設施農業氣象服務對農作物種植的影響

鐘海彬，謝近年，楊家軍

1.東源縣氣象局，廣東東源 517500；2.河源市氣象局，廣東河源 517000

設施農業對促進種植戶增收、促進農業生產和現代化發展具有重要意義。在全球氣候變暖，各類極端天氣頻發的背景下，設施農業的發展要求加強氣象服務。目前，我國氣象服務的發展難以適應設施農業迅速發展的現實需要，必須對設施農業氣象服務當前和今后的發展進行分析，并提出相應的措施。

1 設施農業概述

設施農業的根本目的是通過先進的科學技術，為動植物提供綠色環保、健康舒適的生存環境，確保動植物正常成長，在現有的土地資源上，生產出質量更好、效率更高的農業畜牧業產品。設施農業是為了應對和解決氣象與環境條件發生變化等問題而建立的生態空間，在這個空間內部，溫度、濕度等氣象條件都可以實現人工操作、人工設置和人工處理，從而展現出可以自由操縱先進技術的優點。針對各種動物、植物的特性，在各個層面上對它們的營養需求和對生態環境的要求進行相應的調整。設施農業屬于一種封閉式的生態空間系統，可以利用與其有關的材料，如塑料薄膜或玻璃材質，對周圍的空氣和環境進行密閉隔離，減少與外界的信息交流和內部物質之間的傳遞和融合，建立起相對獨立的、完整的生態空間，能夠在一定程度上抵御惡劣氣候的沖擊，有效發揮氣候、土壤、養分等要素之間的互相搭配作用。設施農業在我國農業生產中得到了廣泛運用，如溫室、植物工廠、無土種植等。在設施農業朝著現代化和信息化的方向發展的過程中，可以為動植物的生長發育提供適合其特點的溫度、濕度、肥料和光照等，從而更好地減少作物對自然生態環境的依賴[1]。

2 農業氣象服務內容

2.1 觀測試驗

農業氣象的觀測和試驗就是將農業生產區域內的自然和生物因素作為觀測目標，并根據試驗結果，決定其氣象服務的主要內容，如氣象條件、存在的氣象問題等。物理因素是指與氣候因素有關的土體因素；生物學因素主要是指不同作物的生長狀況、產量和作物栽培過程中的主要病害等。農業氣象觀測和試驗的主要原理是均衡觀測和并行分析，即在對農作物生長和發育狀況進行觀測時，全面考察農作物的生長環境，并且在觀測試驗過程中要采用點面結合的方式，應用專業和標準化的技術，以特定的方式進行特定的氣象觀測和試驗。例如：在發育期觀察時，要在大田中選取具有代表性的地段，該地段的觀測面積不少于1 hm2，根據地形地貌將觀察地段分為4個區域，并與作物播種方式相結合，確定對應測點的面積。在工作中，要做好觀察和紀錄，觀察總株數、進入發育期的株莖數和生長狀態的評估。

2.2 情報服務

農業氣象情報服務就是根據以往的天氣狀況，在當日天氣狀況的基礎上，對天氣和氣象變化對農業生產的影響進行分析的一種專門的氣象情報服務。氣候與農業生產之間有著密切的聯系，二十四節氣就是古人在生活生產中總結、提煉而來的農業氣象情報經驗。一年中，以各個時間節點為依據，針對不同的天氣和氣象變化趨勢，指導農業生產，這對提升農業生產的科學性具有重要的作用。根據報道內容，農業氣象信息服務可分為定期、不定期和專題3種。按日、按月向農戶提供定期的農業氣象信息服務，主要內容包括歷史和當下的天氣氣候特征、農業氣象問題、氣象對農業生產的作用等。農業氣象信息的不定期信息服務，內容包括土壤水分信息、降雨信息、病蟲害信息以及各種農業氣象災害信息等。農業氣象情報服務的關鍵是要引導種植戶最大限度地發揮良好的天氣狀況的作用，降低不良天氣狀況對農業生產的不良影響，還要為農業生產和技術研究提供參考。

2.3 天氣預報服務

農業氣象天氣預報服務指的是為田間工作、農事活動所提供服務的農業氣象預報。主要內容包括適宜播種期、收獲期、灌溉期及灌溉量、施肥期與施肥量預報等，也包括在作物生長期內的熱量狀況預測和土壤濕度預測等[2]。在這些因素中，熱量條件預報服務與作物種植之間有著密切的聯系。利用熱量條件預報，人們可以初步預測當年的大氣溫度變化趨勢，并且可以按照不同的作物品種對熱量的不同要求，制定出對應的種植方案。例如：在高溫年份，可以多種植喜溫的作物和晚熟的品種，因為氣溫較高，有利于發芽，所以可以在春季或者適合播種的季節，適當增加播種深度。在田間管理時期，適當降溫、澆水和增施氮肥，有利于作物的生長。此外，通過對熱能狀況進行預報，還能預測農業生產，從而提高農業生產效率。

