农业气象服务在农安县设施农业中的应用

张丽达 李佳 何言

摘 要 随着科技的发展和农业生产效率的提升，越来越多的农业生产中引入了设施农业。设施农业气象通过气象监测、前置预警、气象分析等，为设施农业的发展提供了有力的保障。为促进设施农业气象服务高质量发展，以吉林省长春市农安县的农业气象发展及设施农业气象服务分析为研究对象，介绍农业气象在农安县设施农业中的应用现状，探讨农安县设施农业气象服务需求，以及当前设施农业服务气象服务存在的问题，并从强化农业气象在设施农业中的综合预测能力、提升不同农业种植发育期核心气象因子分析监测能力、增强农业气象在设施农业中的业务协同性等方面提出优化设施农业气象服务发展的对策。

关键词 农业气象服务；设施农业；吉林省长春市农安县

中图分类号：S165 文献标志码：C DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2023.02.067

设施农业是将一定的外部基础设施建设、科学技术因素等作用于农业生产，通过对农业生产的气候、水肥、光照等外部条件进行调控，进而提高农业生产效率。设施农业的发展离不开农业气象服务的帮助，农业气象服务通过气象监测、气象预警等，可以及时为设施农业发展提供参考，有效提高农业的生产效率，促进农业现代化发展。

1 农安县概况

农安县隶属于吉林省长春市，位于松辽平原腹地，总面积5 450 km2，境内以平原为主，耕地面积达50.67万hm2，是我国东北地区著名的农业大县。农安县地势总体较为平坦，呈现出西高东低的阶梯分布，海拔250～280 m，属温带大陆气候，全年平均温度

4.7 ℃，极端低温可达到-30.07 ℃，无霜期147 d，年降水量500～1 300 mm，年有效积温达2 850 ℃。农安县主要的气象灾害有寒潮、雷暴、大风、低温、冰雹等。

目前，农安县农业生产以玉米、大豆、花生等农作物为主，其中玉米种植面积34.67万hm2，占比最大，其次为大豆，种植面积6.47万hm2。通过多年努力，农安县的农业种植现代化、特色化有了明显发展，目前已经形成了葡萄、烟叶、向日葵、胡萝卜、黄桃等特色化种植。其中，葡萄种植面积达2.87万hm2，烟叶种植面积达1.87万hm2，向日葵种植面积达

1.47万hm2，香瓜种植面积达3.13万hm2，形成了特色的香瓜种植基地、葡萄种植基地、烟叶种植基地。

2 农安县设施农业气象服务现状

2.1 设施农业集中连片建设

在设施农业中，香瓜种植、葡萄种植、烟叶种植等呈现出载荷相对较高、种植集中连片的特点。以温控大棚、钢结构配套滴灌大棚等为主的设施农业在农安县永安乡、龙王乡等乡镇接连出现，这些设施农业的开发有效带动了设施农业气象的发展。此外，温控大棚温度监测仪等小型设施农业气象监测设备也得以大量配套建设，为农安县设施农业气象服务的发展奠定了一定的发展基础。

2.2 设施农业气象连片成网布局

在设施农业气象服务方面，农安县逐步进行服务拓展，实现了农业气象在设施农业中的初步应用。目前，农安县已经形成设施农业气象监测站和气象农业监测点的联网和信息共享。当地气象部门依托香瓜、葡萄、烟叶等设施农业大棚集中连片发展区，建设了13个气象实验站、20个气象监测网点，并将这些气象监测站点联网成片，形成农安县系统的农业气象监测网。

2.3 设施农业气象示范带动

农安县开展了农业气象服务示范点行动，打造政府搭台、气象保护、专业市场运营为一体的农安县香瓜农业特色化气象保障示范基地。依托政府资金支持、气象部门技术支持、市场化气象灾害防护、企业的专业市场运营和技术供给，农安县实现相关设施农业气象服务的联网化、智能化[1]。

3 农安县设施农业气象服务需求

3.1 特色农产品设施种植中的气象服务需求

目前，农安县主要的设施农业集中于香瓜、葡萄、烟叶的农业生产中。其中，香瓜和葡萄种植总面积达5.33万hm2，在农安县小城子乡、新农乡、哈拉海镇等多个乡镇形成了特色集中连片设施农业发展区，建设了大量的香瓜、葡萄温室大棚。目前，农安县特色化設施农业发展中，迫切需要农业气象部门给这些设施农业区进行气象灾害精细化划分和气象数据的精细化供给。与此同时，许多当地的设施农业建设，也需要农业气象部门提供环境气象要素分析。例如，在农业大棚建设过程中，当地农户需要农业气象部门提供大棚光照仰角、大棚薄膜覆盖透光性、大棚朝向等各种专业化的气象分析服务。

