基于蜣螂算法优化BP的冬夏生菜根区温度预测模型

为解决生菜应用营养液膜技术(nutrient film technique,NFT)在冬夏季根区温度控制的问题,该研究基于机器学习方法,结合温室内外历史环境数据,构建BP神经网络根区温度预测模型。为提高模型精度,采用蜣螂算法(dung beetle optimizer, DBO)优化BP神经网络模型的输入权重和阈值,构建了冬夏两个季节的基于DBO-BP神经网络的栽培槽内根区温度预测模型,并与GA-BP、BP神经网络模型进行对比。结果表明,根区温度预测值与真实值变化趋势较为一致,DBO-BP模型温度预测最大误差为2.21°C,决定系数为0.943,而GA-BP与BP模型决定系数分别为0.928、0.892;DBO-BP模型评价指标的均方根误差、平均绝对误差分别为0.707、0.549°C,均小于其他模型评价指标。DBO-BP神经网络可满足在NFT栽培中根区温度预测精度的需求,能够为生菜栽培根区快速控温提供有效方法。

基于LSTM-AT的温室空气温度预测模型构建

构建精确的温室空气温度预测模型是采用模型预测控制等控制算法实现温室空气温度精准控制的前提条件。长短记忆神经网络(long short-term memory,LSTM)以处理时间序列数据方面的优势而广泛应用于温室空气温度预测,然而其面对长时间序列数据存在由于数据遗忘而导致温室空气温度预测精度降低的问题。为解决以上问题,该研究将LSTM模型与注意力机制(attention mechanism,AT)结合构建LSTM-AT模型,根据LSTM模型隐藏层输出状态重要性程度为隐藏层输出分配权重,以提高温室空气温度长时间预测精度。该研究在不同预测时长(12、24和48 h)和不同天气状况两种情况下将LSTM-AT模型与递归神经网络、门控循环单元、双向长短记忆网络、LSTM模型进行对比。结果表明,LSTM-AT模型空气温度预测值与测量值变化趋势较为一致,模型计算值与空气温度测量值的决定系数最小为0.95,均方根误差最大为1.34℃,平均绝对误差最大为10.51%;LSTM-AT模型、LSTM模型、门控循环单元、递归神经网络、双向长短记忆网络5种模型温室空气温度预测均方根误差平均值分别为0.89、1.42、1.89、2.10、1.51℃,平均绝对百分比误差平均值分别为4.26%、8.96%、13.57%、17.70%、10.67%。由此可知,相较于其他4种模型,该研究提出的LSTM-AT模型具有更高的预测精度,能够精确预测温室空气温度。

智能水肥一体化现状及发展前景概述

水肥一体化技术,被誉为现代农业的“一号技术”,它将灌溉与施肥融为一体,实现了灌溉的同时给作物施肥。全面了解智能水肥一体机的研究及应用现状,对其技术发展与研究有重要意义。本文从技术方面阐述了水肥一体化技术,总结了智能水肥机与水肥智能决策系统的国内外发展现状,提出了目前技术发展存在的问题并概述了该技术的发展前景,以期为水肥一体化技术的深入研究与应用提供可靠的研究价值。

樱桃番茄清洗杀菌工艺优化

清洗杀菌可提高樱桃番茄的食用安全和商业价值,使得樱桃番茄外观口味俱佳、保存期更长、好果质量分数更高,该研究以宁夏樱桃番茄为试验对象,利用多槽自动输送式蔬菜清洗机和次氯酸杀菌消毒制备设备进行清洗和杀菌,通过清洗杀菌试验的测试结果来确定合理的清洗和杀菌工艺参数。试验结果表明:清洗机清洗樱桃番茄单槽喂入量最大值为15kg;清洗用时170s即可达到理想的清洗效果,洗净质量分数可达99.3%;杀菌水有效氯浓度为100μg/mL,消毒时间为85s,可使樱桃番茄表面菌落总数降低1.128个对数值;用有效氯质量100μg/mL次氯酸杀菌水清洗后的果实,在10℃的冷库环境保存下,18d后好果质量分数仍能达到77%。本研究结果可为工业化生产中樱桃番茄清洗杀菌工艺的提供参考。

