不再靠天喫飯：氣象科技如何改變傳統農業

氣象科技的應用對農作物產生了深遠且多方面的積極影響，尤其是像“氣象小院”這樣的創新實踐，用科學技術顯著提升了農業生產的效率、穩定性和可持續性，同時也在一定程度上減輕了農民的負擔。

這裏的“氣象小院”就是指設立在農作物田間的氣象試驗基地，針對不同作物的氣象需求而設立各種氣象監測設備，並開展相關研究，爲農作物高質量發展提供科技保障，併爲科普示範提供開放平臺。

在氣象小院提供的豐富氣象信息基礎上，智慧大棚作爲現代農業的標誌性創新，正是爲了克服這些挑戰而生的。它通過集成物聯網、大數據、人工智能等先進技術，實現了對大棚環境的精準監測與智能調控，極大地節省了人力與時間成本，顯著提升了工作效率。智慧大棚的核心優勢在於其精細化管理能力，能夠根據農作物的生長需求實時調整溫度、溼度、光照等關鍵參數，確保作物始終處於最佳生長狀態，從而有效增加產量，提升農產品品質，最終帶來更高的經濟效益。此外，智慧大棚不受冬季低溫限制，通過電加溫等先進手段，成爲冬季蔬菜生產和各類瓜菜秧苗培育的重要基地，極大地豐富了市場供應，滿足了消費者對新鮮蔬菜的多樣化需求。

智慧大棚是將智能化控制系統應用到大棚種植上，利用最先進的生物模擬技術，模擬出最適合棚內植物生長的環境，採用溫度、溼度、CO₂、光照度傳感器等感知大棚的各項環境指標，並通過微機進行數據分析，由微機對棚內的水簾、風機、遮陽板等設施實施監控，從而改變大棚內部的生物生長環境。大棚內的環境參數進行24小時不間斷的實時監測，利用物聯網、大數據等技術手段，對收集到的數據進行快速分析，一旦發現環境參數偏離預設範圍，立即發出預警信號。然後通過數據平臺或手機APP等方式，將監測數據以圖表、曲線等形式直觀展示給用戶，便於用戶隨時查看大棚內的環境狀況。當溫度過高時，系統會自動啓動降溫設備；當土壤溼度過低時，會自動進行灌溉。這些調控措施不僅提高了作物的生長速度和品質，還降低了生產成本和資源浪費。智慧大棚採用智能化的灌溉系統，能夠根據土壤溼度和作物需水情況精確控制灌溉水量，有效減少水資源浪費，提高水資源利用效率。通過精準施肥系統，智慧大棚能夠根據作物生長階段和養分需求精確投放肥料，減少肥料浪費，提高肥料利用率。智慧大棚的自動化和智能化管理減少了人工投入，降低了人工成本。通過減少化肥農藥的使用量、優化資源利用和降低碳排放等措施，有助於保護生態環境和減少農業面源污染。智慧大棚的智能化管理系統能夠實現農業生產廢棄物的資源化利用，推動農業綠色發展。比較人工的控制來說，智能控制最大的好處就是能夠相對恆定的控制大棚內部的環境，對於環境要求比較高的植物來說，更能避免因人爲因素而造成生產損失。相對生產來說，將智能化控制系統應用到大棚生產以後，產量與質量比人工控制的大棚都有極大的提高，對於不同的種植品種而言，提高產量與質量相對不同，對於檔次較高的經濟作物來說生產效率可以提高30%以上。

2024年四月陝西洛川蘋果種植地出現低溫，蘋果花在低溫情況容易受到凍害。爲避免這種情況，農業服務方面的專家進行了專門的預報。但預報範圍相對較大，沒辦法精細到某一個種植園，果農通過專家提供的氣象數據，打算把山溝地區的種植園慢慢挪到山上。山上空流通，小氣候與山下也有明顯的差異。因爲陝北地區溝壑縱橫，低溫過境時會沉降在溝壑的底部，所以對於底部的凍害會非常嚴重。

通過對小氣候的觀測，山上山下的溫差能達到六七度。對100米梯度的觀測，發現會有一到兩度的差異。一兩度的溫差對於果樹來說非常重要，果花達到零度後，果農就要開始防治氣溫持續降低。專家通過對小氣候觀測儀、大棚內的溫度計、傳感器的研究，根據相關數據估算出果花在凍害中堅持的時間，然後進行預防。大棚都是集約化管理、無線傳輸，各方面的情況都可以在平臺上看到。氣溫降到零度後，大棚內就開始作業，比如燻煙、噴水、通風。通過這些手段來減少凍害發生，觀測的數據越精準，這些措施就更得當。比如山腰達到零度，系統就會自動進行山腰區域果樹的防治；如果山腰和山上的溫度相差兩度，但溫度適宜，系統就不會作業，大大減少人工成本的投入。氣象小院最重要的就是降低各方面的成本，給農民減少經濟投入和人力消耗。

農業生態研究結合科研院所研發出了人工培養的溫室，可以用來種植生菜、茄子、西紅柿等蔬菜。這些蔬菜一般用小型培養箱培育，這些培養箱可以上太空，還可以爲高海拔地區提供蔬菜供應。我們在氣候應用方面的發展未來會朝着更加智能化、高效化、可持續化和多元化的方向發展。