心,选2 个健壮副梢做主枝,其余副梢抹除。两主枝60 cm左右时摘心,顶部2~3 个副梢保留3~5 片叶摘心,其余副梢保留1~2 片叶反复摘心。

棚架 定植当年,苗木长到10 cm左右时开始抹芽,每株选留1 个壮梢做主干或主蔓,到180 cm左右时摘心。顶部2~3 个副梢保留3~5 片叶摘心,其余副梢保留1~2 片叶反复摘心。

控长期管理(7月~9月)

温度

当年的葡萄生长期短,生长量小,花芽形成时间也较晚,应在受霜冻前扣棚保温。

肥水

7月以后追1~2 次以磷、钾肥为主复合肥15~20 kg,或喷施0.3%的磷酸二氢钾3~4 次,针对缺素情况喷多元微肥,9月施有机肥5 m3/667m2。

修剪

摘心、副梢处理。

病虫害

喷波尔多液、代森锰锌或甲托等2~3 次防治白粉病、霜霉病等。

休眠期管理(10月~11月)

温度

外界夜温低于8 ℃时,采取逐渐降温的方式进行降温落叶休眠,使温室内温度控制在3~7 ℃,完成需冷量(7.2 ℃小时数)。

灌水

灌足封冻水。

修剪

副梢全部剪除,结果枝和延长梢回缩到预计剪留处,如果枝条不成熟或过细,应适当重回缩。

病虫害

及时清扫温室内枯枝落叶,剪除病残体,集中深埋或烧毁。

萌芽期管理

(12月上旬~1月上旬)

温湿度

第一周要实行低温管理,白天保持在20 ℃左右,夜间5~10 ℃。一周后要逐渐提高温度,一直到临萌动时为止,白天可升到28~30 ℃夜间保持在13~15 ℃。催芽期间要求空气相对湿度90%以上,土壤相对湿度70%~80%。萌芽80%左右时,要及时通风换气,使空气湿度降下来,保持在60%左右。

肥水

萌芽前,在葡萄两侧挖深8~10 cm沟,施尿素30 g/株,并立即灌水。

破眠

在升温前一周把石灰氮加水5~8倍,不断搅拌,4~6 h后取上清液用刷子或粗毛笔涂抹中上部冬芽,上部2 个芽不要涂抹。

病虫害

喷5~6波美度石硫合剂,消灭越冬病虫源,2.5%溴氰菊酯乳油3000倍液防治绿盲蝽。

新梢生长期管理(1月中旬~2月中旬)

温湿度

白天25~28 ℃,夜间13~15 ℃,空气相对湿度要求60%左右,土壤相对湿度要求70%~80%为宜。

肥水

花前,施尿素、磷酸二铵30 g/株,并立即灌水。

修剪

第一次抹芽在新梢能分开强弱时,抹去过强过弱的枝以及多余的发育枝、副芽枝和隐芽枝,使留下的新梢整齐一致。第二次抹芽在能分开花卷须时,按留枝密度定梢。在新梢长到40 cm左右时绑枝 。

在花前2~3 天摘心,一般可根据树势和新梢长度,花上保留4~7 片叶摘心。

病虫害

喷70%甲基托布津可湿性粉剂800~1000倍液或70%代森锰锌可湿性粉剂1000倍液,防治黑痘病、灰霉病、穗轴褐枯病。

花期管理(2月下旬)

温湿度

白天25~28 ℃,夜间16~18 ℃,不低于14 ℃,不得高于35 ℃。空气相对湿度要求50%左右,土壤相对湿度要求65%~70%为宜。

肥水

开花期间不宜灌水,否则会引起落花落果,可叶面喷硼、锌等。

修剪

每个结果枝留1 个良好的花序,在花序不足的情况下,旺枝可留2 个花序,其他花序疏除。对紧穗品种一般剪去副穗和上部几个大的小穗,掐去穗尖,保留中部14~16 个小穗即可。对散穗品种则按留果标准保留6~7 个小穗。

膨大期管理(3月~4月)

温湿度

白天25~28 ℃,夜间18~20 ℃。空气相对湿度要求50%~60%左右,土壤相对湿度要求70%~80%为宜。

肥水

坐果后果实迅速膨大期以氮肥为主,磷钾肥为辅肥料40 kg/667m2。在浆果着色前以磷、钾肥为主肥料30 kg/667m2,及时灌水。在幼果期间,每隔10~15 天叶面喷布一次0.3%的尿素或以氮素为主的叶面肥,果实着色后每15 天左右喷施一次0.3%~0.5%的磷酸二氢钾。

