新疆農(nóng)機化 2024年第5期 doi 10 13620 ki issn1007 7782 2024 05 011 中圖分類號 S625 文獻標(biāo)識碼 A 0 引言 日光溫室是重要的園藝生產(chǎn)設(shè)施 目前已成為 我國種植業(yè)中經(jīng)濟效益較高的產(chǎn)業(yè) 1 新疆自然環(huán) 境特殊 冬季漫長 秋冬和初春日光溫室在育苗和 果蔬保供生產(chǎn)中發(fā)揮著巨大作用 這期間的極端降 溫天氣是影響日光溫室生產(chǎn)的一大隱患 2 日光溫室前屋面覆蓋透光性良好的塑料薄膜 由于薄膜的熱阻很小 通過前屋面覆蓋層傳導(dǎo)熱量 占溫室總熱量損失的70 以上 3 采用保溫措施可 以提高溫室溫度 有效避免災(zāi)害性天氣對溫室生產(chǎn) 造成的損失 不同時間揭蓋保溫被對日光溫室內(nèi)氣 溫具有明顯的影響 4 揭保溫被時間應(yīng)選在日出后 1 h左右 蓋保溫被時間應(yīng)由覆蓋保溫被時的基礎(chǔ) 氣溫決定 5 提升日光溫室性能 建立新型日光溫室 生產(chǎn)模式在助農(nóng) 富農(nóng)工作中發(fā)揮重要作用 6 太陽能是日光溫室的主要熱源 如何最大限度 地獲得太陽能 同時盡可能小地減少溫室內(nèi)熱量散 失是日光溫室設(shè)計與管理的重要因素 7 國內(nèi)外學(xué)者 對日光溫室保溫被的研究主要集中在其材料組成和 揭蓋的時間等方面 而對于保溫被分時 分段卷放的 研究較少 鑒于此 本文以新疆阿克蘇地區(qū)兩棟結(jié)構(gòu) 與條件一致的日光溫室為研究對象 定點布置溫度 及太陽輻射數(shù)據(jù)記錄儀 檢測分析一段時間內(nèi)保溫 被不同揭蓋方式下日光溫室內(nèi)溫度以及光照輻射的 動態(tài)變化 1 材料與方法 1 1 試驗溫室概況 試驗溫室位于新疆阿克蘇地區(qū)沙雅縣托依堡勒 文章編號 1007 7782 2024 05 0040 04 分段卷放保溫被對日光溫室光熱效應(yīng)的影響 樊雯娟 1 陶 哲 2 許紅軍 2 1 昌吉市農(nóng)牧業(yè)技術(shù)推廣中心 新疆昌吉 831100 2 新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 新疆烏魯木齊 830052 摘 要 為減少溫室熱量損失 以阿克蘇地區(qū)日光溫室為研究對象 根據(jù)新疆實際情況 設(shè)計分段式日光溫室保溫被揭蓋方 式 通過連續(xù)觀測溫室內(nèi)光照強度與空氣溫度變化 證實分段式保溫被揭蓋比一次性全揭開方式使溫室前 后部氣溫平均 值分別提高0 6 和0 8 白天可使溫室氣溫增溫速率更快 降溫速率更慢 在陰天可以增高溫室內(nèi)后部的光照強度 因 此分段卷放保溫被可以有效提升新疆日光溫室性能 增強溫室保溫蓄熱能力 關(guān)鍵詞 日光溫室 保溫被 揭蓋方式 光熱效應(yīng) Effectofsectionallyrollingheatpreservationquiltonlight andheateffectinsolargreenhouse FanWenjuan 1 TaoZhe 2 XuHongjun 2 1 Changji City Agricultural and Animal Husbandry Technology Extension Center Changji 831100 Xinjiang China 2 Xinjiang Agricultural University Urumqi 830052 Xinjiang China Abstract Inordertoreducethegreenhouseheatloss theAksuareasolargreenhouseasaresearchobject accordingtotheactual situationinXinjiang thewayoftakingofftheheatpreservationquiltinsectionalsolargreenhousewasdesigned Bycontinuously observingthechangesoflightintensityandairtemperatureinthegreenhouse