不同施肥处理对土壤氮淋溶及设施辣椒品质的影响 被引量：1

1

作者 刘迪 杜连凤 +4 位作者 李顺江 康凌云 朱鑫宇 刘文科 王志伟 《农业工程技术》 2020年第22期66-71,共6页

试验以嫁接辣椒为试验材料,设置传统施肥(FP)、有机肥+75%化肥(N1)、有机肥+50%化肥(N2)、30%有机肥+50%化肥(N3)、30%有机肥+50%化肥+活性炭32.4 kg/小区(N4)5个处理组,研究不同施肥处理对设施辣椒产量、品质以及对土壤氮素淋溶的影响... 试验以嫁接辣椒为试验材料,设置传统施肥(FP)、有机肥+75%化肥(N1)、有机肥+50%化肥(N2)、30%有机肥+50%化肥(N3)、30%有机肥+50%化肥+活性炭32.4 kg/小区(N4)5个处理组,研究不同施肥处理对设施辣椒产量、品质以及对土壤氮素淋溶的影响。结果显示,N1处理组淋溶液氮素比其它4个处理组少34%~65%;产量与经济效益方面FP比其余4个减量施肥处理组低18%~43%,N1处理组产量显著高出5%~43%(P<0.05);5个处理组辣椒植株氮素吸收量与果实品质差异不显著(P>0.05)。 展开更多

关键词 不同施肥处理 辣椒植株 减量施肥 果实品质 氮素吸收量 传统施肥 设施辣椒 经济效益方面

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中试膜生物反应器处理奶牛养殖污水的微生物群落结构分析 被引量：1

2

作者 宋建超 尚斌 +3 位作者 陶秀萍 刘崇涛 李洋洋 刘壮壮 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期2093-2103,共11页

为了研究中试膜生物反应器在不同运行参数下处理高浓度奶牛养殖污水时膜生物反应器(Membrane bioreactor,MBR)内微生物群落结构的演变情况,对不同污泥龄(Sludge retention time,SRT)、水力停留时间(Hydraulic retention time,HRT)和曝... 为了研究中试膜生物反应器在不同运行参数下处理高浓度奶牛养殖污水时膜生物反应器(Membrane bioreactor,MBR)内微生物群落结构的演变情况,对不同污泥龄(Sludge retention time,SRT)、水力停留时间(Hydraulic retention time,HRT)和曝气方式(连续曝气、3种间歇曝气)形成的5种工况下MBR微生物组成、多样性以及优势菌群分布进行了表征,同时对比研究了不同工况下污染物去除效果。结果表明,MBR处理高浓度奶牛养殖污水的最佳运行参数:SRT为30 d、HRT为96 h、曝15 min/停10 min,此参数条件下化学需氧量(COD)、NH_(4)^(+)-N、总氮(TN)和总磷(TP)的去除率分别为97.0%±0.5%、90.4%±1.3%、85.5%±1.8%和89.6%±5.6%,处理出水中4种水质指标浓度分别为(224±56)、(45±8)、(105±19)mg·L^(-1)和(4±2)mg·L^(-1),运行期间部分处理出水的COD浓度达到农田灌溉水质标准要求,高效稳定的有机物和氮磷去除效果依赖于MBR微生物的多样性和功能微生物的稳定性。反硝化除磷菌门的Proteobacteria(变形菌门)、Firmicutes(厚壁菌门)和Bacteroidetes(拟杆菌门)的丰度占总细菌的85.2%,污水高效脱氮除磷效率与反硝化除磷菌的种类、相对丰度密切相关;优势菌纲Gammaproteobacteria(γ-变形菌纲)、Bacteroidia(拟杆菌纲)和Clostridia(梭菌纲)的相对丰度总占比达81.2%,其中功能性除磷菌纲Gammaproteobacteria的丰度最高,达57.3%,保证了处理出水较低的TP浓度;优势反硝化菌属为Ottowia(奥托氏菌属),相对丰度占比达54.8%,可显著提高MBR脱氮效率。MBR处理高浓度奶牛养殖污水可实现良好的污染物去除效果,污染物去除效果与优势菌群密切相关,优势菌群相对丰度越高,越有利于提高污水处理效果和出水水质。 展开更多

