農(nóng)業(yè)氣象服務在農(nóng)作物病蟲害防治中的應用

收稿日期：2024-02-15

作者簡介：孫亞麗（1996—），女，山東省泰安人，助理工程師，研究方向為氣象服務與應用氣象。

摘" 要：在全球氣候變化的背景下，農(nóng)業(yè)面臨前所未有的挑戰(zhàn)，如病蟲害問題日益嚴重。農(nóng)業(yè)氣象服務作為一種關鍵工具，對于提高農(nóng)作物病蟲害的預防和管理效率具有重要意義。詳細探討了農(nóng)業(yè)氣象服務如何通過實時氣象監(jiān)測、先進的數(shù)據(jù)分析、預測模型、培訓和知識共享等手段，助力農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者更有效地應對病蟲害威脅。強調(diào)了氣象服務在識別潛在病蟲害風險、指導農(nóng)業(yè)實踐調(diào)整以及優(yōu)化資源利用方面的重要作用，進而提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和農(nóng)業(yè)的整體可持續(xù)性。

關鍵詞：農(nóng)業(yè)氣象服務；病蟲害；氣候變化；數(shù)據(jù)分析

中圖分類號：S43 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）04–0-03

農(nóng)業(yè)氣象服務在農(nóng)作物病蟲害預防中扮演著至關重要的角色，特別是在當前全球氣候變化和環(huán)境挑戰(zhàn)日益嚴峻的背景下。通過提供準確的氣象信息和預測，幫助農(nóng)民和農(nóng)業(yè)專家更好地理解和應對與天氣、氣候變化相關的風險。隨著科學技術的進步，特別是在大數(shù)據(jù)、遙感技術和人工智能領域，農(nóng)業(yè)氣象服務的準確性已顯著提高，從而使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者能夠更有效地預測和防治病蟲害[1]。病蟲害對農(nóng)作物的生長和產(chǎn)量構成了重大威脅，因此有效的預防和管理策略對于保障糧食安全和農(nóng)業(yè)可持續(xù)性至關重要。氣象因素如溫度、濕度和降水，直接影響病蟲害的發(fā)生和發(fā)展。通過準確預測這些氣象條件，農(nóng)業(yè)氣象服務可以幫助農(nóng)民及時采取措施，減輕或避免病蟲害造成的損失。

1 氣象因素與病蟲害發(fā)生的關系

氣象因素與病蟲害發(fā)生之間存在密切關系。不同的氣象條件，如溫度、濕度、降水和風速會顯著影響病蟲害的生命周期和活動模式。例如，溫暖、潮濕的環(huán)境通常有利于大多數(shù)病原菌的生長和傳播，而干旱條件則可能抑制某些病害的發(fā)展。高溫可以加速昆蟲的生長速度，提高其繁殖率，導致害蟲數(shù)量快速增長。強風和暴雨等極端天氣事件可以直接影響病蟲害的擴散，通過風力攜帶孢子或昆蟲到達新的地區(qū)。因此，了解和預測氣象條件對于有效預防和管理農(nóng)作物病蟲害具有重要的意義。通過監(jiān)測氣象數(shù)據(jù)，農(nóng)業(yè)工作者可以及時采取適當?shù)姆乐未胧?，如調(diào)整灌溉計劃、使用適當?shù)霓r(nóng)藥或采取物理隔離手段等，從而減少病蟲害對作物的損害。

2 農(nóng)業(yè)氣象服務對農(nóng)作物病蟲害預防的影響

2.1 提高病蟲害預測的準確性

農(nóng)業(yè)氣象服務通過提供詳細和準確的氣象數(shù)據(jù)，幫助農(nóng)民和農(nóng)業(yè)專家更好地預測病蟲害的發(fā)生，使用先進的氣象監(jiān)測技術，如衛(wèi)星遙感和地面氣象站，收集關于溫度、濕度、降水和風速的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)被用來開發(fā)病蟲害預測模型，以便提前預警病蟲害暴發(fā)。準確的預測有助于農(nóng)民及時采取預防措施，如調(diào)整作物種植時間、采用抗病蟲害品種等，從而有效減少病蟲害的影響。