日光温室分段智能屋脊通风效果研究

针对现有日光温室人工通风方式劳动强度大、室内气温分布不均匀等问题,在温室内安装2台或3台智能型屋脊通风设备对温室进行2段或3段智能通风,并在北京地区冬季日光温室与人工通风控制进行了对比。结果表明:在保温被揭开期间,当采用3段智能通风时,温室内空气温度最大值与最小值之差为(1.1±0.5)℃;而2段智能控制和人工控制分别为(2.3±1.1)℃和(3.8±1.3)℃。此外,应用该智能屋脊通风技术,还能将667m2均效益提高0.97万元。因此,智能型屋脊通风设备可显著改善温室内温度分布的均匀性,提高种植的经济收益。

次氯酸杀菌水对温室黄瓜生长特性的影响

利用混合性能更好的静态管道混合器,提高了次氯酸杀菌水的pH值和有效氯浓度的稳定性,用改进后制备机制备的不同有效氯浓度的杀菌水对温室黄瓜进行喷洒做对比试验。结果表明:更换半数混合器后,杀菌水的pH值和有效氯浓度稳定性显著增强,达到了应用要求;用浓度为100μg/mL杀菌水浸泡黄瓜种子能提高发芽率;通过株高、茎粗、叶面积跟踪测试,有效氯浓度为100μg/mL最利于黄瓜生长。

基于清洗水的浊度判断蔬菜携泥沙量的研究

采用分光光度法和散射光法测量了不同清洗水的浊度,比较了2种测试方法的稳定性和适应性,利用清洗后清洗水的浊度对蔬菜携带泥沙量进行了试验研究。结果表明:用清洗水的浊度可以反应蔬菜携泥沙量;用散射光测量法,清洗水浊度的稳定性要优于分光光度法;浊度测试方法既适用于叶菜类也适用于果菜类蔬菜。

日光温室土墙传热特性及轻简化路径的理论分析

为减小日光温室土墙厚度,该研究在分析土墙温度变化的基础上提出了土墙轻简化路径并进行了理论分析。根据测试分析,土墙可划分为用于储蓄热量的蓄热层和防止热量从蓄热层向室外方向流失的保温层。土墙86.9%的部分为保温层。模拟结果表明使用由47 cm厚夯土和7 cm厚聚苯板(热阻等于3.13 m厚夯土保温层)构成的复合墙在夜间的放热量与3.6 m厚土墙相近。使用保温材料替代夯土保温层来减薄土墙在理论上可行。另外,根据模拟,当土壤20 cm深处温度提高至23℃后,土壤供热量可超过测试条件下土壤和土墙放热量总和。为此,土墙在理论上可通过以下2条途径实现轻简化:1)使用保温材料建造墙体保温层;2)使用土壤蓄热替代墙体蓄热。

不同栽培模式下热风加温对日光温室内温度的影响

为解决日光温室冬季作物根区温度低和升温慢的问题,提出基质高架栽培和自然土栽2种栽培模式下的日光温室热风管道根区加温系统,并在北京地区冬季最寒冷时段对日光温室环境进行实际测试,比较和分析不同栽培模式下的热风根区加温效果和加温均匀性。结果表明：基质高架栽培模式和自然土栽模式下根区加温的室内夜间平均空气温度、根区温度较对照不加温区高2.2～3.1℃和0.6～1.5℃,且加温区内各测点的根区温度最低值偏离度为1.9%～13.29%,平均值为4.11%～5.74%;自然土栽模式下根区加温的夜间平均空气温度、根区温度比基质高架栽培模式下的高1℃,根区温度的最低值偏度平均值和总体标准偏差分别低1.12%和0.48×10^-2。由此可见,热风管道加温系统可有效提高日光温室内温度环境,且加温均匀性较好。