3.2 农业产业化设施种植中的气象服务需求

从农安县农业种植的总体发展来看，玉米、大豆是当地主要的农业产业化作物，农业气象部门在设施农业发展中提供农业气象服务，将有助于对大豆、玉米等进行及时的气象监测、气象预警[2]。同时，当地农民迫切需要农业气象部门提供一系列的防灾减灾预报，精细化的玉米、大豆病虫害防治趋势预报，早熟玉米的大棚室内精细化气象因子分析等[3]。例如，对于早熟玉米的灌溉、通风、大棚温度设定、薄膜厚度、补光强度等农业气象信息，都是农安县设施农业发展中迫切需要的农业气象服务[4]。

3.3 农业发展与农业设施建设中的气象服务需求

目前，农业发展和农业设施建设对气象服务需求十分迫切。例如，农安县不仅需要针对不同地区内的大棚气温变化模型进行预测，也需要收集一系列农业气象灾害发生概率的指标进行农业保险综合评估服务。

在农业基础设施建设中，特别是塑料大棚的建设和智能化温控大棚、拱棚建设夹角和日光仰角的设计，都需要根据当地精细化的气象数据进行监测分析来提高精准度，所以这些领域是影响农安县特色化农业发展和产业化农业发展的关键因素[5]。

农安县香瓜生产、葡萄生产、烟叶生产中大量采用了大棚和温控技术，但是对于温控的范围、大棚建设的仰角、拱棚的设计高度和棚内温度的变化趋势预测都没有经验，这也导致当地一些设施农业发展出现了气象服务不足、精准度不高的问题，限制了设施农业的可持续发展[6]。

4 存在的问题

4.1 综合预测能力不足

目前，农安县设施农业气象预报服务主要是开展了联网的气象监测和数据收集、广域范围内的气象推送和气象信息发布。但当地设施农业发展需要的是更加精准化、综合性的气象服务，而这些服务正是农安县气象服务的短板。

从设施农业气象服务内容来看，农安县的设施农业气象服务往往只提供中短期气象服务监测预警，仅对未来1～4 d的气象因素进行预测和信息推送。然而，当地设施农业发展主要是通过农业大棚进行香瓜、葡萄、烟叶等特色农产品的生产，这就需要临近期的气象预报，即需要未来1～10 h甚至1～2 h的气象预报，同时需要整个设施农业中温度、湿度、风力、空气流通度等气象数据，而这些是农安县设施农业气象服务所缺乏的[7]。

在设施农业气象服务中，农安县既没有开展基于短时间、临时性的气象预报，也没有开展基于设施农业内部温度、湿度、风力、空气流通状况等因子的综合气象服务预测，这使得农安县设施农业气象服务精准度不足，综合预测能力不足，限制了设施农业的发展。

4.2 核心气象因子分析监测能力不足

农安县设施农业发展主要集中于香瓜、葡萄、烟叶等特色化农业种植领域。不同农作物在生长期、发育期、结果期等不同生长时期的气象因子不同，所以要对各种农作物匹配的气象因子指标进行针对性分析，才能确保设施农业气象服务真正到位。然而，农安县的设施农业气象服务对于不同农业种植发育期核心气象因子的分析监测，没有建立相应的监测指标体系，监测基础设施不足，整体的监测分析预警能力严重受限。

以香瓜大棚种植为例，其需要依托气象部门的温度监测实施大棚内部的温度调控，特别是在香瓜的挂果期、开花期，需要气象服务部门对香瓜种植区域的外部温度变化及时进行预报、监测和提醒。但目前农安县缺乏这种精细化的监测提醒服务，监测基础设施不足，仅有县域整体的气象预报，缺乏精细到乡村的气象预报，这导致农安县大棚香瓜种植面临很大的气象风险。例如，2018年农安县小城子乡、新农乡发生区域性寒潮，由于精细化核心气象因子监测指标缺失，未建立局地寒潮预警因子监测，导致这些地区冬季香瓜受到突然的低温冲击出现枯死、冻伤现象，给种植户带来重大损失。

4.3 业务协同性不足

目前，农安县设施农业气象服务缺乏业务协同性。1）农业监测部门与农业气象技术监测部门合作较少，信息共享不足，农业气象服务部门和农业生产部门没有建立定期交流机制，归口管理协同不足，气象数据报送共享建设不足。2）在农业气象信息推广、农业精细化信息数据采集方面，农户与气象服务管理部门、农业生产管理部门之间存在着对接不清晰、常态化的服务协同制度建设没有建成等问题。这些问题影响了农安县设施农业气象发展的协同性，由于各部门仅关注各自领域的工作，导致设施农业气象服务无法纵深化发展，无法形成协同发力。

