华东地区典型保育猪舍温湿度和空气质量监测

为探究畜禽舍温湿度与空气质量情况,获得较可靠的监测数据,并为畜禽舍环境改善提供依据,以华东地区某典型规模猪场的两间自然通风保育猪舍为对象,应用多点连续监测方法对猪舍内的温湿度以及主要污染气体(二氧化碳(CO_2)、氨气(NH_3)、硫化氢(H_2S)和甲烷(CH_4))的质量浓度进行了为期1年的监测。监测结果显示,该保育猪舍内温度、相对湿度以及CO_2、NH_3、H_2S、CH_4质量浓度的小时平均值范围分别为0.9~42.0℃、31.1%~97.7%、423~3 534 mg/m~3、0.11~49.7 mg/m~3、0.9~41.7μg/m3和0.1~17.7 mg/m~3;对应的(年平均值±方差)分别为(25.6±8.6)℃、(71.4±11.7)%、(1 982±744)mg/m~3、(10.9±8.4)mg/m~3、(8.2±5.2)μg/m~3和(2.9±1.9)mg/m~3。研究结果还揭示了这些指标每日和四季的变化规律以及舍内环境状况。全年的最低和最高小时平均温度和相对湿度,以及小时平均最高CO_2和NH_3质量浓度超出了国家标准中规定的规模猪场环境参数的临界值。但舍内的H_2S和CH_4质量浓度很低,不会对猪的健康生长以及猪舍的安全造成危害。     

冬季如何搞好猪舍的通风换气

做好通风换气是猪舍环境控制的重要部分。如果通风换气不良，舍内空气中的氧气就会逐渐减少，二氧化碳就会逐渐增多，而且猪体排出的粪尿产生的有害气体如硫化氢、氨气等也会增多，当这些有害气体的比例达到一定程度时，就会对猪群造成伤害。在冬季，猪场的保温和通风成为一对矛盾，如果处理好，对猪有利，但若处理不好，则对猪只有害。比如，冷风会引起猪感冒，引起风湿性关节炎等。     

后备母猪舍夏季环境调控影响因子变化规律试验与分析*

为掌握夏季后备母猪舍环境调控的影响因子变化规律,以云南保山某规模后备母猪舍为试验对象,在猪舍内布置环境因子传感器,通过改变开启风机数量、风机组合和湿帘等措施,测试后备母猪舍内的温度、相对湿度和氨气的变化规律。试验结果表明:风机开启数量越多,舍内温度下降幅度越大(最大幅度为2.66 ℃),相对湿度上升幅度越大(最大幅度为9.76%),后备母猪舍内温湿度在通风方向上的分布越均匀。开启湿帘对后备母猪舍内降温效果明显,最大降温幅度为4.27 ℃,舍内相对湿度最大增加幅度为24.17%。开启左右两侧风机时,舍内温湿度分布较开启左中或右中侧风机均匀,后备母猪舍内平均THI指数为79.5,下降幅度为3.86%,能有效缓解猪只热应激;后备猪舍内的温度场不均匀系数为0.42,相对湿度场不均匀系数为0.5,舍内温湿度分布较为均匀。     

保育舍冬季湿热环境与颗粒物CFD模拟研究

为对保育舍内环境质量状况进行评估和改善舍内环境提供有益参考,应用CFD对采用负压通风和水泡粪保育猪舍的气流场、温度场、湿度场和颗粒物浓度场进行三维稳态模拟。由模拟结果可知:在冬季送入气流,舍内动物所在区域高度为0.2 m的风速基本保持在0~0.2 m/s,大部分区域风速在0.1 m/s以下,相对湿度则基本在60%~70%之间,舍内的平均温度保持在26~34℃,大部分区域的PM_(2.5)、PM_(10)和TSP质量浓度分别在0~0.1 mg/m~3、0~0.7 mg/m~3和0~1.0 mg/m~3之间。由《规模猪场环境参数及环境管理》可知,舍内环境质量基本满足保育猪对冬季环境需求,但在单元入口及墙角处仍有优化空间。     