修剪

果穗以下副稍全部去掉,顶端2 个副稍留3~5叶反复摘心,其余留1叶反复摘心。果粒赤霉素膨大处理并进行疏粒,果粒绿豆大小时,疏去畸形果、小果、病虫果以及比较密挤的果粒,使全穗果粒分布均匀,如红地球每穗留80~100 粒,黄豆粒大小时第二次疏粒,每穗留60~80 粒。

病虫害

疏果完成后,喷1 次杀菌剂,喷完药后,待干后即可套袋,最好随干随套,若不能流水作业,喷完后两天内应套完,间隔时间过长,果穗易感病,会在袋中烂果,套袋时,尽量避免用手触摸、揉搓果穗。同时注意防治霜霉病、黑痘病、灰霉病等。

成熟期管理(5月上旬~6月上旬)

温湿度

白天28~32 ℃,夜间14~16 ℃,昼夜温差10 ℃以上 。要求空气相对湿度50%~60%,土壤相对湿度55%~65%为宜。

肥水

忌缺水缺肥,又忌大水大肥。

修剪

及时对各级副梢进行摘心,并去除卷须。

病虫害

防治白腐病、黑痘病、灰霉病、霜霉病等。

采收期管理(6月中旬~8月下旬)

温湿度

白天28~30 ℃,夜间10~12 ℃。要求空气相对湿度50%~60%,土壤相对湿度55%~65%为宜。

肥水

采收前注意控水肥,以利糖分积累,提高品质。

修剪

摘心、副梢处理,及时摘除树体下部已黄化的的叶片和病果。红色品种可在采收前10天左右去袋,以增加果实受光,促进着色良好。紫色品种一般不需要去袋,也可以通过分批去袋的方法来达到分期采收的目的。另外,如果使用的纸袋透光度较高,能够满足着色的要求,也可不去袋,以生产洁净无污染的果品。

采收

根据市场行情分期分批采收,按市场标准分级包装。采收的同时用疏果剪剪去有病虫伤、碰压伤、畸形果及未熟的小青粒。

采收后管理(6月中旬~10月中旬)

温湿度

采后逐渐揭除棚膜,变为露地管理。

肥水

采收后,施腐熟的优质鸡粪、猪粪等农家肥或饼肥等有机肥5 m3,同时混施氮、磷、钾复合肥40 kg/667m2,施肥后及时灌水。喷施多元叶面肥。

修剪

结果枝外移需更新时,将更新枝留1~3 个饱满芽进行重短截,逼迫冬芽萌发新梢,也可去除结果枝,选用预备枝,培养为翌年的结果母枝,疏除过密枝,剩余新梢或原结果母枝落叶后再疏除或回缩。

第9篇

关键词:温湿度调控;栽培管理;药剂防治

中图分类号: S508 文献标识码:A

随着冬季的来临,温室蔬菜生产进入一个高峰期,阜新市2013年温室蔬菜栽培面积继续扩大,并且蔬菜的价格也比往年偏高,冬季生产蔬菜必将给农民带来较好的经济效益。但由于冬季的气候条件的制约,低温、弱光的阴雨雪天气经常出现,导致作物生长缓慢,对病害的抵抗能力有所下降,低温高湿型病害,如霜霉病、灰霉病、白粉病、疫病等病害容易发生流行,给蔬菜生产造成严重影响。

冬季蔬菜生产要想控制好病害,不造成大的病害流行,要调控好温室内温湿度条件,要加强栽培管理,在病害发生初期要及时用药,做到以上3点才能保证蔬菜的产量和品质,取得更好的经济效益。

1 温室内温湿度条件的调控

1.1 温室内温度的调控

冬季温室生产中温度管理主要是尽力提高室温和地温,保障作物的健壮生长,增强植株的抗病能力。可以采取的措施主要有:白天要保证充分采光,尽量早揭晚盖草苫来增加光照时间,提高棚内温度。夜间要注意防寒保温,在低温持续期间,要增加草苫的铺盖厚度,最好是在2层草苫之间加盖1层塑料薄膜,也可以在草苫上加盖保温被,这些措施都能起到很好的保温作用。另外,夜间在温室底角的外面用稻草苫或是麻袋等覆盖物覆盖,也能起到一定的保温作用。为了提高地温,可在温室前外侧,挖35cm宽、35cm深的防寒沟,沟内四周铺上旧塑料薄膜,内填锯木、玉米秸等填充物[1]。

