設(shè)施農(nóng)業(yè)氣象小氣候理想化設(shè)計(jì)

張福斌，袁玥

摘要：設(shè)施農(nóng)業(yè)是在特定的不適宜農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自然環(huán)境下，通過一些科學(xué)的現(xiàn)代化手段，對(duì)自然環(huán)境條件的科學(xué)控制和改變，從而達(dá)到農(nóng)作物生長所需要素的范圍標(biāo)準(zhǔn)。使農(nóng)作物縮短了生長周期，產(chǎn)量高、質(zhì)量好。大大提高了經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)綜合效益。設(shè)施農(nóng)業(yè)可以為當(dāng)?shù)氐氖袌鎏峁踩?、健康的，新、奇、特的農(nóng)副產(chǎn)品，使得農(nóng)業(yè)資源得到充分的、高效的、優(yōu)化配置利用。設(shè)施農(nóng)業(yè)的小氣候決定著設(shè)施農(nóng)作物的生長發(fā)育狀況。能夠滿足農(nóng)作物生長的氣象條件，決定了設(shè)施農(nóng)業(yè)中的作物的直接經(jīng)濟(jì)效益。若設(shè)施農(nóng)業(yè)氣象小氣候條件理想，既可滿足作物生長的需要，也能為社會(huì)提供了充分的物資資源，為農(nóng)作物的生產(chǎn)者帶了最大化的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：設(shè)施農(nóng)業(yè)；氣象小氣候；理想化設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)： S162 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A DOI編號(hào)： 10.14025/j.cnki.jlny.2018.14.069

設(shè)施農(nóng)業(yè)從種類上分，主要包括設(shè)施養(yǎng)殖和設(shè)施種植兩大部分。設(shè)施農(nóng)業(yè)的種植采用科學(xué)化、現(xiàn)代化的管理技術(shù)。通過一定的介質(zhì)改善特定的設(shè)施農(nóng)業(yè)的局部小氣候環(huán)境。改變當(dāng)時(shí)的氣候自然環(huán)境，創(chuàng)造出適宜的光照、溫度、水等環(huán)境條件，來促進(jìn)農(nóng)作物的生長發(fā)育。

1 農(nóng)作物生長需要的氣象因素

影響農(nóng)作物生長發(fā)育的氣象條件主要有太陽輻射、溫度、降水、濕度、風(fēng)、二氧化碳濃度等。最關(guān)鍵的農(nóng)作物生長所需的水、熱、光的三要素，決定了某個(gè)區(qū)域自然環(huán)境的特性，也決定了區(qū)域內(nèi)農(nóng)作物生長情況的變化特征。設(shè)施農(nóng)業(yè)的理想化，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不再被動(dòng)，“靠天吃飯”的歷史已成為過去。

農(nóng)作物種類和品種繁多復(fù)雜。每個(gè)種類的生長發(fā)育過程不近相同，每個(gè)品種的生長也存在不同之處。作物的生長發(fā)育的氣象氣候因子和環(huán)境因子也不盡相同。作物的遺傳特性和生物學(xué)特性及其對(duì)各個(gè)環(huán)境因子的要求，都是由作物本身的農(nóng)業(yè)氣象指標(biāo)來控制。

2 小氣候建立的農(nóng)業(yè)氣象指標(biāo)

農(nóng)業(yè)氣象指標(biāo)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)象和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，對(duì)氣象條件的要求，適用于農(nóng)業(yè)氣候分析和農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃的指標(biāo)，又稱為農(nóng)業(yè)氣候指標(biāo)。利用農(nóng)業(yè)氣象指標(biāo)，建立一個(gè)管理平臺(tái)，采集農(nóng)業(yè)氣象小氣候的數(shù)據(jù)。然后利用監(jiān)測數(shù)據(jù)，反饋到管理平臺(tái)，按照氣象要素的每個(gè)指標(biāo)進(jìn)行科學(xué)的調(diào)整，以達(dá)到最佳氣象氣候要素值。

