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气象科技的应用对农作物产生了深远且多方面的积极影响，尤其是像“气象小院”这样的创新实践，用科学技术显著提升了农业生产的效率、稳定性和可持续性，同时也在一定程度上减轻了农民的负担。

这里的“气象小院”就是指设立在农作物田间的气象试验基地，针对不同作物的气象需求而设立各种气象监测设备，并开展相关研究，为农作物高质量发展提供科技保障，并为科普示范提供开放平台。

在气象小院提供的丰富气象信息基础上，智慧大棚作为现代农业的标志性创新，正是为了克服这些挑战而生的。智慧大棚通过集成物联网、大数据、人工智能等先进技术，实现了对大棚环境的精准监测与智能调控，极大地节省了人力与时间成本，显著提升了工作效率。智慧大棚的核心优势在于其精细化管理能力，能够根据农作物的生长需求实时调整温度、湿度、光照等关键参数，确保作物始终处于最佳生长状态，从而有效增加产量，提升农产品品质，最终带来更高的经济效益。此外，智慧大棚不受冬季低温限制，通过电加温等先进手段，成为冬季蔬菜生产和各类瓜菜秧苗培育的重要基地，极大地丰富了市场供应，满足了消费者对新鲜蔬菜的多样化需求。

智慧大棚是将智能化控制系统应用到大棚种植上，利用最先进的生物模拟技术，模拟出最适合棚内植物生长的环境，采用温度、湿度、CO₂、光照度传感器等感知大棚的各项环境指标，并通过微机进行数据分析，由微机对棚内的水帘、风机、遮阳板等设施实施监控，从而改变大棚内部的生物生长环境。大棚内的环境参数进行24小时不间断的实时监测，利用物联网、大数据等技术手段，对收集到的数据进行快速分析，一旦发现环境参数偏离预设范围，立即发出预警信号。然后通过数据平台或手机APP等方式，将监测数据以图表、曲线等形式直观展示给用户，便于用户随时查看大棚内的环境状况。

当温度过高时，系统会自动启动降温设备；当土壤湿度过低时，会自动进行灌溉。这些调控措施不仅提高了作物的生长速度和品质，还降低了生产成本和资源浪费。智慧大棚采用智能化的灌溉系统，能够根据土壤湿度和作物需水情况精确控制灌溉水量，有效减少水资源浪费，提高水资源利用效率。通过精准施肥系统，智慧大棚能够根据作物生长阶段和养分需求精确投放肥料，减少肥料浪费，提高肥料利用率。智慧大棚的自动化和智能化管理减少了人工投入，降低了人工成本。通过减少化肥农药的使用量、优化资源利用和降低碳排放等措施，有助于保护生态环境和减少农业面源污染。

智慧大棚的智能化管理系统能够实现农业生产废弃物的资源化利用，推动农业绿色发展。比较人工的控制来说，智能控制最大的好处就是能够相对恒定的控制大棚内部的环境，对于环境要求比较高的植物来说，更能避免因人为因素而造成生产损失。相对生产来说，将智能化控制系统应用到大棚生产以后，产量与质量比人工控制的大棚都有极大的提高，对于不同的种植品种而言，提高产量与质量相对不同，对于档次较高的经济作物来说生产效率可以提高30%以上。

2024年四月陕西洛川苹果种植地出现低温，苹果花在低温情况容易受到冻害。为避免这种情况，农业服务方面的专家进行了专门的预报。但预报范围相对较大，没办法精细到某一个种植园，果农通过专家提供的气象数据，打算把山沟地区的种植园慢慢挪到山上。山上空流通，小气候与山下也有明显的差异。因为陕北地区沟壑纵横，低温过境时会沉降在沟壑的底部，所以对于底部的冻害会非常严重。

通过对小气候的观测，山上山下的温差能达到六七度。对100米梯度的观测，发现会有一到两度的差异。一两度的温差对于果树来说非常重要，果花达到零度后，果农就要开始防治气温持续降低。专家通过对小气候观测仪、大棚内的温度计、传感器的研究，根据相关数据估算出果花在冻害中坚持的时间，然后进行预防。

大棚都是集约化管理、无线传输，各方面的情况都可以在平台上看到。气温降到零度后，大棚内就开始作业，比如熏烟、喷水、通风。通过这些手段来减少冻害发生，观测的数据越精准，这些措施就更得当。比如山腰达到零度，系统就会自动进行山腰区域果树的防治；如果山腰和山上的温度相差两度，但温度适宜，系统就不会作业，大大减少人工成本的投入。气象小院最重要的就是降低各方面的成本，给农民减少经济投入和人力消耗。

农业生态研究结合科研院所研发出了人工培养的温室，可以用来种植生菜、茄子、西红柿等蔬菜。这些蔬菜一般用小型培养箱培育，这些培养箱可以上太空，还可以为高海拔地区提供蔬菜供应。我们在气候应用方面的发展未来会朝着更加智能化、高效化、可持续化和多元化的方向发展。

本文为科普中国·创作培育计划扶持作品
作者：海月明创作团队

审核：戴云伟 中国气象局 高级工程师

出品：中国科协科普部

监制：中国科学技术出版社有限公司、北京中科星河文化传媒有限公司

来源: 创作培育计划

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