農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)對設(shè)施蔬菜種植的價值探索

陳 丹 于 晨

（1.福建省福州市氣象局 福建福州 350008；2.福建省氣象災(zāi)害防御技術(shù)中心 福建福州 350001）

在全球變暖的大環(huán)境下，厄爾尼諾現(xiàn)象出現(xiàn)的頻率逐漸增加。極端天氣的出現(xiàn)，不僅會威脅人們的安全，還會影響農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展。設(shè)施蔬菜種植可以生產(chǎn)反季節(jié)蔬菜，有利于提升蔬菜種植效益，目前在國內(nèi)的發(fā)展情況良好。與此同時，還要做好配套的農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)，為設(shè)施蔬菜種植提供技術(shù)方面的保障。因此，對此項課題進行研究，具有十分重要的意義。

1 農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)對設(shè)施蔬菜種植的價值

1.1 有利于農(nóng)戶選擇合適的種植時間

農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)對于農(nóng)業(yè)發(fā)展來說至關(guān)重要，尤其是在設(shè)施蔬菜種植時，氣溫關(guān)系到蔬菜的產(chǎn)量和質(zhì)量，決定了農(nóng)民的經(jīng)濟收益。溫度過高或過低，均會對蔬菜健康成長造成極為不利的影響，因此，選擇合適的種植時間尤為關(guān)鍵。而農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)可以為農(nóng)戶提供及時且準確的氣象信息，農(nóng)戶可以根據(jù)這些信息選擇種植時間或調(diào)整大棚內(nèi)的溫度，從而消除溫度因素的不利影響[1]。

1.2 有利于大棚封閉時間和溫度的調(diào)整

細菌和病毒會威脅大棚內(nèi)蔬菜的安全，當然，這屬于正常情況，只要及時控制即可。但如果處理不及時，蔬菜發(fā)育和成長就會受到不利影響。嚴重時，甚至?xí)?dǎo)致蔬菜整體質(zhì)量下降，不符合食用標準。因此，在大棚種植蔬菜，必須重視對細菌和病菌的處理。但在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)模式下，農(nóng)民所采取的滅菌消毒方式主要以化學(xué)藥劑為主，雖然這種方式見效快，但卻存在不足：第一，成本高；第二，藥劑使用過多，會導(dǎo)致蔬菜內(nèi)存在大量農(nóng)藥殘留。但隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，使用化學(xué)藥劑消滅病菌的方式不再適用。對于設(shè)施蔬菜來說，利用高溫悶棚的方法可以取代化學(xué)藥劑殺菌，究其原因，主要是這種方法的殺菌效果顯著，并且成本較低。當然，悶棚需要在特定時間進行，每年的7—8月份是悶棚的最佳時間，在此期間，農(nóng)民可以關(guān)注氣象服務(wù)信息，選擇溫度較高的時期密封大棚。通常情況下，封棚時間僅為30 min，在封棚期間，大棚內(nèi)的溫度會迅速上升到70 ℃，在這個溫度下，大部分病毒和細菌都會死亡。

1.3 有利于大棚內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)和控制

設(shè)施蔬菜種植對大棚內(nèi)溫度的要求較為嚴格，要求農(nóng)業(yè)人員有效調(diào)節(jié)和控制大棚內(nèi)的溫度，以確保蔬菜的正常成長和發(fā)育。簡言之，就是大棚內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)和控制，與設(shè)施蔬菜種植效益存在密切的關(guān)聯(lián)。雖然絕大多數(shù)種植戶都明白這個道理，但在實際生產(chǎn)階段卻會面臨地區(qū)間晝夜溫差較大的困難，并且變化幅度非常大。因此，研發(fā)農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)平臺，為種植戶提供及時且準確的天氣信息至關(guān)重要。在獲取信息后，種植戶就可以通過敞開大棚隔熱膜或遮擋陽光直射區(qū)域的方式，使大棚內(nèi)的溫度得到有效控制。在溫度較低時，可以在大棚上覆蓋苫布或?qū)⒐┡療舴旁诖笈锢铮_保大棚內(nèi)的溫度不會過快地下降[2]。在調(diào)節(jié)和控制大棚溫度時，農(nóng)戶需要關(guān)注氣象部門發(fā)布的氣象信息，并在此基礎(chǔ)上確定調(diào)節(jié)大棚內(nèi)溫度的時間，從而為大棚蔬菜的成長創(chuàng)造有利的條件。

2 農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)平臺建設(shè)

