农业气象服务对设施蔬菜种植的价值探索

陈 丹 于 晨

（1.福建省福州市气象局 福建福州 350008；2.福建省气象灾害防御技术中心 福建福州 350001）

在全球变暖的大环境下，厄尔尼诺现象出现的频率逐渐增加。极端天气的出现，不仅会威胁人们的安全，还会影响农业经济的发展。设施蔬菜种植可以生产反季节蔬菜，有利于提升蔬菜种植效益，目前在国内的发展情况良好。与此同时，还要做好配套的农业气象服务，为设施蔬菜种植提供技术方面的保障。因此，对此项课题进行研究，具有十分重要的意义。

1 农业气象服务对设施蔬菜种植的价值

1.1 有利于农户选择合适的种植时间

农业气象服务对于农业发展来说至关重要，尤其是在设施蔬菜种植时，气温关系到蔬菜的产量和质量，决定了农民的经济收益。温度过高或过低，均会对蔬菜健康成长造成极为不利的影响，因此，选择合适的种植时间尤为关键。而农业气象服务可以为农户提供及时且准确的气象信息，农户可以根据这些信息选择种植时间或调整大棚内的温度，从而消除温度因素的不利影响[1]。

1.2 有利于大棚封闭时间和温度的调整

细菌和病毒会威胁大棚内蔬菜的安全，当然，这属于正常情况，只要及时控制即可。但如果处理不及时，蔬菜发育和成长就会受到不利影响。严重时，甚至会导致蔬菜整体质量下降，不符合食用标准。因此，在大棚种植蔬菜，必须重视对细菌和病菌的处理。但在传统农业模式下，农民所采取的灭菌消毒方式主要以化学药剂为主，虽然这种方式见效快，但却存在不足：第一，成本高；第二，药剂使用过多，会导致蔬菜内存在大量农药残留。但随着科学技术的不断发展，使用化学药剂消灭病菌的方式不再适用。对于设施蔬菜来说，利用高温闷棚的方法可以取代化学药剂杀菌，究其原因，主要是这种方法的杀菌效果显著，并且成本较低。当然，闷棚需要在特定时间进行，每年的7—8月份是闷棚的最佳时间，在此期间，农民可以关注气象服务信息，选择温度较高的时期密封大棚。通常情况下，封棚时间仅为30 min，在封棚期间，大棚内的温度会迅速上升到70 ℃，在这个温度下，大部分病毒和细菌都会死亡。

1.3 有利于大棚内温度的调节和控制

设施蔬菜种植对大棚内温度的要求较为严格，要求农业人员有效调节和控制大棚内的温度，以确保蔬菜的正常成长和发育。简言之，就是大棚内温度的调节和控制，与设施蔬菜种植效益存在密切的关联。虽然绝大多数种植户都明白这个道理，但在实际生产阶段却会面临地区间昼夜温差较大的困难，并且变化幅度非常大。因此，研发农业气象服务平台，为种植户提供及时且准确的天气信息至关重要。在获取信息后，种植户就可以通过敞开大棚隔热膜或遮挡阳光直射区域的方式，使大棚内的温度得到有效控制。在温度较低时，可以在大棚上覆盖苫布或将供暖灯放在大棚里，确保大棚内的温度不会过快地下降[2]。在调节和控制大棚温度时，农户需要关注气象部门发布的气象信息，并在此基础上确定调节大棚内温度的时间，从而为大棚蔬菜的成长创造有利的条件。

2 农业气象服务平台建设

2.1 气象服务平台规划

为支持设施蔬菜种植行业的发展，当地政府部门应加大资金和技术投入力度，结合当地设施蔬菜种植业发展现状，对当前农业气象服务系统进行优化和改进，扩大气象服务范围，提高服务质量。此外，在研发平台系统时，还要考虑本地区农业经济发展情况和实际需求，调整系统的服务内容，保证气象服务平台系统能够为农户提供及时且精准的信息。并且，气象服务平台系统的建设，不仅有助于当地设施蔬菜产业的发展，还能推动气象服务水平的提高。但值得注意的是，气象服务平台系统建设对现代技术的应用十分重视，为此，在设计系统时，需要科学合理地运用云计算技术、大数据技术和5G技术等现代技术。

除建设农业气象服务平台外，气象部门还可以根据不同种植基地的特点设置小型气候观测点。此类站点属于现代农业气象服务不可缺少的内容，具体实施方式如下。首先将一些气象观测仪器设置到地表位置，利用这些装置对太阳辐射和空气温湿度等气候要素进行收集，在分析和整合后为农户提供准确的气象信息服务。此外，还可以观测一些小型气候要素，主要是指植被蒸发量、叶面温度等，依据观测结果，编制气象方案，为农户制定生产计划提供支持。

为确保农业气象服务平台的建设效果，气象部门应建立一套完整气象服务管理制度规程，为气象服务平台建设提供制度上的支持和保障。首先，气象部门应实施监测制度，把握气象信息的变化规律。其次，建立气象信息发布制度，气象服务人员应利用气象服务平台定期发送气象信息，满足农户的需求。再次，还要加大人才培养力度，培养复合型人才，以促进气象信息服务质量的提高。