itisconfirmedthattheaveragetemperatureinthe frontandbackofthegreenhousewasincreasedby0 6and0 8 respectivelybytakingofftheheatpreservationcoverofthe segmentedsolargreenhousecomparedwiththewayoftakingofftheheatpreservationcoverallatonetime Inthedaytime the temperatureinthegreenhouseincreasedfasteranddecreasedslower Thelightintensityintherearpartofthegreenhousecanbe increasedinatypicalcloudyday Therefore thesectionalrollingheatpreservationquiltcaneffectivelyimprovetheperformanceof thesunlightgreenhouseinXinjiangandenhancetheheatpreservationandheatstoragecapacityofthegreenhouse Key words Solargreenhouse Heatpreservationquilt Uncoveringmethod Photothermaleffect 修回日期 2024 07 18 基金項目 新疆蔬菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系 XIARS 07 通訊作者 許紅軍 設(shè)施農(nóng)業(yè) 40 新疆農(nóng)機化2024年第5期 a 溫室前部光照強度變化 b 溫度后部光照強度變化 T溫室前部距地面150 cm CK溫室前部距地面150 cm 12 00 13 00 14 00 15 00 16 00 17 00 18 00 30 000 25 000 20 000 15 000 10 000 5 000 0 時間 h 光 照 強 度 l x T溫室后部距地面150 cm CK溫室后部距地面150 cm 30 000 25 000 20 000 15 000 10 000 5 000 0 光 照 強 度 l x 12 00 13 00 14 00 15 00 16 00 17 00 18 00 時間 h 圖2 典型晴天下 1月16日 兩溫室內(nèi)光照強度變化 迪鎮(zhèn)鐵熱克村 41 09 00 N 82 47 30 E 供試 溫室為組裝式日光溫室 溫室坐北朝南 東西長為 72 m 南北跨度12 m 后墻高4 m 溫室脊高 5 2 m 圖1 該溫室為全鋼骨架結(jié)構(gòu) 溫室的墻體部分 均由10 cm噴膠棉構(gòu)成 試驗時溫室為閑置狀態(tài) 溫室內(nèi)未種植作物 圖1 溫室結(jié)構(gòu) 1 2 試驗儀器 采用哈爾濱物格電子技術(shù)有限公司生產(chǎn)PD太 陽輻射數(shù)據(jù)記錄儀 通過該儀器測試組裝式溫室光 照強度和空氣溫度等環(huán)境因子 1 3 試驗方法 測試時間為2022年1月1日 2022年2月28 日 共59 d 選取兩棟結(jié)構(gòu)與條件一致的日光溫室 進行保溫被分段卷放T和常規(guī)卷放CK對照試驗 分段卷放保溫被處理方式 T 于上午 11 00 將 溫室保溫被揭開至前屋面的1 2處 T1點 其后 每1小時揭開剩余前屋面總長的1 2 T2 T3點 于 14 00完全揭開保溫被 其后每1小時依次覆蓋保 溫被 即15 00時覆蓋保溫被至T3點 16 00時覆蓋 保溫被至 T2 點 17 00 時覆蓋保溫被至 T1 點 于 18 00完全覆蓋保溫被 常規(guī)卷放保溫被處理方式 CK 于上午11 00完全打開保溫被 于18 00完全覆 蓋保溫被 將進行T處理的日光溫室命名為 T溫 室 將進行CK處理的日光溫室命名為CK溫室 溫 室保溫被揭蓋程度見表1 為避免溫室卷簾機對試 驗數(shù)據(jù)的影響 在溫室東西長度的1 2略偏西 南北 跨度的1 3與2 3 離地面高度1 5 m處測量空氣溫 度與光照強度 圖1 測量數(shù)據(jù)每10 