关键词 膜生物反应器 污水 工况 微生物群落 相对丰度

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光照模式对紫花苜蓿产量品质和生理活性及氮代谢的影响

3

作者 陈艳琦 林坤明 刘文科 《中国草地学报》 北大核心 2025年第5期78-88,共11页

在环境可控的人工光植物工厂中,研究了23.328 mol/(m^(2)·d)日累积光量下LED红蓝绿光质的3种光照模式,即常规光照(18 h光照/6 h黑暗,红光∶蓝光∶绿光=280∶70∶10)、连续光照(24 h光照/0 h黑暗,红光∶蓝光∶绿光=210∶52.5∶7.5)... 在环境可控的人工光植物工厂中,研究了23.328 mol/(m^(2)·d)日累积光量下LED红蓝绿光质的3种光照模式,即常规光照(18 h光照/6 h黑暗,红光∶蓝光∶绿光=280∶70∶10)、连续光照(24 h光照/0 h黑暗,红光∶蓝光∶绿光=210∶52.5∶7.5)和3种光质交替光照(24 h光照/0 h黑暗,红蓝光∶绿光=525∶15;红绿光∶蓝光=435∶105;绿蓝光∶红光=120∶420)对紫花苜蓿产量品质和生理活性及氮代谢的影响。结果表明,紫花苜蓿是连续光照耐受型植物,与常规光照相比,连续光照下紫花苜蓿形态健康、产量未减,且可溶性糖、淀粉含量提高,但光合色素含量、气孔导度和Fv/Fm降低,没有累积过量H_(2)O_(2)和丙二醛。数据表明,红蓝光-绿光交替促进了叶片延展,红绿光-蓝光交替促进了株高增长,绿蓝光-红光交替使初花期提前。氮代谢方面,硝态氮含量在连续和绿蓝光-红光交替显著降低,氨态氮含量在红绿光-蓝光交替显著升高,硝酸还原酶活性在红蓝光-绿光交替显著降低,亚硝酸还原酶活性在红绿光-蓝光交替显著降低(P<0.05)。连续光照和交替光照抑制了氮代谢酶活性,但提高了紫花苜蓿可溶性蛋白、游离氨基酸和粗蛋白含量。综上所述,连续光照和交替光照模式适用于人工光植物工厂中紫花苜蓿的生产。 展开更多

关键词 紫花苜蓿 植物工厂 连续光照 交替光照 生理活性 氮代谢

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设施园艺生产人工补光理论初探 被引量：6

4

作者 李涛 杨其长 《农业工程技术》 2018年第16期48-52,共5页

光是影响设施园艺作物生长最重要的环境因子。冬春季以及连阴天、雾霾等弱光环境对园艺作物正常生长影响明显,人工补光已经成为设施园艺生产的重要手段之一。当前中国设施园艺人工补光研究刚刚起步,相关理论与方法研究薄弱,补光设计缺... 光是影响设施园艺作物生长最重要的环境因子。冬春季以及连阴天、雾霾等弱光环境对园艺作物正常生长影响明显,人工补光已经成为设施园艺生产的重要手段之一。当前中国设施园艺人工补光研究刚刚起步,相关理论与方法研究薄弱,补光设计缺乏依据。文章从设施植物光合作用特性、设施光环境特征、光对作物生产性能影响、中国太阳日辐射量以及人工补光思路等方面进行理论阐述,以期对设施园艺人工补光应用提供有益的参考。 展开更多

关键词 设施园艺 人工补光 园艺生产 光合作用特性 光环境特征 环境因子 作物生长 生长影响

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我国设施蔬菜产业提质增效的方法与措施 被引量：9

5

作者 刘文科 《农业工程技术》 2019年第10期28-32,共5页

引言随着人口的增长和城市化的加剧,中国对农产品需求的数量和质量持续增加,而农业不可再生资源(耕地、水肥等)不断减少,环境污染日益严重(大气污染、土壤污染和水污染等),气候变化及其灾害逐年增多,导致露地农田生产的不确定性增加,食... 引言随着人口的增长和城市化的加剧,中国对农产品需求的数量和质量持续增加,而农业不可再生资源(耕地、水肥等)不断减少,环境污染日益严重(大气污染、土壤污染和水污染等),气候变化及其灾害逐年增多,导致露地农田生产的不确定性增加,食物(粮食、蔬菜、水果等)产出数量和质量难以保证,食物安全问题日益凸显[1]。设施园艺作为环境因子可控并可进行周年生产的高效农业生产模式,在植物和食用菌等农产品集约化生产,均衡农产品四季供给,解决国家食物安全尤其是菜篮子安全方面起着不可或缺的作用。 展开更多

关键词 蔬菜产业 设施园艺 农业生产模式 增效 不可再生资源 食物安全 安全问题 集约化生产

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设施牧草产业发展需求与植物工厂技术研发对策 被引量：12

