設施農(nóng)業(yè)氣象服務對農(nóng)作物種植的影響

鐘海彬，謝近年，楊家軍

1.東源縣氣象局，廣東東源 517500；2.河源市氣象局，廣東河源 517000

設施農(nóng)業(yè)對促進種植戶增收、促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和現(xiàn)代化發(fā)展具有重要意義。在全球氣候變暖，各類極端天氣頻發(fā)的背景下，設施農(nóng)業(yè)的發(fā)展要求加強氣象服務。目前，我國氣象服務的發(fā)展難以適應設施農(nóng)業(yè)迅速發(fā)展的現(xiàn)實需要，必須對設施農(nóng)業(yè)氣象服務當前和今后的發(fā)展進行分析，并提出相應的措施。

1 設施農(nóng)業(yè)概述

設施農(nóng)業(yè)的根本目的是通過先進的科學技術，為動植物提供綠色環(huán)保、健康舒適的生存環(huán)境，確保動植物正常成長，在現(xiàn)有的土地資源上，生產(chǎn)出質量更好、效率更高的農(nóng)業(yè)畜牧業(yè)產(chǎn)品。設施農(nóng)業(yè)是為了應對和解決氣象與環(huán)境條件發(fā)生變化等問題而建立的生態(tài)空間，在這個空間內部，溫度、濕度等氣象條件都可以實現(xiàn)人工操作、人工設置和人工處理，從而展現(xiàn)出可以自由操縱先進技術的優(yōu)點。針對各種動物、植物的特性，在各個層面上對它們的營養(yǎng)需求和對生態(tài)環(huán)境的要求進行相應的調整。設施農(nóng)業(yè)屬于一種封閉式的生態(tài)空間系統(tǒng)，可以利用與其有關的材料，如塑料薄膜或玻璃材質，對周圍的空氣和環(huán)境進行密閉隔離，減少與外界的信息交流和內部物質之間的傳遞和融合，建立起相對獨立的、完整的生態(tài)空間，能夠在一定程度上抵御惡劣氣候的沖擊，有效發(fā)揮氣候、土壤、養(yǎng)分等要素之間的互相搭配作用。設施農(nóng)業(yè)在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛運用，如溫室、植物工廠、無土種植等。在設施農(nóng)業(yè)朝著現(xiàn)代化和信息化的方向發(fā)展的過程中，可以為動植物的生長發(fā)育提供適合其特點的溫度、濕度、肥料和光照等，從而更好地減少作物對自然生態(tài)環(huán)境的依賴[1]。

2 農(nóng)業(yè)氣象服務內容

2.1 觀測試驗

農(nóng)業(yè)氣象的觀測和試驗就是將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域內的自然和生物因素作為觀測目標，并根據(jù)試驗結果，決定其氣象服務的主要內容，如氣象條件、存在的氣象問題等。物理因素是指與氣候因素有關的土體因素；生物學因素主要是指不同作物的生長狀況、產(chǎn)量和作物栽培過程中的主要病害等。農(nóng)業(yè)氣象觀測和試驗的主要原理是均衡觀測和并行分析，即在對農(nóng)作物生長和發(fā)育狀況進行觀測時，全面考察農(nóng)作物的生長環(huán)境，并且在觀測試驗過程中要采用點面結合的方式，應用專業(yè)和標準化的技術，以特定的方式進行特定的氣象觀測和試驗。例如：在發(fā)育期觀察時，要在大田中選取具有代表性的地段，該地段的觀測面積不少于1 hm2，根據(jù)地形地貌將觀察地段分為4個區(qū)域，并與作物播種方式相結合，確定對應測點的面積。在工作中，要做好觀察和紀錄，觀察總株數(shù)、進入發(fā)育期的株莖數(shù)和生長狀態(tài)的評估。

2.2 情報服務

農(nóng)業(yè)氣象情報服務就是根據(jù)以往的天氣狀況，在當日天氣狀況的基礎上，對天氣和氣象變化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響進行分析的一種專門的氣象情報服務。氣候與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)之間有著密切的聯(lián)系，二十四節(jié)氣就是古人在生活生產(chǎn)中總結、提煉而來的農(nóng)業(yè)氣象情報經(jīng)驗。一年中，以各個時間節(jié)點為依據(jù)，針對不同的天氣和氣象變化趨勢，指導農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，這對提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的科學性具有重要的作用。根據(jù)報道內容，農(nóng)業(yè)氣象信息服務可分為定期、不定期和專題3種。按日、按月向農(nóng)戶提供定期的農(nóng)業(yè)氣象信息服務，主要內容包括歷史和當下的天氣氣候特征、農(nóng)業(yè)氣象問題、氣象對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的作用等。農(nóng)業(yè)氣象信息的不定期信息服務，內容包括土壤水分信息、降雨信息、病蟲害信息以及各種農(nóng)業(yè)氣象災害信息等。農(nóng)業(yè)氣象情報服務的關鍵是要引導種植戶最大限度地發(fā)揮良好的天氣狀況的作用，降低不良天氣狀況對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不良影響，還要為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和技術研究提供參考。

