设施农业气象服务对农作物种植的影响

钟海彬，谢近年，杨家军

1.东源县气象局，广东东源 517500；2.河源市气象局，广东河源 517000

设施农业对促进种植户增收、促进农业生产和现代化发展具有重要意义。在全球气候变暖，各类极端天气频发的背景下，设施农业的发展要求加强气象服务。目前，我国气象服务的发展难以适应设施农业迅速发展的现实需要，必须对设施农业气象服务当前和今后的发展进行分析，并提出相应的措施。

1 设施农业概述

设施农业的根本目的是通过先进的科学技术，为动植物提供绿色环保、健康舒适的生存环境，确保动植物正常成长，在现有的土地资源上，生产出质量更好、效率更高的农业畜牧业产品。设施农业是为了应对和解决气象与环境条件发生变化等问题而建立的生态空间，在这个空间内部，温度、湿度等气象条件都可以实现人工操作、人工设置和人工处理，从而展现出可以自由操纵先进技术的优点。针对各种动物、植物的特性，在各个层面上对它们的营养需求和对生态环境的要求进行相应的调整。设施农业属于一种封闭式的生态空间系统，可以利用与其有关的材料，如塑料薄膜或玻璃材质，对周围的空气和环境进行密闭隔离，减少与外界的信息交流和内部物质之间的传递和融合，建立起相对独立的、完整的生态空间，能够在一定程度上抵御恶劣气候的冲击，有效发挥气候、土壤、养分等要素之间的互相搭配作用。设施农业在我国农业生产中得到了广泛运用，如温室、植物工厂、无土种植等。在设施农业朝着现代化和信息化的方向发展的过程中，可以为动植物的生长发育提供适合其特点的温度、湿度、肥料和光照等，从而更好地减少作物对自然生态环境的依赖[1]。

2 农业气象服务内容

2.1 观测试验

农业气象的观测和试验就是将农业生产区域内的自然和生物因素作为观测目标，并根据试验结果，决定其气象服务的主要内容，如气象条件、存在的气象问题等。物理因素是指与气候因素有关的土体因素；生物学因素主要是指不同作物的生长状况、产量和作物栽培过程中的主要病害等。农业气象观测和试验的主要原理是均衡观测和并行分析，即在对农作物生长和发育状况进行观测时，全面考察农作物的生长环境，并且在观测试验过程中要采用点面结合的方式，应用专业和标准化的技术，以特定的方式进行特定的气象观测和试验。例如：在发育期观察时，要在大田中选取具有代表性的地段，该地段的观测面积不少于1 hm2，根据地形地貌将观察地段分为4个区域，并与作物播种方式相结合，确定对应测点的面积。在工作中，要做好观察和纪录，观察总株数、进入发育期的株茎数和生长状态的评估。

2.2 情报服务

农业气象情报服务就是根据以往的天气状况，在当日天气状况的基础上，对天气和气象变化对农业生产的影响进行分析的一种专门的气象情报服务。气候与农业生产之间有着密切的联系，二十四节气就是古人在生活生产中总结、提炼而来的农业气象情报经验。一年中，以各个时间节点为依据，针对不同的天气和气象变化趋势，指导农业生产，这对提升农业生产的科学性具有重要的作用。根据报道内容，农业气象信息服务可分为定期、不定期和专题3种。按日、按月向农户提供定期的农业气象信息服务，主要内容包括历史和当下的天气气候特征、农业气象问题、气象对农业生产的作用等。农业气象信息的不定期信息服务，内容包括土壤水分信息、降雨信息、病虫害信息以及各种农业气象灾害信息等。农业气象情报服务的关键是要引导种植户最大限度地发挥良好的天气状况的作用，降低不良天气状况对农业生产的不良影响，还要为农业生产和技术研究提供参考。

2.3 天气预报服务

农业气象天气预报服务指的是为田间工作、农事活动所提供服务的农业气象预报。主要内容包括适宜播种期、收获期、灌溉期及灌溉量、施肥期与施肥量预报等，也包括在作物生长期内的热量状况预测和土壤湿度预测等[2]。在这些因素中，热量条件预报服务与作物种植之间有着密切的联系。利用热量条件预报，人们可以初步预测当年的大气温度变化趋势，并且可以按照不同的作物品种对热量的不同要求，制定出对应的种植方案。例如：在高温年份，可以多种植喜温的作物和晚熟的品种，因为气温较高，有利于发芽，所以可以在春季或者适合播种的季节，适当增加播种深度。在田间管理时期，适当降温、浇水和增施氮肥，有利于作物的生长。此外，通过对热能状况进行预报，还能预测农业生产，从而提高农业生产效率。