1.2 湿度调控

湿度控制是冬季温室蔬菜病害防治的关键,也是决定性因素,如果湿度控制不好很容易导致一些高湿型病害流行蔓延,引起巨大损失。湿度管理主要做到以下几点:

1.2.1 注意通风排湿

在保证温室内温度不低于23℃的前提下,注意多放风,排出湿气,使温室内的空气相对湿度不超过75%。

1.2.2 合理浇水

浇水要尽量选择在晴天上午进行,采用小水勤浇的办法,控制浇水量,不能大水漫灌,浇水后要适当的通风,排除湿气。推荐在温室内铺设滴灌管,大量调查表明采用滴灌浇水的棚室一些常见病害的发生程度要比直接浇水的棚室轻很多,而且还可用滴灌设备直接进行追肥,节省了劳动力。

1.2.3 选用无滴膜

选用无滴膜可以减少薄膜表面的聚水量,明显降低温室内湿度,并且由于没有大量的水滴这样可以使薄膜的透光更好,有利于提高棚内温度。

1.2.4 采用地膜覆盖

在温室内采用地膜覆盖种植蔬菜可以减少土壤水分的蒸发,从而减少灌溉的次数,达到降低棚内空气湿度的目的。

1.2.5 合理密植

温室内种植蔬菜时要掌握好定植密度,过低则会影响产量,过高则不利用通风透光,不利于降低空气湿度。

1.2.6 注意施药方法

喷施农药要选择在晴天上午进行,阴雨雪天或棚内湿度过大时尽量采用烟剂和粉剂防治病害,减少使用喷雾法,烟剂和粉剂不但防病效果好,而且不增加棚内湿度,还具有成本低、省工、省时的优点。

1.2.7 人工吸湿

在温室内行间撒一些稻草、麦秸、玉米秸秆等可有效的降低温室内的湿度。这些人工铺设物夜间可吸收地面散发的水分,白天再蒸发到空气中,通过放风排出,从而达到降低湿度的目的。

2 栽培管理措施

在冬季温室蔬菜生产中温湿度条件不良的情况下,预防病害的发生,栽培管理措施就显得尤为重要。只有加强栽培管理,促进植株健壮生长,提高植株的抗病能力,才能避免病害流行危害。主要的栽培管理措施有:采用高畦种植,尽量降低棚内湿度,并要开好排水沟系,确保棚内无积水。蔬菜定植时要増施有机肥或生物菌肥,配合施用化肥,保证植株养分供应,增强植株的抗病能力[2]。日常田间管理时要及时摘除病、老叶,以利通风透光,减少田间菌源,将摘下的病、老叶带出田外深埋或烧毁。对于灰霉病发生较重的棚室,可以在田间管理的同时把未脱落的花瓣、柱头及时摘掉可以减轻灰霉病的发生。

3 药剂防治

冬季温室蔬菜病害的防治,要在加强温湿度调控、加强栽培管理的基础上及时采用化学药剂防治,争取把病害消灭在初级阶段,防止病害大面积扩散蔓延。在蔬菜发病初期,根据蔬菜发病情况,明确致病菌类别后马上选用药剂进行防治,争取在最短时间内清除病菌。

根据近几年在棚室调查和试验中了解到的药剂防情况,推荐采用以下药剂进行针对性的防治。

3.1 霜霉病的防治药剂

克露600倍液、安克锰锌1000倍液、普力克800倍液。

3.2 白粉病的防治药剂

特富灵1500~2000倍液、翠贝2500~4000倍液、世高1500倍液、福星2000~3000倍液、达克宁600~700倍液、十三吗啉(茄果类不能用)3000~5000倍液。

3.3 灰霉病的防治药剂

速克灵1000~1500倍液、农利灵1000~1500倍液、施扑海因1000~1500倍液等。

3.4 疫病的防治药剂

乙磷铝200倍液、普力克800倍液、安克锰锌1000倍液等。

另外,要注意当棚内湿度较大时,尽量选择烟剂熏蒸或粉尘法施药防治,减少使用喷雾法防治。生产上常用的烟剂有百菌清烟剂、一熏灵烟剂、速克灵烟剂、杀毒矾烟剂等,烟剂使用时一定要严格按照说明进行,不可随意加大药量,否则易熏掉蔬菜的花蕾或产生叶面药害。

参考文献

[1] 李惠明. 蔬菜病虫害防治实用手册[M].上海科学技术出版社,2001.

