長白山設施農業氣象服務對農作物種植的影響分析

摘 要：設施農業氣象服務是現代農業科技化、精細化管理的重要支撐，對改善現階段農作物種植有重要影響。以長白山為例，通過深入分析設施農業氣象服務對農作物種植的具體影響，提出加強設施農業氣象服務的具體舉措，為設施農業氣象服務的發展提供一些參考意見，從而共同推動農業現代化持續健康發展。

關鍵詞：長白山；設施農業；氣象服務；農作物種植

中圖分類號：S31 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）05–0-03

長白山位于吉林省東南部。周邊地區交通發達，有多個機場、鐵路和公路干線，與國內外交通聯系便利。長白山屬于溫帶大陸性季風氣候，四季分明，雨熱同季，降雨量適中。長白山的土地資源屬火山灰土壤，富含礦物質和有機質，適合多種農作物和經濟作物生長。長白山還是松花江、鴨綠江和圖們江的發源地，水資源充沛，有利于灌溉農業的發展。總的來說，長白山區具有得天獨厚的地理氣候條件和豐富的自然資源，為設施農業發展提供了良好的基礎條件。因此，探究設施農業氣象服務對農作物種植的影響，對長白山設施農業的發展具有重要的實踐意義。

1 設施農業的基本概述

設施農業是在環境相對可控的條件下，利用工程技術、農業裝備和現代農業管理方法，為動植物提供適宜的生長環境，實現高效、優質生產的現代農業方式。設施農業包括設施種植、設施養殖和設施食用菌等，通過利用新型生產設備、現代農業工程技術、管理技術調控溫室、塑料大棚等控制設施內動植物生長的溫度、光照、水分、土壤、空氣、施肥等環境參數，使動植物生長不受或很少受自然條件的制約，在有限的土地上投入較少的勞動力，建立動植物周年連續生產系統，實現動植物高效、優質生產。設施農業具有高投入、高技術含量、高品質、高產量和高效益等特點，是最具活力的現代新農業。設施農業屬于生產可反時令性、可以生產類型多樣的農產品，具有高投入、高產出、高效益產業，是農業現代化的重要標志之一。

設施農業是農業現代化的重要發展方向，也是從傳統農業向現代農業轉型的重要手段。我國自20世紀80年代起，開始引進并發展連棟溫室技術及各類現代設施農業技術，逐步從設備單一、技術水平較低的階段過渡到生產集約化、機械化和智能化。近年來，在諸多政策的引導下，我國的設施農業得到了快速的發展。依據《全國現代設施農業建設規劃（2023—2030年）》，明確我國設施農業發展的重點任務，包括構建以節能宜機為主的現代設施種植業、以高效集約為主的現代設施畜牧業、以生態健康養殖為主的現代設施漁業、以倉儲保鮮和烘干為主的現代物流設施等。同時，該規劃還為全面推進現代設施農業建設提供了重要指南。預測至2030年，全國現代設施農業規模將進一步擴大，設施蔬菜產量占比有望提高至40%，畜牧養殖規模化率達到83%，設施漁業產量占比達到60%，設施農業機械化率和設施農業科技進步貢獻率分別達到60%和70%。長白山地區的設施農業發展主要圍繞實施《長白山保護開發區農業發展“十四五”綜合規劃》進行，目標是深入貫徹鄉村振興發展戰略，調整和優化區內農業結構，完善現代農業體系，推動農業的高質量發展。

2 設施農業氣象服務對農作物種植的影響

2.1 科學確定農作物種植時間

設施農業氣象服務主要對設施內的農作物種植產生影響。在設施農業中，農作物的種植時間是基于多種因素進行科學評估和確定的。設施農業氣象服務能夠將傳統農事經驗與現代科技手段相結合，通過對氣象信息關鍵要素的深入分析和精確應用，幫助科學確定農作物種植時間。例如，通過氣象監測和數據分析，依據設施內的溫度、濕度、光照等氣象因素的變化規律，以及適宜農作物生長的最佳氣象條件，合理安排種植時間。根據不同作物的生長周期和茬口銜接時間，合理安排種植時間，確保作物生長的連續性和高產穩產。

當前，長白山地區的設施農業包括以人參、食藥用菌和蔬菜瓜果等為主的現代農業產業園。例如，長白山人參對種植時間要求較高，需要考慮氣溫、陽光、氣候飽和度、土壤條件等。結合歷史氣象數據，在3—4月種植長白山人參的成活率較高，該時間段氣溫適中，陽光充足，氣候飽和度高，土壤隨著氣溫回暖逐漸解凍，這是種植長白山人參的最佳時機。食藥用菌設施農業需要考慮茬口銜接問題。由于食藥用菌的生長需要一定的時間和空間，因此合理安排茬口銜接可以提高設施的利用率和經濟效益。在安排茬口銜接時，需要考慮食用菌的生長周期、市場需求、季節等因素，確定適宜的種植時間和品種。