6

作者 刘文科 候瑞锋 《农业工程技术》 2022年第1期30-35,共6页

人工光植物工厂可以通过环境调控和营养调控在较短时间内获得较高的生物量和营养物质累积,实现多层立体生产牧草生产,但适宜人工光植物工厂生产的牧草种类及其无土栽培方式、光配方及光照模式尚不清晰,光周期调控价值有待探讨,碳累积和... 人工光植物工厂可以通过环境调控和营养调控在较短时间内获得较高的生物量和营养物质累积,实现多层立体生产牧草生产,但适宜人工光植物工厂生产的牧草种类及其无土栽培方式、光配方及光照模式尚不清晰,光周期调控价值有待探讨,碳累积和营养物质累积代谢规律需要揭示,亟需建立基于牧草种类的高效生产技术参数,节能高效,易于管理。本文重点阐述了人工光植物工厂牧草生产的现实需求、技术需求和研发方向,提出了牧草植物工厂的概念和应用策略。 展开更多

关键词 人工光植物工厂 设施牧草 技术研发

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设施环境下蔬菜干烧心的发生原因及防控策略 被引量：9

7

作者 路军灵 仝宇欣 杨其长 《中国蔬菜》 北大核心 2019年第9期24-29,共6页

随着我国设施农业的快速发展,蔬菜生产亟需从数量向质量转型,提高蔬菜质量已成为设施蔬菜发展的首要问题。干烧心是叶菜类蔬菜生产中普遍存在的由钙缺乏引起的生理性病害,在设施环境下尤为严重。本文从蔬菜种类、设施环境(风速、湿度、... 随着我国设施农业的快速发展,蔬菜生产亟需从数量向质量转型,提高蔬菜质量已成为设施蔬菜发展的首要问题。干烧心是叶菜类蔬菜生产中普遍存在的由钙缺乏引起的生理性病害,在设施环境下尤为严重。本文从蔬菜种类、设施环境(风速、湿度、光环境、营养液)和栽培管理的角度,系统分析了设施环境下蔬菜干烧心发生的原因,并提出了相应的防控策略。 展开更多

关键词 设施环境 叶菜类蔬菜 干烧心 生理性病害 综述

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絮凝预处理对奶牛场膜生物反应器膜污染影响的中试试验 被引量：2

8

作者 宋建超 尚斌 +3 位作者 陶秀萍 董红敏 王俊 郭江鹏 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第20期34-41,共8页

为探讨经济实用的高浓度奶牛场污水预处理方法,该研究开展了絮凝预处理对膜生物反应器(Membrane Bioreactor,MBR)膜污染的影响试验,试验采用高浓度奶牛场污水原水和絮凝出水作为MBR进水依次运行,对比分析了不同进水的膜污染规律及其原... 为探讨经济实用的高浓度奶牛场污水预处理方法,该研究开展了絮凝预处理对膜生物反应器(Membrane Bioreactor,MBR)膜污染的影响试验,试验采用高浓度奶牛场污水原水和絮凝出水作为MBR进水依次运行,对比分析了不同进水的膜污染规律及其原因。结果表明,絮凝出水作为MBR进水时膜污染速率较污水原水降低47%且膜组件的维护性清洗时间间隔由10 d延长至16 d;MBR处理污水原水的膜池混合液中胞外聚合物(Extracellular Polymeric Substances,EPS)和溶解性微生物产物(Soluble Microbial Products,SMP)浓度分别为4.76和3.94 g/L,而处理絮凝出水时的EPS和SMP浓度值分别为3.97和2.23 g/L。两阶段MBR膜池混合液各粒径值总体上均呈现先增大后减小的趋势,第1和第2阶段的最大粒径体积百分比分别出现在第16天和第23天,第1阶段EPS浓度和SMP浓度均随着颗粒粒径的增大而减小,第2阶段EPS浓度随着颗粒粒径的增大而增大但SMP浓度与颗粒物粒径之间无变化规律;MBR处理污水原水的膜池混合液颗粒粒径的峰值较分散,且16 d后峰值向小粒径方向移动,而处理絮凝出水的峰值粒径相对稳定,且峰值粒径对应的最大体积百分比从3.57%增加至5.95%。MBR对2种进水的化学需氧量(Chemical Oxygen Demand,COD)去除率均可达90%以上,氨氮(Ammonia Nitrogen,NH3-N)去除率均接近90%,对絮凝出水的总磷(Total Phosphorus,TP)处理效果高于污水原水。絮凝预处理使膜池混合液的EPS和SMP浓度降低且SMP蛋白质浓度显著降低(P<0.05)、膜池混合液颗粒粒径显著增加(P<0.05),有效减缓了MBR的膜污染,絮凝预处理与MBR组合可望为高浓度奶牛场污水处理提供可靠的技术途径。 展开更多

关键词 污水 絮凝 膜 膜生物反应器 奶牛场 污染

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种植年限对和田市设施菜田土壤养分累积分布的影响 被引量：1

