第25章-农业气象工程服务技术分析

1第二十五章农业气象工程服务技术23第一节概述一、农业气象工程服务技术的内涵农业是国民经济的基础“气候型”农业4农业气象工程服务技术可分为：（1）气象环境调控型（2）气象环境影响型（3）气象环境择优型（4）气象影响调控型（5）综合型气象调控技术利用农业气象学的科学原理，通过采用工程技术措施，改变动植物生长发育的小气候环境，调节农业生态系统的结构，从而有效地满足农业动植物对气象条件的需要或减轻不利气象条件对农业动植物生长发育和产量形成的影响5农业气象工程服务技术可分为：（2）气象环境影响型（3）气象环境择优型（4）气象影响调控型（5）综合型气象调控技术这类技术的原理与第一类相似，只是限于科学技术水平和能力，难以做到完全意义上的气象控制，但可以做到一定程度的影响6农业气象工程服务技术可分为：（3）气象环境择优型（4）气象影响调控型（5）综合型气象调控技术人们还不能有效地控制大范围的气象条件，但是人们可以根据相对稳定的气候条件，选择适应这种气候条件的作物和相应品种，使作物最大限度地利用当地的气候资源，有效避免气候灾害，达到增产目的7农业气象工程服务技术可分为：（4）气象影响调控型（5）综合型气象调控技术是指通过一定的工程技术，提高作物的生理机能，以适应所处的气象环境，提过农业生产的效益8农业气象工程服务技术可分为：（5）综合型气象调控技术是指综合运用上述各种农业气象工程服务技术，通过对气象环境的调控、择优和影响调控等手段，使作物趋利避害，处于利于生长发育和产量形成的气象环境之中9农业气象工程服务技术可分为：（1）气象环境调控型人工影响天气（2）气象环境影响型运输路线选择（3）气象环境择优型“热量补偿，多头整枝”（4）气象影响调控型天气预报对盐业生产（5）综合型气象调控技术温室、大棚10谁来养活中国人美国世界观察研究所所长：莱斯特布朗《谁来养活中国人》袁隆平所做出的贡献，不仅有利中国，而且有利世界11二、农业气象工程服务技术发展过程及今后前景1.古代2.我国提出“高产、优质、高效”农业3.“精准农业”“设施农业”精准农业(PrecisionAgriculture)：是由信息技术支持的根据空间变异，定位、定时、定量地实施一整套现代化农事操作技术与管理的系统。12第二节气象调控型农业气象工程服务技术一、设施农业设施农业是长期与大自然斗争的经验结晶和应用现代科技的结果，已成为现代农业发展的方向之一。设施农业即是一种气象环境调控型农业气象工程服务技术1314设施农业的气象调控技术主要体现在两个方面：（一）设施的建设如何更加合理，以便更充分地利用自然界中的光、热、水、气等气候资源（二）如何准确掌握设施内各种气象要素的分布和变化规律，采取相应措施对气象要素进行调控15二、塑料棚与传统温室1.塑料棚（1）塑料小棚：应用广泛，春提前，秋延后。增温能力强，保温能力差16（2）塑料中棚：特点：人可以进入棚内操作，升温快，降温也快17（3）大棚：性能大大优于中棚和小棚光照条件：能充分吸收直射、散射光，光照水平较好温度条件：随外界温度的变化而改变，晴天温差大，昼夜温差大，阴天相对平稳水分条件：土壤水分蒸发量少，表层土壤湿度大北方南方182.传统温室温室又称暖房，英文(greenhouse)。能透光、保温（或加温），用来栽培植物的设施。在不适宜植物生长的季节，能提供生育期和增加产量，多用于低温季节喜温蔬菜、花卉、林木等植物栽培或育苗等。19日光温室：是一种完全不加热或加热很少的温室，它的能源来自太阳辐射。温室的结构充分采光和严密保温，形成了我国独特的“高效节能型日光温室”最早从事作物生产潜力研究的是竺可桢，若长江流域单季稻光能利用率达到3%，则亩产可达1412kg20农村庭院生态工程中保护地设施图示名称图示简要说明风障阳畦多用于早春和晚秋栽培。东西向设计，北面用竹竿、草席搭建风障。简单低廉平阳畦向地下挖50-60cm，四周用砖块砌墙，覆盖塑料薄膜。早晚用草席保温。适合冬季种植韭菜、芹菜或花卉21农村庭院生态工程中保护地设施图示名称图示简要说明半地下温室小型温室，向地下挖50-60cm。这一类温室保温性能较好，湿度比平地建设高地面小型温室不向地下挖深，其余与半地下温室相同22农村庭院生态工程中保护地设施图示名称图示简要说明窗台下小型温室利用农村庭院窗台下方建设。可以建在地面，也可以建成半地下的结构。屋顶小型温室屋顶小温室，尽量减轻重量。注意，在屋顶一定要先覆盖上一层塑料薄膜23农村庭院生态工程中保护地设施图示名称图示简要说明屋顶塑料小拱棚屋顶塑料小拱棚与温室的原理相同。