基于BP神经网络的日光温室气温预报模型

为建立日光温室中短期气温预报模型,以2个冬季生产季的日光温室实时气温观测资料为基础,利用BP神经网络建模和曲线拟合的方法,对日光温室1~7d气温预报模型进行了研究。结果表明:1)以室外气温为输入要素的温室气温预报模型,最高气温预报值与观测值的符合度指数(D)为0.68~0.93,均方根误差(RMSE)为3.1~6.3℃;2)最低气温预报值与观测值的符合度指数(D)为0.81~0.95,均方根误差(RMSE)1.5~2.2℃;3)日光温室内最低气温预报绝对误差小于2℃的预报准确率Rate(≤2℃)为78%~95%;4)逐时气温预报模型预报值与实测值的符合度指数(D)为0.95~0.99,均方根误差(RMSE)为1.0~2.8℃,逐时气温预报模型预测准确率较高。结合目前气象台站"周预报"结果,模型可较准确地预报温室内1~7d最低气温,并模拟日光温室内气温的逐时变化,可为冬季日光温室低温灾害预警及室内气温调控提供有益参考。     

节能型日光温室智能加温控制系统设计1

在北方冬季节能型日光温室生产中常出现极端低温天气,气温低于作物致死温度,导致温室作物大幅减产甚至绝收.为精准调控温室温度,降低低温带来的损失,本研究设计了一套日光温室智能加温控制系统,其硬件设备由感知模块、主控模块、通讯模块、伺服模块、执行设备组成.系统实现了日光温室温度环境的智能控制,可自动采集温室内气温数据,并根据主控模块内设置的加温控制阈值实现温度执行设备的自动开关,同时可通过Android远程客户端进行数据查看及执行设备状态控制.系统应用与验证结果表明:二代砖墙日光温室最低温度维持6~8℃,则系统日开启时间需4.9h,日资金投入146元;维持10~12℃,则系统日开启时间6.1h,日资金投入194元.应用过程中系统性能稳定,实现了温度环境的精细化、无人值守智能调控,夜间加温效果良好.     

适度提前播种利于夏玉米高产

<正>为探讨不同播期对不同熟性品种夏玉米生长发育及群体特性的影响,以纪元1号(早熟品种)、郑单958(中熟品种)及农大108(晚熟品种)为试验材料,于2008～2009年在中国农业大学上庄试验站设置3个播期的处理试验。结果表明,夏玉米的生育期随播期推迟而缩短,平均每推迟1天全生育期缩短0.2～0.6天;从早熟到晚熟品种夏玉米生育期缩短表现出加剧的趋势。随播期     

不同播期对华北平原夏玉米生长发育的影响

为探讨不同播期对不同熟性品种夏玉米生长发育及群体特性的影响,以纪元一号(早熟品种)、郑单958(中熟品种)及农大108(晚熟品种)为试验材料,于2008—2009年在中国农业大学上庄试验站设置3个播期的处理试验。结果表明:夏玉米的生育期随播期推迟而缩短,平均每推迟1d全生育期缩短0.2～0.6d;从早熟到晚熟品种夏玉米生育期缩短表现出加剧的趋势。随播期推迟,早熟与中熟品种的穗位比增大,茎粗降低,但播期对晚熟品种的穗位比与茎粗影响不显著。播种期推迟,夏玉米最大叶面积指数、地上部干物质重量、群体光合势(LAD)及籽粒产量均呈降低趋势,其中晚熟品种的籽粒产量降幅大于早熟品种。晚播与中播相比:农大108籽粒产量降幅为40.7%～41.6%,而纪元一号降幅为22.2%～27.7%。播期及品种是影响华北平原夏玉米生长发育的重要因素,适度提前播种利于高产群体的形成,在相同管理措施条件下郑单958具有较强产量优势。     

天津地区不同墙体处理对日光温室保温性能影响初探

为了合理地确定日光温室后墙的材料与结构,于2010年11月1日-2011年3月6日在天津市西青区开展了不同墙体构型的日光温室模拟试验,设置了3种不同厚度土墙以及3种不同构型砖墙共6种墙体处理。结果表明：晴天、多云、寡照天气条件下夜间土墙均为热源,对温室保温性有较大贡献,白天土墙为热汇蓄积热量;夹层墙的墙体夜间放热能力较弱,但白天升温较快,利于提高温室的最高温度;土墙厚度为1.5 m的温室不能保障蔬菜生产的安全,该棚型温室易受低温影响;土墙占地较多,且保温性并不比砖墙处理的温室优越,因此不宜选用;为使冬季温室内可获得较高的温度、节约土地和降低建筑成本,建议选择37 cm砖墙+12 cm聚苯乙烯泡沫塑料板保护层为后墙的温室,该后墙温室增温、保温效果均较好。     

