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页数:443

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出版时间:2009-6

价格:38.00元

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isbn号码:9787122052308

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现代农业设施与环境控制技术 书籍简介 本书全面系统地阐述了现代农业生产中设施建设、环境智能调控、节能减排以及高效管理等关键技术。内容聚焦于如何利用先进的工程学、材料学和信息技术，构建出能够优化作物生长环境、提高资源利用效率、保障农产品安全与品质的现代农业系统。 第一部分：现代农业设施的结构与功能设计 第一章 设施农业的类型与发展趋势 本章首先界定了设施农业的内涵与外延，详细分析了各类设施，如温室（玻璃温室、塑料大棚）、植物工厂、阴凉棚等在不同气候带和作物生产中的适用性。重点探讨了全球设施农业向高科技、高标准、可持续化方向发展的趋势，特别是对环境友好型和低能耗设施结构的需求。 1.1 设施农业的分类与选址原则： 依据覆盖材料、结构形式、环境控制程度对设施进行分类，并深入讲解设施选址时需要考虑的地理、气象、土壤条件及基础设施配套。 1.2 结构力学与材料选择： 剖析了支撑结构（如桁架、拱架）的力学设计原理，包括抗风载荷、雪载荷的计算与安全系数确定。对比分析了不同覆盖材料（如ETFE膜、双层中空板、玻璃）的热工性能、透光率、使用寿命及维护成本，为读者提供科学的材料选择依据。 1.3 设施的布局与空间优化： 探讨了内部空间布局对生产效率的影响，包括作物行距、操作通道的合理规划，以及附属用房（如物资储存、灌溉系统室）的集成设计。 第二章 建筑材料与热工性能分析 本章专注于设施建筑材料的热物理性质及其在能耗控制中的核心作用。 2.1 传热学基础与设施的能量平衡： 阐述了热传导、热对流、热辐射的基本原理，建立设施环境的能量平衡模型，用以评估冬季热损失和夏季热增益。 2.2 隔热与保温技术： 详细介绍了新型保温材料（如气凝胶复合材料、真空隔热板）在设施围护结构上的应用潜力。对比分析了被动式保温措施（如地膜覆盖、内保温幕）的实际效果与经济性。 2.3 采光与遮阳系统设计： 讨论了光质、光量对植物光合作用的影响。设计了自动或半自动的遮阳系统（内遮阳、外遮阳）和补光系统（LED、高压钠灯），并分析了其对作物生长发育的精确调控能力。 第二部分：设施环境的智能监测与精确控制 第三章 温度与湿度的动态调控系统 温度和湿度是影响植物生理活动和病虫害发生的最主要环境因子。本章侧重于高效、节能的温/湿度控制技术。 3.1 加热系统的能效优化： 分析了燃煤锅炉、燃气加热器、热泵系统（地源、空气源）的热效率与运行成本。重点介绍了热风循环加热、辐射加热与废热回收技术的集成应用。 3.2 降温与除湿技术： 深入研究了蒸发降温技术（湿帘-风机系统）的设计参数（如湿帘的厚度、风速匹配）。探讨了强制通风、遮阳、雾化降温、以及热泵除湿等多种技术的协同控制策略。 3.3 PID控制与模糊逻辑在温控中的应用： 讲解了传统比例-积分-微分（PID）控制器在线性温控中的应用，并引入先进的模糊逻辑控制方法，以应对非线性、时滞性强的温室环境变化，实现更平稳的温度曲线控制。 第四章 二氧化碳与空气流通管理 本章聚焦于设施内气体成分的调控及其对作物产量的影响。 4.1 二氧化碳（CO2）的施肥技术： 分析了CO2浓度对不同作物光合速率的影响阈值。