支架可以用钢管、塑料管或竹片制成地面简易小拱棚这种简易小拱棚可以用竹片插在地下，做成支架，上面覆盖塑料薄膜，方法简单，造价低廉，易拆装24sinhsinsincoscoscos纬度赤纬时角25三、现代化温室的农业气象调控技术现代设施农业利用各种先进技术，用人工控制环境因子如温度、光照、湿度、CO2浓度等方法来获得作物最佳生长条件，从而达到增加作物产量，改善品质、延长生长季节的目的26现代化温室的原理（江苏理工大学）：通过传感器检测温室中的各环境参数，得到模拟输入量，经接口板采集数据和计算机分析处理，输出开关量，通过驱动电动开关，控制各执行机构，各环境因子控制如下：271.温度控制：升温控制：关闭门窗、室内小环境围护保温，太阳能热水器加温和营养液加温等降温控制：自然通风、轴流风机强制通风、遮阳网张开等2.湿度控制：增湿采用湿帘风机装置来实现，降湿通过通风来实现283.光照控制：遮光控制：夏季晴天，开启银灰色遮阳网实现增光控制：阴雨天的人工补光采用镝灯4.CO2浓度控制：对CO2的控制安排在温度、湿度和光照控制满足以后进行29第三节气象环境影响型农业气象工程服务技术一、地膜覆盖技术1.地膜覆盖技术原理地膜能改变地表颜色和物理性质，使地表的反射率增大或减小，地膜还能阻挡或部分隔断土壤与空气的乱流热交换30对增温的效果：在高寒地区特别明显对土壤水分的影响：大部分水分在膜下循环，使土壤含水量比较稳定，有保墒的作用对增加光效的影响：薄膜具有反射作用，使植株中、下部的反射光增强，提高光合作用强度，从而提高产量对霜冻的影响：当春、秋季骤然降温时，有覆盖的地区比不覆盖的地区更早形成霜，更易遭受冻害312.地膜覆盖技术的应用效果（1）提前满足作物对热量的需求，提早7-10天成熟（2）作物适宜种植区纬度向北推移2-4度（3）在作物品种选择上有了重大突破（4）提高了复种指数32二、沟植垅盖技术1.充分利用降水资源，提高了降水利用率2.改善了小气候环境，充分利用了光温资源，有利于冬麦安全越冬3.实现“一膜两用”，增产及经济效益明显，对于旱地生产和节水农业有重要意义垅上33三、作物间套作技术间作：是指两种作物基本上同时播种，同时收获，相间生长。套作：是指前季作物收获前即在行间播种下一季作物的栽培方式科学合理的间套作制度是充分合理利用气候资源的有效途径，是增加产量的有效途径34间套作技术的效益（1）增强田间太阳辐射，提供光能利用率（2）充分利用季节，充分利用不同层次的温度，水分（3）节约用水，提高水分利用率（4）增强抗灾能力（5）增加作物产量35四、秸秆覆盖技术秸秆覆盖主要是针对北方旱区在休闲期降水保墒差和在作物生育期土壤蒸发量大而实施的农田水分调控技术，这是一种极有效的保墒措施36概况中国东南濒临太平洋，西北深入亚洲腹地，西南与南亚次大陆接壤，加之地形高差大，山谷、盆地、平原相间，以及山脉走向交叉的特点，造成我国降雨的时空分布不均，水资源的分布与人口、土地、资源的分布不相协调，致使每年洪涝灾害频繁，北方缺水严重降雨：我国季风气候明显，大部分地区受东南、西南季风影响，形成东南多雨湿润、西北少雨干旱，冬季北风多、气温低、降雨少，夏季南风多、气温高、降水多的特点37我国降水情况区划表降雨深（mm）地区范围干旱区200内蒙古，宁夏、甘肃北部，青海柴达木盆地，塔里木盆地，藏北高原半干旱区200-400东北西部，宁夏、甘肃大部，青海、西藏部分地区半湿润区400-800华北平原，东北、山西、陕西大部，甘肃、青海东南部，四川西北和西藏东部湿润区800-1600淮河两岸至秦岭以南，长江中下游地区，云南、贵州、广西和四川大部分地区多雨区1600浙江、福建、广东、广西、江西、湖南，台湾3839水资源的特点通常所说的水资源是逐年可以得到更新的可以利用的淡水量，它是一种动态资源，包括地表水、地下水和土壤水，主要来自大气降水1.全国的水资源总量不少，但是人均占有量和每公顷均占有量低。2.水资源量的年内分配集中，年际变化大3.水资源地区分布不均。人均水量仅占世界平均水平的22%，我国耕地每公顷均水量只及世界平均数的75%。北方水资源短缺，耕地多；而南方水资源相对丰富，耕地少40联合国“国际人口计划研究”项目将水资源区域供需平衡状况划分为四种类型：1.水危机区，2.水紧缺区，3.缺水区，4.水平衡区。北方为缺水区，南方为水平衡区，华北属典型的水危机区，黄土高原属水紧缺区，东北和长江中下游属缺水区，其他地区均为水平衡区41五、免耕法技术1.少耕可以避免翻耕破坏犁底层，导致水分下渗和不利于蓄墒2.免耕能保持作物老根遗留给土壤大小不等的根孔和蚯蚓一类小动物活动遗留在土壤的洞穴3.由于免耕地表面有残茬覆盖，提高了土壤的入渗能力42六、作物优化灌溉技术1.冬小麦优化灌溉技术的原理根据冬小麦各发育期对水分的需求量、各发育期的耗水规律和其生长发育适宜田间土壤水分指标，通过对麦田土壤水分的检测掌握其动态变化，运用作物-土壤-大气干旱预报模式，作出未来一个月内麦田墒情预报432.冬小麦优化灌溉技术的应用目前该项目已经系统化、实用化。把过去冬小麦浇水5次水的不合理灌溉制度改变为浇1-3次水，小麦亩产可达350-400kg。其节水、抗旱、高产、增收节支效益十分显著