规模化昆虫繁育环境技术研究与应用

发布时间：2020-04-29 01:01

【摘要】：随着环境保护意识的加强和绿色农业的发展,以天敌昆虫释放为主的生物防治技术正逐渐兴起。本文针对贵州省烟草、茶叶等主要产业绿色害虫防治的迫切需求,研制一种大空间规模化昆虫繁育气候室,为规模化天敌昆虫繁育提供理想的培养条件。本文以贵州省某昆虫繁育基地气候室规模化示范应用需求为目标,针对规模化繁殖与培育对复合环境的严格要求,应用由整体到局部的模块化设计方法,开展天敌昆虫繁殖及培育人工环境制冷与制热方案设计、昆虫繁育环境室组合式围护结构设计、繁育过程环境参数数值仿真模拟、热调控箱结构优化设计等关键技术研究,通过考察分析、理论计算、模拟仿真、参数性能实验等过程技术手段完成气候室的设计研发。本文的主要研究内容与结论如下:(1)开展调查分析并进行总体结构设计。通过查阅国内外相关文献及技术资料、考察实地情况与可行性分析等工作环节,根据气候室的性能指标对气候室进行热负荷分析,确定气候室的最大制冷量与制热量需求;通过研究主流的制热与制冷方式,综合考虑气候室的使用要求,确定适宜的总体方案。(2)对气候室的送风结构进行设计及优化。基于制冷与制热的送风需求,应用多孔介质模型建立室内薄壁孔板送风方式与过滤器送风方式的等效模型,通过对二者的整流特性对比分析研究,发现过滤器对气流整流效果更佳且能大幅降低送风压差,选择室内过滤器送风方式;对过滤器送风方式进行优化设计,实现合理的布置节流板以有效改善送风的均匀性。基于室内供风均匀的需求,对比研究外部短程供风方式与中程供风方式的供风流场特性,发现中程供风方式送风更为均匀,故而选择外部中程供风方式,并通过优化局部结构进一步改善送风性能。(3)对影响室内温度分布的因素展开研究。通过对比分析不同回风口的位置设计对温度场的影响,确定合理的回风口位置,避免单一回风口时由于温差浮力造成的温度分层现象。通过对比不同土壤厚度对温度分布的影响发现:土壤范围为2m时已充分包含了高热通量部分;土壤范围为4m时的水泥板表面流体温度与土壤范围为2m时的水泥板表面流体温度值相差仅为0.03℃,确定土壤取其范围为2m,此时仿真已具有较高的精确度。根据研究目标,分别分析夏季及冬季供风速度为1.231m/s及供风波动在1.1m/s和1.36m/s时的室内温度场与流场的分布情况,确定与其相关的技术指标均符合要求。(4)优化设计调控箱的结构及其流场特性。应用多孔介质建立了蒸发器的气流阻力模型;研究圆形加热丝在固定功率下排列分布参数对加热丝最大温度的影响,研究结果表明:对于8mm圆形加热丝,当相隔倍数小于0.5时,气流的穿透压差将急剧增大;加热丝的最大温度值与相隔倍数和体积功耗均呈线性关系;同体积下且相隔倍数为0.5时,相比于5mm圆形加热丝,1mm厚带状加热丝能够降低加热丝的最大温度。通过分析加热丝温度分布情况,确定了加热丝与蒸发器的相隔距离为100mm时较为合适。对比分析球形散流器的开角α对调控箱内工作元件的穿透风速的影响,发现α为90°时,加热丝与蒸发器表面的风速分布最为均匀。(5)开展气候室的样房建设及气候室性能参数的测试工作;通过对建造的气候室的主要性能参数测试与分析,验证本文气候室设计的合理性,为大空间昆虫繁育气候室的设计提供新方案。
【图文】：

模化农业生产是现代农业生产中极为重要的组成部分，随着其发展规模其种植模式为害虫提供了适宜的生存环境，导致害虫的发生愈发频繁，，严重影响了作物的产量和品质[1]。特别是我国规模化农业如烟草、茶灾害极为严重，与此同时，，在防治虫害的过程中因使用化学杀虫方式带环境污染及农作物品质下降等问题也越趋严重，如图 1.1 所示为农作物 为其化学防治。同时，随着人们环境保护意识的加强和绿色农业的发展释放为主的生物防治技术在规模化农业综合防治体系中发挥着越来越应用天敌昆虫治理田间害虫，具有效果稳定、持效期长、不污染环境、、省工省力、成本较低、可操作性强等特点，该方法已成为害虫综合治理重要措施，是农作物安全生产和有机农业发展的重要保障技术，规模化已成为农业病虫害防治的新兴产业[2-3]。茶叶和烟草是贵州省传统的支时也是重要的扶贫产业，二者对贵州省的经济发展举足轻重，在绿色农代背景下，贵州省茶和烟草的绿色害虫防治迫切需要示范应用与推广，质增效。

图 1.2 化学防治研究目的和意义文立足于贵州省烟草、茶叶等主要产业绿色害虫防治的迫切需求，结合虫害虫治理小规模示范应用成果，针对大规模天敌昆虫繁育过程环境的核展开研究。论文依据规模化繁殖与培育对复合环境的严格要求，开展天敌培育人工环境制冷与制热方案设计、昆虫繁育环境室组合式围护结构设计环境参数数值仿真模拟、热调控箱结构优化设计等关键技术研究，通过研究计算、模拟仿真、参数性能实验等过程技术手段，研发适应于区域特色作内技术水平先进的规模化天敌昆虫繁育气候室，形成具有自主知识产权的进行成果应用，建设区域天敌昆虫繁育示范生产基地。解决规模化天敌育的效率与质量低下的问题，实现农作物大规模害虫生态治理，提升农安全性，提高行业经济效益。与此同时，利用研究成果所建设的具有国内天敌昆虫繁育示范生产基地，面向全国拓展服务区域，实现更大面积、更
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S476

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本文编号：2644060