2.2 促進有效和環(huán)境友好的病蟲害管理

農(nóng)業(yè)氣象服務通過提供及時的氣象信息，使農(nóng)民更加精確地應用農(nóng)藥和其他植保措施，減少對環(huán)境的影響。例如，預測有干燥天氣，農(nóng)民可以決定是否推遲噴灑農(nóng)藥，因為在這種條件下，農(nóng)藥的效果會更持久，避免重復施用。此外，了解特定氣象條件下病蟲害的活動模式，農(nóng)民可以采取針對性較強的控制策略，如使用生物控制方法或選擇更環(huán)保的化學品，這樣不僅能提高病蟲害控制的效率，也有助于保護生態(tài)環(huán)境。

2.3 增強災害應對能力和減少經(jīng)濟損失

農(nóng)業(yè)氣象服務在極端天氣事件和氣候變化背景下顯得尤為重要。隨著全球氣候的變化，極端天氣事件如干旱、洪水和高溫等頻繁出現(xiàn)，這些都可能導致病蟲害加劇。農(nóng)業(yè)氣象服務能夠提供關于這些極端天氣事件的預警，幫助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者采取適當?shù)膽獙Υ胧?，如應用灌溉系統(tǒng)或適應極端氣候能力強的作物品種。通過這些方式，不僅能夠減輕病蟲害帶來的直接損害，也能夠減少由于作物損失導致的經(jīng)濟損失，增強農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的整體抗災能力。

3 農(nóng)業(yè)氣象服務在病蟲害監(jiān)測中的應用

3.1 實時氣象監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析

農(nóng)業(yè)氣象服務在實時監(jiān)測關鍵氣象條件方面發(fā)揮著重要的作用，這些條件包括溫度、濕度、降水量和風速，它們對農(nóng)作物病蟲害的發(fā)展具有直接的影響[2]。通過使用先進的技術手段，如衛(wèi)星遙感和地面氣象站，持續(xù)收集和更新相關氣象數(shù)據(jù)，為農(nóng)民和農(nóng)業(yè)專家提供實時、準確的氣象信息。例如，高濕度是許多真菌性疾病發(fā)生的有利條件，這樣的信息可以提示農(nóng)民及時采取措施以防止疾病的擴散，如調(diào)整灌溉策略或采取適當?shù)臍⒕呗?。長期干旱可能促使某些害蟲的活動頻率增加，獲取干旱信息，可以幫助農(nóng)民提前做好準備，增強作物的抗旱能力或部署物理障礙來阻止害蟲的侵襲。通過實時監(jiān)測這些關鍵的氣象變量，并將其轉化為易于理解的信息，農(nóng)業(yè)氣象服務有助于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者更有效地預測并應對可能出現(xiàn)的病蟲害問題，從而減少作物損失和提高整體的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。

3.2 氣象模型和病蟲害預測

在預測病蟲害風險時，根據(jù)歷史氣象數(shù)據(jù)和當前觀測數(shù)據(jù)的方法，應用專門的模型，綜合分析不同氣象因素如溫度、濕度等對病蟲害生命周期的影響。通過這些模型，農(nóng)業(yè)專家能夠預測既定氣象條件下病蟲害的發(fā)展趨勢，并據(jù)此進行風險評估。早期預警系統(tǒng)可以使農(nóng)民了解特定時間和地點的病蟲害高風險區(qū)域，從而提前采取相應的預防措施，如更換作物品種、調(diào)整種植時機或施用適宜的防治藥劑。