2.1 氣象服務(wù)平臺規(guī)劃

為支持設(shè)施蔬菜種植行業(yè)的發(fā)展，當?shù)卣块T應(yīng)加大資金和技術(shù)投入力度，結(jié)合當?shù)卦O(shè)施蔬菜種植業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，對當前農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)系統(tǒng)進行優(yōu)化和改進，擴大氣象服務(wù)范圍，提高服務(wù)質(zhì)量。此外，在研發(fā)平臺系統(tǒng)時，還要考慮本地區(qū)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展情況和實際需求，調(diào)整系統(tǒng)的服務(wù)內(nèi)容，保證氣象服務(wù)平臺系統(tǒng)能夠為農(nóng)戶提供及時且精準的信息。并且，氣象服務(wù)平臺系統(tǒng)的建設(shè)，不僅有助于當?shù)卦O(shè)施蔬菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，還能推動氣象服務(wù)水平的提高。但值得注意的是，氣象服務(wù)平臺系統(tǒng)建設(shè)對現(xiàn)代技術(shù)的應(yīng)用十分重視，為此，在設(shè)計系統(tǒng)時，需要科學(xué)合理地運用云計算技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)和5G技術(shù)等現(xiàn)代技術(shù)。

除建設(shè)農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)平臺外，氣象部門還可以根據(jù)不同種植基地的特點設(shè)置小型氣候觀測點。此類站點屬于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)不可缺少的內(nèi)容，具體實施方式如下。首先將一些氣象觀測儀器設(shè)置到地表位置，利用這些裝置對太陽輻射和空氣溫濕度等氣候要素進行收集，在分析和整合后為農(nóng)戶提供準確的氣象信息服務(wù)。此外，還可以觀測一些小型氣候要素，主要是指植被蒸發(fā)量、葉面溫度等，依據(jù)觀測結(jié)果，編制氣象方案，為農(nóng)戶制定生產(chǎn)計劃提供支持。

為確保農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)平臺的建設(shè)效果，氣象部門應(yīng)建立一套完整氣象服務(wù)管理制度規(guī)程，為氣象服務(wù)平臺建設(shè)提供制度上的支持和保障。首先，氣象部門應(yīng)實施監(jiān)測制度，把握氣象信息的變化規(guī)律。其次，建立氣象信息發(fā)布制度，氣象服務(wù)人員應(yīng)利用氣象服務(wù)平臺定期發(fā)送氣象信息，滿足農(nóng)戶的需求。再次，還要加大人才培養(yǎng)力度，培養(yǎng)復(fù)合型人才，以促進氣象信息服務(wù)質(zhì)量的提高。

2.2 農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)平臺的系統(tǒng)設(shè)計

結(jié)合上文可知，設(shè)施蔬菜的種植離不開農(nóng)業(yè)氣象信息的支持，農(nóng)業(yè)氣象信息對設(shè)施蔬菜的價值主要體現(xiàn)為有利于農(nóng)戶選擇合適的種植時間、有利于大棚封閉時間的調(diào)整和有利于大棚內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)和控制。因此，需要對NET農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)平臺的設(shè)計方案進行分析，具體內(nèi)容，如下所述：

2.1.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計

（1）硬件體系結(jié)構(gòu)。

農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)平臺系統(tǒng)的架構(gòu)為B/S結(jié)構(gòu)模式，其中，一臺服務(wù)器具備應(yīng)用便利的特點，使用時僅需一臺計算機即可通過網(wǎng)絡(luò)對同一臺服務(wù)器上的系統(tǒng)數(shù)據(jù)和項目部署代碼進行讀取。在單位內(nèi)部，用戶可通過內(nèi)網(wǎng)訪問系統(tǒng)。總之，這種硬件體系架構(gòu)較為簡單。

（2）軟件體系結(jié)構(gòu)。

現(xiàn)階段，服務(wù)器軟件體系的架構(gòu)主要以J2EE架構(gòu)模式為主，用戶利用瀏覽器訪問服務(wù)層，就是這種架構(gòu)模式的優(yōu)勢所在。用戶提出的請求信息被處理后，客戶端新界面會對處理結(jié)果進行顯示，與此同時，還會同步更新數(shù)據(jù)庫。J2EE架構(gòu)模式各層所處位置不同，職責(zé)也不同。

2.2.2 系統(tǒng)模塊設(shè)計

在進行系統(tǒng)模塊設(shè)計階段，需要明確各模塊的功能，同時遵循設(shè)計流程。在這個過程中，可以使用類圖對不同類之間的關(guān)系進行表示。

（1）系統(tǒng)管理模塊。

對于農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)系統(tǒng)而言，系統(tǒng)管理模塊的作用極為顯著。本文所研究的農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)平臺系統(tǒng)，系統(tǒng)管理模塊主要功能包括角色更新、查詢和維護。下文會以菜單關(guān)聯(lián)維護的角度為切入點，介紹系統(tǒng)管理模塊的設(shè)計理念。

