北方日光温室精细化农用天气预报及综合调控技术研究

孙立德++马成芝++高鹏++梁志兵++陈艳秋

摘要 该项研究历时15年，积累了日光温室气象观测数据集和发布精细化农用天气预报，找出了日光温室降雪预警和分级标准及风损棚膜的指标，完善了棚内主要蔬菜冻害指标及大棚青椒病虫发生气象条件；采用模糊综合评价方法定量评价出建平、北票、喀左、凌源为辽宁设施蔬菜优势产区；采用概率矩阵评估模型原理，定量评价出气象为设施农业服务经济效益投入产出比为1∶65.6。

关键词 日光温室；农用天气预报；调控技术

中图分类号 S625 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2015）18-0196-01

Refinement Agricultural Weather Forecast and Comprehensive Control Technology of Northern Greenhouse

SUN Li-de 1 MA Cheng-zhi 1 GAO Peng 1 LIANG Zhi-bing 1 CHEN Yan-qiu 2

（1 Liaoning Kazuo Meterorological Bureau，Kazuo Liaoning 122300； 2 Liaoning Province Meteorological Observatory）

Abstract The study lasted 15 years，accumulated a sunlight greenhouse meteorological observation data sets and issued elaborating agricultural weather forecast，found out the sunlight greenhouse snow warning and classification standard and shed plastic films of wind damage indicator.Improved the main vegetables cold injury index and green peppers diseases and pests occurrence of meteorological conditions.Used fuzzy comprehensive to evaluate method quantitative evaluation of Jianping，Beipiao，Kazuo and Lingyuan as Liaoning facilities advantageous region of producing vegetables.On the principle of probability matrix evaluation model，a quantitative evaluation of meteorological service for facility agriculture economic input-output ratio was 1∶65.6.

Key words sunlight greenhouse；agricultural weather forecast；controlling technique

1 研究方法

目前，喀左县有温室大棚自动气象站18个，在全国率先实现温室小气候分片对比试验，其观测密度达到同类研究国内领先水平。喀左县气象局从2001年1月开始对日光温室进行气象观测，每天观测3次，按4次平均计算，冬季（11月至翌年2月）每月中旬10 d，每天观测24次。依据获得的第一手资料，采用多元回归、模糊数学、灰色系统预测等方法建立预报方程，开展日光温室精细化农用天气预报（棚内小气候预报、作物发育期预报、主要病虫发生气象等级预报、掀盖帘子时间预报、加温补光预报、通风时间预报、二氧化碳浓度预报、太阳能辐射量预报、灾害性天气微尺度警报等），充分利用天气图和模式识别技术，开展了日光温室气温、相对湿度、日照时数等分片预报（把喀左县分成东、南、西、北4片），使日光温室生产逐步实现“看天管理”[1-4]。

2 研究结果

2.1 找出棚内小气候与观测场大气候的关系

根据15年喀左县日光温室栽培蔬菜小气候系统观测资料分析，找出了棚内小气候与观测场大气候的定量关系，包括日变化、旬变化、月变化及年变化规律；采用数学方法建立预报方程，开展日光温室、塑料大棚精细化农用天气预报，还找出了日光温室尖椒、茄子、黄瓜、番茄、青椒、葡萄、草莓等生育期气象指标[5-7]。

2.2 找出日光温室降雪预警和分级标准及风损棚膜的指标

对24 h出现5.0～7.4 mm降雪、7.5～9.9 mm降雪、10.0～19.9 mm降雪、20 mm以上降雪分别发布暴雪蓝色、黄色、橙色、红色预警；还找出了风速16.5 m/s时可刮坏棚膜，风速25.1 m/s可刮坏大棚棉被的指标[8-10]，为保险部门理赔提供了科学依据。

2.3 评价出气象为设施农业服务的产投比

采用概率矩阵评估模型原理定量评价出气象为设施农业服务投入产出比为1∶65.6。采用模糊综合评判方法（选择湿润指数、植被覆盖指数、相对湿度、平均气温等指标），定量评价出北票、建平、喀左、凌源为辽宁设施蔬菜优势产区。

2.4 完善了日光温室蔬菜冻害指标

当气温降到0.5 ℃青椒开始受冻害，在-1.5 ℃冻害严重，全棚植株死亡。茄子在-1.1 ℃出现生长点叶片、花蕾冻死现象；9月下旬至10月中旬暖棚夜间不盖帘的情况下，棚外日最低气温≤-3 ℃棚内茄子受轻度冻害；棚外日最低气温≤-5 ℃茄子重度冻害；当棚外日最低气温≤0 ℃时，棚内气温已在5 ℃以下，需发布茄子冻害预警信号。当棚内最低气温在3.4 ℃番茄生长缓慢，甚至停止生长，叶片发黄，果实大量脱落。endprint