9

作者 王奇 王志伟 +1 位作者 刘义飞 刘文科 《农业工程技术》 2021年第22期57-61,72,共6页

本研究以新疆和田地区设施菜田为研究对象,比较不同种植年限土壤剖面中硝态氮、有效磷含量及电导率的变化特征。结果表明:(1)随着种植年限增加,硝态氮、有效磷含量及电导率有增加的趋势。(2)0~40 cm土层,硝态氮、有效磷含量及电导率随... 本研究以新疆和田地区设施菜田为研究对象,比较不同种植年限土壤剖面中硝态氮、有效磷含量及电导率的变化特征。结果表明:(1)随着种植年限增加,硝态氮、有效磷含量及电导率有增加的趋势。(2)0~40 cm土层,硝态氮、有效磷含量及电导率随土壤深度的增加有降低的趋势,土壤养分出现表聚现象,在20~40 cm、40~60 cm土层无明显变化。(3)土壤有效磷含量普遍处于较低水平,种植3年以上的设施菜田硝态氮含量出现“陡增”现象,有次生盐渍化趋势。 展开更多

关键词 设施菜田 土壤有效磷含量 次生盐渍化 种植年限 土壤养分 硝态氮含量 土壤深度 和田市

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植物工厂双通道导气通风模式对生菜冠层热交换的影响 被引量：1

10

作者 张一含 仝宇欣 +1 位作者 张义 陈灿 《农业工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第22期154-160,共7页

针对植物栽培空间气流低而导致的植物生长缓慢和生理性病害频发等问题,该研究优化设计了一种装配式双通道导气栽培系统,并在环境较为稳定的植物工厂内开展栽培试验验证系统有效性。试验栽培材料选用生菜(Lactuca sativacv.Butterhead),... 针对植物栽培空间气流低而导致的植物生长缓慢和生理性病害频发等问题,该研究优化设计了一种装配式双通道导气栽培系统,并在环境较为稳定的植物工厂内开展栽培试验验证系统有效性。试验栽培材料选用生菜(Lactuca sativacv.Butterhead),试验组采用双通道导气通风模式,冠层气流速度分别设置为0.6m/s(T_(1))、0.9m/s(T_(2))和1.2 m/s(T_(3)),对照组仍采用植物工厂侧进上出的常规通风模式(CK),冠层气流速度为0.2 m/s,探究不同通风模式对植物生长、叶烧发生率、与周围环境热交换和冠层微环境的影响。结果显示:与CK相比,试验处理组生菜的生长、冠层微环境及与周围环境的热交换均较优;T2处理下,生菜地上部的干、鲜质量比CK处理的分别提高了24%和14%;生菜冠层的微环境及热交换在T3处理下达到最佳;与CK处理组相比,T3处理下的生菜冠层平均相对湿度和温度分别降低了8.8%和2.8℃,生菜冠层光、暗期显热分别提高了48.5%和52.3%,潜热分别提高了52.9%和37.9%;此外,试验处理还可以有效降低植物工厂内生菜叶烧发生率。综上可知,该双通道导气栽培系统能有效改善植物冠层微环境,提高植物产量和品质,促进植物与周围环境的热交换,同时为植物工厂微环境精准调控提供技术支撑。 展开更多

关键词 植物工厂 热交换 栽培系统 生菜 通风模式

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肉鸭粪肥替代化肥对小白菜及土壤环境的影响 被引量：2

11

作者 薛鹏英 晏婷 +3 位作者 吴雨清 张哲睿 宋曼 朱志平 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期947-954,共8页

为探究肉鸭粪肥部分替代化肥对小白菜品质及土壤环境的影响,采用盆栽试验的方法,研究了好氧堆肥、异位发酵床、黑膜厌氧塘3种方式腐熟的肉鸭粪肥等氮量替代30%、50%和70%化肥下,小白菜产量、品质及土壤环境的变化情况。结果表明:在38d... 为探究肉鸭粪肥部分替代化肥对小白菜品质及土壤环境的影响,采用盆栽试验的方法,研究了好氧堆肥、异位发酵床、黑膜厌氧塘3种方式腐熟的肉鸭粪肥等氮量替代30%、50%和70%化肥下,小白菜产量、品质及土壤环境的变化情况。结果表明:在38d的生长期内,配施肉鸭粪肥可显著提高小白菜可溶性糖以及可溶性蛋白的含量,黑膜厌氧塘处理的鸭粪肥30%替代化肥对提升小白菜鲜质量,菜叶中可溶性糖和可溶性蛋白效果最优;肉鸭粪肥部分替代化肥处理相较纯化肥处理可使小白菜中硝酸盐含量下降31.4%~41.1%。配施肉鸭粪肥30%替代化肥处理,小白菜地上部重金属As、Cr、Cd的含量均未超出食品安全相关标准的安全限值;而当好氧堆肥处理后的肉鸭粪肥替代比例为50%和70%时,菜叶中Pb含量超标。在本试验条件下各肉鸭粪肥替代化肥处理均未增加土壤重金属污染等级,但增加了土壤中抗生素的种类,且主要以氟甲砜霉素为主。研究表明,肉鸭粪肥等氮量部分替代化学氮肥施用有助于增加小白菜产量,提升小白菜中可溶性糖和可溶性蛋白含量,降低其硝酸盐含量,对小白菜和土壤中重金属的影响较小,但会增加土壤中抗生素的种类,综合结果表明黑膜厌氧塘处理的肉鸭粪肥30%替代化肥施用效果最佳。 展开更多