介绍了CO2的来源（如液态CO2、发酵法）和精确施用设备（文丘里管、扩散板），以及在密闭环境下的浓度监测与安全控制。 4.2 通风系统的气流组织： 探讨了自然通风（侧开窗、天窗）和机械通风（风机）的优缺点。重点研究了气流组织对设施内温度和CO2浓度均匀性的影响，设计了最佳的风机配置方案和排风口位置。 4.3 气流混合与均匀性评估： 介绍了利用CFD（计算流体力学）模拟技术对设施内部气流场进行分析的方法，以确保作物冠层接收到的光、温、CO2浓度趋于一致。 第三部分：水肥一体化与灌溉系统工程 第五章 现代灌溉技术与节水设计 高效的灌溉技术是设施农业实现节水增效的关键。本章详细介绍各类节水灌溉系统的设计、安装与运行管理。 5.1 水资源评估与需水预测： 阐述了作物蒸散量（ETc）的计算方法（如Penman-Monteith公式），结合气象数据和作物系数K_c，实现精确的需水预测。 5.2 精准滴灌与微喷系统工程： 深入解析了滴灌系统的水力设计，包括滴头选型、管网压力平衡、过滤消毒系统的配置。对比分析了内嵌式滴灌带与外敷式滴头的优劣。 5.3 自动化灌溉控制与水肥耦合： 介绍了基于土壤水分传感器（TDR、频域反射）和天气预报模型的自动灌溉决策系统。探讨了如何将灌溉周期与营养液配比相结合，实现水肥同步管理。 第六章 无土栽培系统与营养液管理 本章系统介绍了当前主流的无土栽培技术及其营养液的精确循环与调配。 6.1 主流无土栽培模式的工程实现： 详细介绍了深水培养（DWC）、营养液膜技术（NFT）、基质栽培（椰糠、岩棉）的结构设计、防藻处理和消毒灭菌流程。 6.2 营养液的配方设计与电导率/pH控制： 阐述了宏量、中量、微量元素在植物生长周期中的动态需求。重点讲解了EC（电导率）和pH值自动监测与调节装置的工作原理及维护。 6.3 营养液的循环、过滤与再生技术： 讨论了废水排放的环保问题，介绍了膜过滤（超滤、纳滤）技术在营养液回收和消毒中的应用，以实现水肥的闭路循环管理。 第四部分：设施农业的能源综合利用与可持续性 第七章 可再生能源与系统集成 本章探讨了如何将可再生能源技术融入设施环境控制，降低运营成本和碳排放。 7.1 太阳能利用技术在设施中的应用： 研究了光伏发电（PV）为设施供电的系统设计，以及太阳能集热器在温室供暖中的应用潜力，包括蓄热池的设计与热量分配。 7.2 地热能与生物质能的利用： 详细分析了地源热泵系统在设施供暖和降温中的热力学效率。探讨了生物质废弃物（如秸秆）的热解气化技术在设施供能中的可行性与工程化问题。 7.3 能源梯级利用与系统耦合： 提出了将不同能源系统（电、热、光）进行优化耦合的集成方案，以应对设施内部复杂多变的能源需求，实现能源的综合效益最大化。 第八章 设施环境监测与自动化控制平台 本章深入讲解了现代设施农业的“神经中枢”——信息采集与控制系统。 8.1 环境传感器技术与数据采集： 对比分析了不同类型温、光、气、水传感器（如光量子传感器、红外测温仪、电化学CO2传感器）的精度、稳定性及野外适应性。设计了多节点数据采集网络的拓扑结构。 8.2 嵌入式系统与数据传输： 讲解了基于ARM或PLC（可编程逻辑控制器）的控制单元在实时数据处理和执行控制指令中的作用。探讨了LoRa、ZigBee等低功耗广域网技术在设施数据传输中的应用。 8.3 云平台与决策支持系统： 介绍了如何构建农业物联网（IoT）平台，实现远程监控、历史数据分析和作物生长模型。重点阐述了基于专家系统和机器学习算法的自动化环境优化决策流程。 本书旨在为设施农业规划者、工程设计人员、农场管理者及相关专业学生提供一套全面、实用的技术参考，指导他们构建和运营高效、智能、绿色的现代农业生产环境。