2.3 天氣預報服務

農(nóng)業(yè)氣象天氣預報服務指的是為田間工作、農(nóng)事活動所提供服務的農(nóng)業(yè)氣象預報。主要內容包括適宜播種期、收獲期、灌溉期及灌溉量、施肥期與施肥量預報等，也包括在作物生長期內的熱量狀況預測和土壤濕度預測等[2]。在這些因素中，熱量條件預報服務與作物種植之間有著密切的聯(lián)系。利用熱量條件預報，人們可以初步預測當年的大氣溫度變化趨勢，并且可以按照不同的作物品種對熱量的不同要求，制定出對應的種植方案。例如：在高溫年份，可以多種植喜溫的作物和晚熟的品種，因為氣溫較高，有利于發(fā)芽，所以可以在春季或者適合播種的季節(jié)，適當增加播種深度。在田間管理時期，適當降溫、澆水和增施氮肥，有利于作物的生長。此外，通過對熱能狀況進行預報，還能預測農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，從而提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。

2.4 災害評估預警服務

我國氣象災害的發(fā)生頻率高、強度大、危害嚴重，其中凍害、干旱和水災對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的危害尤為嚴重。氣象災害評價和預警是基于農(nóng)作物的生理學特征，設定對應的災害指數(shù)和不同生長階段的災害指數(shù)，并結合氣象要素、土壤濕度、遙感數(shù)據(jù)、野外監(jiān)測數(shù)據(jù)、氣象站數(shù)據(jù)等，實現(xiàn)對氣象災害的精細預測和預警。氣象災害評估和預警服務主要針對暴風、臺風、大雪、大風、冰雹、強雷電等災害性天氣。在服務過程中，始終堅持影響提示、警誡提醒、精細預警、實況通報的基本準則，當區(qū)域發(fā)生災害性天氣時，1～3 h之前發(fā)送災害性天氣影響提示、警誡提醒信息。在災害性氣象臨近時，及時發(fā)出災害性氣象預警信號，開展災害性氣象評價，降低災害性天氣對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不利影響。

2.5 開發(fā)利用氣候資源

農(nóng)業(yè)氣候資源指的是特定區(qū)域內氣候條件為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所提供的自然物質及能量，同時包括氣候條件對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的潛力，具有可更新性、適度性、波動性和相對穩(wěn)定性的特征。在特定的區(qū)域，農(nóng)業(yè)氣候資源能夠實現(xiàn)無限循環(huán)，屬于農(nóng)作物可利用的范圍之內，農(nóng)業(yè)氣候資源的儲備量越大，其可利用程度就越高。但是，不同年度之間的農(nóng)業(yè)氣候資源差異很大，在多年來的平均水平上不斷發(fā)生變化，并且在變化過程中表現(xiàn)出相對的穩(wěn)定的狀態(tài)。農(nóng)業(yè)氣候資源的具體內容包括光資源、水資源、熱量資源、風資源及大氣資源。光資源指的是太陽的總輻射量、光和有效輻射量等；熱能資源主要包括積溫，生長期，無霜期等；水資源包括降水和土壤水分等；含有二氧化碳、氮氣、氧氣等的大氣資源[3]。農(nóng)業(yè)氣候資源開發(fā)與利用服務，主要根據(jù)農(nóng)作物對光、溫度、水等氣候因素的最低點和最高點進行研究，從而對農(nóng)業(yè)氣候條件對農(nóng)作物生長的影響進行分析，并為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供指導。

3 設施農(nóng)業(yè)氣象服務對農(nóng)作物種植的影響

3.1 科學選擇種植時間

隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展和作物的生長，對氣象資料的實時化和精確化提出了更高的要求。氣象信息服務是農(nóng)業(yè)氣象服務的中心，適應現(xiàn)代化和綠色農(nóng)業(yè)的需要，加快氣象信息的更新。除了傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)氣象天氣預報服務、農(nóng)業(yè)氣象情報服務，還添加了新的氣象因素和氣象指標，并進一步豐富了長期預報服務模式。用滾動的方式為種植戶提供氣象數(shù)據(jù)信息，利用網(wǎng)絡平臺和新型信息媒體，促使種植戶更好地了解天氣變化，并引導種植戶科學確定農(nóng)作物的種植時間。