关键词 肉鸭粪肥 小白菜品质 土壤环境 重金属 抗生素

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规模猪场机械通风育肥舍氨气产生及排放研究 被引量：15

12

作者 刘杨 尚斌 +3 位作者 董红敏 陶秀萍 徐文倩 杨培媛 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第9期2058-2065,共8页

为了获取机械通风育肥猪舍内氨气产生和排放的基础数据,分春、夏、秋和冬四季对规模化种猪场育肥猪舍(试验期间猪的日龄在90~110 d)的氨气浓度进行测定,在猪舍设定3个采样点,每个季节连续采样5 d,每日采样4次,同时采用通风量现场测定系... 为了获取机械通风育肥猪舍内氨气产生和排放的基础数据,分春、夏、秋和冬四季对规模化种猪场育肥猪舍(试验期间猪的日龄在90~110 d)的氨气浓度进行测定,在猪舍设定3个采样点,每个季节连续采样5 d,每日采样4次,同时采用通风量现场测定系统对风机通风量进行测定。结果表明:育肥猪舍内春季、夏季、秋季和冬季的氨气平均浓度分别为(3.60±1.67)、(3.15±1.02)、(3.88±0.38)、(8.41±0.98)mg·m-3,夏季氨气平均浓度最低,其次是春季和秋季,冬季氨气浓度最高;育肥猪舍不同季节通风量为38.1~112.7 m3·h-1·头-1,夏季通风量分别是春季、秋季和冬季通风量的2.08、2.34、3.04倍,在此通风条件下育肥猪舍内氨气浓度为1.6~10.0 mg·m-3(风机故障除外),均未超过GB/T 17824.3—2008的限值(25 mg·m-3);育肥猪舍不同季节白天管理活动时间内(7:00—17:00)氨气排放速率为0.17~0.24 g·h-1·m-2,而全天平均氨气排放速率为0.13~0.23 g·h-1·m-2,夏季和冬季猪舍氨气排放值较高、其次是春季,秋季排放相对最低。 展开更多

关键词 氨气 排放因子 育肥舍 猪场 通风量

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典型畜禽粪便厌氧发酵产甲烷潜力试验与计算 被引量：16

13

作者 徐文倩 董红敏 +2 位作者 尚斌 陈永杏 陶秀萍 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第14期228-234,共7页

为获得符合中国现阶段畜牧业生产实际的畜禽粪便产甲烷潜力(Biochemical Methane Potential,BMP),为不同养殖场粪便管理甲烷评价提供参考,该研究选取蛋鸡粪、奶牛粪、猪粪三种主要畜禽粪便,在(37±0.5)℃条件下进行中温批式厌氧发... 为获得符合中国现阶段畜牧业生产实际的畜禽粪便产甲烷潜力(Biochemical Methane Potential,BMP),为不同养殖场粪便管理甲烷评价提供参考,该研究选取蛋鸡粪、奶牛粪、猪粪三种主要畜禽粪便,在(37±0.5)℃条件下进行中温批式厌氧发酵试验,并利用First-order模型和修正后的Gompertz模型对试验结果进行拟合。结果表明,蛋鸡粪、奶牛粪和猪粪三种畜禽粪便的单位底物最大累积甲烷产量(Bo)分别为0.33、0.17和0.38 m^(3)/kg,与对应IPCC给出的亚洲地区缺省值0.24、0.13和0.29 m^(3)/kg不一致。First-order模型和修正后的Gompertz模型均能较好地拟合三种畜禽粪便厌氧发酵产甲烷过程。BMP1%(当日产甲烷量为累积甲烷产量的1%时的累积甲烷产量)均达到了试验结束时累积甲烷产量的90%以上,并且试验时间缩短了45.3%~76.6%。根据试验获得的三种典型畜禽粪便的产甲烷潜力值计算其年甲烷产生潜力,为中国畜牧业温室气体减排及相关政策制定提供参考。 展开更多