min記錄一 次 2 結(jié)果與分析 2 1 保溫被不同揭蓋方式對日光溫室內(nèi)光照強度的 影響 2 1 1 典型晴天下溫室內(nèi)光照強度的變化 圖2為典型晴天 1月16日 兩溫室內(nèi)前 后部 光照強度變化特點 可以看出兩溫室內(nèi)部光照強度的 變化趨勢一致 保溫被不同揭蓋方式對溫室內(nèi)光照強 度無明顯影響 T溫室在測試當(dāng)日14 00 15 00光照 強度達到最高值 前部24 891 lx 后部21 201 lx CK 溫室在同一時間段達到最高值 前部25 657 lx 后 部22 497 lx 溫室前部同一時刻的光照強度明顯高 于溫室后部 這是因為太陽光直射到溫室前屋面薄 膜后太陽光經(jīng)過薄膜發(fā)生散射 導(dǎo)致前部接受到的 直射光與散射光較多 而后部接收到的直射光沒有 變化 散射光較少 2 1 2 典型陰天下溫室內(nèi)光照強度的變化 圖3為典型陰天 1月18日 兩溫室內(nèi)前 后部 光照強度變化特點 可以看出陰天溫室內(nèi)光照強度 5 2m 4 0m 1 5m 0 0 T1 T2 T3 光照強度與溫度測點 光照強度與溫度測點 4000mm 4000mm 12000mm 溫室 序號 T溫室 CK溫室 覆蓋保溫被 的時間 15 00 16 00 17 00 18 00 18 00 揭開保溫 被的時間 11 00 12 00 13 00 14 00 11 00 揭開保溫被 的程度 50 75 87 5 100 100 表1 日光溫室保溫被的揭蓋時間與揭蓋程度 覆蓋保溫被 的程度 87 5 75 50 0 0 注 100 指溫室保溫被完全揭開 0 指溫室保溫被完全覆蓋 設(shè)施農(nóng)業(yè) 41 新疆農(nóng)機化 2024年第5期 的變化規(guī)律與晴天不同 分析其原因可能是12 00 15 00這一時間段內(nèi)太陽光被烏云遮擋導(dǎo)致光照強 度降低 圖3 典型陰天 1月18日 兩溫室內(nèi)光照強度變化 通過圖3可知 保溫被揭蓋方式對溫室前部的 光照強度無明顯影響 但在11 00 14 00這一段時 間內(nèi) 采用分段卷放保溫被處理方式時光照強度在 溫室后部明顯增高 產(chǎn)生這種現(xiàn)象的可能原因是 冬 季外界環(huán)境氣溫較低 相較于T溫度CK溫室揭蓋 程度大 二者揭蓋程度差50 CK溫室內(nèi)外溫差 驟降 溫室前屋面外層薄膜上因水份凝結(jié)附著了一 層冰晶 因此CK溫室前屋面透光率明顯降低 這引 起CK溫室后部光照強度下降比T溫室大 2 2 保溫被不同揭蓋方式對日光溫室內(nèi)空氣溫度的 影響 2 2 1 典型晴天下溫室內(nèi)空氣溫度的變化 典型晴天 1月16日 兩溫室內(nèi)部溫度變化特 點如圖4 在保溫被不同揭蓋處理下 兩溫室內(nèi)前 后部空氣溫度的變化趨勢基本一致 都呈現(xiàn)出先降 低再升高再降低的單峰曲線變化趨勢 分析兩溫室 前部氣溫變化 在T CK處理下兩溫室前部氣溫均 在10 00達到最低值 分別為6 6 6 7 隨著兩 溫室保溫被的揭開 溫室內(nèi)氣溫逐漸升高 并均于 15 50達到最高值 分別為 39 7 37 9 增溫速 度分別為 5 7 h 5 4 h 15 50 24 00 兩溫室內(nèi) 空氣溫度均呈下降趨勢 其中15 50 18 50降溫速 度較為迅速 降溫速率分別為6 1 h 6 3 h 18 50 24 00溫室內(nèi)氣溫下降較為平緩 降溫速率均為 0 4 h 由此可知 保溫被的不同揭蓋方式對溫室 內(nèi)白天氣溫增長的速率和溫度降低的速率有顯著影 響 但對夜間溫度降低的速率影響不顯著 采用相同 的比較方法可得 兩溫室后部空氣溫度變化與前部 氣溫變化規(guī)律相同 圖4 典型晴天 1月16日 兩溫室內(nèi)空氣溫度變化 由圖4可知 經(jīng)T處理的溫室內(nèi)氣溫變化表現(xiàn) 優(yōu)于CK溫室 T溫室前 后部氣溫平均值分別高于 CK溫室0 6 0 8 增溫速率更快 降溫速率更 慢 2 2 2 典型陰天下溫室內(nèi)空氣溫度的變化 典型陰天 1月18日 溫室內(nèi)氣溫變化與晴天 略有不同 圖5 呈現(xiàn)出先降低再升高后降低再升 高后降低的雙峰曲線變化趨勢 可以看出溫室內(nèi)空 氣溫度在12 