2.2 優化農作物生長環境

農作物生長周期內需要合理生長環境。設施農業氣象服務能夠通過設施農業中的高精度氣象監測設備，如溫度、濕度、光照強度、二氧化碳濃度傳感器等，能實時收集并分析溫室或大棚內的氣候數據，并將氣象信息與溫室自動控制系統相結合，實現溫室內環境的智能化調節。控制通風，通過適時開啟和關閉通風口，調節溫室內、外的氣流，從而控制溫度和濕度的變化。通風可以有效地降低溫室內濕度，同時引入新鮮空氣，避免病害的發生。控制加濕器或除濕機，在必要時可以使用加濕器增加室內濕度，或使用除濕機降低室內濕度。這些設備可以根據實際需要調節，以保證溫度和濕度的適宜。控制遮陽網，在高溫季節可以使用遮陽網降低直射陽光的強度，從而降低室內溫度；在寒冷季節則可以使用保溫材料保持溫度。合理灌溉，控制灌溉的水量和頻率，既滿足農作物的水分需求，又避免水分的過度積累導致濕度升高。可以采用滴灌、噴灌等節水灌溉方式。例如，長白山人參對生長環境的要求較為嚴格，它喜歡涼爽、濕潤的環境，且能耐受陰暗。它既怕積水，又不耐干旱，忌強光直射。具體來說，年平均溫度應在1.0～7.5 ℃，1月平均氣溫-18～-11 ℃，7—8月平均氣溫在20.0～23.5 ℃之間，且≥10 ℃有效積溫應在1 300～2 400 ℃·d之間。年降水量為500～1 000 mm，空氣相對濕度為40%～80%。設施農業可以依據這個條件，結合溫室大棚內的自動控制系統，智能優化調節各個時間段的環境條件。設施農業氣象服務通過科學地獲取、處理和利用氣象信息，指導農業生產過程中的環境調控，從而優化農作物生長環境，提高其產量和品質、保障食品安全和促進可持續發展。

2.3 加強病蟲害防治

結合設施農業氣象服務，利用物聯網技術實時監控設施內的病蟲害發生動態，建立病蟲害監測預警體系，及時發現并預警病蟲害問題，指導提前做好防治準備。設施農業病蟲害防治中，遵循“預防為主，綜合治理”的原則，采取生物、物理、化學等途徑的防治措施。例如，使用天敵昆蟲、性誘劑、色板誘捕等生物防治手段，以及安裝防蟲網、設置粘蟲板等物理防治方法。通過優化溫室內的溫度、濕度、光照等環境條件，創造不利于病蟲害發生和繁殖的環境。例如，合理通風換氣以降低濕度，抑制真菌病害的發生；定期清理溫室內部殘株落葉，減少害蟲藏匿地。使用高效、低毒、低殘留的農藥，并結合病蟲害監測數據，實施精準施藥，減少農藥用量，降低農藥殘留和環境污染。

3 設施農業氣象服務存在的問題及對策

3.1 設施農業氣象服務存在的問題

氣象數據不全面，設施農業氣象服務需要大量的氣象數據支持，包括溫度、濕度、風速、降水量等。然而，當前我國的氣象觀測站點分布不均，部分地區的氣象數據獲取困難，影響設施農業氣象服務的精準度。氣象預報準確性有待提升，設施農業對氣象條件的要求較高，因此準確的氣象預報對農業生產至關重要。當前，我國氣象預報技術進步很大，但在一些特定情況下，如極端天氣事件等，預報準確性仍有待提高。氣象服務與農業生產需求脫節，設施農業的發展需要有針對性的氣象服務，但我國的氣象服務往往過于宏觀，缺乏針對性，這導致氣象服務與農業生產需求之間的脫節，影響設施農業的生產效率和經濟效益。氣象服務信息傳播不暢，設施農業農民對氣象服務的需求迫切，但由于信息傳播渠道不暢，很多農民無法及時獲取相關的氣象服務信息，這導致農民在生產過程中無法根據氣象條件做出合理的決策，影響農業生產的穩定性和可持續性。氣象服務投入不足，設施農業氣象服務需要大量的人力、物力和財力投入，包括氣象觀測設備的購置、氣象數據的處理和分析、氣象預報模型的研發等。然而，當前我國在設施農業氣象服務方面的投入相對較少，導致服務質量和覆蓋面有限。