2.5 完善了日光温室青椒主要病虫发生气象指标

一是高温、低湿的气象条件易诱发青椒病毒病，低温、高湿对病毒病有抑制作用。初发期平均气温、最高气温、最低气温、相对湿度分别为20.4 ℃、29.2 ℃、15.2 ℃、88%，盛发期平均气温、最高气温、最低气温、相对湿度分别为20.0 ℃、28.6 ℃、16.2 ℃、91%。二是低温、高湿的气象条件是霜霉病发病的先决条件。初发期平均气温、最高气温、最低气温、相对湿度分别为15.4 ℃、30.5 ℃、10.1 ℃、95%，盛发期平均气温、最高气温、最低气温、相对湿度分别为17.3 ℃、30.4 ℃、9.8 ℃、92%。三是灰霉病初发期平均气温、最高气温、最低气温、相对湿度分别为12.2～15.1 ℃、26.8 ℃、9.5 ℃、93%，灰霉病盛发期平均气温、最高气温、最低气温、相对湿度分别为（下转第203页）

（上接第196页）

18.0 ℃、30.5 ℃、11.2 ℃、91%。四是25～30 ℃最适白粉虱成虫活动，低温（≤7.5 ℃）、高温（≥40 ℃）均能抑制成虫活动。五是白粉病属于高温低湿引起的病害，其初发期和盛发期的气温为23.9、27.4 ℃；最高气温为35.1、38.2 ℃；最低气温为16.0、17.9 ℃；相对湿度为80%、66%。六是气温23.1～28.6 ℃、湿度60%～70%最适合蓟马的活动。还组建了蓟马发生程度灰色GM（1，1）模型：■ ■■=65.1321 e-0.067 81k+66.116 1。经5年试报对了4年，准确率达80%。

3 推广气象综合调控技术

3.1 地温、气温调控

在温室大棚前沿张挂1 m左右的防寒裙，可提高气温1.2 ℃，5～20 cm地温提高0.4～0.6 ℃，解决棚内前沿地温偏低的实际问题。

3.2 光照调控

选择河北的棚膜（透光率为71%）进行大面积推广，可起到增加棚内太阳辐射、提高气温、降低湿度的作用。推广反光幕提高光照强度。

3.3 湿度调控

指导棚户采用滴灌，选择晴好天气浇水。在喷施药剂方面多采用烟剂、粉剂，降低棚内相对湿度；减轻病害发生程度。

3.4 高温闷棚处理

处理后，棚内青椒不但长势强壮，抗病能力强，而且土壤中的各种线虫、土传病菌、地下害虫、杂草种子等得到了有效的杀灭，平均增产24.6%。

3.5 秸秆生物降解技术应用

秸秆生物降解技术可增加棚内二氧化碳，整个生育期5～30 cm地温平均提高1.3 ℃。利用日光温室精细化农用天气预报和气象调控技术，大大减少农药的使用量、减轻了对环境的污染，生态效益明显，为喀左县成功创建国家级蔬菜出口安全生产示范区做出了积极贡献[11-14]。喀左县气象局某大棚试验户的尖椒、青椒选送北京超市做展示品，销往2家大超市。

4 结论与讨论

（1）通过15年观测试验，积累了日光温室气象观测数据指标集和发布精细化农用天气预报，找出了棚内尖椒、茄子、青椒、黄瓜、番茄、草莓等生育期气象指标；找出日光温室降雪预警和分级标准；定量评价出气象为设施农业服务经济效益投入产出比；完善了青椒病虫发生气象条件及棚内主要蔬菜冻害指标，推广了综合气象调控技术，收到了较好的经济、社会、生态效益[15-17]。

（2）日光温室精细化农用天气预报技术，在辽宁省及相似气候区的县气象局，如有日光温室3年以上系统气象观测数据，采用欧氏距离方法，计算出推广地与喀左的一个差距数，推广地就可以发布本地日光温室农用天气预报。利用数值天气预报产品，预测本地未来3～5 d的灾害性天气，提前向农业技术人员和农民发布预警，以服务于减灾增收[18]。

5 参考文献

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[18] 孙立德，高鹏.气象生态信息经济效益集合的概率矩阵评估原理与应用[J].中国农学通报，2015，31（13）：244-248.endprint