设施农业气象小气候理想化设计

张福斌，袁玥

摘要：设施农业是在特定的不适宜农业生产自然环境下，通过一些科学的现代化手段，对自然环境条件的科学控制和改变，从而达到农作物生长所需要素的范围标准。使农作物缩短了生长周期，产量高、质量好。大大提高了经济、社会和生态综合效益。设施农业可以为当地的市场提供，安全的、健康的，新、奇、特的农副产品，使得农业资源得到充分的、高效的、优化配置利用。设施农业的小气候决定着设施农作物的生长发育状况。能够满足农作物生长的气象条件，决定了设施农业中的作物的直接经济效益。若设施农业气象小气候条件理想，既可满足作物生长的需要，也能为社会提供了充分的物资资源，为农作物的生产者带了最大化的经济效益。

关键词：设施农业；气象小气候；理想化设计

中图分类号： S162 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2018.14.069

设施农业从种类上分，主要包括设施养殖和设施种植两大部分。设施农业的种植采用科学化、现代化的管理技术。通过一定的介质改善特定的设施农业的局部小气候环境。改变当时的气候自然环境，创造出适宜的光照、温度、水等环境条件，来促进农作物的生长发育。

1 农作物生长需要的气象因素

影响农作物生长发育的气象条件主要有太阳辐射、温度、降水、湿度、风、二氧化碳浓度等。最关键的农作物生长所需的水、热、光的三要素，决定了某个区域自然环境的特性，也决定了区域内农作物生长情况的变化特征。设施农业的理想化，农业生产不再被动，“靠天吃饭”的历史已成为过去。

农作物种类和品种繁多复杂。每个种类的生长发育过程不近相同，每个品种的生长也存在不同之处。作物的生长发育的气象气候因子和环境因子也不尽相同。作物的遗传特性和生物学特性及其对各个环境因子的要求，都是由作物本身的農业气象指标来控制。

2 小气候建立的农业气象指标

农业气象指标是农业生产对象和农业生产过程中，对气象条件的要求，适用于农业气候分析和农业气候区划的指标，又称为农业气候指标。利用农业气象指标，建立一个管理平台，采集农业气象小气候的数据。然后利用监测数据，反馈到管理平台，按照气象要素的每个指标进行科学的调整，以达到最佳气象气候要素值。

3 设施农业气象小气候平台的建立和应用

设施农业小气候理想化管理平台，由气象小气候仪监测设备，电脑及所需的软件，遮阳网、风扇，补光灯等组成。电脑负责接收和发布指令，每个设备的运转都由管理平台控制，也可以利用GPS网络连接手机，进行实时监控操作。利用平台设定的阀值，控制所有设备的启停。这样就能控制棚内的光、温、水等气象要素的数值。这些设备的电力资源，最好来自太阳能采电方式，也可以利用市电进行电源的备份。

3.1农业小气候设计所需要的指标

以蔬菜作物黄瓜为例。黄瓜是典型的喜温植物。正常生长发育的最低温度是10℃～12℃，相对湿度60%～90%。白天适宜温度较高，约为25℃～32℃。夜间适宜温度为15℃～18℃。在10℃以下时，光合作用，呼吸作用光合产物运转及授粉等生理活动会受到一定的影响，甚至停止。温度在32℃以上时呼吸量增加，消耗量高于生长量。光合作用急剧衰退，代谢机能受阻。叶色变淡雄花落蕾或者不能开花，花粉发芽能力低下，导致果实畸形，呼吸完全停止等状况。

黄瓜植株组织娇嫩，一般5℃～10℃时出现冻害，-2℃～0℃时会被冻死，所有这些需要看温度出现的时间来决定。

黄瓜各发育期的指标。播种及出苗期：白天25℃～32℃，夜间15℃～18℃，土壤相对湿度60%～70%。嫁接幼苗期：白天28℃～30℃，夜间18℃～20℃，土壤相对湿度70%～90%。定植期：白天22℃～30℃，夜间20℃。甩条发棵期：白天24℃～28℃，夜间14℃～18℃，土壤相对湿度70%～80%。结果期：白天22℃～30℃，夜间12℃～15℃，昼夜温差10℃～15℃。

3.2设施农业小气候的运作的设计

温度是决定作物生长的必要因素，当监测设备监测到了温度高低时，所有数据反馈到设定了气候指标的管理平台（图1）。由管理平台发出指令，进行放风降温或者增加补足光照，增加温度等调整。当作物指标对光照有要求时，可以利用设备监测结果，对光照进行遮光或者进行补光。湿度对棚内的作物影响也很大，可以利用安装的风扇或者增加水汽喷雾量等手段来进行调整，也可以用滴灌方式对湿度进行调节。在这样的管理情况下，黄瓜的生长周期会缩短，产量和质量较突出，提稿了经济收益。

合理的利用设施农业小气候理想化农业气象因素，会为设施农业生产者的农业生产带来最多的效益。缺点是投入大，农业产品单一。这也是农业生产者的运作不利的主要原因。

4结语

设施农业生产是未来农业现代化发展的趋势，适时的改善人们生活和生活习惯的必然发展。能够充分利用有效的空间，获得利益最大化。不仅推动了节水、节地、节药、节肥、节能、节种等节约型农业，而且也为国家和社会未来的发展作出重要贡献。

参考文献

[1]杨菲云，等.实用农业气象指标[M].北京：气象出版社，2015.

[2]李式军.南方保护地蔬菜生产技术[M].北京：中国农业出版社，1998

[3]万素琴，等.秋延蔬菜大棚温度调控的若干指标和临界期[J].四川气象，2000，（03）.

[4]吴志行.蔬菜设施栽培新技术[M].上海：上海科学技术出版社，2000.

作者简介：张福斌，高级工程师，研究方向：农业推广。