3 設(shè)施農(nóng)業(yè)氣象小氣候平臺(tái)的建立和應(yīng)用

設(shè)施農(nóng)業(yè)小氣候理想化管理平臺(tái)，由氣象小氣候儀監(jiān)測設(shè)備，電腦及所需的軟件，遮陽網(wǎng)、風(fēng)扇，補(bǔ)光燈等組成。電腦負(fù)責(zé)接收和發(fā)布指令，每個(gè)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)都由管理平臺(tái)控制，也可以利用GPS網(wǎng)絡(luò)連接手機(jī)，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控操作。利用平臺(tái)設(shè)定的閥值，控制所有設(shè)備的啟停。這樣就能控制棚內(nèi)的光、溫、水等氣象要素的數(shù)值。這些設(shè)備的電力資源，最好來自太陽能采電方式，也可以利用市電進(jìn)行電源的備份。

3.1農(nóng)業(yè)小氣候設(shè)計(jì)所需要的指標(biāo)

以蔬菜作物黃瓜為例。黃瓜是典型的喜溫植物。正常生長發(fā)育的最低溫度是10℃～12℃，相對(duì)濕度60%～90%。白天適宜溫度較高，約為25℃～32℃。夜間適宜溫度為15℃～18℃。在10℃以下時(shí)，光合作用，呼吸作用光合產(chǎn)物運(yùn)轉(zhuǎn)及授粉等生理活動(dòng)會(huì)受到一定的影響，甚至停止。溫度在32℃以上時(shí)呼吸量增加，消耗量高于生長量。光合作用急劇衰退，代謝機(jī)能受阻。葉色變淡雄花落蕾或者不能開花，花粉發(fā)芽能力低下，導(dǎo)致果實(shí)畸形，呼吸完全停止等狀況。

黃瓜植株組織嬌嫩，一般5℃～10℃時(shí)出現(xiàn)凍害，-2℃～0℃時(shí)會(huì)被凍死，所有這些需要看溫度出現(xiàn)的時(shí)間來決定。

黃瓜各發(fā)育期的指標(biāo)。播種及出苗期：白天25℃～32℃，夜間15℃～18℃，土壤相對(duì)濕度60%～70%。嫁接幼苗期：白天28℃～30℃，夜間18℃～20℃，土壤相對(duì)濕度70%～90%。定植期：白天22℃～30℃，夜間20℃。甩條發(fā)棵期：白天24℃～28℃，夜間14℃～18℃，土壤相對(duì)濕度70%～80%。結(jié)果期：白天22℃～30℃，夜間12℃～15℃，晝夜溫差10℃～15℃。

3.2設(shè)施農(nóng)業(yè)小氣候的運(yùn)作的設(shè)計(jì)

溫度是決定作物生長的必要因素，當(dāng)監(jiān)測設(shè)備監(jiān)測到了溫度高低時(shí)，所有數(shù)據(jù)反饋到設(shè)定了氣候指標(biāo)的管理平臺(tái)（圖1）。由管理平臺(tái)發(fā)出指令，進(jìn)行放風(fēng)降溫或者增加補(bǔ)足光照，增加溫度等調(diào)整。當(dāng)作物指標(biāo)對(duì)光照有要求時(shí)，可以利用設(shè)備監(jiān)測結(jié)果，對(duì)光照進(jìn)行遮光或者進(jìn)行補(bǔ)光。濕度對(duì)棚內(nèi)的作物影響也很大，可以利用安裝的風(fēng)扇或者增加水汽噴霧量等手段來進(jìn)行調(diào)整，也可以用滴灌方式對(duì)濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)。在這樣的管理情況下，黃瓜的生長周期會(huì)縮短，產(chǎn)量和質(zhì)量較突出，提稿了經(jīng)濟(jì)收益。

合理的利用設(shè)施農(nóng)業(yè)小氣候理想化農(nóng)業(yè)氣象因素，會(huì)為設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來最多的效益。缺點(diǎn)是投入大，農(nóng)業(yè)產(chǎn)品單一。這也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者的運(yùn)作不利的主要原因。

4結(jié)語

設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是未來農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的趨勢，適時(shí)的改善人們生活和生活習(xí)慣的必然發(fā)展。能夠充分利用有效的空間，獲得利益最大化。不僅推動(dòng)了節(jié)水、節(jié)地、節(jié)藥、節(jié)肥、節(jié)能、節(jié)種等節(jié)約型農(nóng)業(yè)，而且也為國家和社會(huì)未來的發(fā)展作出重要貢獻(xiàn)。

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作者簡介：張福斌，高級(jí)工程師，研究方向：農(nóng)業(yè)推廣。