3.3 衛(wèi)星遙感和無人機技術

農(nóng)業(yè)氣象服務通過整合衛(wèi)星遙感和無人機技術，提高對作物健康狀況和病蟲害擴散的監(jiān)測能力。衛(wèi)星遙感技術可以覆蓋廣闊的農(nóng)田區(qū)域，提供高分辨率的圖像，使得農(nóng)業(yè)專家能夠從更大范圍和宏觀角度監(jiān)測作物健康狀況[3]。這些圖像不僅包括可見光波段，還包括紅外和其他光譜，確保在夜間或復雜光照條件下也能進行有效監(jiān)測。通過分析這些圖像，專家可以識別出因病蟲害影響而發(fā)生變化的作物區(qū)域，甚至在癥狀出現(xiàn)之前就可以發(fā)現(xiàn)問題。同時，無人機技術能夠為更精細和定制化的作物監(jiān)測提供保障。無人機能夠飛越特定的農(nóng)田，捕捉到更詳細的圖像，幫助農(nóng)民和技術人員了解作物狀況和病蟲害的具體分布。這種近距離的監(jiān)測可以揭示作物生長的差異，如葉片顏色的輕微變化或特定區(qū)域的生長緩慢，這些可能是病蟲害發(fā)生的早期征兆。

這些先進的遙感技術能夠大范圍、高效率地監(jiān)測病蟲害，提供高質量和準確的信息。農(nóng)民和管理者可以利用這些信息快速定位病蟲害的發(fā)生地點，并進行針對性的處理，如局部施藥或采取其他綜合病蟲害管理措施。此外，通過持續(xù)監(jiān)測，這些技術可以提供數(shù)據(jù)支持，幫助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者跟蹤病蟲害的擴散趨勢，以制定更有效且長期的病蟲害管理策略。

3.4 整合氣象信息與智能決策支持系統(tǒng)

在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)氣象服務中，將氣象信息整合到智能決策支持系統(tǒng)是一項革命性的進步，能夠提高病蟲害管理的效率。這些系統(tǒng)通過整合氣象數(shù)據(jù)、土壤狀況、作物類型及歷史病蟲害發(fā)生情況等信息，幫助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者制定解決方案。這種方法的核心在于其能夠處理和分析大量數(shù)據(jù)，為農(nóng)業(yè)實踐提供信息支持[4]。例如，系統(tǒng)可以分析天氣預報，結合當前作物生長階段的特定需求，推薦最佳的灌溉和施肥時機。在病蟲害管理方面，系統(tǒng)可以根據(jù)預測的氣象條件和作物的易感性，提前發(fā)出病蟲害暴發(fā)的預警，并建議最合適的防治方法和時機。

這種智能決策支持系統(tǒng)的另一個優(yōu)勢是能夠不斷學習和適應。隨著時間的推移，系統(tǒng)能夠從每次病蟲害事件和農(nóng)業(yè)操作中學習，不斷完善預測模型，從而為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者提供更加準確和有效的指導。這種系統(tǒng)還有助于提高資源利用率，減少不必要的農(nóng)藥和水資源的浪費，從而提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)性。通過這種高度集成和智能化的方法，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者能夠更有效地管理作物，同時減少對環(huán)境的影響。

4 利用農(nóng)業(yè)氣象服務提高農(nóng)作物病蟲害預防水平的策略

4.1 定制化氣象信息服務

在利用農(nóng)業(yè)氣象服務時，提供針對特定區(qū)域和作物種類的定制化氣象信息是一種極為有效的策略。這種定制化服務的核心在于能夠考慮不同作物對氣象條件的獨特需求。例如，水稻和小麥在生長過程中對濕度和溫度的敏感性很高，這意味著它們對病蟲害的易感性和防治策略也會不同。通過綜合分析特定作物和區(qū)域的歷史氣象數(shù)據(jù)以及當前的氣象狀況，能夠提供更加精確的病蟲害風險預測。例如，如果預測到一個特定區(qū)域將經(jīng)歷異常濕潤的季節(jié)，對于種植水稻的農(nóng)民來說，需要加強對某些真菌性疾病的監(jiān)控和預防。相比之下，對于種植小麥的農(nóng)民而言，同樣的濕潤條件可能需要采取不同的應對策略，如加強通風以防止霉菌的生長。