2.4 災害評估預警服務

我國氣象災害的發生頻率高、強度大、危害嚴重，其中凍害、干旱和水災對農業生產的危害尤為嚴重。氣象災害評價和預警是基于農作物的生理學特征，設定對應的災害指數和不同生長階段的災害指數，并結合氣象要素、土壤濕度、遙感數據、野外監測數據、氣象站數據等，實現對氣象災害的精細預測和預警。氣象災害評估和預警服務主要針對暴風、臺風、大雪、大風、冰雹、強雷電等災害性天氣。在服務過程中，始終堅持影響提示、警誡提醒、精細預警、實況通報的基本準則，當區域發生災害性天氣時，1～3 h之前發送災害性天氣影響提示、警誡提醒信息。在災害性氣象臨近時，及時發出災害性氣象預警信號，開展災害性氣象評價，降低災害性天氣對農業生產的不利影響。

2.5 開發利用氣候資源

農業氣候資源指的是特定區域內氣候條件為農業生產所提供的自然物質及能量，同時包括氣候條件對農業生產發展的潛力，具有可更新性、適度性、波動性和相對穩定性的特征。在特定的區域，農業氣候資源能夠實現無限循環，屬于農作物可利用的范圍之內，農業氣候資源的儲備量越大，其可利用程度就越高。但是，不同年度之間的農業氣候資源差異很大，在多年來的平均水平上不斷發生變化，并且在變化過程中表現出相對的穩定的狀態。農業氣候資源的具體內容包括光資源、水資源、熱量資源、風資源及大氣資源。光資源指的是太陽的總輻射量、光和有效輻射量等；熱能資源主要包括積溫，生長期，無霜期等；水資源包括降水和土壤水分等；含有二氧化碳、氮氣、氧氣等的大氣資源[3]。農業氣候資源開發與利用服務，主要根據農作物對光、溫度、水等氣候因素的最低點和最高點進行研究，從而對農業氣候條件對農作物生長的影響進行分析，并為農業生產提供指導。

3 設施農業氣象服務對農作物種植的影響

3.1 科學選擇種植時間

隨著現代農業的發展和作物的生長，對氣象資料的實時化和精確化提出了更高的要求。氣象信息服務是農業氣象服務的中心，適應現代化和綠色農業的需要，加快氣象信息的更新。除了傳統的農業氣象天氣預報服務、農業氣象情報服務，還添加了新的氣象因素和氣象指標，并進一步豐富了長期預報服務模式。用滾動的方式為種植戶提供氣象數據信息，利用網絡平臺和新型信息媒體，促使種植戶更好地了解天氣變化，并引導種植戶科學確定農作物的種植時間。

3.2 強化環境調控的有效性

沒有合適而穩定的外部環境，農作物就無法正常生長。農業氣象服務能夠在觀測農作物生長發育的過程中觀測農作物生長環境，掌握環境因子的變化。與此同時，農業氣象天氣預報服務、農業氣候資源開發與利用服務，都可以引導種植戶最大化發揮有利的氣候條件的作用，并采取科學、合理且行之有效的措施，降低不良氣象條件對作物的產量和質量的影響。例如：利用農業氣象服務，掌握區域的氣候類型，無霜期和生長季節，掌握冬、夏兩季的特征，年均降雨量等。在降水少，冬季漫長，寒冷，干旱的情況下，可選用一年兩熟的抗旱性作物。以作物因蒸騰作用和代謝活動所消耗的水量為依據，合理地確定灌溉時間和灌溉量，這樣既可以避免因為水分不足而造成作物植株枯萎，也可以避免因為水分過多而造成作物根系缺氧，甚至腐爛。由此可見，農業氣象服務能夠為農作物生長、對其生活環境的調整提供依據，從而保證農作物的正常和健康生長。

3.3 提高病蟲害防治能力

指導種植戶做好病蟲害的預測和預警工作，提供相關信息，是一項重要的農業氣象服務內容。作物的整個生長周期都有可能受到病蟲害的襲擊。而且，由于氣候條件的差異，在各個區域常見病蟲害的類型、病蟲害發生發展規律以及危害程度也存在顯著的差異[4]。農業氣象服務中心監控農作物的生長狀態，在對農作物生長趨勢、有利氣象條件和氣象問題進行重點監控的基礎上，能夠精確地對病蟲害發生期間、發生概率和不利影響進行預測和評估，為進一步完善農業生產中的害蟲控制系統和制定相應的控制策略提供科學依據。例如：大雨之后，氣溫和相對濕度都會升高，容易導致白絹病、褐斑病、炭疽病、疫病、霜霉病、灰霉病等疾病的發生。利用對天氣氣象的預測和病蟲害發生發展的預測，可以使種植戶了解主要的病蟲害種類，從而制定出有針對性的防治對策。同時，要做好農田的排水工作，科學、合理地使用藥劑，這樣不僅可以加強對病害蟲的控制，還可以建立綜合的病蟲害控制系統。

