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国家标准计划《设施农业小气候观测规范 日光温室和塑料大棚》由 TC539(全国农业气象标准化技术委员会)归口 ,主管部门为中国气象局

主要起草单位 山东省气候中心

目录

基础信息

计划号
20173971-T-416
制修订
制定
项目周期
24个月
下达日期
2018-01-09
公示开始日期
2017-10-19
公示截止日期
2017-11-02
标准类别
方法
国际标准分类号
07.060
07 数学、自然科学
07.060 地质学、气象学、水文学
归口单位
全国农业气象标准化技术委员会
执行单位
全国农业气象标准化技术委员会
主管部门
中国气象局

起草单位

目的意义

设施种植业推动了区域农村经济发展。

日光温室和塑料大棚是我国设施园艺种植的主要设施结构,能量来源为太阳辐射,具有同时将太阳光能转化为化学能和热能的特性,能实现四季如春的种植条件。

一般太阳能光热转换利用率能够达到80%,光合利用率能够达到5%左右,单位面积产值一般可达大田的7~10倍,甚至更高,可有效提高土地利用率和经济效益,对于人均土地面积仅占世界40%的中国,其意义巨大。

目前,设施种植业已成为农村经济发展的支柱产业,并逐步具有了产业化、标准化和国际化等典型的现代农业特点,本世纪以来在我国呈现出强劲发展态势。

据不完全统计,截止到目前,我国日光温室和塑料大棚园艺种植面积约3618多万亩,占世界的90%左右,其中设施蔬菜面积约3384万亩。

设施内气象要素的观测的重要性。

目前我国生产上普遍使用的日光温室、塑料大棚设施结构相对简陋,设施内小气候的调控基本上是以自然通风为主,设施内作物的生长环境条件对外界气象条件依赖性较大,因此,设施农业生产涉及到外界天气条件、设施内环境条件、作物、环境调控以及作物栽培管理等诸多环节与因素,其中,设施内环境小气候基本特征是影响设施栽培作物产量品质的主要因素。

另外,受设施结构遮挡和作物生长发育影响,日光温室和塑料大棚内的气象要素均存在较大的时空分布异质性特点,为此,了解不同季节、区域以及设施内的环境气象要素的变化特征,将有助于提升区域气候资源利用率,提高设施环境调控的针对性,有效发挥作物栽培技术的效益。

行业标准存在局限性。

多年来,关于日光温室和塑料大棚设施内气象要素的观测,涉农研究院所、气象部门以及生产者均有开展,由于各自的要求和目的不同,观测的要素、观测仪器以及仪器布设方位均存在较大差别,从而导致观测数据缺乏可对比性和广泛应用性。

中国气象局2015年1月发布了行业标准《设施农业小气候观测规范 日光温室和塑料大棚》(QX/T 261—2015),为全国气象部门开展设施农业气象服务提供了基本支撑,有效提升了气象服务效益。

但由于属于行业标准,其制定内容主要是针对气象服务技术应用,缺乏设施农业生产决策者、生产管理者以及相关人员的广适性。

本标准制定意义重大。

本项目拟依据我国设施农业发展现状及其设施小气候的特点,针对生产决策者、管理者及其保障服务的需求,兼顾统一性、针对性和可操作性,制定设施小气候观测规范,统一全国日光温室和塑料大棚小气候的观测方法与标准,确保日光温室小气候观测数据的一致性和可对比性,将有助于推进设施建造技术、设施栽培技术和设施农业气象服务技术等多学科技术的融合发展,为设施农业高产优质和提质增效提供保障,从而推动我国设施农业的发展,经济和社会效益巨大。

同时,为进一步分析评估我国设施小气候资源,规划设施农业发展方向提供技术支撑,具有长远的战略意义。

范围和主要技术内容

标准范围: 本标准适用于农业部门开展设施农业生产决策与管理,气象部门开展设施农业气象保障服务,涉农科研院所开展指导农业生产的试验与技术研究等。 主要技术内容: 1.开展广泛调研 制定设施结构参数调查表,结合对我国设施农业种植面积较大省份设施种类与结构的调研,开展日光温室和塑料大棚的长度、跨度、脊高、采光屋面角度、采光面覆盖材料等相关参数的调查与统计,以确定有代表性的观测设施。 2.开展试验观测 针对温室和大棚内小气候要素时空分布均存在异质性,选择不同结构参数的温室和大棚,开展棋盘式布点观测,观测要素包括设施内空气温度、相对湿度等;同时,记录同时段内的设施外地面气象观测数据。通过试验观测与分析,研究设施内环境要素异质性特征,研究确定各气象要素的观测位置与高度。 试验观测具体方法为: 在温室和大棚内,均匀选择9个观测点位,采用棋盘式布设法进行9点3个层次的立体温、湿度逐小时观测,其中垂直观测高度分别为地表和距地表1.5 m、2 m,与本标准确定的自动小气候观测点位的温、湿度同时观测。其中,温室小气候观测站布设在温室种植区域东西跨度的中间、南北跨度自南向北2/3的位置,距离地面1.5 m高度处;大棚小气候观测站安放在大棚中心点位置,距离地面1.5 m高度处。 3.观测项目确定 为了满足设施农业生产决策者、生产管理者、气象服务者实时应用,以及设施结构设计、栽培科研等需求,通过发布调查表与实地调研相结合的方式,确定服务需求与观测要素。 4.观测设施代表性的研究 目前,生产上使用的日光温室和塑料大棚结构参数及种植作物不尽相同,前期研究结果表明,设施结构的差异及种植作物基本上不影响气象服务效果。为了确保本标准所确定的用于观测的温室和大棚具有代表性,收集全国各行业已有观测数据,通过统计分析,进行合理性验证分析。 (1)观测数据收集 收集国内设施农业发展重点省份的温室和大棚内小气候观测数据,收集范围涵盖气象和农业部门、科研院所以及相关涉农公司。 (2)原理与方法 设施内地面、墙体均是热量的储存体。白天,吸收太阳辐射储存热量,夜间,以长波辐射形式向四周散发热量,因此,外界气象条件对温室小气候的影响具有一定的滞后效应。通过设施内、外气象要素的对比观测,探究小气候形成机理,可以构建温室小气候预报模型,从而为设施农业实时诊断评估、设施农用天气预报、设施农业气象灾害预警、设施小气候调控以及设施作物栽培管理等提供技术支撑。 (3)模型检验方法 利用模型优劣评价方法,采用回归估计标准误差RMSE(Root Mean Squared Error)和相对误差RE(Relative Prediction Error)来分析预报值与实测值之间的符合度。计算公式见标准草案。

国家级科研专项支撑

特色区域农村信息化集成技术与应用(2014BAD10B00)

行地标转化

QX/T 261—2015 《设施农业小气候观测规范 日光温室和塑料大棚》