2.4 灾害评估预警服务

我国气象灾害的发生频率高、强度大、危害严重，其中冻害、干旱和水灾对农业生产的危害尤为严重。气象灾害评价和预警是基于农作物的生理学特征，设定对应的灾害指数和不同生长阶段的灾害指数，并结合气象要素、土壤湿度、遥感数据、野外监测数据、气象站数据等，实现对气象灾害的精细预测和预警。气象灾害评估和预警服务主要针对暴风、台风、大雪、大风、冰雹、强雷电等灾害性天气。在服务过程中，始终坚持影响提示、警诫提醒、精细预警、实况通报的基本准则，当区域发生灾害性天气时，1～3 h之前发送灾害性天气影响提示、警诫提醒信息。在灾害性气象临近时，及时发出灾害性气象预警信号，开展灾害性气象评价，降低灾害性天气对农业生产的不利影响。

2.5 开发利用气候资源

农业气候资源指的是特定区域内气候条件为农业生产所提供的自然物质及能量，同时包括气候条件对农业生产发展的潜力，具有可更新性、适度性、波动性和相对稳定性的特征。在特定的区域，农业气候资源能够实现无限循环，属于农作物可利用的范围之内，农业气候资源的储备量越大，其可利用程度就越高。但是，不同年度之间的农业气候资源差异很大，在多年来的平均水平上不断发生变化，并且在变化过程中表现出相对的稳定的状态。农业气候资源的具体内容包括光资源、水资源、热量资源、风资源及大气资源。光资源指的是太阳的总辐射量、光和有效辐射量等；热能资源主要包括积温，生长期，无霜期等；水资源包括降水和土壤水分等；含有二氧化碳、氮气、氧气等的大气资源[3]。农业气候资源开发与利用服务，主要根据农作物对光、温度、水等气候因素的最低点和最高点进行研究，从而对农业气候条件对农作物生长的影响进行分析，并为农业生产提供指导。

3 设施农业气象服务对农作物种植的影响

3.1 科学选择种植时间

随着现代农业的发展和作物的生长，对气象资料的实时化和精确化提出了更高的要求。气象信息服务是农业气象服务的中心，适应现代化和绿色农业的需要，加快气象信息的更新。除了传统的农业气象天气预报服务、农业气象情报服务，还添加了新的气象因素和气象指标，并进一步丰富了长期预报服务模式。用滚动的方式为种植户提供气象数据信息，利用网络平台和新型信息媒体，促使种植户更好地了解天气变化，并引导种植户科学确定农作物的种植时间。

3.2 强化环境调控的有效性

没有合适而稳定的外部环境，农作物就无法正常生长。农业气象服务能够在观测农作物生长发育的过程中观测农作物生长环境，掌握环境因子的变化。与此同时，农业气象天气预报服务、农业气候资源开发与利用服务，都可以引导种植户最大化发挥有利的气候条件的作用，并采取科学、合理且行之有效的措施，降低不良气象条件对作物的产量和质量的影响。例如：利用农业气象服务，掌握区域的气候类型，无霜期和生长季节，掌握冬、夏两季的特征，年均降雨量等。在降水少，冬季漫长，寒冷，干旱的情况下，可选用一年两熟的抗旱性作物。以作物因蒸腾作用和代谢活动所消耗的水量为依据，合理地确定灌溉时间和灌溉量，这样既可以避免因为水分不足而造成作物植株枯萎，也可以避免因为水分过多而造成作物根系缺氧，甚至腐烂。由此可见，农业气象服务能够为农作物生长、对其生活环境的调整提供依据，从而保证农作物的正常和健康生长。

3.3 提高病虫害防治能力

指导种植户做好病虫害的预测和预警工作，提供相关信息，是一项重要的农业气象服务内容。作物的整个生长周期都有可能受到病虫害的袭击。而且，由于气候条件的差异，在各个区域常见病虫害的类型、病虫害发生发展规律以及危害程度也存在显著的差异[4]。农业气象服务中心监控农作物的生长状态，在对农作物生长趋势、有利气象条件和气象问题进行重点监控的基础上，能够精确地对病虫害发生期间、发生概率和不利影响进行预测和评估，为进一步完善农业生产中的害虫控制系统和制定相应的控制策略提供科学依据。例如：大雨之后，气温和相对湿度都会升高，容易导致白绢病、褐斑病、炭疽病、疫病、霜霉病、灰霉病等疾病的发生。利用对天气气象的预测和病虫害发生发展的预测，可以使种植户了解主要的病虫害种类，从而制定出有针对性的防治对策。同时，要做好农田的排水工作，科学、合理地使用药剂，这样不仅可以加强对病害虫的控制，还可以建立综合的病虫害控制系统。

