长白山设施农业气象服务对农作物种植的影响分析

摘 要：设施农业气象服务是现代农业科技化、精细化管理的重要支撑，对改善现阶段农作物种植有重要影响。以长白山为例，通过深入分析设施农业气象服务对农作物种植的具体影响，提出加强设施农业气象服务的具体举措，为设施农业气象服务的发展提供一些参考意见，从而共同推动农业现代化持续健康发展。

关键词：长白山；设施农业；气象服务；农作物种植

中图分类号：S31 文献标志码：B 文章编号：2095–3305（2024）05–0-03

长白山位于吉林省东南部。周边地区交通发达，有多个机场、铁路和公路干线，与国内外交通联系便利。长白山属于温带大陆性季风气候，四季分明，雨热同季，降雨量适中。长白山的土地资源属火山灰土壤，富含矿物质和有机质，适合多种农作物和经济作物生长。长白山还是松花江、鸭绿江和图们江的发源地，水资源充沛，有利于灌溉农业的发展。总的来说，长白山区具有得天独厚的地理气候条件和丰富的自然资源，为设施农业发展提供了良好的基础条件。因此，探究设施农业气象服务对农作物种植的影响，对长白山设施农业的发展具有重要的实践意义。

1 设施农业的基本概述

设施农业是在环境相对可控的条件下，利用工程技术、农业装备和现代农业管理方法，为动植物提供适宜的生长环境，实现高效、优质生产的现代农业方式。设施农业包括设施种植、设施养殖和设施食用菌等，通过利用新型生产设备、现代农业工程技术、管理技术调控温室、塑料大棚等控制设施内动植物生长的温度、光照、水分、土壤、空气、施肥等环境参数，使动植物生长不受或很少受自然条件的制约，在有限的土地上投入较少的劳动力，建立动植物周年连续生产系统，实现动植物高效、优质生产。设施农业具有高投入、高技术含量、高品质、高产量和高效益等特点，是最具活力的现代新农业。设施农业属于生产可反时令性、可以生产类型多样的农产品，具有高投入、高产出、高效益产业，是农业现代化的重要标志之一。

设施农业是农业现代化的重要发展方向，也是从传统农业向现代农业转型的重要手段。我国自20世纪80年代起，开始引进并发展连栋温室技术及各类现代设施农业技术，逐步从设备单一、技术水平较低的阶段过渡到生产集约化、机械化和智能化。近年来，在诸多政策的引导下，我国的设施农业得到了快速的发展。依据《全国现代设施农业建设规划（2023—2030年）》，明确我国设施农业发展的重点任务，包括构建以节能宜机为主的现代设施种植业、以高效集约为主的现代设施畜牧业、以生态健康养殖为主的现代设施渔业、以仓储保鲜和烘干为主的现代物流设施等。同时，该规划还为全面推进现代设施农业建设提供了重要指南。预测至2030年，全国现代设施农业规模将进一步扩大，设施蔬菜产量占比有望提高至40%，畜牧养殖规模化率达到83%，设施渔业产量占比达到60%，设施农业机械化率和设施农业科技进步贡献率分别达到60%和70%。长白山地区的设施农业发展主要围绕实施《长白山保护开发区农业发展“十四五”综合规划》进行，目标是深入贯彻乡村振兴发展战略，调整和优化区内农业结构，完善现代农业体系，推动农业的高质量发展。

2 设施农业气象服务对农作物种植的影响

2.1 科学确定农作物种植时间

设施农业气象服务主要对设施内的农作物种植产生影响。在设施农业中，农作物的种植时间是基于多种因素进行科学评估和确定的。设施农业气象服务能够将传统农事经验与现代科技手段相结合，通过对气象信息关键要素的深入分析和精确应用，帮助科学确定农作物种植时间。例如，通过气象监测和数据分析，依据设施内的温度、湿度、光照等气象因素的变化规律，以及适宜农作物生长的最佳气象条件，合理安排种植时间。根据不同作物的生长周期和茬口衔接时间，合理安排种植时间，确保作物生长的连续性和高产稳产。

当前，长白山地区的设施农业包括以人参、食药用菌和蔬菜瓜果等为主的现代农业产业园。例如，长白山人参对种植时间要求较高，需要考虑气温、阳光、气候饱和度、土壤条件等。结合历史气象数据，在3—4月种植长白山人参的成活率较高，该时间段气温适中，阳光充足，气候饱和度高，土壤随着气温回暖逐渐解冻，这是种植长白山人参的最佳时机。食药用菌设施农业需要考虑茬口衔接问题。由于食药用菌的生长需要一定的时间和空间，因此合理安排茬口衔接可以提高设施的利用率和经济效益。在安排茬口衔接时，需要考虑食用菌的生长周期、市场需求、季节等因素，确定适宜的种植时间和品种。