3.4 提高氣象災害應對能力

在農作物種植過程中，臺風、暴雪、低溫凍害、大風、陰雨天氣是最常見的氣象災害。在臺風災害中，一般都會伴隨著強烈的降雨，還會導致內澇災害，破壞農業設施，導致農作物產量下降。冬天的低溫對作物的生長發育產生很大的影響，從而造成較大的經濟損失。在連日陰雨的氣候條件下，作物極易受到病蟲害的侵襲，而作物的根系活力也會顯著下降，嚴重可造成整株的萎蔫或死亡。農業氣象服務在提高氣象災害應對能力方面具有重要的作用，氣象站可以提前發出警戒警示信息，種植戶可以根據此信息對大棚和農業設施進行加固，這樣可以有效減少經濟損失，同時可以為農作物的生長提供合適的環境。同時，對于田間已經移植好的作物，在霜凍到來之前，要及時進行澆水，并用塑料薄膜或地膜覆蓋。如果溫度下降過快，可以通過搭建大棚或者覆蓋雜草來保持土壤溫度，在作物受到大寒的時候，及時進行補救。例如：針對瓜果類的作物，可進行人工補苗或移栽；對于發生凍害的馬鈴薯，可噴0.136%赤乙· 蕓苔3～5 g，間隔5～7 d噴施1次，連噴2～3次。

4 提高設施農業氣象服務質量的措施

4.1 加快推廣工作

目前，農業氣象服務已取得較大進展，對推動農業生產起到了很大的作用。在開展設施農業氣象服務時，應注意以下幾個問題。第一，提升農業氣象工作者的綜合素質，以技術訓練為主，提高業務水平。在選聘人員時，要注重對推廣員的職業素養的考核，并要不斷提高推廣員的業務水平。第二，要做好宣傳制度建設，全面提高氣象服務的質量與能力。氣象服務的發展要求各方面緊密合作，在提高服務水平的同時，逐步建立起一套健全的推廣制度和管理方法，不斷提高氣象服務的質量[5]。

4.2 優化技術手段

要想順利開展設施農業的氣象預報工作，就需要強有力的技術支持。近年來，現代科技有了長足的發展，尤其是很多現代科技成果已初步被應用于設施農業。為了更好地推動氣象服務發展，在發展設施農業時，氣象部門應當對技術進行總體計劃，確定技術發展方向，從而從總體上提高設施農業氣象服務質量。此外，在開發科技的同時，氣象部門要加大對科技人員的引入與培訓力度，提高農業氣象服務水平。學習先進地區的技術和經驗，并與我國設施農業發展的現實狀況相結合，最終構建出與我國發展相適應的設施農業技術，從而更好地增強我國設施農業發展的系統性和現代性。

4.3 提高種植戶認知

要加強種植戶對設施農業氣象服務的了解，在總體上確保氣象服務的有效性。加大對氣象服務的宣傳與教育力度，提高種植戶對氣象服務的重視程度。同時，可以采用技術指導等形式，提高種植戶對氣象服務功能的認知。在發展設施農業的同時，還可以建設設施農業的氣象示范種植基地，地區示范推廣，加深廣大種植戶對設施農業氣象服務的認識。

4.4 應用先進科學技術

第一，在發展設施農業時，要注意建立現代化的農業氣象服務系統，將其融入整個氣象系統的現代化建設。要加大農業氣象基礎設施建設力度，提高農業氣象產品與服務水平。第二，通過互聯網科技，建立氣象因素的監控與預測系統，推動智能設施農業發展。可以有效監控作物生長中出現的病害和蟲害，并進行有針對性的防控。第三，構建出多種學科組成和專業結構搭配的科學體系，組建一支先進的技術服務隊伍，并使專業技術人員深入農田，及時獲取作物生長信息。

4.5 構建病蟲害預警預報機制

氣象部門應當與農業部門協作，共同探討病蟲害發生發展與氣象災害之間的聯系，從而實現對病蟲害的準確預測，構建出一套符合作物生長特征的病蟲害發生預警預報機制。能夠利用專家熱線和在線答疑的形式，向種植戶宣傳病蟲害防治方面的知識，降低病蟲害對設施農業所帶來的危害，從而更好地推動我國設施農業良性發展[6]。

5 結束語

設施農業氣象服務對促進我國農業現代化、增強農業整體實力等方面有著舉足輕重的作用。采取多種行之有效的措施，提升設施農業氣象服務的品質，加速其推廣，提高種植戶對其的認可度，應用先進技術，提高技術水平，構建完善的病蟲害預警機制等，從而為設施農業氣象服務未來發展奠定良好的基礎，提高農業生產質量。