哺乳母猪舍环境监控系统的研究

猪舍环境的自动监测和控制已成为养猪业数字化信息化发展的一个重要方向。为此,以内蒙古农业大学科技园区的哺乳母猪舍为研究对象,设计了一种以King View为开发平台,利用模糊控制技术,对哺乳母猪舍环境进行了实时监控,并详细介绍了该系统的结构组成和设计原理。利用King View制作出的环境监控平台功能完善、稳定可靠、画面精美,方便工作人员管理和控制,具有一定的实用价值。     

基于深度学习的密闭式猪舍内温湿度预测模型

针对目前猪舍环境控制中传感器只能实现对当前环境状况的监测,无法对猪舍内环境变化趋势作出预判,不能提前对环境控制设备运行状态进行调节,在一定程度上造成环境控制效果滞后的问题,基于深度学习方法,结合实际传感器监测的历史数据和猪舍外影响数据,建立了长短时记忆（Long short term memory,LSTM）网络预测模型,实现了精确的猪舍内温湿度变化预测。结果表明,猪舍内冬季和夏季温湿度预测值与实测值变化趋势一致,温度最大误差1.9℃,平均误差为0.5℃;相对湿度最大误差为13.5%,平均误差为2.3%;温度和相对湿度预测的平均决定系数分别为0.821和0.645。本文建立的预测模型具有较优性能,可为制定优化的猪舍内环境控制策略,解决环境控制效果滞后问题提供可行的参考。     

基于中国知网文献计量分析的猪舍环境控制研究

【目的】满足规模化养殖趋势对猪舍环境的高标准要求,对猪舍环境控制技术进行应用和研究,保证生猪的健康生长和人们的食品安全。【方法】课题组采用文献计量分析法,以1998年1月20日至2023年2月28日中国知网数据库的学术期刊、学位论文和会议中文论文为统计范围,对猪舍环境控制相关文献进行计量分析,从时间和空间两个维度比较该领域年度发文数量、文献发布机构、基金资助情况、作者分布、被引频次等数据,探究猪舍环境控制研究热点和今后的研究方向。【结果】从1998年1月20日至2023年2月28日,知网数据库共收录524篇文献,其中,学术期刊428篇、学位论文62篇、会议论文13篇,排名前10位的研究机构中有8所农业大学。【结论】农业院校是猪舍环境控制研究的主体机构,但其目前只是针对现有的猪场进行猪舍环境控制方法和控制对象的研究,对猪舍本身结构尺寸和控制设备的尺寸、安装位置等多参数耦合对猪舍环境的影响研究较少,而这也将成为未来大规模养殖猪舍环境控制的重点研究方向。     

基于D-S证据理论的猪舍环境状态识别研究

针对猪舍环境因子复杂且难以精确控制,提出一种基于D-S证据理论的数据融合算法对猪舍环境状态识别.首先,采集各个传感器的特征值,引入模糊隶属度函数确定概率分配函数;其次,采用改进K-L证据间距离,通过分配各个证据源融合权重来解决证据冲突问题;最后,将分配权重后的概率分配函数使用分布式融合机制得到最后识别结果.结果 表明:...     

机械通风条件下玻璃温室热环境数值模拟

利用CFD方法对机械通风条件下温室内热环境进行建模,在模型中考虑了作物、太阳辐射和热辐射,采用标准k-ε湍流模型和SIMPLE算法的有限体积法对流场微分方程进行离散,对室内流场和温度变化以及分布进行了数值模拟.通过在Venlo型温室采集关键位置的温度和速度数据,与仿真结果比较发现测试点的温度误差除少数外均控制在3 ℃之内,相对误差控制在10%之内,验证了建立CFD模型的有效性.     

饲料植物水生环境处理猪场厌氧废液水的效果

本文从COD,NH3-N,TN,TP四个方面分析了空心菜、水稻、水葫芦三种饲料植物水生环境处理猪场厌氧废液的水质变化规律.结果表明,三种饲料植物水生环境对猪场厌氧废液的COD去除率:空心菜＞水稻＞水葫芦;对NH3-N的去除率:水葫芦＞水稻＞空心菜;对TN的去除率:空心菜＞水稻＞水葫芦;对TP的去除率:水葫芦＞空心菜＞水稻.饲料植物对藻有抑制作用,藻对NH3-N和TN有去除作用,对照系统中由于藻的出现,增强了系统对NH3-N和TN的去除效果,因此在NH3-N和TN两指标上出现对照系统好于饲料植物处理系统.     

