設(shè)施農(nóng)業(yè)氣象裝備技術(shù)問題與對策分析

王林海

（內(nèi)蒙古自治區(qū)包頭市氣象局，內(nèi)蒙古自治區(qū) 包頭 014030）

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，設(shè)施農(nóng)業(yè)憑借著其灌溉設(shè)施、保溫等優(yōu)點被廣泛地應(yīng)用到我國種植業(yè)。設(shè)施農(nóng)業(yè)是指人為改變溫室內(nèi)的光照和溫度條件，利用覆蓋材料和相應(yīng)的保溫、調(diào)溫設(shè)施創(chuàng)造適合農(nóng)作物生長的溫室環(huán)境，提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)。設(shè)施農(nóng)業(yè)不僅能夠提高種植戶的經(jīng)濟效益，還可促進我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展。

1 溫室氣象災(zāi)害與預(yù)警分析

氣象災(zāi)害會對溫室中的氣候環(huán)境造成影響，從而產(chǎn)生溫室災(zāi)害。溫室災(zāi)害主要表現(xiàn)在2個方面，一是當出現(xiàn)大風、冰雹等氣象災(zāi)害時，溫室中的設(shè)施遭到破壞，影響溫室中農(nóng)作物的生長；二是當遇到強降溫、連雨天以及高溫等天氣時，溫室中的溫度和濕度受到影響，農(nóng)作物會出現(xiàn)病蟲害情況[1]。目前最主要的氣象災(zāi)害有大風、暴雪、暴雨、低溫、寡照等。其中大風和暴雪會損壞溫室內(nèi)外的設(shè)施，比如大風會將溫室大棚膜吹壞，暴雪會覆蓋溫室大棚，降低溫室內(nèi)的溫度，提高溫室內(nèi)的濕度。而低溫和寡照則會導(dǎo)致溫室中的農(nóng)產(chǎn)品減產(chǎn)的情況，也會對農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量造成影響。因此，要對自然氣候和溫室內(nèi)氣候之間的關(guān)系、溫室氣候?qū)r(nóng)作物災(zāi)害的影響進行研究，制定相關(guān)的災(zāi)害標準，并以此為農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、預(yù)防和預(yù)警自然災(zāi)害等提供依據(jù)。目前，已有的設(shè)施作物氣象災(zāi)害預(yù)警技術(shù)是對氣象進行實時觀測，并且將觀測的數(shù)據(jù)與災(zāi)害標準進行比較，結(jié)合天氣預(yù)報對自然災(zāi)害進行預(yù)警。此外，還可以利用農(nóng)用天氣預(yù)報對氣象進行判斷，農(nóng)用天氣預(yù)報主要是對溫室內(nèi)的氣象要素進行1～2 d 的觀察，再對溫室外的氣象因素值進行1～2 d 的觀察，利用統(tǒng)計學(xué)的方法建立預(yù)報模型，從而對氣象條件作出預(yù)測和判斷。

2 溫室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測設(shè)施與氣象調(diào)控

對氣象災(zāi)害標準和農(nóng)用天氣預(yù)報進行研究，就需要對溫室中的氣候變化過程和垂直分布規(guī)律等進行分析。在溫室中安裝氣象監(jiān)測儀，通過監(jiān)測儀對溫室中的二氧化碳濃度、太陽光輻射強度、溫度以及濕度等進行監(jiān)測，對農(nóng)作物的生長情況以及對氣象要素的需求進行了解，有效地對日光溫室中的氣象進行調(diào)控，使農(nóng)作物能夠更好地生長。對溫室內(nèi)氣象進行調(diào)控應(yīng)注意以下事項：第一，可以運用透光率較高的大棚膜對溫室進行覆蓋，提高溫室溫度的同時降低溫室內(nèi)的濕度[2]；第二，合理調(diào)控溫室內(nèi)的濕度。在對溫室內(nèi)農(nóng)作物進行灌溉時要采用合適的滴灌的方式，同時合理控制溫室內(nèi)的濕度，實現(xiàn)對病蟲害的防治；第三，為了防止高溫天氣對溫室中的農(nóng)作物造成損傷，可以在溫室外增加遮光網(wǎng)或者涂抹涂料等來降低紫外線的攝入；第四，提高溫室內(nèi)的二氧化碳濃度，促進農(nóng)作物的光合作用，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)；第五，在溫室內(nèi)安裝植物生長燈，增加植物的光照時間，同時對溫室內(nèi)的溫度進行補充；第六，降解溫室中的秸稈，改善溫室土壤，提高土壤溫度和二氧化碳濃度；第七，定期對溫室進行通風透光；第八，為了能夠讓溫室防寒保溫，可以在溫室外覆蓋1 層草簾和1 層棉被，太陽光照充足時，將草簾和棉被掀開，使溫室能夠透光和通風；第九，在溫室內(nèi)懸掛“防寒裙”，通過“防寒裙”解決溫室前沿溫度偏低的問題；第十，在溫室的墻壁上懸掛反光幕，反射進入溫室的太陽光，提高溫室內(nèi)的溫度，降低溫室內(nèi)的濕度；第十一，對溫室中的土壤進行消毒，改善土壤性狀，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，并且提高農(nóng)作物的抗病蟲害能力。由于不同地區(qū)的環(huán)境和土壤條件不同，要結(jié)合當?shù)氐奶卣鱽韺厥以O(shè)施進行完善。溫室設(shè)施的建設(shè)本身就是一個探索的過程，因此，種植人員要不斷提高自身的知識水平，合理利用溫室設(shè)施。