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作为一名长期从事传统玻璃和金属包装设计的人士，我原本以为跨界到高分子材料领域会是一场痛苦的知识重塑过程，尤其害怕面对那些晦涩难懂的缩写和专业术语。我希望能找到一本能够清晰对比不同材料（比如PET、PP、PLA）在耐热性、拉伸强度和成本效益上的优劣势的工具书。然而，这本书给我的感觉是，它更像是一部关于“可持续性战略”的宣言，而非一本详尽的“材料特性手册”。书中花费了大量的篇幅来论述循环经济的必要性，强调“减量化”和“再设计”的社会责任，这些理念固然重要，但当我需要快速查找“某型号阻隔涂层在酸性环境下五年保质期的抗腐蚀标准”时，却发现信息分布得过于分散，需要在大段的哲学讨论中去拼凑零散的技术点。它似乎在努力平衡社会责任感与技术细节，结果是技术深度被削弱了。

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这本书的行文风格极其流畅，作者显然具备深厚的学术背景和极其出色的科普能力。我惊喜地发现，即便是那些初听起来非常晦涩的“界面化学”和“高分子共混改性”理论，也被作者用极为生动和贴近生活的例子解释得一清二楚。比如，在阐述阻隔性能时，作者没有直接堆砌Fick扩散定律的复杂公式，而是用“水分子试图穿过一道极其拥挤的城市交通网”的比喻来形象化地说明结构致密度的重要性。这种叙事方式极大地降低了阅读门槛，让非材料专业背景的食品工程师也能迅速抓住核心概念。此外，书中的图示设计也十分精妙，大多采用了扁平化设计风格，色彩搭配和谐且功能明确，很少有那种冗余的、让人分不清重点的复杂流程图，阅读起来非常轻松愉快，几乎没有卡壳的地方。

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我最近在寻找一本能系统梳理当代食品接触材料安全法规和前沿检测技术的手册，听说行业里很多资深人士都在推荐。我原本期望这本书能详细剖析欧盟REACH法规对新型聚合物的限制，以及美国FDA最新的迁移测试方法论的演变脉络。然而，我发现这本书似乎更侧重于宏观的行业趋势和供应链管理的优化策略。它花了大篇幅讨论如何建立一个高效的追溯系统，以及如何利用区块链技术来增强消费者对包装来源的信任度，这些话题虽然重要，但对于我这种需要深入理解特定高阻隔性薄膜化学结构与性能关系的技术人员来说，显得有些“水”。书中对新型生物降解塑料的降解速率曲线分析略显粗略，缺乏针对不同堆肥环境下的实际分解数据对比，这让人在实际应用中难以做出精准的技术选型判断。它更像是一本面向企业高管或采购人员的“入门读物”，而非一线研发人员的“专业兵器”。

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我非常关注食品包装在极端温度储存条件下的长期稳定性问题，特别是对于冷冻食品和高温杀菌（Retort Sterilization）应用场景的材料选择。我期待书中能有专门的章节，详细对比不同材料体系在-40°C到135°C温区内的机械性能衰减曲线、气体渗透率变化以及密封完整性的保持时间。我翻阅了关于“热封技术”的部分，发现它更多地集中在热封设备的操作流程优化和常见的热封缺陷识别（如褶皱、冷封），这些内容对车间操作人员很有帮助。但是，关于特定包装结构（比如多层共挤出膜）在高温高湿交变环境下，不同层间粘合剂的耐久性评估方法，这本书并未深入展开。它给出的结论大多是基于行业共识的定性描述，缺乏支撑这些结论的、来自第三方实验室的定量性能数据报告或案例研究，让人在做高风险产品包装决策时，缺少一份强有力的技术依据。

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这部书的装帧设计简直是本时代的艺术品，封面采用了那种磨砂质感的环保纸张，触感细腻得让人爱不释手，深蓝色的底色上点缀着抽象的几何图形，仿佛在诉说着材料科学的深邃与未来感。内页的纸张选择了高克重的哑粉纸，即便是面对大量图文并茂的专业内容，也不会出现透印的困扰，阅读体验极其舒适。尤其值得称赞的是，这本书的装订工艺非常扎实，采用了精装裸背式设计，既能平摊在桌面上方便查阅，又展现出一种低调的奢华感。随书附赠的那个小小的二维码，扫描后竟然跳转到了一个专门的在线资源库，里面包含了一些动态演示和最新的行业标准速查表，这种线上线下的结合方式，极大地扩展了知识的获取维度。整体来看，光是这份对实体书制作的用心程度，就足以让那些热爱纸质书的读者感到满足，它不仅仅是一本工具书，更像是一件值得收藏的案头佳品，体现了出版方对知识载体的尊重。

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