2.2 农业气象服务平台的系统设计

结合上文可知，设施蔬菜的种植离不开农业气象信息的支持，农业气象信息对设施蔬菜的价值主要体现为有利于农户选择合适的种植时间、有利于大棚封闭时间的调整和有利于大棚内温度的调节和控制。因此，需要对NET农业气象服务平台的设计方案进行分析，具体内容，如下所述：

2.1.1 系统总体架构设计

（1）硬件体系结构。

农业气象服务平台系统的架构为B/S结构模式，其中，一台服务器具备应用便利的特点，使用时仅需一台计算机即可通过网络对同一台服务器上的系统数据和项目部署代码进行读取。在单位内部，用户可通过内网访问系统。总之，这种硬件体系架构较为简单。

（2）软件体系结构。

现阶段，服务器软件体系的架构主要以J2EE架构模式为主，用户利用浏览器访问服务层，就是这种架构模式的优势所在。用户提出的请求信息被处理后，客户端新界面会对处理结果进行显示，与此同时，还会同步更新数据库。J2EE架构模式各层所处位置不同，职责也不同。

2.2.2 系统模块设计

在进行系统模块设计阶段，需要明确各模块的功能，同时遵循设计流程。在这个过程中，可以使用类图对不同类之间的关系进行表示。

（1）系统管理模块。

对于农业气象服务系统而言，系统管理模块的作用极为显著。本文所研究的农业气象服务平台系统，系统管理模块主要功能包括角色更新、查询和维护。下文会以菜单关联维护的角度为切入点，介绍系统管理模块的设计理念。

第一，对角色页面的菜单关联维护进行选择，确定所选数量。如果所选择的角色仅为一个，可直接进入维护界面。如果选择的角色为多个，系统会给出提示，同时维护最近的记录。

第二，在角色选择完成后，需要对角色ID进行确认，如果角色ID不存在，系统会自动返回主页面。在ID确认后可以检索数据库，并通过这种方式查询角色和菜单，之后，封装菜单信息，退回主界面。

第三，在封装菜单信息被接收后，对菜单集合值进行确认。如果这个值为空数，菜单此时的形状以树状为主，全部选项表示均为待选。如果这个值不是空数，在树状菜单中的状态为已选[3]。

第四，在完成上述步骤后，可以向控制器上传已选菜单ID。在操作完成后，ID页面和角色ID等字段信息会同步更新。

（2）农业气象服务预报。

就气象管理服务标准化程度而言，农业气象服务平台系统的构建，有利于推动农业气象服务水平的提高。

实时曲线功能是系统的重要功能，其功能主要包括曲线指标编辑、新增、删除和查询，可以展现24 h气象曲线。在上述功能中，编辑功能的难度最大，因此该功能是本文研究的重点。首先需要点击开始按钮，系统会分析曲线是否为空，若曲线为空，结果会在输出端直接显示。反之，系统会检验语句，如果发现语法存在问题，系统会修改问题，在完成修改后，以图形的方式，最后输出正确的结果，如图1所示。

图1 农业气象业务服务预报程序图

通过观察上图可知，可以发现农业气象服务系统在运行过程中，对作用机制的连续性提出了较高的要求，只有呈现出良好的作用机制，才能使模块和系统作用之间的相关性增强。

（3）农业气象服务情报。

在系统历史查询功能中，记录和查询气象数据历史信息十分关键，用户通过这项功能可以对历史数据和当前数据进行比较。实现的功能分别为导出Excel文件、历史数据导出和历史数据添加。

2.3 农业气象服务平台系统测试

为保证农业气象服务平台系统的应用效果，需要在应用前，对其进行软件测试。在测试过程中，软件完整性和稳定性是测试的重点。测试具体内容有：第一，组合后系统数据精度和误差达标率；第二，模块之间数据交换；第三，子功能效果；第四，数据处理过程。

测试结果表明，本文所研究的农业气象服务平台系统与农业气象服务信息管理各项要求相吻合，具体表现为功能丰富、性能优越和兼容性强。以性能测试为例，系统用户登录系统响应时间仅为4.3 s，系统每秒处理的登录个数为13。在测试系统和纠正错误后，系统在试运行期间状态稳定，并未出现bug和漏洞，并且这个系统的信息交换界面简洁大方，适于广大农户，还可以增加其体验感。

3 结论

综上所述，设施蔬菜种植业的发展，离不开农业气象服务信息的支持，为此，本文对农业气象服务平台系统进行了研究，认为应用该系统可以充分发挥农业气象服务对设施蔬菜种植的价值。究其原因，主要是该系统具有农业气象服务信息预报和服务功能。测试结果表明，该系统的性能优越，且兼容性强，使用门槛低，能够为设施蔬菜种植户提供及时且准确的气象信息。