乔恩·M·克莱门茨,马萨诸塞大学推广果树专家,马萨诸塞大学冷泉果园,贝尔彻敦,马萨诸塞州
尽管现代商业在很大程度上已设法将自身与天气影响隔离开来,但农业仍是个例外,其在很大程度上依赖于大自然所带来的降雨、阳光、高温、寒冷或风暴等天气条件。天气不仅直接影响作物生产,还会推动侵袭作物的病虫害发展。在过去25年中,作为整体IPM(综合病虫害管理)策略的一部分,种植者获得了通过密切监测天气信息来管理与天气和病虫害相关风险的工具,例如,利用这些信息预测何时应喷洒农药,或何时应通过灌溉保护植物免受霜冻。因此,监测关键天气参数(如降雨量、湿润期、温度和蒸发量)可为农业企业提供关键信息。
利用天气信息帮助制定病虫害管理决策,需要收集准确数据并对其进行分析,以辅助做出关键管理决策。分析是通过模型完成的,这些模型是使用天气数据和其他信息进行的数学计算和逻辑公式。模型会就是否应采取某些行动提出建议。例如,苹果种植者可以使用模型确定是否需要防治火疫病。他们收集每日温度、露水和降雨量,当果树进入花期时,结合这些数据来判断是否需要喷洒链霉素。火疫病会导致树木死亡并造成严重损害,因此如果存在感染风险,就应使用链霉素。另一方面,不必要的链霉素施用会浪费资金,并增加火疫病病原体对抗生素产生耐药性的可能性。使用如MARYBLYT这样的模型,种植者能够知道何时需要处理,何时不需要。针对许多重要的病虫害问题,以及霜冻预测、收获和灌溉时间安排或优化肥料施用等方面,都已开发出相应模型。
在病虫害管理中,减少农药使用往往取决于准确的天气信息。这是IPM的基石,对有机种植者同样重要。采用IPM或有机方法的种植者通常因其产品获得溢价。欧洲和其他国外市场对农药使用量最少的食品需求日益增加。因此,易于获取的天气信息和决策支持可以通过减少病虫害管理投入来降低成本,并提高农产品的回报和市场竞争力。
然而,种植者往往不使用这些有价值的决策支持工具。尽管存在技术创新,但种植者发现很难定期获取所需的天气数据,最重要的是难以将其应用于决策支持模型中。大多数种植者不想被下载数据和运行模型的复杂流程所困扰。要发挥作用,气象仪器必须准确且日复一日地正常运行。数据必须以易于使用和理解的形式从仪器传输到种植者或计算机。维护气象站和获取数据会给本已繁忙的一天增加任务。有时,这还需要技术专长。当被问及此事时,大多数种植者表示,如果模型预测以简单的建议行动形式呈现,他们会并且确实会使用基于模型的预测。但他们发现自己收集和分析信息的过程过于困难和/或耗时,无法定期进行。
因此,新闻通讯和其他种植者信息来源会根据选定地点或特定区域的天气数据发布信息。诸如Skybit之类的订阅服务也已出现,这些服务通过场外国家气象局气象站插值为种植者提供特定农场的信息。
此类信息通常是有用的,但农场之间的条件差异或信息传递的延迟可能会降低建议的准确性。为了充分利用基于天气的模型的优势,种植者需要一个系统,该系统能够收集准确数据并为其特定农场处理这些数据,及时提供易于理解的建议。
无线技术、耐用的天气监测硬件和基于网络的软件的最新发展使这成为可能。可以在农场上获取天气数据,频繁发送到中央计算机服务器,在那里可以在预测模型中进行处理,然后以种植者可访问的网页形式呈现建议。
在马萨诸塞大学,我们目前正在评估Onset公司的两个基于网络的气象站,一个现在位于马萨诸塞州贝尔彻敦的马萨诸塞大学冷泉果园研究与教育中心,另一个位于马萨诸塞州诺斯伯勒的图加斯家庭农场。这两个系统目前都已联网,并通过集成的Wi-Fi通信模块将天气数据传输到互联网。我们两个Onset站的实时数据可在以下网址查看:
http://www.umass.edu/fruitadvisor/hrcweather/
如前所述,大多数种植者不想处理检索数据和运行模型的复杂性。相反,他们希望早上只需访问一个网页,根据环境条件了解田间情况,然后采取行动。我们最近部署的远程系统使这成为可能,并且是种植者今天可以利用的技术工具类型的良好示例。我们目前正在寻求资金来开发应用程序,这些应用程序收集Onset站提供的当前天气数据,运行病虫害模型,然后将结果输出到用户友好且可立即访问的网页。
从研究角度来看,能够轻松获取来自不同实地站点的信息也非常有价值。我们能够实时了解田间条件,同时能够收集长期数据,用于趋势分析以及将病虫害事件与现场天气信息相关联。因此,我们可以利用这些信息来微调当前模型并开发新模型。