3 設(shè)施農(nóng)業(yè)氣象裝備技術(shù)

目前農(nóng)業(yè)設(shè)施裝備技術(shù)主要有溫室控制技術(shù)、溫室通風技術(shù)、溫室灌溉技術(shù)、溫室移栽技術(shù)4 種[3]。通過觀測溫度、濕度等氣象要素數(shù)據(jù)，不僅能夠作為設(shè)施調(diào)控技術(shù)的數(shù)據(jù)，還能夠為氣象預(yù)報預(yù)警模型的建立提供依據(jù)。自動農(nóng)業(yè)氣象觀測系統(tǒng)能夠?qū)r(nóng)作物生長所需要的氣象因素進行觀測，還能夠?qū)庀蟓h(huán)境進行、土壤水分進行觀測。另外，利用設(shè)施農(nóng)業(yè)氣象觀測數(shù)據(jù)自動化處理系統(tǒng)能夠自動地將觀測出來的信息進行處理，方便觀測人員查看。但受到環(huán)境和裝備性能的影響，自動氣象監(jiān)測設(shè)備在觀測時無法保證數(shù)據(jù)的準確性。

4 設(shè)施農(nóng)業(yè)氣象觀測數(shù)據(jù)準確性提升探討

想要提高農(nóng)業(yè)氣象觀測數(shù)據(jù)的準確性，就要保證自動農(nóng)業(yè)氣象觀測系統(tǒng)中傳感器的濕敏元件的性能[4]。自動農(nóng)業(yè)氣象觀測系統(tǒng)利用傳感器對氣象的變化進行感應(yīng)，并將感應(yīng)的結(jié)果轉(zhuǎn)化成電信號，之后將電信號傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集裝置和通訊系統(tǒng)中，從而對氣象進行自動化觀測。因此，傳感器中的濕敏元件對氣象檢測系統(tǒng)來說是非常重要的。

4.1 濕度觀測裝備技術(shù)要點分析

現(xiàn)有的濕度傳感器主要分為電容式濕度傳感器、電阻式濕度傳感器、熱電偶式濕度傳感器。在氣象觀測領(lǐng)域最常用到的是電容式濕度傳感器。電容式濕度傳感器中的濕敏元件能夠?qū)庀蟓h(huán)境中的濕度進行感應(yīng)，并且濕敏元件的參量會隨著水分子的濃度而發(fā)生改變。因此，想要得到正確的氣象觀測結(jié)果，就需要對濕敏元件的響應(yīng)時間、線性度等進行分析。此外，水分子的滲透系數(shù)和擴散系數(shù)會隨著濕敏元件中感濕膜厚度和濃度的變化而變化。與此同時，環(huán)境溫度會對水分子的滲透系數(shù)和吸附時間造成影響。溫室大棚中經(jīng)常會出現(xiàn)高溫高濕等現(xiàn)象，如果沒有選擇合適的濕敏元件，就會對觀測的結(jié)果造成影響。

4.2 土壤水分觀測技術(shù)要點分析

在對土壤中的含水量進行計算時，通常會采用駐波比法、烘干稱質(zhì)量法這2 種方法。這2 種計算方法之間存在著誤差，有實驗結(jié)果表明，利用土壤水分自動觀測儀對不同土壤層之間的水分含量進行觀測之后發(fā)現(xiàn)，不同土壤層中水分含量的差值在1.2%～18.1%，其中最大值和最小值都出現(xiàn)在中層的土壤中。而人工對土壤中的水分進行觀測后發(fā)現(xiàn)，土壤層中的水分含量在-0.6%～-5.4%。由此可以看出，觀測儀器和人工之間存在著很大的誤差[5]。產(chǎn)生這種誤差的主要原因有2 種，第1 種就是不同土壤層的土壤常數(shù)會影響到自動監(jiān)測儀計算結(jié)果。第2 種是自動監(jiān)測儀在使用之前，傳感器的輸出值與人工計算出來的數(shù)值會進行對比，從而對監(jiān)測儀器進行修正，并將修正后的數(shù)據(jù)作為最終的觀測結(jié)果，因此修正值的準確性就會對觀測的質(zhì)量造成影響。

在對土壤中的水分進行觀測時，自動監(jiān)測儀器會被土壤的特性所影響。因此，為了保證數(shù)據(jù)的準確性，要與人工觀測的要素值進行在線對比，定期對監(jiān)測儀器進行修正，將設(shè)備的穩(wěn)定性和人工對比進行結(jié)合，這樣才能將誤差進一步減小，并將其保持在一定的范圍內(nèi)，從而提高土壤中水分監(jiān)測的準確性。

5 結(jié)語

綜上所述，想要提高監(jiān)測設(shè)備監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性，就要對觀測設(shè)備進行深入研究，將觀測設(shè)備所得數(shù)據(jù)進行修正。此外還要采用先進的農(nóng)業(yè)設(shè)施氣象裝備技術(shù)，做好天氣預(yù)報工作，降低自然災(zāi)害對溫室設(shè)施和農(nóng)作物的影響。對溫室內(nèi)的氣候進行合理調(diào)控，促進農(nóng)作物更好地生長。在溫室內(nèi)種植農(nóng)作物時，要減少農(nóng)藥的使用，提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，利用科學(xué)技術(shù)來提高農(nóng)作物的生產(chǎn)能力，促進農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。