3.4 提高气象灾害应对能力

在农作物种植过程中，台风、暴雪、低温冻害、大风、阴雨天气是最常见的气象灾害。在台风灾害中，一般都会伴随着强烈的降雨，还会导致内涝灾害，破坏农业设施，导致农作物产量下降。冬天的低温对作物的生长发育产生很大的影响，从而造成较大的经济损失。在连日阴雨的气候条件下，作物极易受到病虫害的侵袭，而作物的根系活力也会显著下降，严重可造成整株的萎蔫或死亡。农业气象服务在提高气象灾害应对能力方面具有重要的作用，气象站可以提前发出警戒警示信息，种植户可以根据此信息对大棚和农业设施进行加固，这样可以有效减少经济损失，同时可以为农作物的生长提供合适的环境。同时，对于田间已经移植好的作物，在霜冻到来之前，要及时进行浇水，并用塑料薄膜或地膜覆盖。如果温度下降过快，可以通过搭建大棚或者覆盖杂草来保持土壤温度，在作物受到大寒的时候，及时进行补救。例如：针对瓜果类的作物，可进行人工补苗或移栽；对于发生冻害的马铃薯，可喷0.136%赤乙· 芸苔3～5 g，间隔5～7 d喷施1次，连喷2～3次。

4 提高设施农业气象服务质量的措施

4.1 加快推广工作

目前，农业气象服务已取得较大进展，对推动农业生产起到了很大的作用。在开展设施农业气象服务时，应注意以下几个问题。第一，提升农业气象工作者的综合素质，以技术训练为主，提高业务水平。在选聘人员时，要注重对推广员的职业素养的考核，并要不断提高推广员的业务水平。第二，要做好宣传制度建设，全面提高气象服务的质量与能力。气象服务的发展要求各方面紧密合作，在提高服务水平的同时，逐步建立起一套健全的推广制度和管理方法，不断提高气象服务的质量[5]。

4.2 优化技术手段

要想顺利开展设施农业的气象预报工作，就需要强有力的技术支持。近年来，现代科技有了长足的发展，尤其是很多现代科技成果已初步被应用于设施农业。为了更好地推动气象服务发展，在发展设施农业时，气象部门应当对技术进行总体计划，确定技术发展方向，从而从总体上提高设施农业气象服务质量。此外，在开发科技的同时，气象部门要加大对科技人员的引入与培训力度，提高农业气象服务水平。学习先进地区的技术和经验，并与我国设施农业发展的现实状况相结合，最终构建出与我国发展相适应的设施农业技术，从而更好地增强我国设施农业发展的系统性和现代性。

4.3 提高种植户认知

要加强种植户对设施农业气象服务的了解，在总体上确保气象服务的有效性。加大对气象服务的宣传与教育力度，提高种植户对气象服务的重视程度。同时，可以采用技术指导等形式，提高种植户对气象服务功能的认知。在发展设施农业的同时，还可以建设设施农业的气象示范种植基地，地区示范推广，加深广大种植户对设施农业气象服务的认识。

4.4 应用先进科学技术

第一，在发展设施农业时，要注意建立现代化的农业气象服务系统，将其融入整个气象系统的现代化建设。要加大农业气象基础设施建设力度，提高农业气象产品与服务水平。第二，通过互联网科技，建立气象因素的监控与预测系统，推动智能设施农业发展。可以有效监控作物生长中出现的病害和虫害，并进行有针对性的防控。第三，构建出多种学科组成和专业结构搭配的科学体系，组建一支先进的技术服务队伍，并使专业技术人员深入农田，及时获取作物生长信息。

4.5 构建病虫害预警预报机制

气象部门应当与农业部门协作，共同探讨病虫害发生发展与气象灾害之间的联系，从而实现对病虫害的准确预测，构建出一套符合作物生长特征的病虫害发生预警预报机制。能够利用专家热线和在线答疑的形式，向种植户宣传病虫害防治方面的知识，降低病虫害对设施农业所带来的危害，从而更好地推动我国设施农业良性发展[6]。

5 结束语

设施农业气象服务对促进我国农业现代化、增强农业整体实力等方面有着举足轻重的作用。采取多种行之有效的措施，提升设施农业气象服务的品质，加速其推广，提高种植户对其的认可度，应用先进技术，提高技术水平，构建完善的病虫害预警机制等，从而为设施农业气象服务未来发展奠定良好的基础，提高农业生产质量。