3.2 設施農業氣象服務發展對策

3.2.1 加大設施農業氣象服務的推廣力度

加強政策引導與支持，制定或完善相關法律法規，將設施農業氣象服務納入國家和地方農業發展規劃。提供財政資金支持，對設施建設、服務技術研發、信息平臺搭建等方面給予補貼。重視技術創新與應用，發展智能化、自動化監測系統，如在溫室大棚內安裝微型氣象站，實時采集溫度、濕度、光照等數據，為精準調控提供依據。開發和完善農業氣象預報預警模型，提高災害性天氣預報準確率，減少因極端天氣導致的損失。選擇一些設施農業基地或農戶，建立設施農業氣象服務示范基地或示范戶，通過實踐案例和示范效果，向其他農戶展示設施農業氣象服務的實際效果和應用價值。鼓勵區域間交流學習，分享設施農業氣象服務的好做法、好經驗。加大對設施農業氣象服務的宣傳力度，通過各種渠道和媒體，如廣播、電視、報紙、網絡等，向農民、農業企業和農業技術服務機構等宣傳其重要性，加深其對氣象服務產品的了解。政府可以制定相關優惠政策，如財政補貼、稅收減免等，鼓勵農戶和設施農業企業使用設施農業氣象服務產品，提高參與的積極性。加強國際合作和交流，通過與國際先進的氣象服務機構和組織進行合作和交流，引進國際先進的設施農業氣象服務技術和經驗，推動我國設施農業氣象服務的創新和發展。

3.2.2 加強設施農業氣象服務的技術研發

制定設施農業觀測、診斷評價、影響預報、災害評估等系列業務規范、技術指南及標準，以提供全國范圍內設施農業主產區的技術支撐。建設和完善小氣候監測網絡，在設施農業區域設置微型氣象站或傳感器網絡，實時監測棚內棚外的氣溫、濕度、光照強度、土壤溫濕度、二氧化碳濃度等關鍵氣象要素。運用物聯網技術（IoT）進行遠程監控與數據傳輸，實現對設施內部環境的智能化管理。預報預警技術優化，提升數值天氣預報模型精度，針對設施農業所在的小范圍地理空間，提供高分辨率、短臨預報產品。開發針對設施農業特殊需求的災害性天氣預警系統，如低溫冷害、高溫熱害、大風、暴雨、霜凍等預警模型。數據分析與挖掘，運用大數據分析技術，結合歷史氣象資料和農業生產數據，研究氣象條件對作物生長發育的影響規律，為種植模式調整提供科學依據。構建智能決策支持系統，根據實時氣象信息指導農民合理安排灌溉、施肥、通風、保溫等農事操作。運用移動互聯網和云計算技術，開發便捷的信息發布平臺，通過手機APP、微信公眾號、短信等方式將精準的氣象服務信息直接送達農戶手中。實現個性化定制服務，根據不同的作物種類、生長階段及設施類型的需求提供針對性的氣象解決方案。加強跨學科、跨領域的科研合作，推動新技術在設施農業氣象服務中的集成應用，如人工智能、機器學習等先進技術預測未來天氣趨勢及其對農業生產的影響。研究開發適用于本地氣候特點和設施農業實際需要的新技術和新設備，包括智能調控溫室環境的裝置、抗逆性更強的作物品種等。發展設施小氣候環境的調控氣象服務以滿足設施農業的需求。

3.2.3 重視加強設施農業氣象的服務工作

完善相關政策法規，為設施農業氣象服務工作的開展提供法律保障和支持。利用現代信息技術手段，建立農業氣象服務平臺，通過手機短信、微信、APP、網站等途徑，將精細化的氣象服務信息直接送達農戶手中。開展“點對點”“面對面”的直通式服務，根據農戶的具體需求提供個性化氣象服務產品。強化科技研發與成果轉化，鼓勵科研機構和企業開展設施農業氣象技術研究，開發適應本地氣候特點的新型材料和技術裝備。加大科研成果在實際生產中的轉化應用力度，引導農民采用新技術新方法改善設施農業生產的氣候適應性。加強與相關部門的合作，與農業部門、水利部門、環保部門等建立緊密合作關系，共同推進設施農業氣象服務工作，從而形成合力。加強人才隊伍建設與培訓教育，培養一支具有較高專業素養的農業氣象服務人才隊伍，加強基層氣象服務人員的專業技能培訓和繼續教育。通過各種形式的科普宣傳和培訓活動，提高農民對氣象知識的認知和利用氣象信息進行科學管理的能力。

4 結束語

長白山設施農業氣象服務在農作物種植中發揮著重要作用。通過提高氣象監測精度、增強氣象預報和預警能力、提供個性化服務方案等措施，可以進一步發揮氣象服務在設施農業生產中的作用，促進長白山設施農業的可持續發展。這不僅揭示了精準、高效的氣象服務對優化區域設施農業生產環境、提高農作物產量和品質的關鍵作用，而且也是將設施農業推動現代農業向智能化、精準化轉型的重要實踐，這對我國北方寒冷山區乃至全國范圍內的設施農業發展具有重要的借鑒意義和推廣價值。

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作者簡介：王淇（1994—），女，吉林長春人，工程師，研究方向為氣象探測保障。