設施農業氣象裝備技術現狀與對策

設施農業是通過人工建造的硬件設施，人為調控農作物生長所需的溫度、光照和養分，降低地域和氣候對農業種植的影響，降低病蟲害發生率，提升農作物的產量品質，打破農作物生產的季節性，滿足市場需要，反季節提供蔬菜和水果，提升人們生活質量，提升農業種植效率，提升農民經濟收入，解決農民經濟收入問題，促進農業現代化發展。我國設施農業發展迅速，日光溫室和塑料大棚的應用較為廣泛，但是溫室大棚的結構較為簡單，對低溫、高溫、冰雹、暴風、暴雪等惡劣的自然災害抵抗力弱，設施農業發展不夠成熟。隨著科技的發展，設施農業引入信息技術，提高了對設施農業的管理程度，但還是存在溫室氣象災害影響設施農業的現象，氣象裝備技術可以及時對極端天氣做出預警。

1溫室氣象災害及預警

低溫、高溫、長期陰雨天、冰雹、暴風、暴雪等自然氣象不可避免，會破壞設施農業的溫室，導致溫室氣象災害的發生，溫室災害主要分為兩種類型，一種是由于降溫、高溫、持續陰雨天等天氣直接影響溫室內的氣溫和濕度，農作物極易發生病蟲害，從而影響農作物的生長；還有一種是由于冰雹、暴風、暴雪等自然災害直接破壞了農業設施，導致了溫室條件驟然改變，農作物減產。要加強自然氣候和溫室氣候的關系研究，并明確溫室氣候變化與農作物災害的線性關系，以此制定出較為完善的溫室災害標準，并作為設施農業的建設、預警、調控決策的參考依據。現有的設施農業氣災害預測主要通過比較實時觀測數據與災害標準級別，災害預警可以通過農用天氣預報判斷災害情況，需要對溫室內外的氣象觀察1～2天，利用統計學方法建立預測模型，從而預測和判斷出氣象條件。

2溫室內環境監測與氣象調控

需要監測溫室內氣候的變化過程，并分析出垂直分布規律，才能研究農業天氣預報和氣象災害標準的關系，在溫室中安裝檢測儀，通過物聯網技術實時監測溫濕度、二氧化碳濃度、太陽輻射強度等環境條件，可以具體了解到農作物的生長情況，并根據植物的生長所需進行調節，及時更改溫室中的氣象條件以滿足農作物生長需要，促進農作物更好地生長。大棚膜應選擇透光率高且結實耐用的膜，才能提升大棚內的輻射強度，從而提升溫室溫度，并降低溫室內的濕度，建議覆蓋一層草簾和一層棉被，可以提升溫室的保暖性能，夏季高溫可以鋪設遮光網或涂抹涂料等遮擋陽光，減少太陽輻射強度。溫室內溫度降低時可以增設供暖設備，裝置植物生長燈可以增光補溫，在大棚后墻懸掛反光幕可以提升光照利用率，提升大棚內溫度，降低濕度，還可以在高棚前沿懸掛防寒裙可有效提升大棚前沿的溫度，室內溫度較高時可進行通風換氣。溫室內建議使用滴灌技術進行灌溉，不應漫灌，避免土壤板結和濕度增高等問題。溫室內農作物的病蟲害防治應盡量使用粉劑和煙劑，減少大棚內溫濕度的變化，減少病蟲害的發生，提升農作物的產量和質量；還要消毒溫室中的土壤，減少病蟲害發生，提升土壤理化性質，溫室內應提升二氧化碳濃度，保障農作物光合作用率。

3設施農業氣象裝備技術

我國現在設施農業裝備主要應用于設施園藝、設施養殖、食用菌生產和水產養殖等方面，新型溫室設施裝備技術主要有溫室移栽技術、溫室控制技術、溫室灌溉技術、溫室通風技術，可以進行高質量的農業氣象觀測，做好光照、溫度、濕度的觀測工作，為設施農業技術調控提供足夠的參考數據，還可以作為建立氣象災害模型、天氣預報和預警的數據基礎。當前，廣泛應用的自動氣象監測設備主要有農作物生長監控、環境監控、氣候監控，可以有效監測農作物生長情況、土壤含水量和農業氣候等，但設備進行觀測時會受到環境和自身性能的影響，可能會出現遲滯現象，不能保障數據準確性。

4設施農業氣象裝備技術準確性提升方法

4.1應用溫度觀測裝備技術

設施農業中主要使用電容式、電阻式和熱電耦式三種溫度傳感器進行設施農業氣象觀測，電阻式傳感器的原理是鉑電阻體的電阻會隨溫度的變化而變化，穩定性較強；熱電耦式傳感器是根據其中的兩種金屬的熱電勢差來計算出溫度；最常用的是電容式溫度傳感器，其主要元件是濕敏元件，其具有較強的感濕能力，可以根據內部水分子含量濃度發生線性變化，從而得出具體的數值，溫室大棚內環境密閉，通常會出現濕度較高的情況，分子有效滲透系數和有效擴散系數可以明顯影響濕敏元件的性能，所以需要根據實際種植情況選擇線性度高、穩定性強、響應時間快，可適應高濕環境的電容式傳感器，才可得出較為準確數據。

4.2應用土壤水分觀測技術

土壤水分觀測技術主要有駐波比法和人工觀測烘干稱重法兩種，駐波比法是使用土壤水分監測儀器直接得到土壤容積含水率，但與人工觀測烘干稱重法得出的土壤容積含水率有一定的差異，關鍵影響因素有兩個，一個影響因素是各土層土壤常數為人工測量，會影響儀器所觀測結果的準確性；另一個影響因素是在正式使用儀器前，會根據人工檢測結果修正對傳感器數據，觀測數據的準確性受到修正值的影響較大，所以需要定期進行準確性檢測，并對不準確的數據進行修正，減少兩種檢測方法所得結果的數據差異，提升自動觀測儀器的數據準確性，充分發揮出水分自動化觀測儀器的優勢，為設施農業提供準確的數據。

5設施農業氣象裝備的發展方向

設施農業是保障農作物供應的重要手段，當前我國設施農業研究較少，不能完全消除自然環境對農作物生長的影響，應加強設施農業氣象裝備技術研究，根據設施農業發展現狀，明確氣象裝備技術發展方向，根據發展方向定向研究氣象裝備技術，迅速提升我國設施農業氣象裝備技術的發展水平，提升農作物種植的產量和質量。重點研究太陽輻射和二氧化碳濃度對農作物生長和病蟲害發生的關系，加強專用傳感器的研究力度，提升各種監測裝備的準確性，做好溫室大棚的氣象預測工作，促進設施農業的發展。應將設施農業的發展重點調轉向防災減災，根據不同的地域和氣候條件調整氣象觀測裝備的觀測手段，北方地區的氣象觀測裝備需要具有防止干旱、洪水、低溫寡照、高溫熱害、暴雪棚塌、大風掀棚等自然災害的能力，降低對農作物生產的影響。我國其他領域的氣象裝備技術發展迅速，應加強與其他部門間溝通，農業氣象裝備技術可以引進相關技術并進行改良，使其適用于設施的農業發展。農業氣象裝備技術還應與植保設備結合，從而提升設備觀測數據的準確性，為設施農業的調控提供充分的數據參考。