定制化的氣象服務可以幫助農(nóng)民確定最佳的播種和收獲時間，以及何時施用農(nóng)藥或采取其他植保措施，以最大限度地減少氣象條件對作物產(chǎn)量和質量的負面影響[5]。定制化服務也可以幫助農(nóng)民制定長遠的規(guī)劃，如選擇最適合當前或預測的氣象條件的作物品種，或調(diào)整農(nóng)田的灌溉系統(tǒng)，以更好地適應預期的天氣模式。通過這種方式能提高病蟲害管理的時效性，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的整體適應性和可持續(xù)性。

4.2 加強氣象預警

氣象預警系統(tǒng)利用先進的監(jiān)測技術和病蟲害發(fā)展模型，能夠提前預測不利的氣象條件及其可能引發(fā)的病蟲害風險。這種系統(tǒng)的核心在于其能夠分析和解釋大量氣象數(shù)據(jù)，從而提供關于未來天氣狀況的詳細預報。當預測到將出現(xiàn)對作物正常生長不利的氣象條件時，如極端的高溫、連續(xù)降雨或干旱，系統(tǒng)會向農(nóng)民發(fā)出及時預警。

這些及時的預警對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者來說至關重要。他們可以根據(jù)這些預警調(diào)整農(nóng)業(yè)管理策略，如在預測高溫天氣時調(diào)整遮陰措施，以降低作物因熱應激而受損的風險，或者在預期連續(xù)降雨時采取防洪措施。在預測到特定的病蟲害風險時，農(nóng)民可以提前部署相應的防控措施，如提前施用特定的農(nóng)藥或采取生物防治方法，從而有效地防止或減少病蟲害的發(fā)生。

預警系統(tǒng)不僅能幫助農(nóng)民應對即將到來的病蟲害，還有助于他們制定長期的作物管理計劃。例如，如果氣象預報表明某個季節(jié)可能會比常年更加干旱，農(nóng)民可以選擇更耐旱的作物品種或調(diào)整灌溉系統(tǒng)以適應這種變化。這種系統(tǒng)的有效運作不僅能減輕病蟲害的影響，也有助于減少由于惡劣天氣條件導致的作物損失，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的整體韌性和可持續(xù)性。通過這樣的預警系統(tǒng)，農(nóng)業(yè)氣象服務能夠幫助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者更有效地管理作物，并應對日益復雜的氣候變化挑戰(zhàn)。

4.3 智能數(shù)據(jù)分析和建模

在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)管理中，利用大數(shù)據(jù)和人工智能技術進行智能數(shù)據(jù)分析和建模已經(jīng)成為提高農(nóng)作物病蟲害預防效率的關鍵策略。這種方法的核心在于其能夠綜合分析來自各方面的大量數(shù)據(jù)，包括氣象數(shù)據(jù)、土壤狀況、作物生長情況以及歷史病蟲害記錄。通過這些信息，可以構建出高度精確的預測模型，這些模型不僅能夠預測病蟲害的發(fā)生概率，還能預測其嚴重程度和影響范圍。智能模型的應用能夠增強農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者科學決策的能力。例如，模型可以基于當前和預測的氣象條件、土壤濕度和溫度等因素，預測某個特定區(qū)域的病蟲害風險。這對決定何時播種、何時施肥、何時灌溉及何時采取病蟲害防治措施顯得至關重要。此外，這些模型還可以幫助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者選擇最適應當前和未來氣候條件的作物品種，以及調(diào)整耕作和管理實踐，以最大限度地減小病蟲害的影響。

隨著時間的推移，這些模型通過持續(xù)學習和調(diào)整，能夠不斷提高其預測的準確性。例如，通過對過去病蟲害事件的分析，模型可以更好地理解特定氣象條件與病蟲害之間的關系，并據(jù)此調(diào)整預測算法。這種動態(tài)調(diào)整和優(yōu)化使得每次預測都比之前更加精確，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者提供強有力的工具來應對氣候變化和其他環(huán)境挑戰(zhàn)。智能數(shù)據(jù)分析和建模在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應用，不僅能使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者能夠更有效地預測和管理病蟲害，還能增強他們應對各種環(huán)境變化的能力，從而提高整個農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的可持續(xù)性和生產(chǎn)潛力。