2.2 优化农作物生长环境

农作物生长周期内需要合理生长环境。设施农业气象服务能够通过设施农业中的高精度气象监测设备，如温度、湿度、光照强度、二氧化碳浓度传感器等，能实时收集并分析温室或大棚内的气候数据，并将气象信息与温室自动控制系统相结合，实现温室内环境的智能化调节。控制通风，通过适时开启和关闭通风口，调节温室内、外的气流，从而控制温度和湿度的变化。通风可以有效地降低温室内湿度，同时引入新鲜空气，避免病害的发生。控制加湿器或除湿机，在必要时可以使用加湿器增加室内湿度，或使用除湿机降低室内湿度。这些设备可以根据实际需要调节，以保证温度和湿度的适宜。控制遮阳网，在高温季节可以使用遮阳网降低直射阳光的强度，从而降低室内温度；在寒冷季节则可以使用保温材料保持温度。合理灌溉，控制灌溉的水量和频率，既满足农作物的水分需求，又避免水分的过度积累导致湿度升高。可以采用滴灌、喷灌等节水灌溉方式。例如，长白山人参对生长环境的要求较为严格，它喜欢凉爽、湿润的环境，且能耐受阴暗。它既怕积水，又不耐干旱，忌强光直射。具体来说，年平均温度应在1.0～7.5 ℃，1月平均气温-18～-11 ℃，7—8月平均气温在20.0～23.5 ℃之间，且≥10 ℃有效积温应在1 300～2 400 ℃·d之间。年降水量为500～1 000 mm，空气相对湿度为40%～80%。设施农业可以依据这个条件，结合温室大棚内的自动控制系统，智能优化调节各个时间段的环境条件。设施农业气象服务通过科学地获取、处理和利用气象信息，指导农业生产过程中的环境调控，从而优化农作物生长环境，提高其产量和品质、保障食品安全和促进可持续发展。

2.3 加强病虫害防治

结合设施农业气象服务，利用物联网技术实时监控设施内的病虫害发生动态，建立病虫害监测预警体系，及时发现并预警病虫害问题，指导提前做好防治准备。设施农业病虫害防治中，遵循“预防为主，综合治理”的原则，采取生物、物理、化学等途径的防治措施。例如，使用天敌昆虫、性诱剂、色板诱捕等生物防治手段，以及安装防虫网、设置粘虫板等物理防治方法。通过优化温室内的温度、湿度、光照等环境条件，创造不利于病虫害发生和繁殖的环境。例如，合理通风换气以降低湿度，抑制真菌病害的发生；定期清理温室内部残株落叶，减少害虫藏匿地。使用高效、低毒、低残留的农药，并结合病虫害监测数据，实施精准施药，减少农药用量，降低农药残留和环境污染。

3 设施农业气象服务存在的问题及对策

3.1 设施农业气象服务存在的问题

气象数据不全面，设施农业气象服务需要大量的气象数据支持，包括温度、湿度、风速、降水量等。然而，当前我国的气象观测站点分布不均，部分地区的气象数据获取困难，影响设施农业气象服务的精准度。气象预报准确性有待提升，设施农业对气象条件的要求较高，因此准确的气象预报对农业生产至关重要。当前，我国气象预报技术进步很大，但在一些特定情况下，如极端天气事件等，预报准确性仍有待提高。气象服务与农业生产需求脱节，设施农业的发展需要有针对性的气象服务，但我国的气象服务往往过于宏观，缺乏针对性，这导致气象服务与农业生产需求之间的脱节，影响设施农业的生产效率和经济效益。气象服务信息传播不畅，设施农业农民对气象服务的需求迫切，但由于信息传播渠道不畅，很多农民无法及时获取相关的气象服务信息，这导致农民在生产过程中无法根据气象条件做出合理的决策，影响农业生产的稳定性和可持续性。气象服务投入不足，设施农业气象服务需要大量的人力、物力和财力投入，包括气象观测设备的购置、气象数据的处理和分析、气象预报模型的研发等。然而，当前我国在设施农业气象服务方面的投入相对较少，导致服务质量和覆盖面有限。