关键词 粪便 厌氧发酵 动力学 甲烷潜力

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中国畜禽粪便管理变化对温室气体排放的影响 被引量：68

14

作者 朱志平 董红敏 +2 位作者 魏莎 马金智 薛鹏英 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期743-748,共6页

畜禽粪便是重要的温室气体排放源,不同粪便管理方式对温室气体排放的影响差异显著,科学分析我国畜禽粪便管理温室气体排放变化及其影响因素,对提高畜禽粪便管理和推进畜禽粪污资源化利用,实现畜禽低碳养殖具有重要意义。本文分析了我国... 畜禽粪便是重要的温室气体排放源,不同粪便管理方式对温室气体排放的影响差异显著,科学分析我国畜禽粪便管理温室气体排放变化及其影响因素,对提高畜禽粪便管理和推进畜禽粪污资源化利用,实现畜禽低碳养殖具有重要意义。本文分析了我国国家信息通报中报告的1994—2014年畜禽粪便管理温室气体排放变化,结果表明:我国畜禽粪便管理温室气体排放量占农业源温室排放总量的比例逐步提高,2014年占比达到17.7%。基于第一次和第二次污染源普查相关数据,分析结果表明目前我国畜禽规模养殖场清粪方式以干清粪为主,粪便管理以固体粪便贮存、液体粪便贮存和厌氧发酵后沼液还田为主;比较分析了不同清粪工艺和粪便管理方式变化对温室气体排放的影响,提出了通过源头减量-过程控制-末端利用的全链条技术创新建议,以期促进我国畜禽低碳养殖和绿色发展。 展开更多

关键词 畜禽养殖 干清粪 好氧堆肥 厌氧发酵 温室气体

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基于CFD的植物工厂冠层微环境管道通风效果模拟 被引量：10

15

作者 方慧 伍纲 +1 位作者 程瑞锋 仝宇欣 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第22期188-193,共6页

为增加植物工厂多层栽培模式中作物冠层内部气流扰动,该研究设计了一种冠层微环境管道通风装置,利用计算流体力学软件(Computational Fluid Dynamics,CFD)构建三维栽培模型。在模型中,将植物冠层区域考虑为多孔介质,多孔介质的黏滞阻力... 为增加植物工厂多层栽培模式中作物冠层内部气流扰动,该研究设计了一种冠层微环境管道通风装置,利用计算流体力学软件(Computational Fluid Dynamics,CFD)构建三维栽培模型。在模型中,将植物冠层区域考虑为多孔介质,多孔介质的黏滞阻力系数为25,惯性阻力系数为1.3;LED灯管设置为热源模型,热源模型散热量为297525 kW/m^(3)。利用模型模拟并实测入口速度为8 m/s时植物冠层表面和上部空间气流速度,发现空气流域的平均误差为16%,模拟值与实测值吻合较好。利用验证的模型模拟不同入口速度下植物冠层的气流分布,结果表明:进气速度设置为8 m/s,该速度下植物冠层内部适宜速度区域体积占比为67.58%,冠层表面适宜速度区域面积占比为55.23%,冠层内部气流平均速度为0.14 m/s。研究表明植物工厂冠层微环境管道通风模式能有效增加冠层气流扰动。 展开更多

关键词 通风 植物工厂 气流速度 多孔介质 CFD

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植物工厂导气栽培槽通风对冠层环境影响模拟 被引量：6

16

作者 方慧 张义 +3 位作者 伍纲 李琨 张一晗 仝宇欣 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第16期208-214,共7页

为了增加植物工厂多层栽培模式中作物冠层内部气流扰动和简化通气管道施工工艺,该研究设计了一种集栽培床和通风管路于一体的导气栽培槽(cultivation bed integrated with draft-tube,CBT)。利用流体计算软件(computational fluid dynam... 为了增加植物工厂多层栽培模式中作物冠层内部气流扰动和简化通气管道施工工艺,该研究设计了一种集栽培床和通风管路于一体的导气栽培槽(cultivation bed integrated with draft-tube,CBT)。利用流体计算软件(computational fluid dynamics,CFD)构建了CBT模型,通过模拟和实测入口速度为5.0 m/s时植物冠层内部的气流速度,得到栽培区域几何中心截面速度的模拟值与实测值分布趋势一致,计算模拟值与实测值的均方根误差为0.22 m/s,表明该模型能准确模拟气流速度。利用验证的模型模拟了不同进气速度对作物冠层内部气流分布的影响得到入口速度为6.0 m/s时,植物冠层空间适宜的气流区域体积占比最高,为56.3%,该入口速度下冠层区域的气流平均速度为0.15 m/s。根据模拟结果,选取6.0 m/s为CBT的入口速度,以成熟期生菜作为试验材料,在同一环境条件下对比CBT通风模式和传统通风模式(traditional ventilation control,TVC)下生菜冠层内部微环境,测试通风调温效果。结果表明,CBT处理的冠层内光期温度为22.4℃,低于TVC处理的23.7℃,暗期处理间温度差异不明显;CBT模式冠层内的光、暗期平均相对湿度分别为65.8%和71.6%,比TVC处理低11.4和3.0个百分点。由此可见,相比于传统通风模式,CBT对冠层内多种微环境参数调控起到了积极作用,降低环控要求,提高了空调温控效率,具有推广价值。 展开更多