第10篇

关键词:烟草;漂浮育苗;存在问题;对策

中图分类号 S572 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2015)19-55-02

烟草漂浮育苗是近几年推广的一项先进的育苗方式。由于其具有育苗效率高、整齐度高、烟苗素质高、防治病害特别是烟草病毒病的发生、消除早花等效果,受到广大烟农欢迎,在全国各地推广应用面积较大[1]。广东省烟草南雄科学研究所于2001年开始引进该项技术,开展了相关的试验研究,筛选出了结合我省实际的漂浮育苗基质和营养液配方,探索出一套适宜我省生态条件的较完善的漂浮育苗技术体系。采用边试验边示范推广的方法在全省各烟区推广应用,2006年全省推广面积约5 500hm2,占种植面积的30%左右,总体取得了成功,但在推广过程中仍然存在一些问题,未能体现漂浮育苗的优势,影响了漂浮育苗技术的推广应用。本文针对我市漂浮育苗存在的问题进行原因分析,并提出相应对策建议,为今后漂浮育苗推广应用提供参考。

1 存在问题及原因分析

1.1 苗期过长 漂浮烟苗的要求苗床期60~70d[1],而我市漂浮育苗苗期普遍在80~90d。分析原因主要是受低温的影响,一般幼苗生长最适温度在18℃~25℃,低于15℃生长受抑制[2]。我市烟区育苗时间一般在11月下旬到2月下旬,苗期温度变化为高-低-高,其中1月气温全年最低,平均气温在10℃以下,漂浮池水温更低,气温偏低加上光照不足,造成了烟苗生长缓慢,苗期过长。

1.2 烟苗素质不高 刘国顺等[1]提出漂浮苗壮苗的特征:单株叶数7~9片,单株叶面积150cm2 左右,叶色绿或浓绿,叶片稍厚,抗旱性好;烟苗根系发达,单株根系达300条以上,单株根干重0.05g以上;茎高8~15cm,柔韧性好。目前我市烟区培育的漂浮苗基本上能够达到以上要求,但还存在茎高较短、韧性不够、根系不发达等烟苗素质不高的问题,这可能与剪叶不当与锻苗不够有关,需进一步研究。同时茎高过高与目前推广的膜下移栽对烟苗的要求相矛盾,值得商榷。

1.3 苗床管理质量不高 苗床管理的质量是漂浮育苗的关键[1]。苗床管理包括温湿度管理、间苗、定苗、补苗、剪叶、锻苗、病虫害防治等。我市漂浮育苗苗床管理主要存在温湿度管理不到位、剪叶不当和锻苗不够等问题,对培育壮苗有一定的影响。主要原因是由于漂浮育苗与常规育苗的技术跨度较大,技术人员和烟农对漂浮育苗管理技术掌握不到位。

1.3.1 温湿度管理不到位 我市育苗期间气候多变,气温骤升骤降,对苗床温湿度管理带来一定的难度。部分烟农仍然沿用常规育苗的管理方法,苗床温湿度管理不到位,易出现冷害和热害现象,造成死苗、缺苗。

1.3.2 剪叶不当 剪叶是漂浮育苗过程中的一项必要的措施[1]。经过剪叶处理,达到“控大促小”和“控上促下”的作用,使烟苗生长均匀一致,促进根系生长发育,提高烟苗的素质。当前我市漂浮烟苗剪叶过程中普遍存在剪叶过重或过轻、剪叶次数不够的问题。有些剪叶过重,仅剩下茎杆和心叶,造成烟苗生长缓慢;有些剪叶过轻和剪叶次数不足,造成烟苗素质达不到壮苗标准。同时,剪去脚叶比较费时费工,一般都没有进行,对烟苗的通风透光和壮实程度也有一定的影响。

1.3.3 锻苗不够 锻苗是培育壮苗的重要措施。锻苗可以提高烟苗的抗逆性和根系活力,从而提高烟苗素质和大田移栽的成活率[1]。我市漂浮育苗存在锻苗程度不够的现象,普遍没进行断水断肥锻苗处理,对培育壮苗也有一定的影响。

1.4 栽后还苗期长 由于漂浮苗生长在水中,对大田土壤环境有一个适宜过程,我市主要植烟土壤易板结、成块状,加上烟苗根系不发达、烟苗素质差、移栽时容易伤根等原因,漂浮苗普遍存在移栽后还苗期长的问题。这可能与漂浮苗素质不高和移栽技术有关。