天津近郊设施农业气候资源与气象灾害变化特征

城市近郊是设施农业生产的重要区域,对近郊气候资源和气象灾害变化的研究有利于提高设施农业生产的防灾减灾能力。现对1971—2010年天津4个郊区在设施农业生产季的气候资源和气象灾害进行了分析,探讨在气候变化背景下设施农业气象灾害的变化规律。结果表明:在近40年中,该区域气温条件的变化利于设施农业生产,而光照资源则显著下降,低温、大风和降雪等灾害总体减少,寡照成为影响设施农业生产的首要气象灾害,尤为应引起注意的是极端气象灾害事件仍不时发生。     

天津棉花气候适宜度变化特征及其产量动态预报

通过参数修订建立了适合天津地区的棉花各生育期温、光、水气候适宜度评价模型,计算了历年天津棉花3种气候因子的适宜度指数,在分析其变化规律的基础上,建立了可以在棉花不同生育期进行的产量动态预报模型。结果表明,1964-2009年天津地区棉花生育期的气温适宜度指数呈上升趋势,增幅为0.016/10a;日照适宜度指数呈下降趋势,降幅为0.025/10a;降水适宜度指数的线性变化趋势不显著,但具有明显的阶段性特点。利用1995-2009年资料回归分析建立的产量动态预报模型,除播种期外,其它4个生育期(苗期、现蕾期、花铃期和吐絮期)模型均通过0.05水平的显著性检验;对模型进行历史资料回代表明,2000年以后准确率较高,87.5%的年份回代准确率在80%以上,各生育期平均准确率均在88%以上;利用模型对2010、2011年棉花产量进行动态预报验证,准确率均在95.5%以上,表明模型预报效果较好,能够满足业务服务需要。     

不同粒度积温算法对温室黄瓜生育期模拟的比较

基于有效积温法,利用3种不同粒度的温室气温数据,模拟了温室黄瓜的生长发育情况。结果表明:3种积温算法对于黄瓜生育期的模拟均表现出苗期的模拟误差最大,标准误差(RMSE)为12.4d,采收末期的模拟误差最小,RMSE为1d。对比3种不同粒度积温算法的模拟效果,日积温法模拟的误差最小,平均误差为-0.6d;其次是小时积温法,平均误差为-1.8d;10min积温模拟的误差最大,为-2.2d。这说明用有效积温法模拟作物生育期,使用日有效积温来作为模型的输入,其模拟结果较好。另外,3种积温算法在对黄瓜不同生育期的模拟中,除苗期之外,其余各生育期的模拟结果基本一致,无明显差异,定植期误差为5d和4d,开花坐果期均为-4d,采收期均为3d,采收末期均为1d。说明有效积温法对于不同粒度的积温敏感性不强,而对于昼夜温度变化比较敏感。     

基于主成分回归的日光温室内低温预测模型

利用2010/2011年度冬季日光温室内小气候观测资料对冬季日光温室内温度变化特征进行分析,并结合温室外温度以及用云遮系数法和风级风速转换方法得到的室外总云量和最大风速,采用主成分回归分析法建模,以对日光温室内日最低气温进行预报.结果表明,(1)通过云遮系数法和风速风级转化标准模拟的室外总云量和最大风速误差较小.(2)日光温室内最低气温与温室内前一天的各小气候要素有较好的相关性,此外,温室内外各气象要素之间也存在显著的相关性.(3)主成分回归提取了温室内小气候要素主成分、温室外天气状况与温度主成分、风速主成分3个主要因子.建立的日光温室内最低气温预报模型,其复相关系数为0.857,并通过显著性检验.(4)利用2011/2012年冬季温室资料对低温预报模型进行检验,预测值与实际值之间的平均绝对误差小于1℃,平均相对误差在13％以内,整个冬季的均方根误差为1.1℃.说明所建日光温室内低温预报模型有较高的精度,能够满足温室内最低温度的预测需求.