现代设施草莓高架育苗质量研究

以草莓栽培品种章姬为试材,对高架育苗与地栽育苗两种不同育苗模式下草莓子苗的株高、叶柄长度、新茎粗、叶面积、SPAD值等植物生长量以及根长、根鲜质量、植株鲜质量及干质量等生物量进行了测定,并对两种育苗模式的子苗移栽至蓄热式立体草莓栽培系统后的长势进行了分析。此外,分别测定了两种草莓育苗温室的太阳辐射能量、植株叶冠层温度和相对湿度等环境因子。结果表明:高架育苗温室盆钵草莓子苗的生长量和生物量等各项指标均好于普通地栽育苗棚的草莓子苗,移栽后盆钵子苗的缓苗期更短,长势更加旺盛。高架育苗棚的环境条件明显优于普通地栽育苗棚,更加有利于草莓子苗光合作用的进行。

设施草莓高架分层育苗系统育苗效果研究

针对草莓大田育苗占地面积大、管理劳动强度大以及育苗质量差等问题,该试验提出了一种设施草莓高架分层育苗系统,并对其育苗效果进行了比较分析。结果表明:试验育苗周期内,高架分层育苗系统下"章姬"、"红颜"、"丰香"草莓品种繁育子苗数667m2分别达54 019、41 124、44 930株,为常规地面育苗方式(对照)的2倍左右,且都为营养钵子苗;高架分层育苗方式下各品种草莓子苗新茎粗超过1cm,成龄叶片达5片以上,叶色深绿,符合壮苗标准,定植成活率达97%以上;各草莓品种子苗定植后现蕾期、始花期与果实采收期相比于常规的育苗方式的子苗提前15d左右。综合表明,草莓高架分层育苗系统及技术显著提高了草莓育苗的繁育系数与育苗整齐度,所育的草莓子苗质量好,定植后成活率高,显著提高草莓生产的上市时间,有利于实现草莓育苗的现代化、产业化与集约化生产。

多功能漂浮温室

随着城市土地成本的迅速飞涨,采用创新并节省土地的方法来设计城市变得尤为重要。为此,Salt&Wate工作室设计了一个生态驳船一多瑙河上的——个多功能漂浮温室,可以产生清洁能源和有机食品。除此之外,它的浮动结构还可以作为教育和社区建设的平台。Salt&Wate工作室设计的概念生态驳船成为贝尔格莱德公民的一个生态友好学习中心。

国家重点研发计划“养分原位监测与水肥一体化设施技术及其装备”项目在京启动

2017年11月18号,＂十三五＂国家重点研发计划＂养分原位监测与水肥一体化设施技术及其装备＂研发项目启动会在北京召开。该项目由中国农业大学主持,西北农林科技大学、农业部规划设计研究院以及农业部全国农业技术推广中心等29家科研院所和单位共同参与。

温室切花菊气雾培高效栽培技术

水培花卉具有省水省肥、营养充足均衡、生长健壮、植株整齐、叶色浓绿、花多而大、花期较长、色泽鲜艳、产量高、品质好、观赏效果较佳等优点。但若将花卉的根系完全浸泡在营养液中，缺乏任何介质的缓冲，营养液浓度、酸碱度、温度的变化，有害物质的积累和病菌的侵害以及水淹缺氧胁迫等都会直接导致根系生长障碍并造成伤害，容易使花卉根系发生“病变”和死亡，而气雾培避免了上述问题的发生。

设施草莓储热式立体高效栽培技术

储热式立体栽培系统是一项高端、新颖的栽培系统,它可充分利用温室空间,有效利用太阳能源,提高草莓品质,并且具有一定的观赏性。同时,该系统还具有高采光率、营养可调控、根部环境通透性好等优点。此外,该系统还能减少病虫害的发生,提高草莓的产量与质量,便于采摘,降低劳动强度,节省劳动力成本等。该系统的最大特点是节能、绿色、环保。