1.5 苗成本过高 据广东省烟草南雄科学研究所核算,我省漂浮烟苗每667m2成本在4~75元,其中物资成本占70%以上,目前全部由烟草公司补贴,投入成本过高,一旦取消补贴,烟农难于承受。漂浮育苗所需的主要物资有塑料薄膜、漂浮盘和漂浮育苗基质等,近年(下转58页)(上接55页)来,随着塑料薄膜、泡沫和泥炭土等价格不断上涨,造成投入漂浮育苗成本过高。

2 对策建议

2.1 提高苗棚温度,缩短苗期 根据海拔高度对气温的影响,我市应在海拔相对较低的地方进行漂浮育苗;同时选择背风向阳的地方建育苗棚,有条件的尽量采用中棚进行漂浮育苗,适当降低漂浮池水位的深度以提高水温,在温度偏低时,最好加盖草席和在中棚内加置小棚以增加温度。

2.2 加强苗床管理,提高烟苗素质 加强技术培训与指导,使广大技术员和烟农尽快掌握漂浮育苗技术要求。同时要加强苗床管理,提高苗床管理质量。在温湿度管理方面,我市漂浮育苗前中期以保温为主,以提高出苗率和促进烟苗生长;后期气温偏高(超过30℃)应及时揭膜通风降温排湿。要求剪叶达到3~4次[1],有条件的尽量剪去脚叶。当烟苗达到成苗要求,应及时进行锻苗,可采取揭膜通风和断水断肥进行锻苗,锻苗时间应在7d以上。

2.3 结合膜下移栽,缩短还苗期 加强炼苗锻苗,进一步改善烟苗根系,提高烟苗抗逆性和根系活力,从而提高烟苗的素质。选择在阴天或雨天移栽,同时移栽时土壤要细碎,淋足定根水,结合膜下移栽方法,以提高大田移栽成活率,缩短还苗期,促进烟株前期生长。

2.4 充分利用当地资源,降低育苗成本 在平原烟区进一步开展小棚漂浮育苗探索,降低育苗大棚建设成本。积极利用本地资源,如谷壳、花生苗等植物残体,经过炭化或腐熟,替代部分泥炭土做基质原料,以进一步降低育苗基质成本。

参考文献

[1]刘国顺.中国烟叶生产实用技术指南[M].中国烟叶生产购销公司,2005.

[2]朱银峰,马聪,李彰.烤烟漂浮育苗温度与烟苗生长相关性研究[J].烟草科技,2000(12):37-39.

[3]杨焕文,刘彦中,周平.烟草漂浮育苗[J].云南农业,2000(1):7.

[4]时向东,刘国顺,陈江华,等.烤烟漂浮育苗系统中培养基质对烟苗生长发育影响的研究[J].中国烟草学报,2001(1):18-22.

第11篇

关键词:无线传感器网络;绿色蔬菜;生长环境;实时监控

DOIDOI:10.11907/rjdk.162206

中图分类号:TP319

文献标识码:A 文章编号文章编号:16727800(2016)011016703

0 引言

绿色蔬菜生产过程中会受到温湿度、CO2浓度、土壤PH值、光照强度等环境因素的影响,将信息技术应用到绿色蔬菜的生产过程中,可以准确、高效地采集和调控各类环境数据,对提高绿色蔬菜的产量和质量有着重要作用[1]。传统基于有线方式的绿色蔬菜生长环境监测系统布线难度大、传输距离短、成本高,难以实现有效的推广应用[2]。

无线传感器网络因其自主性组网、低功耗分布式监控、无线数据采集与传输等特点,可以很好地解决有线网络的诸多不便,因此在农业生产过程中得到了广泛应用[3]。本文设计并实现了一种基于无线传感器网络的绿色蔬菜实时监控系统,该系统利用近距离的ZigBee无线数据采集技术和远距离的GPRS无线数据传输手段,以及基于B/S模式的远程监控软件,实现了绿色蔬菜生产过程中温湿度、CO2浓度、土壤PH值、光照强度等环境数据的实时采集和监控。

1 系统结构设计

根据物联网的三层体系结构,设计了含有感知层、网络层、应用层的基于无线传感器网络的绿色蔬菜生长环境监控系统体系结构,整个系统主要包括数据采集终端节点、ZigbeeGPRS网关和远程后台监控软件,如图1所示。

(1)数据采集终端节点主要实现:采集并上传绿色蔬菜生长环境中的环境数据,如:温湿度、CO2浓度、土壤PH值、光照强度;接收并执行远程后台发送的控制指令[4]。节点之间通过Zigbee协议组网,并根据不同网络现状进行动态拓扑,从而维持整个数据网络的稳定通信。