3.2 強化環(huán)境調控的有效性

沒有合適而穩(wěn)定的外部環(huán)境，農(nóng)作物就無法正常生長。農(nóng)業(yè)氣象服務能夠在觀測農(nóng)作物生長發(fā)育的過程中觀測農(nóng)作物生長環(huán)境，掌握環(huán)境因子的變化。與此同時，農(nóng)業(yè)氣象天氣預報服務、農(nóng)業(yè)氣候資源開發(fā)與利用服務，都可以引導種植戶最大化發(fā)揮有利的氣候條件的作用，并采取科學、合理且行之有效的措施，降低不良氣象條件對作物的產(chǎn)量和質量的影響。例如：利用農(nóng)業(yè)氣象服務，掌握區(qū)域的氣候類型，無霜期和生長季節(jié)，掌握冬、夏兩季的特征，年均降雨量等。在降水少，冬季漫長，寒冷，干旱的情況下，可選用一年兩熟的抗旱性作物。以作物因蒸騰作用和代謝活動所消耗的水量為依據(jù)，合理地確定灌溉時間和灌溉量，這樣既可以避免因為水分不足而造成作物植株枯萎，也可以避免因為水分過多而造成作物根系缺氧，甚至腐爛。由此可見，農(nóng)業(yè)氣象服務能夠為農(nóng)作物生長、對其生活環(huán)境的調整提供依據(jù)，從而保證農(nóng)作物的正常和健康生長。

3.3 提高病蟲害防治能力

指導種植戶做好病蟲害的預測和預警工作，提供相關信息，是一項重要的農(nóng)業(yè)氣象服務內容。作物的整個生長周期都有可能受到病蟲害的襲擊。而且，由于氣候條件的差異，在各個區(qū)域常見病蟲害的類型、病蟲害發(fā)生發(fā)展規(guī)律以及危害程度也存在顯著的差異[4]。農(nóng)業(yè)氣象服務中心監(jiān)控農(nóng)作物的生長狀態(tài)，在對農(nóng)作物生長趨勢、有利氣象條件和氣象問題進行重點監(jiān)控的基礎上，能夠精確地對病蟲害發(fā)生期間、發(fā)生概率和不利影響進行預測和評估，為進一步完善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的害蟲控制系統(tǒng)和制定相應的控制策略提供科學依據(jù)。例如：大雨之后，氣溫和相對濕度都會升高，容易導致白絹病、褐斑病、炭疽病、疫病、霜霉病、灰霉病等疾病的發(fā)生。利用對天氣氣象的預測和病蟲害發(fā)生發(fā)展的預測，可以使種植戶了解主要的病蟲害種類，從而制定出有針對性的防治對策。同時，要做好農(nóng)田的排水工作，科學、合理地使用藥劑，這樣不僅可以加強對病害蟲的控制，還可以建立綜合的病蟲害控制系統(tǒng)。

3.4 提高氣象災害應對能力

在農(nóng)作物種植過程中，臺風、暴雪、低溫凍害、大風、陰雨天氣是最常見的氣象災害。在臺風災害中，一般都會伴隨著強烈的降雨，還會導致內澇災害，破壞農(nóng)業(yè)設施，導致農(nóng)作物產(chǎn)量下降。冬天的低溫對作物的生長發(fā)育產(chǎn)生很大的影響，從而造成較大的經(jīng)濟損失。在連日陰雨的氣候條件下，作物極易受到病蟲害的侵襲，而作物的根系活力也會顯著下降，嚴重可造成整株的萎蔫或死亡。農(nóng)業(yè)氣象服務在提高氣象災害應對能力方面具有重要的作用，氣象站可以提前發(fā)出警戒警示信息，種植戶可以根據(jù)此信息對大棚和農(nóng)業(yè)設施進行加固，這樣可以有效減少經(jīng)濟損失，同時可以為農(nóng)作物的生長提供合適的環(huán)境。同時，對于田間已經(jīng)移植好的作物，在霜凍到來之前，要及時進行澆水，并用塑料薄膜或地膜覆蓋。如果溫度下降過快，可以通過搭建大棚或者覆蓋雜草來保持土壤溫度，在作物受到大寒的時候，及時進行補救。例如：針對瓜果類的作物，可進行人工補苗或移栽；對于發(fā)生凍害的馬鈴薯，可噴0.136%赤乙· 蕓苔3～5 g，間隔5～7 d噴施1次，連噴2～3次。