5 优化对策

5.1 强化农业气象在设施农业中的综合预测能力

为了全面加强农安县精细化、综合化的设施农业气象服务，农安县要进一步拓展农安县精细化设施农业气象服务监测点位的分布领域，扩大农安县精细化气象服务监测点的覆盖范围；对种植香瓜、葡萄、香叶等特色农产品的乡镇，增加设施农业气象服务监测网点数量，加强临近期的天气监测预警，提升1～4 h的温度、风速、湿度等指标的监测预警能力。

为此，农安县气象部门应构建综合性、短期性的设施农业气象服务指标，增强综合气象预测和风险监测能力，及时推送短期设施农业发展中急需的温度、光照度、湿度、风速变化等气象数据，通过强化综合性预测能力提高农业生产力。

5.2 提升不同农业种植发育期核心气象因子分析监测能力

农安县气象部门需要针对各乡镇实施精细化的气象条件划分，根据不同乡镇的气候特点、农业种植特色实施气候划分和地理区域划分，依托当地的气候条件，确定不同地域特色化农业种植中的关键核心气象因子。例如，对于香瓜种植，需要确定温度、湿度、土壤地温等气象因子；对于葡萄的种植，需要重点确定湿度、风力、冷暖干湿等气象因子，从而确保葡萄的光照条件、生长温度、湿度等能够得到很好的预测；对于向日葵的种植，需要确定光照时间、分散程度、入射角，气候变化趋势及葵花籽收获临近期的温度、气候、湿度变化条件等。只有全面掌握这些气象因子，并对这些气象因子进行个性化分析，结合不同的农作物实施不同的气象学预测监测，才能有效促进农安县农业种植高质量发展，进而为农安县农业种植的优化提供有效保障。

总之，要针对不同乡镇的特色化设施农业产业，构建不同的关键核心气象因子，对这些气象因子实施分类管理，加强分析、监测、预警能力建设，使更多的气象因子在设施农业生产中发挥关键作用。

5.3 增强农业气象在设施农业中的业务协同性

1）农业气象部门、农业生产管理部门、农户之间要建立设施农业气象服务发展的共享机制和协同机制，建立定期的信息分享平台，通过定期会商、信息交流和定期的信息互助实现设施农业气象数据的互通和利用。同时，可以通过数据互联互通，实施气象因子的综合判研，加强气象、农业、设施部门之间的联动，为农安县当地农户进行个性化的农业气象信息供给服务。此外，要着力提升香瓜、葡萄、烟叶种植户在农业气象信息获取方面的便利度，通过搭建定期信息分享渠道，使这些种植户积极参与农业气象的信息交流、技术分析，并构建统一化的设施农业气象服务网络架构，从而有效提高农安县设施农业发展中气象服务的协同性。

2）建立农业产业化企业、农业龙头公司、农户及农业气象部门的沟通交流机制，强化各主体之间的气象信息报送、气象信息推送，定期举办业务交流会议、气象服务沟通座谈会、联席气象信息共享会等，进一步通过政府、气象管理部门、市场化农业生产部门的参与，实现设施农业气象服务信息的及时反馈和内部闭环运行。

6 结语

设施农业的气象服务需要协同发力、综合服务，需要拓展服务领域、服务范围，需要加强基础设施建设，强化政策支持、资金支持。只有通过针对性的服务、深度的气象指标研究和供给，才能使设施农业中的气象服务高质量发展，真正促进农业现代化转型。

参考文献：

[1] 肖芳进，张令芳，邓月珍.农业气象预报的重要性及發展方向研究[J].河南农业，2020（17）：41-42.

[2] 钟博，吴春英，蒋婷婷，等.气象预报为农服务的必要性[J].农业技术与装备，2021（10）：151-152.

[3] 沙莉，孙立德，张晶丹，等.设施农业气象装备技术现状与对策[J].辽宁农业科学，2019（5）：63-65.

[4] 刘鹏，郑勇，杨红军.基于改进神经网络的农作物产量预测方法[J].电子技术应用，2019，45（10）：

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[5] 王丽红.农业气象预报的要点及必要性[J].农民致富之友，2020（7）：222.

[6] 张净雯，杨丰恺.基于“智慧气象”的设施农业气象监测服务体系研究：以四川天府新区为例[J].四川农业科技，2021（5）：75-77.

[7] 刘洋.农业气象信息技术在设施农业中的应用研究[J].黑龙江粮食，2021（11）：111-112.

（责任编辑：刘宁宁）