(2)ZigbeeGPRS网关主要实现:以Zigbee协议方式接收数据采集终端节点所上传的数据,进行汇聚后,以GPRS方式传输到远程监控软件进行处理和分析;以GPRS方式接收远程后台发送的控制指令,进行解析处理后,以Zigbee协议方式发送给数据采集终端节点。同时,ZigbeeGPRS网关还定时发送心跳包数据采集终端节点的状态信息,并反馈给后台监控软件[5]。

(3)远程后台监控软件主要实现:处理并分析由ZigbeeGPRS网关传输过来的数据信息,并将处理结果进行存储和显示;对数据采集终端节点所采集的现场环境数据进行分析后,根据不同绿色蔬菜生长所需的环境数据,发送相应的控制指令,控制现场执行机构的工作状态,从而动态调节环境参数。

2 系统设计与实现

2.1 数据采集终端节点设计与实现

在设计数据采集终端节点时要充分考虑低功耗和无线传输的高可靠性,因此选择恩智浦的32位ARM+RF一体化低功耗芯片KW01作为数据采集终端节点的主控MCU,该芯片内部集成了ARM CortexM0+内核的KL26微控制器和SX1231RF无线收发器,运行速率高达48 MHz,拥有128KB Flash和16KB SRAM,内置了10路16位ADC采集模块,以及符合IEEE 802.15.4规约的Zigbee协议栈,可以充分满足现场数据采集ZigBee网络低功耗、近距离、双向传输的需求[6]。基于KW01的数据采集终端节点的硬件结构如图2所示,主要包括KW01 MCU最小系统、2.4GHz功率放大模块、电源管理模块、接口电路、各类传感器等。

绿色蔬菜生长环境数据采集中,空气温湿度传感器选用数字化温湿度传感器SHT10,该传感器数据采集精度高,含有已校准的、支持I2C总线的数字信号输出,且接口电路简单;土壤温湿度传感器选用TDC220D,该传感器内嵌微控制器,支持I2C总线的数字信号输出,可以同时测量土壤温度和湿度;CO2浓度传感器选用CGS3100,该传感器采用NDIR技术测量空气中的CO2浓度,可以同时支持UART、I2C总线;土壤PH值传感器选用NHPH49,该传感器集成度高、体积小、功耗低,可以同时支持UART、RS232、RS485、I2C总线;光照传感器选用光强数字转换芯片TSL2561,该芯片功耗低、量程宽、可编程配置、抗干扰能力强,支持I2C总线的数字信号输出。

2.2 ZigbeeGPRS网关设计与实现

在设计ZigbeeGPRS网关时考虑:①能够通过Zigbee协议与数据采集终端节点实现稳定通信与信息交互;②能够通过GPRS方式与远程后台监控软件进行稳定通信并交互信息;③能够在数据采集终端节点与远程后台监控软件之间起到稳定的实时上传下达数据的功能,并且也保证了低功耗节能要求。

基于以上基本要求,ZigbeeGPRS网关的主控MCU选用恩智浦的基于ARM CortexM4内核的K64芯片,该芯片运行速率高达120MHz,拥有1M Flash和256KB RAM,采用无晶振USB设计,可以充分满足低功耗处理、高存储器密度的应用;ZigbeeGPRS网关的Zigbee通信模块选用与数据采集终端节点一致的KW01芯片;ZigbeeGPRS网关的GPRS模块选用华为的CM320模块,该模块基于CDMA2000 1X空中接口,采用MSM6025系列套片,可以完成全部无线接收、发射、基带信号处理和音频信号处理[7]。

ZigbeeGPRS网关的硬件结构如图3所示,主要包括K64主控MCU、KW01无线收发模块、华为CM320 GPRS模块和电源管理模块,K64主控MCU与KW01无线收发模块之间通过SPI方式进行通信,K64主控MCU与华为CM320 GPRS模块之间通过RS232方式进行通信。

ZigbeeGPRS网关需要通过Zigbee方式从数据采集终端节点获取环境数据,同时还要通过GPRS方式将环境数据上传到远程后台监控软件,所以在ZigbeeGPRS网关的软件设计中创建3个线程,分别为主控线程、Zigbee无线通信线程和GPRS无线通信线程。其中主控线程主要负责ZigbeeGPRS网关的稳定运行并协调另外两个线程;Zigbee无线通信线程负责接收KW01无线收发模块所接收的数据并给KW01无线收发模块发送控制指令;GPRS无线通信线程负责将接收到的数据上传至远程后台监控软件以及接收远程后台监控软件发送来的控制指令。ZigbeeGPRS网关的软件控制流程如图4所示。

