一種基于邏輯推斷的交互玉米低溫預(yù)警防范模式

玉米，又稱玉茭、蜀黍，起源于墨西哥及南美洲赤道附近地區(qū)，后于15世紀(jì)末期16世紀(jì)初期傳播至各地，并在各地改良出各種類型。在我國(guó)，玉米最早于1531年傳入廣西，并迅速傳播至全國(guó)，目前是我國(guó)第一大糧食作物，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)收入的重要來源。玉米的產(chǎn)量高低與品種特性、種植技術(shù)、種植地的氣候與土壤條件有著密切的聯(lián)系。其中，氣候要素中的光、水、溫對(duì)玉米的生長(zhǎng)與產(chǎn)量形成有著十分顯著的影響，而玉米起源于熱帶地區(qū)，其對(duì)溫度更為敏感。當(dāng)土壤等其他條件相同下，只有在適宜的溫度、合適的水分、充足的光照下，玉米才可以良好地生長(zhǎng)，發(fā)揮出品種的產(chǎn)量潛力，增產(chǎn)增收。

但是，近年來，隨著氣候變暖，極端氣候高頻化，高溫、干熱風(fēng)、階段性低溫、強(qiáng)寒潮、初晚霜凍等災(zāi)害性天氣嚴(yán)重影響了玉米的正常生長(zhǎng)，使玉米不同程度地受害減產(chǎn)，甚至絕收，其中低溫對(duì)玉米造成的危害尤為顯著。5年來，低溫對(duì)玉米生產(chǎn)造成的危害數(shù)不勝數(shù)，如2022年5月中旬在山西晉城、長(zhǎng)治的玉米主產(chǎn)區(qū)，遭受多股強(qiáng)冷空氣連續(xù)性入侵，氣溫持續(xù)下滑；連續(xù)多日日低溫低于10℃，較常年同期顯著偏低（圖1）。而當(dāng)?shù)赜衩滓堰M(jìn)入V5（玉米五葉期），該時(shí)期玉米苗在氣溫低于10℃時(shí)便可造成冷害（圖2）。冷害之后，當(dāng)?shù)貚彽亍⒋ǖ氐壤錃鈭F(tuán)易積聚區(qū)域，玉米受害尤為顯著。在秋季玉米測(cè)產(chǎn)中，受到冷害的田塊籽粒產(chǎn)量大幅下降，降幅達(dá)10%～40%。

現(xiàn)有的天氣預(yù)報(bào)及農(nóng)事預(yù)報(bào)信息未能有針對(duì)性地結(jié)合玉米各生育時(shí)期提供氣象災(zāi)害預(yù)報(bào)，用戶參考價(jià)值不大，無法較好地解決上述問題。為此，沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)育米田心團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一款交互邏輯判斷的玉米全生育期低溫危害智能提示產(chǎn)品模式。該模式可以以網(wǎng)頁(yè)、小程序或軟件的形式呈現(xiàn)。用戶注冊(cè)后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)引導(dǎo)其勾選所在地區(qū)（可精確到鎮(zhèn)級(jí)，可以添加不超過5個(gè)地區(qū)），系統(tǒng)隨后會(huì)自動(dòng)提供其所在地的玉米適宜種植時(shí)間、安全生育期、適宜品種類型、歷年常見災(zāi)害類型、玉米各生育時(shí)期判定簡(jiǎn)易圖等基礎(chǔ)資料，供用戶事先參考。這些資料用戶可以隨時(shí)查看和使用（圖3）。

由于玉米不同生育時(shí)期的致死低溫、受害低溫等溫度臨界點(diǎn)不同，故我們也不能僅設(shè)定單一預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)，而是充分結(jié)合用戶的玉米生長(zhǎng)進(jìn)程來設(shè)定。因?yàn)椴煌脩舻挠衩咨M(jìn)程不同，故我們將采取交互式的方法，用戶通過對(duì)照系統(tǒng)自帶的判定標(biāo)準(zhǔn)，判定玉米生育期，隨后在系統(tǒng)對(duì)應(yīng)欄目中選擇。系統(tǒng)將根據(jù)用戶上傳的玉米生育時(shí)期匹配對(duì)應(yīng)的致害低溫、致死低溫等參數(shù)。當(dāng)用戶所處地區(qū)未來一段時(shí)間內(nèi)的氣溫預(yù)報(bào)達(dá)到設(shè)定閾值時(shí)，系統(tǒng)便會(huì)自動(dòng)判定玉米將會(huì)受到損害，并根據(jù)參數(shù)判斷損害的類型及概率，隨后向用戶發(fā)送提醒消息及防范建議。提醒消息包括發(fā)生低溫危害的時(shí)間段、發(fā)生類型、對(duì)應(yīng)概率、應(yīng)對(duì)措施及補(bǔ)救手段等等，從而用戶可以防患于未然，未雨綢繆，減少低溫危害對(duì)玉米生長(zhǎng)發(fā)育造成的不利影響，保障農(nóng)民種植生產(chǎn)，保產(chǎn)保收。

該模式邏輯緊密，與用戶交互流暢，操作頁(yè)面簡(jiǎn)單，使用便捷，簡(jiǎn)單易行，數(shù)據(jù)庫(kù)大，而且氣溫預(yù)報(bào)等數(shù)據(jù)參照中國(guó)氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)，數(shù)據(jù)可靠性高，提示效果良好準(zhǔn)確，時(shí)效性強(qiáng)。該系統(tǒng)將發(fā)布消息分為3個(gè)時(shí)段：7天前、3天前、1天前，分別在各時(shí)間段結(jié)合滾動(dòng)預(yù)報(bào)提供相關(guān)提示信息，讓用戶提前了解發(fā)生低溫危害的類型及概率，同時(shí)保證準(zhǔn)確性與時(shí)效性。該模式也可進(jìn)一步拓展，如對(duì)高溫災(zāi)害、干熱風(fēng)、強(qiáng)降水等災(zāi)害性天氣進(jìn)行防范，幫助用戶更精準(zhǔn)地防范，減少氣象災(zāi)害帶來的損失，解決現(xiàn)有農(nóng)事預(yù)報(bào)中精準(zhǔn)性低的問題，更好地為玉米生產(chǎn)服務(wù)，從而助力鄉(xiāng)村振興，發(fā)展前景廣闊。

作者單位：沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)