00 15 00明顯降低 造成這一現(xiàn)象的 原因同典型陰天下光照強度在12 00 15 00明顯下 降的原因相同 由于光照不充足 導(dǎo)致空氣溫度較 低 但陰天溫度變化趨勢與典型晴天相同 兩溫室 于17 00達到氣溫最高值 分別為29 1 28 0 增 溫速率分別為2 7 h 2 5 h 于10 00達到氣溫 45 0 40 0 35 5 30 0 25 0 20 0 15 0 10 0 5 0 0 0 0 0 0 2 0 0 4 0 0 6 0 0 8 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 1 4 0 0 1 6 0 0 1 8 0 0 2 0 0 0 2 2 0 0 2 4 0 0 T溫室后部距地面150 cm CK溫室后部距地面150 cm T溫室前部距地面150 cm CK溫室前部距地面150 cm 溫 度 時間 h 45 0 40 0 35 5 30 0 25 0 20 0 15 0 10 0 5 0 0 0 0 0 0 2 0 0 4 0 0 6 0 0 8 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 1 4 0 0 1 6 0 0 1 8 0 0 2 0 0 0 2 2 0 0 2 4 0 0 a 溫室前部空氣溫度變化 b 溫度后部空氣溫度變化 時間 h 溫 度 T溫室前部距地面150 cm CK溫室前部距地面150 cm T溫室后部距地面150 cm CK溫室后部距地面150 cm 12 00 13 00 14 00 15 00 16 00 17 00 18 00 30 000 25 000 20 000 15 000 10 000 5 000 0 時間 h 光 照 強 度 l x 30 000 25 000 20 000 15 000 10 000 5 000 0 12 00 13 00 14 00 15 00 16 00 17 00 18 00 a 溫室前部光照強度變化 b 溫度后部光照強度變化 時間 h 光 照 強 度 l x 設(shè)施農(nóng)業(yè) 下轉(zhuǎn)第46頁 42 新疆農(nóng)機化 2024年第5期 最低值 分別為 8 9 8 7 降溫速率分別為 0 8 h 1 1 h 由于天氣影響 兩溫室內(nèi)氣溫增加的 速率較低 但經(jīng)T處理的溫室仍然較CK溫室具有 更好的保溫蓄熱性能 圖6 典型陰天 1月18日 兩溫室內(nèi)空氣溫度變化 3 結(jié)論 通過連續(xù)觀測兩溫室不同處理下的光照強度與 空氣溫度 結(jié)果顯示不同處理溫室前 后部光照強度 變化規(guī)律一致 天氣狀況對兩溫室內(nèi)光照強度的整 體變化無明顯影響 但過早揭開保溫被可能會導(dǎo)致 溫室棚膜結(jié)冰進而對溫室內(nèi)光照強度產(chǎn)生影響 保溫被分段揭蓋比全部揭開能讓溫室前 后部 氣溫平均值分別提高0 6 0 8 無論晴天還是 陰天 可使溫室內(nèi)白天氣溫增溫速率更快 降溫速率 更慢 在典型陰天下可以增高溫室內(nèi)后部的光照強 度 因此分段卷放保溫被可以有效提升新疆日光溫 室性能 增強溫室的保溫蓄熱能力 新疆冬季漫長嚴(yán)重影響農(nóng)作物生產(chǎn)周期和農(nóng)民 收益 本文設(shè)計的揭蓋方式為溫室越冬生產(chǎn)揭 蓋保 溫被提供參考 減少因外界季節(jié)性影響對溫室內(nèi)溫 度造成的干擾 保證極端天氣條件下溫室內(nèi)部的有 效光照強度和溫度 為新疆地區(qū)日光溫室冬春生產(chǎn) 提供技術(shù)支撐 參考文獻 1 李天來 我國日光溫室產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與前景 J 沈陽農(nóng)業(yè) 大學(xué)學(xué)報 2005 2 131 138 2 張桂蘭 陳華 日光溫室蔬菜凍害雪害預(yù)防和管理技術(shù) J 農(nóng)業(yè)工程技術(shù) 2017 37 7 59 61 3 王建 郭宇博 趙淑梅 等 日光溫室固定保溫被遮陰對 光熱環(huán)境及產(chǎn)量影響分析 J 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報 