2.3 远程后台监控软件设计与实现

远程后台监控软件主要由服务器软件、数据库、Web服务器接口组件组成。其中服务器软件选择在Visual Studio 2013集成开发环境下利用C#语言编写,其主要接收并处理ZigbeeGPRS网关所上传的现场环境数据,将处理结果显示在页面上,以及向ZigbeeGPRS网关发送控制指令,同时将数据和控制指令存储到数据库中;数据库选择SQL Server 2008,用来存储现场环境的历史数据和实时数据,以及相关配置信息和控制指令;Web服务器接口组件选择Microsoft的Internet Information Server 7.0(IIS7.0),使用语言进行开发。

3 结语

针对当前绿色蔬菜生长环境监测的需求,设计了将Zigbee无线传感器网络与GPRS相结合的绿色蔬菜生长环境监测系统。该系统实现了数据信息的实时采集、传输和汇聚,以及分析处理,可以使人们精确地获取绿色蔬菜生长环境信息,包括温湿度、CO2浓度、土壤PH值、光照强度等,从而在实际生产过程中减少人工测量误差,降低绿色蔬菜成本,同时也保障了绿色蔬菜的产量和质量。后续将在该系统的基础上,进一步引入大数据分析方法,为绿色蔬菜生产提供智能决策和自动控制。

参考文献:

[1] 秦怀斌,李道亮,郭理.农业物联网的发展及关键技术应用进展[J].农机化研究,2014(4):246248.

[2] 彭孝东,张铁民,陈瑜,李继宇.无线传感网络在农业领域中的应用[J].农机化研究,2011(8):245248.

[2] 施连敏,陈志峰,盖之华.物联网在智慧农业中的应用[J].农机化研究,2013(6):250252.

[3] 朱娟.基于无线传感网络的智慧农业监测系统研究[J].湖南农机,2014,41(3):7779.

[4] 施连敏,郭翠珍,盖之华,等.基于二维码的绿色食品溯源系统的设计与实现[J].制造业自动化,2013,35(8):144146.

[5] 承洋洋,王库,刘超,等.基于无线传感器网络的农业环境智能监控系统的设计与开发研究[J].安徽农业科学,2013,41(11):51345137.

第12篇

关键词:低温胶片库温湿度控制凝结水新风比

Abstract: some special material to room air temperature and humidity has strict requirements, air conditioning design should not only advanced technology and to give consideration to the construction and operation cost, in addition, renovation engineering of the easy negligence and some of the place. In this paper, the two cases of underground low temperature film library air conditioning design problems in the final analysis and improvement scheme is discussed, and for similar project reference and references, and hope to get counterparts and experts to correct.

Key words: low temperature film library, temperature and humidity control, condensate water, new air ratio

中图分类号:S611文献标识码:A文章编号:

案例一:

一、空调设计概况

本工程为地下胶片库改造工程,库间为建于上世纪70年代的地下二层人防工程,原有空调系统设备已老化,且不能满足新的温湿度要求。本次改造的温度要求为5±1℃,湿度要求为45±5%,并增加了改善地下空气质量的要求。空调设计的室外计算参数为:夏季空调室外计算干球温度33.6℃,夏季空调室外计算湿球温度26.4℃。空调系统采用了全空气双风机系统,因为此项目地处人防地下室,设置新的空气进出口困难,地下空调机房只有现有的两个Φ500的空气进出口,所以利用空调系统排风作为转轮除湿机的再生风,全空气空调系统的新风比为10%。选用了4台组合式直接蒸发空调机组,冷源为4台螺杆式水冷压缩机组,选用2台冷却塔为压缩机组冷凝器降温。各空调系统原理图如下:

二、出现的问题及解决方案

该系统在夏季试运行期间,各库间温湿度符合设计要求,但出现了与库间连接的人防通道及新风进风管内部明显结露的情况,并且在加强了人防通道防护门的密闭措施后,仍不能减少结露的情况。经过勘察现场情况及询问维护人员,发现如下问题:原设计因为库内新排风系统与除湿机再生风系统结合设置,为满足再生风风量的需要,新风量取的较大,为10%,新风负荷亦较大,试运行期间为了节约运行费用,采取了不开新风机,只开排风机的方式,使整个库间处于负压状态,室外湿热空气从各通道门缝无组织进入库区,而地下通道墙壁温度低于室外空气露点温度,导致了通道的结露。