第一，對角色頁面的菜單關(guān)聯(lián)維護進行選擇，確定所選數(shù)量。如果所選擇的角色僅為一個，可直接進入維護界面。如果選擇的角色為多個，系統(tǒng)會給出提示，同時維護最近的記錄。

第二，在角色選擇完成后，需要對角色ID進行確認，如果角色ID不存在，系統(tǒng)會自動返回主頁面。在ID確認后可以檢索數(shù)據(jù)庫，并通過這種方式查詢角色和菜單，之后，封裝菜單信息，退回主界面。

第三，在封裝菜單信息被接收后，對菜單集合值進行確認。如果這個值為空數(shù)，菜單此時的形狀以樹狀為主，全部選項表示均為待選。如果這個值不是空數(shù)，在樹狀菜單中的狀態(tài)為已選[3]。

第四，在完成上述步驟后，可以向控制器上傳已選菜單ID。在操作完成后，ID頁面和角色ID等字段信息會同步更新。

（2）農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)預(yù)報。

就氣象管理服務(wù)標準化程度而言，農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)平臺系統(tǒng)的構(gòu)建，有利于推動農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)水平的提高。

實時曲線功能是系統(tǒng)的重要功能，其功能主要包括曲線指標編輯、新增、刪除和查詢，可以展現(xiàn)24 h氣象曲線。在上述功能中，編輯功能的難度最大，因此該功能是本文研究的重點。首先需要點擊開始按鈕，系統(tǒng)會分析曲線是否為空，若曲線為空，結(jié)果會在輸出端直接顯示。反之，系統(tǒng)會檢驗語句，如果發(fā)現(xiàn)語法存在問題，系統(tǒng)會修改問題，在完成修改后，以圖形的方式，最后輸出正確的結(jié)果，如圖1所示。

圖1 農(nóng)業(yè)氣象業(yè)務(wù)服務(wù)預(yù)報程序圖

通過觀察上圖可知，可以發(fā)現(xiàn)農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)系統(tǒng)在運行過程中，對作用機制的連續(xù)性提出了較高的要求，只有呈現(xiàn)出良好的作用機制，才能使模塊和系統(tǒng)作用之間的相關(guān)性增強。

（3）農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)情報。

在系統(tǒng)歷史查詢功能中，記錄和查詢氣象數(shù)據(jù)歷史信息十分關(guān)鍵，用戶通過這項功能可以對歷史數(shù)據(jù)和當前數(shù)據(jù)進行比較。實現(xiàn)的功能分別為導(dǎo)出Excel文件、歷史數(shù)據(jù)導(dǎo)出和歷史數(shù)據(jù)添加。

2.3 農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)平臺系統(tǒng)測試

為保證農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)平臺系統(tǒng)的應(yīng)用效果，需要在應(yīng)用前，對其進行軟件測試。在測試過程中，軟件完整性和穩(wěn)定性是測試的重點。測試具體內(nèi)容有：第一，組合后系統(tǒng)數(shù)據(jù)精度和誤差達標率；第二，模塊之間數(shù)據(jù)交換；第三，子功能效果；第四，數(shù)據(jù)處理過程。

測試結(jié)果表明，本文所研究的農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)平臺系統(tǒng)與農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)信息管理各項要求相吻合，具體表現(xiàn)為功能豐富、性能優(yōu)越和兼容性強。以性能測試為例，系統(tǒng)用戶登錄系統(tǒng)響應(yīng)時間僅為4.3 s，系統(tǒng)每秒處理的登錄個數(shù)為13。在測試系統(tǒng)和糾正錯誤后，系統(tǒng)在試運行期間狀態(tài)穩(wěn)定，并未出現(xiàn)bug和漏洞，并且這個系統(tǒng)的信息交換界面簡潔大方，適于廣大農(nóng)戶，還可以增加其體驗感。

3 結(jié)論

綜上所述，設(shè)施蔬菜種植業(yè)的發(fā)展，離不開農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)信息的支持，為此，本文對農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)平臺系統(tǒng)進行了研究，認為應(yīng)用該系統(tǒng)可以充分發(fā)揮農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)對設(shè)施蔬菜種植的價值。究其原因，主要是該系統(tǒng)具有農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)信息預(yù)報和服務(wù)功能。測試結(jié)果表明，該系統(tǒng)的性能優(yōu)越，且兼容性強，使用門檻低，能夠為設(shè)施蔬菜種植戶提供及時且準確的氣象信息。