关键词 通风 植物工厂 栽培槽 气流速度 环境调控

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远红光对生菜光合作用及叶绿素荧光特性的影响 被引量：14

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作者 孟力力 宋江峰 +3 位作者 柏宗春 曹凯 张义 杨其长 《江苏农业学报》 CSCD 北大核心 2022年第1期181-189,共9页

以植物工厂中水培生菜为试验对象,白光LED光源处理作为对照,在对照基础上添加不同光照度的远红光设置FR1处理[添加10μmol/(m^(2)·s)远红光]和FR2处理[添加20μmol/(m^(2)·s)远红光],研究不同远红光光照度对生菜生长、光合作... 以植物工厂中水培生菜为试验对象,白光LED光源处理作为对照,在对照基础上添加不同光照度的远红光设置FR1处理[添加10μmol/(m^(2)·s)远红光]和FR2处理[添加20μmol/(m^(2)·s)远红光],研究不同远红光光照度对生菜生长、光合作用及叶绿素荧光特性的影响。结果表明:与对照相比,FR1处理显著提高了生菜株高、最大叶面积、根系长度及干鲜质量;FR2处理的株高、根系长度与对照间差异不显著,且生菜干鲜质量随着远红光照度的增加呈增长变缓趋势。FR2、FR1处理均显著降低了叶片净光合速率,但同时提高了光饱和点及降低了暗呼吸速率,有利于生菜干物质的累积。远红光处理增加了单位面积活性反应中心数量,增加了吸收与捕获的光能;随着远红光强度的增加,FR2处理的PSⅡ供体侧放氧复合体(OEC)遭受严重破坏,用于电子传递的能量显著降低,即吸收的光能用于光化学反应的比例降低;且FR2处理用于热耗散的能量比例显著大于FR1处理。综上所述,在白光LED上添加10μmol/(m^(2)·s)远红光可提高生菜产量。 展开更多

关键词 生菜 LED补光 远红光 生长 光合作用 叶绿素荧光特性

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不同红光远红光配比对冰草生长发育、光合特性及品质的影响 被引量：12

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作者 孟力力 曹凯 +2 位作者 孙倩 柏宗春 张义 《核农学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期226-235,共10页

为探明人工光植物工厂中红光远红光配比对水培冰草产量和品质的影响,本研究在光合有效辐射强度200μmol·m^(-2)·s^(-1)的条件下,以白光LED作为CK(R/FR=5.5),在CK基础上添加不同强度远红光,分别设置FR1(R/FR=1.2)和FR2(R/FR=0.... 为探明人工光植物工厂中红光远红光配比对水培冰草产量和品质的影响,本研究在光合有效辐射强度200μmol·m^(-2)·s^(-1)的条件下,以白光LED作为CK(R/FR=5.5),在CK基础上添加不同强度远红光,分别设置FR1(R/FR=1.2)和FR2(R/FR=0.8),研究不同光质组合处理下冰草的生长发育、光合特性及营养品质等指标的变化。结果表明,与CK相比,FR2和FR1的株高分别显著增加32.59%和20.70%,叶面积分别显著增加162.68%和47.33%;FR2的地上部鲜、干质量分别显著增加52.08%和63.66%。FR2和FR1降低了叶片叶绿素含量、叶绿素a/b值及净光合速率,但提高了冰草对弱光的利用能力。低R/FR值对冰草各品质指标有不同程度影响,FR2和FR1的叶片类胡萝卜素较CK分别显著下降27.08%和34.62%;FR2的叶片可溶性糖、可溶性蛋白及维生素C含量较CK分别显著增加23.86%、27.48%和17.73%。FR2和FR1显著增加了冰草中酮类及酯类挥发性物质含量,并显著降低了冰草叶片的硝酸盐含量。综上,植物工厂中白光LED基础上添加远红光设置R/FR值为0.8,可有效提高水培冰草的产量、维生素C、可溶性糖和挥发性酮类及酯类物质含量。本研究为远红光在植物工厂中的应用提供了参考。 展开更多

关键词 冰草 LED补光 红光远红光配比 光合特性 品质

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基于CFD的植物工厂圆形锯齿状水冷LED灯管降温效果模拟 被引量：2