番茄可移动吊蔓装置

阐述了番茄吊蔓技术的由来以及吊蔓技术的应用现状,介绍了一种设施番茄可移动吊蔓装置的设计思路、结构组成和使用方法。该吊蔓装置中的吊蔓线可以由电机来控制开合,从而通过吊蔓线的开合来调节植株行距,从而使作物可获得更多光照。

日本塑料大棚抗风技术研究进展

为促进我国塑料大棚的抗风技术研究,该文从强风对塑料大棚破坏的基本特征、抗风技术和标准研究现状三方面对日本的抗风技术进行总结和梳理。根据调研结果,强风破坏塑料大棚的形式有骨架横向变形、膨胀破坏、山墙倾斜、屋面凹陷和连接件破坏。针对不同的破坏特征,应一方面通过增加支撑杆件或构件等方式对塑料大棚骨架进行补强,另一方面采用抗拔力较高的桩基础来提高塑料大棚抗风性能,此外还要采用强度较高的连接件避免塑料大棚在结构杆件未发挥抗拉或抗弯作用的情况下就失稳破坏。目前塑料大棚或塑料温室的荷载计算和结构设计方面还存在许多不足,亟需加强相关研究来提高塑料大棚抗风技术的研发水平。

北京地区典型日光温室冬季环境测试分析

以北京地区典型日光温室为试验设施,在冬季最寒冷时段对其室内外环境进行了测试,探讨了晴天、阴天下温室内部温湿度、土壤温度等环境因子的日变化规律,分析了日光温室围护结构的保温性能,提出了解决不利生产环境条件的方法和建议,以期为北京地区日光温室的建造设计、室内环境因子的合理调控以及作物生产管理提供理论基础。

唐菖蒲GhAOS基因的表达特性及其在拟南芥中的过表达分析

【目的】分析唐菖蒲AOS基因的表达模式及其对JAs生物合成的影响,研究GhAOS基因对伤害胁迫的应答机理。【方法】利用基因枪的方法进行GhAOS的亚细胞定位分析;运用Real-time RT-PCR技术分析GhAOS基因的表达模式,采用农杆菌介导的侵染拟南芥花粉法进行GhAOS基因的过表达分析。【结果】GhAOS定位在叶绿体的内囊体膜上;该基因在唐菖蒲各组织中均表达,其中在籽球和匍匐茎中表达量最高;经过0.1—0.5 mmol.L-1的茉莉酸甲酯(MJ)处理后,逐渐提高了GhAOS在球茎中的表达量和内源MJ含量;在拟南芥中过量表达该基因,提高了拟南芥的耐盐性和抗旱性;经过机械损伤后提高了转基因拟南芥相关基因的表达水平和内源MJ含量。【结论】GhAOS促进了唐菖蒲茉莉酸类化合物(JAs)的生物合成,提高了拟南芥的耐盐性和抗旱性;转基因拟南芥机械损伤后提高了相关抗性基因的表达水平以及内源MJ的含量。

蔬菜清洗机耗水性能测试方法

耗水率是评价蔬菜清洗机耗水性能的参数,与蔬菜的脏污程度和洗净程度有关,还与清洗水脏污程度有关。为此,在研究了蔬菜清洗机耗水性能影响因素的基础上,提出了用蔬菜致浊率和清洗水浊度等条件参数,综合耗水量参数,对清洗机耗水性能进行评价,并确定其测试方法。通过对硕果牌蔬菜清洗机进行试验测试,结果表明,清洗机耗水率与蔬菜的致浊率有关,用致浊率描述蔬菜的脏污程度(或洁净程度)作为测试计算清洗机耗水率的条件参数,可以客观反映清洗机在特定条件下的耗水性能。清洗水水质要求是清洗过程更换清洗水的依据,也是计量清洗机耗水率的影响因素。在清洗的蔬菜种类、脏污程度和清洗水水质状况得以描述的前提下,才能够通过测量清洗机的耗水量掌握清洗机的耗水性能。