3.2 设施农业气象服务发展对策

3.2.1 加大设施农业气象服务的推广力度

加强政策引导与支持，制定或完善相关法律法规，将设施农业气象服务纳入国家和地方农业发展规划。提供财政资金支持，对设施建设、服务技术研发、信息平台搭建等方面给予补贴。重视技术创新与应用，发展智能化、自动化监测系统，如在温室大棚内安装微型气象站，实时采集温度、湿度、光照等数据，为精准调控提供依据。开发和完善农业气象预报预警模型，提高灾害性天气预报准确率，减少因极端天气导致的损失。选择一些设施农业基地或农户，建立设施农业气象服务示范基地或示范户，通过实践案例和示范效果，向其他农户展示设施农业气象服务的实际效果和应用价值。鼓励区域间交流学习，分享设施农业气象服务的好做法、好经验。加大对设施农业气象服务的宣传力度，通过各种渠道和媒体，如广播、电视、报纸、网络等，向农民、农业企业和农业技术服务机构等宣传其重要性，加深其对气象服务产品的了解。政府可以制定相关优惠政策，如财政补贴、税收减免等，鼓励农户和设施农业企业使用设施农业气象服务产品，提高参与的积极性。加强国际合作和交流，通过与国际先进的气象服务机构和组织进行合作和交流，引进国际先进的设施农业气象服务技术和经验，推动我国设施农业气象服务的创新和发展。

3.2.2 加强设施农业气象服务的技术研发

制定设施农业观测、诊断评价、影响预报、灾害评估等系列业务规范、技术指南及标准，以提供全国范围内设施农业主产区的技术支撑。建设和完善小气候监测网络，在设施农业区域设置微型气象站或传感器网络，实时监测棚内棚外的气温、湿度、光照强度、土壤温湿度、二氧化碳浓度等关键气象要素。运用物联网技术（IoT）进行远程监控与数据传输，实现对设施内部环境的智能化管理。预报预警技术优化，提升数值天气预报模型精度，针对设施农业所在的小范围地理空间，提供高分辨率、短临预报产品。开发针对设施农业特殊需求的灾害性天气预警系统，如低温冷害、高温热害、大风、暴雨、霜冻等预警模型。数据分析与挖掘，运用大数据分析技术，结合历史气象资料和农业生产数据，研究气象条件对作物生长发育的影响规律，为种植模式调整提供科学依据。构建智能决策支持系统，根据实时气象信息指导农民合理安排灌溉、施肥、通风、保温等农事操作。运用移动互联网和云计算技术，开发便捷的信息发布平台，通过手机APP、微信公众号、短信等方式将精准的气象服务信息直接送达农户手中。实现个性化定制服务，根据不同的作物种类、生长阶段及设施类型的需求提供针对性的气象解决方案。加强跨学科、跨领域的科研合作，推动新技术在设施农业气象服务中的集成应用，如人工智能、机器学习等先进技术预测未来天气趋势及其对农业生产的影响。研究开发适用于本地气候特点和设施农业实际需要的新技术和新设备，包括智能调控温室环境的装置、抗逆性更强的作物品种等。发展设施小气候环境的调控气象服务以满足设施农业的需求。

3.2.3 重视加强设施农业气象的服务工作

完善相关政策法规，为设施农业气象服务工作的开展提供法律保障和支持。利用现代信息技术手段，建立农业气象服务平台，通过手机短信、微信、APP、网站等途径，将精细化的气象服务信息直接送达农户手中。开展“点对点”“面对面”的直通式服务，根据农户的具体需求提供个性化气象服务产品。强化科技研发与成果转化，鼓励科研机构和企业开展设施农业气象技术研究，开发适应本地气候特点的新型材料和技术装备。加大科研成果在实际生产中的转化应用力度，引导农民采用新技术新方法改善设施农业生产的气候适应性。加强与相关部门的合作，与农业部门、水利部门、环保部门等建立紧密合作关系，共同推进设施农业气象服务工作，从而形成合力。加强人才队伍建设与培训教育，培养一支具有较高专业素养的农业气象服务人才队伍，加强基层气象服务人员的专业技能培训和继续教育。通过各种形式的科普宣传和培训活动，提高农民对气象知识的认知和利用气象信息进行科学管理的能力。

4 结束语

长白山设施农业气象服务在农作物种植中发挥着重要作用。通过提高气象监测精度、增强气象预报和预警能力、提供个性化服务方案等措施，可以进一步发挥气象服务在设施农业生产中的作用，促进长白山设施农业的可持续发展。这不仅揭示了精准、高效的气象服务对优化区域设施农业生产环境、提高农作物产量和品质的关键作用，而且也是将设施农业推动现代农业向智能化、精准化转型的重要实践，这对我国北方寒冷山区乃至全国范围内的设施农业发展具有重要的借鉴意义和推广价值。

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作者简介：王淇（1994—），女，吉林长春人，工程师，研究方向为气象探测保障。