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作者 方慧 程瑞锋 +1 位作者 仝宇欣 李琨 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期212-217,共6页

为及时将LED灯管芯片产生的热量传导出去,提升LED灯的性能,延长其使用寿命,设计了一种圆形锯齿状水冷LED灯管,并通过计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)软件构建水冷LED灯管模型,对其降温效果进行研究。在模型中将LED灯珠... 为及时将LED灯管芯片产生的热量传导出去,提升LED灯的性能,延长其使用寿命,设计了一种圆形锯齿状水冷LED灯管,并通过计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)软件构建水冷LED灯管模型,对其降温效果进行研究。在模型中将LED灯珠芯片设置为内热源,热流密度根据灯珠的数量和电光转化效率计算,其值为1.7×10^(7) W/m^(3)。验证试验表明,模拟值与实测值吻合较好,最大误差为16.4%,构建的CFD模型能准确模拟灯管各结构的温度分布。利用验证的模型模拟不同水流速度对水冷LED灯管温度分布及水流压降的影响。结果表明:不同流速下水冷LED灯管的金属散热灯罩、灯珠芯片和水流的温度分布比较均匀,表明该灯管的结构设计合理,灯珠芯片释放的热量能很快传导到水流中并被带走;当灯管入口水流速度从0.10 m/s增加到0.25 m/s时,进出水温差从1.4℃下降到0.5℃。因此,在对水冷LED灯管进行串联时,可根据进水温度和环境温度的差来计算可串接灯管数量;入口水流速度的增加亦会增加水流阻力,根据模拟得到灯管进出水压差计算出灯管对水流的阻力系数为2.2,为水泵选型提供了依据。 展开更多

关键词 温度 计算流体力学 植物工厂 人工光源 模拟 水流速度

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采前LED红蓝光连续光照对不同光质与氮形态水培生菜生长及营养元素吸收的影响 被引量：9

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作者 刘文科 张玉彬 查凌雁 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期2215-2221,共7页

红光和蓝光是植物进行光合作用和光形态建成的主要有效光谱,且红蓝发光二极管(LED)成为植物工厂的主流光源。为实现LED连续光照在植物工厂中的应用,探明植物对红蓝光谱连续光照的响应特征及其与栽培氮形态和LED红蓝光质的关系十分必要... 红光和蓝光是植物进行光合作用和光形态建成的主要有效光谱,且红蓝发光二极管(LED)成为植物工厂的主流光源。为实现LED连续光照在植物工厂中的应用,探明植物对红蓝光谱连续光照的响应特征及其与栽培氮形态和LED红蓝光质的关系十分必要。在环境可控的植物工厂内,采用水培方法和ICP-AES测试技术,研究了采收前LED红蓝光连续光照(CL)对不同光质与氮形态水培生菜生长及营养元素吸收的影响。在光照强度150μmol·m^-2·s^-1下,试验设置了3种红(R)蓝(B)光质:2R∶1B(Q2∶1), 3R∶1B(Q3∶1)和4R∶1B(Q4∶1),以及2种氮形态:80%硝态氮(N80%)和100%硝态氮(N100%)。结果表明, CL前, LED光质与营养液氮形态互作处理对水培生菜的地上干重具有显著影响,对地上鲜重及根鲜干重无显著影响,对N, C, P, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Cu, Zn的含量及积累量均无显著影响。CL后,光质与营养液氮形态互作处理对水培生菜的根鲜重与根干重有显著影响,对地上鲜干重的影响无显著差异,只对N, P的含量, N, P, Fe, Zn的积累量有显著影响。CL对水培生菜的生物量,矿质元素含量及积累量有显著影响,与CL前相比,地上鲜重,根鲜重,地上干重及根干重均显著增加;各营养元素含量均有不同程度的降低趋势,其中CL显著降低了N, P, Fe, Zn的含量,而对于C, K, Ca, Mg, Mn, Cu的含量无显著影响。CL均显著提高了N, C, P, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Cu, Zn的积累量。综上所述, CL前, LED光质与氮形态对生菜地上干重具有显著影响,对各营养元素的含量及积累量均无显著影响。CL后, LED光质与氮形态对根鲜干重具有显著影响,对N, P的含量及N, P, Fe, Zn的积累量具有显著影响, N80%Q4∶1处理积累的量最高。与CL处理前相比,水培生菜的地上鲜重,根鲜重,地上干重及根干重均显著增加;CL显著降低了N, P, Fe, Zn的含量,显著提高了N, C, P, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Cu, Zn的积累量。因此,栽培光氮条件N80%Q4∶1和采前LED红蓝光连续光照结合可以提高水培生菜营养元素含量。 展开更多

关键词 连续光照 电感耦合等离子体原子发射光谱 光质 生物量 营养元素

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