设施农业气象装备技术问题与对策分析

王林海

（内蒙古自治区包头市气象局，内蒙古自治区 包头 014030）

随着科学技术的不断发展，设施农业凭借着其灌溉设施、保温等优点被广泛地应用到我国种植业。设施农业是指人为改变温室内的光照和温度条件，利用覆盖材料和相应的保温、调温设施创造适合农作物生长的温室环境，提高农业产品产量和品质。设施农业不仅能够提高种植户的经济效益，还可促进我国农业经济发展。

1 温室气象灾害与预警分析

气象灾害会对温室中的气候环境造成影响，从而产生温室灾害。温室灾害主要表现在2个方面，一是当出现大风、冰雹等气象灾害时，温室中的设施遭到破坏，影响温室中农作物的生长；二是当遇到强降温、连雨天以及高温等天气时，温室中的温度和湿度受到影响，农作物会出现病虫害情况[1]。目前最主要的气象灾害有大风、暴雪、暴雨、低温、寡照等。其中大风和暴雪会损坏温室内外的设施，比如大风会将温室大棚膜吹坏，暴雪会覆盖温室大棚，降低温室内的温度，提高温室内的湿度。而低温和寡照则会导致温室中的农产品减产的情况，也会对农产品的质量造成影响。因此，要对自然气候和温室内气候之间的关系、温室气候对农作物灾害的影响进行研究，制定相关的灾害标准，并以此为农业基础设施建设、预防和预警自然灾害等提供依据。目前，已有的设施作物气象灾害预警技术是对气象进行实时观测，并且将观测的数据与灾害标准进行比较，结合天气预报对自然灾害进行预警。此外，还可以利用农用天气预报对气象进行判断，农用天气预报主要是对温室内的气象要素进行1～2 d 的观察，再对温室外的气象因素值进行1～2 d 的观察，利用统计学的方法建立预报模型，从而对气象条件作出预测和判断。

2 温室内环境监测设施与气象调控

对气象灾害标准和农用天气预报进行研究，就需要对温室中的气候变化过程和垂直分布规律等进行分析。在温室中安装气象监测仪，通过监测仪对温室中的二氧化碳浓度、太阳光辐射强度、温度以及湿度等进行监测，对农作物的生长情况以及对气象要素的需求进行了解，有效地对日光温室中的气象进行调控，使农作物能够更好地生长。对温室内气象进行调控应注意以下事项：第一，可以运用透光率较高的大棚膜对温室进行覆盖，提高温室温度的同时降低温室内的湿度[2]；第二，合理调控温室内的湿度。在对温室内农作物进行灌溉时要采用合适的滴灌的方式，同时合理控制温室内的湿度，实现对病虫害的防治；第三，为了防止高温天气对温室中的农作物造成损伤，可以在温室外增加遮光网或者涂抹涂料等来降低紫外线的摄入；第四，提高温室内的二氧化碳浓度，促进农作物的光合作用，提高农作物的产量和品质；第五，在温室内安装植物生长灯，增加植物的光照时间，同时对温室内的温度进行补充；第六，降解温室中的秸秆，改善温室土壤，提高土壤温度和二氧化碳浓度；第七，定期对温室进行通风透光；第八，为了能够让温室防寒保温，可以在温室外覆盖1 层草帘和1 层棉被，太阳光照充足时，将草帘和棉被掀开，使温室能够透光和通风；第九，在温室内悬挂“防寒裙”，通过“防寒裙”解决温室前沿温度偏低的问题；第十，在温室的墙壁上悬挂反光幕，反射进入温室的太阳光，提高温室内的温度，降低温室内的湿度；第十一，对温室中的土壤进行消毒，改善土壤性状，提高农作物的产量，并且提高农作物的抗病虫害能力。由于不同地区的环境和土壤条件不同，要结合当地的特征来对温室设施进行完善。温室设施的建设本身就是一个探索的过程，因此，种植人员要不断提高自身的知识水平，合理利用温室设施。

3 设施农业气象装备技术

目前农业设施装备技术主要有温室控制技术、温室通风技术、温室灌溉技术、温室移栽技术4 种[3]。通过观测温度、湿度等气象要素数据，不仅能够作为设施调控技术的数据，还能够为气象预报预警模型的建立提供依据。自动农业气象观测系统能够对农作物生长所需要的气象因素进行观测，还能够对气象环境进行、土壤水分进行观测。另外，利用设施农业气象观测数据自动化处理系统能够自动地将观测出来的信息进行处理，方便观测人员查看。但受到环境和装备性能的影响，自动气象监测设备在观测时无法保证数据的准确性。

4 设施农业气象观测数据准确性提升探讨

想要提高农业气象观测数据的准确性，就要保证自动农业气象观测系统中传感器的湿敏元件的性能[4]。自动农业气象观测系统利用传感器对气象的变化进行感应，并将感应的结果转化成电信号，之后将电信号传输到数据采集装置和通讯系统中，从而对气象进行自动化观测。因此，传感器中的湿敏元件对气象检测系统来说是非常重要的。

4.1 湿度观测装备技术要点分析

现有的湿度传感器主要分为电容式湿度传感器、电阻式湿度传感器、热电偶式湿度传感器。在气象观测领域最常用到的是电容式湿度传感器。电容式湿度传感器中的湿敏元件能够对气象环境中的湿度进行感应，并且湿敏元件的参量会随着水分子的浓度而发生改变。因此，想要得到正确的气象观测结果，就需要对湿敏元件的响应时间、线性度等进行分析。此外，水分子的渗透系数和扩散系数会随着湿敏元件中感湿膜厚度和浓度的变化而变化。与此同时，环境温度会对水分子的渗透系数和吸附时间造成影响。温室大棚中经常会出现高温高湿等现象，如果没有选择合适的湿敏元件，就会对观测的结果造成影响。

4.2 土壤水分观测技术要点分析

在对土壤中的含水量进行计算时，通常会采用驻波比法、烘干称质量法这2 种方法。这2 种计算方法之间存在着误差，有实验结果表明，利用土壤水分自动观测仪对不同土壤层之间的水分含量进行观测之后发现，不同土壤层中水分含量的差值在1.2%～18.1%，其中最大值和最小值都出现在中层的土壤中。而人工对土壤中的水分进行观测后发现，土壤层中的水分含量在-0.6%～-5.4%。由此可以看出，观测仪器和人工之间存在着很大的误差[5]。产生这种误差的主要原因有2 种，第1 种就是不同土壤层的土壤常数会影响到自动监测仪计算结果。第2 种是自动监测仪在使用之前，传感器的输出值与人工计算出来的数值会进行对比，从而对监测仪器进行修正，并将修正后的数据作为最终的观测结果，因此修正值的准确性就会对观测的质量造成影响。

在对土壤中的水分进行观测时，自动监测仪器会被土壤的特性所影响。因此，为了保证数据的准确性，要与人工观测的要素值进行在线对比，定期对监测仪器进行修正，将设备的稳定性和人工对比进行结合，这样才能将误差进一步减小，并将其保持在一定的范围内，从而提高土壤中水分监测的准确性。

5 结语

综上所述，想要提高监测设备监测数据的准确性，就要对观测设备进行深入研究，将观测设备所得数据进行修正。此外还要采用先进的农业设施气象装备技术，做好天气预报工作，降低自然灾害对温室设施和农作物的影响。对温室内的气候进行合理调控，促进农作物更好地生长。在温室内种植农作物时，要减少农药的使用，提高农产品质量，利用科学技术来提高农作物的生产能力，促进农业产业的可持续发展。