基于CFD的不同通风方式塑料大棚降温效果研究

为确定合理的塑料大棚通风口配置及通风形式,提高大棚夏季降温效果,采用试验和CFD模拟相结合的方法,对两种通风口配置（两侧底部、两侧底部+顶部）和两种通风口形状（水平卷膜、垂直卷膜）大棚内的夏季6—7月温度和气流场特征进行了研究。模型经过实测验证,气温模拟值与实测值变化趋势基本吻合,均方根误差1.27℃、平均相对误差分别为3.7%。结果表明：与仅有两侧底部通风相比,两侧底部和顶部通风配置明显提高降温效果,番茄冠层高度昼均温、升温速率分别降低0.4~2.1℃和0.4℃/h,通风率增加50%,温度、气流分布均匀度提高;与顶部水平卷膜通风相比,垂直卷膜通风大棚内冠层昼均温、升温速率分别降低0.2~1.2℃和0.2℃/h,通风率提高20%,但温度、气流的空间分布均匀性稍差。综合比较,同时采用两侧底部加顶部垂直卷膜通风的大棚通风降温效果明显。     

雏鸡舍留温新风换气系统设计与试验

为了验证所提出的一种保温、高效且运行成本低的雏鸡舍通风方式,依照热平衡原理,采用留温新风换气系统对雏鸡舍进行通风试验。对安装留温新风换气系统的雏鸡舍进行温湿度、显热交换效率和雏鸡生长性能监测,并且对留温新风换气机进行回收成本分析。试验表明：试验组与对照组的每周温湿度均可达到要求,在第4周时,试验组的空气温度和相对湿度极显著低于对照组（P<0.01）;试验组的二氧化碳质量浓度、氨气质量浓度、PM2.5质量和PM10质量浓度均极显著低于对照组（P<0.01）,试验组的空气质量和通风效果均优于对照组;留温新风换气机的显热交换效率在夜间（19:00—次日07:00）平均达到80%;两栋鸡舍的雏鸡生长性能无显著性差异（P>0.05）;从热回收效果来看,测试期间室外温度为-8~8℃时,回收成本时间为80d左右。当室外温度低于19℃时,留温新风换气机可平衡热回收效率及通风需求的关系,能够满足畜禽舍通风量及节能的需求。     

不同通风方式日光温室微环境模拟与作物蒸腾研究

日光温室后墙蓄热降低了通风降温效率,高温会刺激植物水分蒸腾,降低水资源利用率。本文以北京市通州区日光温室为研究对象,在原有的上、下通风口基础上,增设后墙通风口。基于DO辐射模型、组分输运模型和多孔介质模型建立了日光温室的计算流体力学（CFD）模型,探究了不同通风方式下温室微环境状况,并结合作物蒸腾模型分析获得了作物蒸腾特征。结果表明,气温变化会直接影响作物蒸腾强度,两者空间分布特征一致。中午温室高温,开启后墙、下通风口,较原来开启上、下通风口,气流走向相似,因减少部分蓄热墙体,降温效率提高5.7%,蒸腾量下降0.020mm/h,开启后墙、上、下通风口,蒸腾量较原来下降0.005mm/h。开启后墙、上通风口,由于两通风口靠近一侧且距离作物较远,只能形成北侧局部降温,降温效率下降10.3%,除湿效率较原来提高5.7%,蒸腾量升高0.035mm/h。此外,在通风口组合中,将靠下的通风口设置在迎风方向,可减少外界来风能量、动量损失,以提高通风降温效率。研究结果可为日光温室微环境调节提供参考。     