1、通道结露的解决方案

为了缓解通道结露的问题,首先应阻挡夏季室外热湿空气无组织进入库区,除了在各通道设保温门进行阻挡外,空调系统应保证库区处于微正压状态。为了在不增加空调运行费用的前提下保证正压,需将除湿机再生风系统与库内新风系统断开,使除湿机再生风直接从新风管上取风。空调系统新风风阀关小,使新风比约为5%,排风直接连接至排风管。这样既能保证除湿机正常运行,又可以保证库区不产生负压,又不会对运行费用造成较大负担。在空调机房的管道及阀门控制上做了局部修改,其主要内容有如下几点:

(1)、从机房内原有新风干管接出支管接入各除湿机再生风入口,将此入口风阀由手动改为电动,控制要求为:

任一除湿机开,对应风阀开;

任一除湿机关,对应风阀关;

新、排风机加变频器,使风机风量随除湿机的启停情况进行增减,使空调新风比维持在固定值。

(2)、在夏季空调制冷工况下,将1#空调机房各空调系统原有新风进风手动阀门关小,使新风比为5%。

(3)、将1#空调机房各空调系统直接面向空调机房的排风口延伸至排风管,管径同原有风管,排风手动阀门关小,使排风比为4%。

(4)、施工调试时要求测试地面新、排风口风量,要求通过调节风阀等手段使排风口风量小于新风口风量。

2、新风管内表面结露的解决方案

因为本工程为现有地下人防工程,设计时受现状的局限较大,因此原设计新风管利用了现有的一根柴油发电机排烟管,此管道约有20米管段埋设于土壤中,夏季温度较低,但新风管在风机开启后不可避免的会有室外热湿空气不间断的通过,风管内也不断的会有凝结水,地下管道内长期结露会引起发霉,严重影响库内空气质量。

为从根本上解决这一问题,将室外新风在进入地下管道之前进行冷却除湿处理,即可避免管道内结露的情况发生。 现选用一台自带冷源的风管送风式空调,安装在新风入口处,室外新风经过空调器冷却除湿后进入埋地新风管。

修改后的风系统原理如下图:

案例二:

一、空调设计概况

本工程为新建地下胶片库工程,设计的库间温度要求为5±1℃,湿度要求为45±5%。空调设计的室外计算参数为:夏季空调室外计算干球温度33.6℃,夏季空调室外计算湿球温度26.4℃。空调系统采用了全空气双风机系统,为了响应国家节能政策及节约运行费用,设置了新排风换气机,将新风与排风进行热交换后送入转轮除湿机,又因为此项目地处人防地下室,设置空气出入口困难,所以利用经过新排风换气机换热的系统排风作为转轮除湿机的再生风,全空气空调系统的新风比为固定新风比5%。系统回风在除湿机前、后,分两次回风。选用了2台组合式直接蒸发空调机组(一用一备),冷源为4台螺杆式水冷压缩机组(两用两备),选用2台冷却塔为压缩机组冷凝器降温(一用一备)。空调系统选用 Honeywell 公司的 EBI系统进行自动控制。空调系统及其控原理图如下:

二、出现的问题及解决方案

在此胶片库投入试运行后,由于当年夏季北京市出现了罕见的长时间的“桑拿天气”,室外空气的含湿量已远远大于原设计所依据的空调设计规范中规定的数值,新风相对湿度达到了90%以上,超过了原空调系统的调节能力,导致地下胶片库的相对湿度检测值,在除湿机满负荷运行的情况下仍不达标。在设备已经订货安装到位的情况下,除湿机不可能进行更换,此外,空调机房空间紧凑,也没有条件增加除湿设备。又由于本工程新排风管与除湿机再生风是串联的,如果直接关小新风阀,将导致除湿机的除湿能力降低,也不能解决库间湿度超标的问题。

针对这一情况,本设计对此机房进行了局部管道和阀门的修改,使空调系统在室外气象参数异常的情况下,库间温湿度仍能满足设计要求。具体修改措施如下:将系统新风、排风风阀改成电动可调,可根据室外温湿度的变化自动调节风阀开启度,在室外湿度过大和过小时关小新排风阀,减小室外湿度对库温的影响,保证片库内恒定的温湿度,并通过空调机房内风管的局部改造,使与新排风串联的除湿机正常运转。具体修改措施为:1.在新风换气机进出口附近的风阀①②④增加电动调节功能,在新风进风管上接出一段旁通管,并在此管上配备电动调节阀③,此4个电动阀按下表进行设置和调试:

修改后的风系统原理图如下:

结语