4 提高設施農(nóng)業(yè)氣象服務質量的措施

4.1 加快推廣工作

目前，農(nóng)業(yè)氣象服務已取得較大進展，對推動農(nóng)業(yè)生產(chǎn)起到了很大的作用。在開展設施農(nóng)業(yè)氣象服務時，應注意以下幾個問題。第一，提升農(nóng)業(yè)氣象工作者的綜合素質，以技術訓練為主，提高業(yè)務水平。在選聘人員時，要注重對推廣員的職業(yè)素養(yǎng)的考核，并要不斷提高推廣員的業(yè)務水平。第二，要做好宣傳制度建設，全面提高氣象服務的質量與能力。氣象服務的發(fā)展要求各方面緊密合作，在提高服務水平的同時，逐步建立起一套健全的推廣制度和管理方法，不斷提高氣象服務的質量[5]。

4.2 優(yōu)化技術手段

要想順利開展設施農(nóng)業(yè)的氣象預報工作，就需要強有力的技術支持。近年來，現(xiàn)代科技有了長足的發(fā)展，尤其是很多現(xiàn)代科技成果已初步被應用于設施農(nóng)業(yè)。為了更好地推動氣象服務發(fā)展，在發(fā)展設施農(nóng)業(yè)時，氣象部門應當對技術進行總體計劃，確定技術發(fā)展方向，從而從總體上提高設施農(nóng)業(yè)氣象服務質量。此外，在開發(fā)科技的同時，氣象部門要加大對科技人員的引入與培訓力度，提高農(nóng)業(yè)氣象服務水平。學習先進地區(qū)的技術和經(jīng)驗，并與我國設施農(nóng)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)實狀況相結合，最終構建出與我國發(fā)展相適應的設施農(nóng)業(yè)技術，從而更好地增強我國設施農(nóng)業(yè)發(fā)展的系統(tǒng)性和現(xiàn)代性。

4.3 提高種植戶認知

要加強種植戶對設施農(nóng)業(yè)氣象服務的了解，在總體上確保氣象服務的有效性。加大對氣象服務的宣傳與教育力度，提高種植戶對氣象服務的重視程度。同時，可以采用技術指導等形式，提高種植戶對氣象服務功能的認知。在發(fā)展設施農(nóng)業(yè)的同時，還可以建設設施農(nóng)業(yè)的氣象示范種植基地，地區(qū)示范推廣，加深廣大種植戶對設施農(nóng)業(yè)氣象服務的認識。

4.4 應用先進科學技術

第一，在發(fā)展設施農(nóng)業(yè)時，要注意建立現(xiàn)代化的農(nóng)業(yè)氣象服務系統(tǒng)，將其融入整個氣象系統(tǒng)的現(xiàn)代化建設。要加大農(nóng)業(yè)氣象基礎設施建設力度，提高農(nóng)業(yè)氣象產(chǎn)品與服務水平。第二，通過互聯(lián)網(wǎng)科技，建立氣象因素的監(jiān)控與預測系統(tǒng)，推動智能設施農(nóng)業(yè)發(fā)展。可以有效監(jiān)控作物生長中出現(xiàn)的病害和蟲害，并進行有針對性的防控。第三，構建出多種學科組成和專業(yè)結構搭配的科學體系，組建一支先進的技術服務隊伍，并使專業(yè)技術人員深入農(nóng)田，及時獲取作物生長信息。

4.5 構建病蟲害預警預報機制

氣象部門應當與農(nóng)業(yè)部門協(xié)作，共同探討病蟲害發(fā)生發(fā)展與氣象災害之間的聯(lián)系，從而實現(xiàn)對病蟲害的準確預測，構建出一套符合作物生長特征的病蟲害發(fā)生預警預報機制。能夠利用專家熱線和在線答疑的形式，向種植戶宣傳病蟲害防治方面的知識，降低病蟲害對設施農(nóng)業(yè)所帶來的危害，從而更好地推動我國設施農(nóng)業(yè)良性發(fā)展[6]。

5 結束語

設施農(nóng)業(yè)氣象服務對促進我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、增強農(nóng)業(yè)整體實力等方面有著舉足輕重的作用。采取多種行之有效的措施，提升設施農(nóng)業(yè)氣象服務的品質，加速其推廣，提高種植戶對其的認可度，應用先進技術，提高技術水平，構建完善的病蟲害預警機制等，從而為設施農(nóng)業(yè)氣象服務未來發(fā)展奠定良好的基礎，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)質量。