浅析设施农业气象装备技术现状与对策

吴景艳

（辽宁省凌源市职业教育中心，辽宁 凌源 122500）

设施农业是指在采用各种材料建成的、具有环境因子调控设施的半封闭式空间里进行农业生产的方法。设施农业分为设施栽培和设施养殖两大类。设施农业进行覆盖材料，从而调节好温室的温度，进行冷季节的保温工作，也可以进行炎热的夏季的降暑工作。本文为提高设施农业气象装备技术及水平等方面提供详细的发展思路，以供读者参考和借鉴。

1 设施农业气象灾害及预警

气象灾害造成的温室等设施农业灾害主要是由于气象灾害造成的对农业设施的机械破坏，例如强风，雨雪和冷空气导致的冰雹导致对温室等设施的损毁。其次强冷空气引起的急剧降温，持续长时间阴天，突然遭遇强烈日照，高温及其他恶劣天气现象都会破坏设施内农作物正常的生长发育。在我国北部，主要有四种类型的设施农业天气灾害：强风，暴风雪，低温和低温损害以及高热和高热损害。在研究气象站大气因子与温室微气候之间的定量关系以及温室微气候对作物灾害影响指标的基础上，为设施农业基础设施建设，气象灾害防御等提供了准确的技术支撑。现在的设施作物气象灾害预警方法主要是根据实时观测数据比较灾害指标，确定灾害标准等级，也可以利用气象站的天气预报或者利用灾害预警的数值预报产品。如果要合并未来1～2天温室内天气因素的值，需要使用统计方法来建立预测模型，以预测关键天气因素的农业天气预报，包括设施农业内的最高温度，最低温度，相对湿度，日照长短，日照强度等。

2 设施农业气象装备技术应用现状及存在的问题

新的温室设备技术系统包括温室控制系统，温室通风系统，温室灌溉系统和温室移植系统。其中，温度，湿度，太阳辐射等气象环境因素的观测数据不仅是设施农业控制技术的基础数据，而且是建立气象灾害模型、天气预报和预警的关键。观测数据主要通过张学芬开发的农业气象自动观测系统获得。农业自动气象观测系统具有对作物生长、田间微气候和土壤水分的气象观测和环境监测功能。也适合用于温室这种小环境，袁光明设计的农业气象观测自动数据处理系统可以实现自动观测数据处理，报表生成和历史数据查询。在目前的农业气象自动观测设备技术中，在自动观测数据收集方面，可以实现作物生长动态监测，气象要素的时空加密观测以及大数据的处理能力。在中国北方，设施农业以日光温室为主导，因此大多数传统的温室结构除了提供隔热外别无选择。冬季，温室内外温差大，自动气象站观测数据的准确性受环境的影响，误差是由设备的性能影响引起的。例如，湿度传感器位于湿度和温度波动很大的环境中，由于较长的延迟，数据测量误差可能很大；土壤水分观测的分层而引起自动观测值与经验值不匹配；由于百叶窗的通风，测量值的自动传感器与水银温度计的测量值有很大的偏差。由于仪器中的这些不足，自动观测数据的结果与人工观测的结果和经验值不一致[1]。

3 发展设施农业气象装备技术策略

3.1 设施农业发展现状

设施农业采用材料保温的设施和环境调控措施来创造相对适合于农作物生长的人工小气候条件。然而，我国设施农业（如大棚、温室等）的发展仍处于起步阶段。设施农业生产中，尚未完全消除作物所需要生长影响因子的不利影响。发展设施农业，农业天气以及自然灾害响应，防灾减灾是主要方向。观测设备和观测方法是相同的，为了适应地理、气候及防灾减灾所需，必须在不同的空间水平和观测因子下进行调整。诸如北方的观测设备配备有相适应北方的观测仪器及技术，以适应暴风雪，低温和低温损害，高温和高温损害等灾害天气。基本数据来自温室内部的气象观测的数据，目前国内可以将诸如气象观测设备技术与航空领域等先进气象设备的科学研究和技术成果结合起来，促进设施农业（温室、大棚等）中农业气象装备特殊环境的探索研究。另外，对设施生产领域的技术整合，加强其与植保等部门的科研合作，将气象装备和植保装备结合起来，提高准确性，数据量提高了设备的有效和综合利用[2]。

3.2 加强关键技术装备的研制与探索

为提高监测设备的数据精度，加强对大气和土壤温湿度传感器等观测设备精度的深入研究，观察传感器传感元件的材料和传感器特性，研究传感器的方法和特性方程式，加强关键技术装备的研制与探索。深入研究和探索新型气象要素观测设备，包括太阳光谱，二氧化碳浓度，作物生长与病虫害的关系。利用先进的气象设施与数值预报产品相结合，在农业天气预报方面效果很好，在综合气象控制技术的研发和推广方面也有成效，并减少了农药用于害虫防治的使用。

3.3 提高设施农业气象观测数据的准确性

农业天气自动观测系统使用传感器来检测天气要素的变化并将其转换为电信号。信号转换模块通过数据采集设备和通信系统执行自动天气观测功能。传感器组件的特性是确保天气观测数据准确性的关键技术，新机制和高灵敏度传感器是天气观测领域的先驱，也是未来研发与运用的方向。

设施农业利用先进的农业设施来提高太阳能利用率和生物能转化率，体现了生产条件的现代化，从而提高了生物制品的产量和质量。温室环境中的日照、温度、湿度、土壤温湿度等至关重要，设施农业的有效发展是种植业发展的结果，满足了现代化的需要。目前，我国的设施农业技术已经高度发达，但仍有许多领域需要改进。我们采用科学技术手段提高温室作物的品质，使人们能够安全地食用它们，并提高作物的整体生产能力，实现行业的可持续发展[3]。