4.4 加強培訓和知識共享

加強對農(nóng)民和農(nóng)業(yè)專業(yè)人員的培訓，以及促進知識共享，是有效利用農(nóng)業(yè)氣象服務的重要策略。通過舉辦各種培訓課程、研討會和實地示范活動，提高農(nóng)業(yè)社區(qū)對氣象信息重要性的認識，并教會他們?nèi)绾谓庾x和應用這些信息來預防和管理病蟲害。這些培訓活動涵蓋如何解讀氣象報告和預測，理解氣象條件與病蟲害發(fā)生之間的關系，以及如何根據(jù)氣象預測調(diào)整農(nóng)業(yè)實踐以減少病蟲害的風險。

除了提供教育和培訓之外，建立一個平臺來共享最佳實踐、成功案例和最新的研究成果也是至關重要的。這樣的平臺可以促進知識和經(jīng)驗的交流，幫助農(nóng)民和農(nóng)業(yè)專業(yè)人員學習如何更有效地利用氣象服務來提高作物產(chǎn)量和減少病蟲害損失。例如，通過分享不同地區(qū)農(nóng)民在使用氣象服務方面的成功經(jīng)驗，幫助其他農(nóng)民學習如何在類似條件下應用這些策略。知識共享和培訓還可以幫助農(nóng)民更好地理解和適應氣候變化帶來的挑戰(zhàn)。隨著氣候條件的變化，病蟲害的類型和分布可能發(fā)生變化。因此，讓農(nóng)民了解這些變化，并使其如何使用氣象服務來適應這些變化，對于確保農(nóng)業(yè)的長期可持續(xù)性至關重要。通過加強培訓和知識共享，不僅可以提高農(nóng)業(yè)社區(qū)對氣象服務的利用效率，還可以增強他們對未來不確定性的應對能力，從而提高整個農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的韌性和生產(chǎn)潛力。這種策略不僅有助于當前的病蟲害管理，也為應對未來的農(nóng)業(yè)挑戰(zhàn)打下堅實的基礎。

5 結束語

農(nóng)業(yè)氣象服務在農(nóng)作物病蟲害的預防和管理中扮演著至關重要的角色。通過利用先進的氣象監(jiān)測技術、數(shù)據(jù)分析、預測模型以及智能決策支持系統(tǒng)，為農(nóng)民和農(nóng)業(yè)專業(yè)人員提供強有力的工具，以更有效地應對病蟲害的發(fā)生。實時氣象數(shù)據(jù)和精準的預測不僅能夠幫助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者及時采取適當?shù)念A防和應對措施，減少作物損失，還能夠指導他們在氣候變化和各種不利的環(huán)境條件下做出更明智的決策。隨著這些服務的不斷發(fā)展和完善，這都將在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，特別是在應對氣候變化和保障糧食安全方面發(fā)揮越來越重要的作用。

參考文獻

[1] 王利霞.氣候變化對農(nóng)業(yè)氣象災害與病蟲害的影響分析[J].新農(nóng)業(yè)，2022（7）：13.

[2] 王瑤.農(nóng)業(yè)氣象災害及病蟲害受氣候變化的影響分析[J].農(nóng)業(yè)與技術，2019，39（11）：144-145.

[3] 陳鳳凱.設施農(nóng)業(yè)氣象服務對農(nóng)作物種植的影響[J].南方農(nóng)業(yè)，2021，15（18）：202-203.

[4] 王昆鵬，呂雪.農(nóng)業(yè)氣象服務對農(nóng)作物種植的影響[J].黑龍江糧食，2023（4）：59-61.

[5] 于筱莉.農(nóng)業(yè)氣象災害及病蟲害受氣候變化的影響研究[J].農(nóng)業(yè)災害研究，2021，11（8）：37-38.