2023 39 27 236 237 4 王英師 陳建中 陳永杰 揭保溫被 蓋簾時間與日光溫 室內(nèi)氣溫變化的關(guān)系 J 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué) 2014 53 7 1524 1527 5 李國師 劉瑞雪 杜傳均 日光溫室保溫性能的觀測分析 J 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué) 1995 2 153 154 6 張紀(jì)濤 史向遠 李永平 等 優(yōu)化日光溫室熱環(huán)境與建 構(gòu)的工程技術(shù)研究進展 J 農(nóng)學(xué)學(xué)報 2021 11 9 72 78 7 曹瑞紅 日光溫室環(huán)境因子監(jiān)測及保溫 放風(fēng)控制系統(tǒng) 研發(fā) D 太原 山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 2020 a 溫室前部空氣溫度變化 b 溫度后部空氣溫度變化 溫 度 溫 度 時間 h 45 0 40 0 35 5 30 0 25 0 20 0 15 0 10 0 5 0 0 0 0 0 0 2 0 0 4 0 0 6 0 0 8 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 1 4 0 0 1 6 0 0 1 8 0 0 2 0 0 0 2 2 0 0 2 4 0 0 T溫室后部距地面150 cm CK溫室后部距地面150 cm T溫室前部距地面150 cm CK溫室前部距地面150 cm 45 0 40 0 35 5 30 0 25 0 20 0 15 0 10 0 5 0 0 0 0 0 0 2 0 0 4 0 0 6 0 0 8 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 1 4 0 0 1 6 0 0 1 8 0 0 2 0 0 0 2 2 0 0 2 4 0 0 時間 h 利進行 提高整體作業(yè)效率 因此應(yīng)重視農(nóng)機導(dǎo)航 系統(tǒng)的維護保養(yǎng)工作 確保其在農(nóng)田作業(yè)中發(fā)揮最 大的作用 參考文獻 1 中華人民共和國中央人民政府 中共中央國務(wù)院關(guān)于做 好 2023 年全面推進鄉(xiāng)村振興重點工作的意見 EB OL 2023 02 13 02 13 content 5741370 htm dzb true eqid 9f2f924f00000d830 0000004648179ea 2 史揚杰 程馨慧 奚小波 等 農(nóng)業(yè)機械導(dǎo)航路徑跟蹤控 制方法研究進展 J 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報 2023 39 15 1 14 3 裴新民 張艷彬 劉書艷 等 衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)在新疆農(nóng)機 化中的應(yīng)用分析 J 衛(wèi)星應(yīng)用 2015 6 10 13 4 新疆農(nóng)機網(wǎng) 我區(qū)上萬臺套農(nóng)機設(shè)備使用北斗導(dǎo)航服務(wù) OL 2020 06 28 f6c492a168e34b84bfd7b4d1da794866 shtml 5 劉慧 農(nóng)機自動駕駛裝備研發(fā)及路徑規(guī)劃算法研究 D 太原 中北大學(xué) 2023 6 付家豪 基于北斗和視覺的農(nóng)機裝備導(dǎo)航系統(tǒng)研究 D 淮南 安徽理工大學(xué) 2023 7 孫彬 計算機視覺修正下的農(nóng)機導(dǎo)航與電液控制設(shè)計 J 南方農(nóng)機 2023 54 15 85 87 nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 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