基于嵌入式机器视觉的水稻秧盘育秧图像无线传输系统

杂交稻机械化秧盘精密播种育秧过程中需要人工实时监测,以保证秧盘播种性能,为解决传统人工长时间户外、低效的监测方式,设计了基于嵌入式机器视觉的水稻秧盘育秧图像无线传输系统。系统由嵌入式开发平台、无线Wi Fi网关、高清网络摄像头、红外传感模块、远程服务器等组成。嵌入式开发平台采用Tiny4412开发板,并在其上移植Linux系统、摄像头驱动、GPIO口驱动;采用Qt开发工具,完成图像采集、实时显示,并设计出友好的人机交互界面;利用Jpeglib静态库对图像进行数据压缩;利用无线Wi Fi局域网、嵌入式系统和远程服务器按照规定的协议通过Socket通信进行数据传输。远程服务器基于Netty框架对采集到的图像数据进行校验、实时显示和保存。试验结果表明,不同分辨率图像的无线传输速率均满足育秧流水线实时作业要求,JPEG格式的图像经过数据压缩,其传输速率大大提高;嵌入式采集终端能够稳定采集播种秧盘图像,并成功地上传到服务器,网络平均丢包率为0.23%,误码率为0.23%。     

免耕对土壤环境的影响研究

免耕是一种高产节源栽培技术,已成为现代农业主要的耕作方式之一.相关研究表明,免耕可降低劳动强度、减少机械损耗、减少土壤侵蚀、迅速改善土壤的理化性状、增强土壤肥力、促进作物生长、提高农业生产率,从而促进农业生产.为此,就免耕对土壤环境的影响进行了综述,并展望了其应用前景和发展方向.     

通气与水分再分布对地下滴灌湿润体导气率的影响

利用瞬态土壤导气率测算模型,研究了室内模拟地下滴灌土壤导气率的变化,分析了通气与灌后水分再分布对地下滴灌湿润体土壤导气率的影响。结果表明:地下滴灌湿润体内供气压力与时间呈良好的线性关系,导气特征参数与土壤导气率呈极显著的线性关系;容重为1.3、1.4和1.5g/cm3的风干土样在灌水停止时,棕壤土的导气率分别减小至灌水前的8.9%、22.7%和49.9%,塿土的导气率分别减小至灌水前的2.7%、5.4%和9.8%,灌后土壤水分再分布过程中,土壤导气率呈缓慢增长趋势;灌后人工通气可迅速提高地下滴灌湿润体土壤导气率,通气5min后,棕壤土的导气率分别提高至灌水前干土的64.1%、54.1%和79.9%,是停止灌水时的7.3倍、2.5倍和1.6倍,塿土的导气率分别提高至灌水前的79.9%、84.1%和80.8%,是停止灌水时的30.5倍、15.3倍和8.4倍。     

自然通风条件下塑料大棚温度和湿度模拟

为了深入研究大棚通风对大棚内温、湿度影响,基于能量与物质平衡原理建立了大棚内部温、湿度预测模型,对大棚内部温、湿度进行预测模拟,并以试验观测数据对模型进行了检验。结果表明,模拟晴天天窗开度50%(处理1)与100%(处理2)时,大棚温度预测值和实测值决定系数分别为0.98、0.99,相对湿度预测值和实测值决定系数为0.9,模型能较好的预测棚内温、湿度;大通风面积对大棚内温、湿度影响大于小通风面积,通风面积对大棚内温度影响比相对湿度影响明显。研究结果可为通风条件下塑料大棚温、湿度环境控制研究及南方塑料大棚生产管理提供参考依据。     

室内置换通风与混合通风的效果对比

通过采用试验验证了的计算流体动力学模型开展数值模拟,从热舒适性和室内空气品质两方面,研究在商业厨房环境采用置换通风方式和混合通风方式的性能差异.研究发现,使用置换通风系统能够在不增大空调系统工作负荷的情况下,降低室内温度.在同样室内条件下,混合通风系统气流速度平均约为置换通风速度的2倍左右,并且上升下降气流相互交叉运动,气流相对不均匀.置换通风系统温度分布有明显的分层现象,从下到上逐渐递增,且大概在人呼吸的高度有较合适的温度值.其次,置换通风在呼吸区的空气质量,通常比在一个同样气流速度运行的混合系统要好.且在厨房环境中,呼吸区的平均空气年龄均小于100 s.通过适当的设计,置换通风能保持良好的热舒适环境,空气流速一般低于0.3 m/s,头和脚踝的温差小于2℃,呼吸区不满意百分数小于15,可以在人体所在区域提供更好的空气质量.