基于超声雾化的蔬菜栽培管道内雾滴沉降规律研究

摘要

为了研究风速、雾化量、温度差对蔬菜栽培管道内营养液雾气的沉降变化的影响,搭建了基于超声雾化的蔬菜栽培管道试验平台。采用单因素试验分析了风速、雾化量、温度差对管道内雾气沉降量的影响,利用二次回归正交旋转组合试验得到影响雾气沉降的因素主次顺序,并建立了营养液雾气沉降量的回归方程。随着栽培管道内雾化量的增加,沉降量总体呈上升趋势。当雾化量低于420 mL·h^-1时沉降量增加缓慢,当雾化量大于420 mL·h^-1时沉降量增加明显。随着风速逐渐增大,沉降量不断减少,风速为1.1 m·s^-1沉降量最大,风速大于1.5 m·s^-1后沉降量显著减少。沉降量随着温度差的正负水平近似对称变化,温度差绝对值增大,沉降量增加。回归模型的R2为0.7347,模型的拟合程度较高。三个因素对蔬菜根系雾气沉降影响排序为雾化量>风速>温度差。模型求得沉降量最大值为0.063 g,最优组合雾化量为680.11 mL·h^-1,风速为1.34 m·s^-1,温度差为0.039℃。对模型进行验证,在雾化量、风速和温度差的大小依次为:660 mL·h^-1、1.5 m·s^-1、0℃,540 mL·h^-1、1.3 m·s^-1、0℃,540 mL·h^-1、1.7 m·s^-1、0℃时,回归模型预测的沉降量依次为0.062、0.060、0.056 g,试验得到沉降量的实测值依次为0.057、0.056、0.051 g,预测值与实测值相对误差依次为8.77%、7.14%、9.80%。该研究结果为快速有效调整根系生长环境提供参考顺序,为根系其他环境因素的研究提供参考方法,为研究其他形状的气雾栽培装置内根系环境提供参考依据。