在气候与经济挑战下增强温室生产管理的智能技术

在变化的气候中养活人类

随着地球变暖和天气愈发难以预测，尤其在干旱地区，种植足够的食物变得更加困难。温室为作物提供了抵御热浪、干旱和风暴的保护，但仅仅建造更多温室并不足以应对挑战。本研究探讨了传感器与自动控制等“智能”工具如何帮助温室农户更明智地使用水、能源和资金，从而在减少环境损害的同时提高粮食产量。

为什么更智能的温室很重要

研究者将重点放在伊朗德黑兰省——一个从干旱到半干旱的地区，温室种植正迅速扩张以增强粮食安全。该地区的温室每年已生产超过一百万吨蔬菜和数千万株花卉。然而，许多设施仍以传统方式运行：手动加热和降温、基础灌溉，以及对收获后处理关注不足。在面临气候压力和日益增长的食品需求的世界中，作者认为必须更智能地管理这类生产，以避免浪费稀缺的水、能源和资金。

研究测量了什么

为理解良好温室管理的驱动因素，研究团队对141名温室管理者进行了调查。他们建立了一个“良好温室管理实践”指数，用以评估每个温室在三个阶段的表现：种植前（规划、设计、培训、融资）、生产中（浇水、施肥、病虫害防治、温度与光照）以及收获后（储存、包装、运输和财务跟踪）。他们还测量了五类广泛影响因素：当地气候条件、经济状况、温室结构的技术质量、规章与标准的存在程度，以及传感器、控制系统和自动化等智能技术的使用情况。

当前温室管理的状况如何

结果显示情况喜忧参半。德黑兰的温室管理者在早期阶段表现相对较好：选址、研究当地气候和投资基础设备的平均得分都超过7分（满分10分）。在作物生产阶段管理质量下降，施肥、病虫害防治，尤其是通过补充二氧化碳来促进生长方面表现较弱。最薄弱的环节远在收获之后：储存、包装、运输和财务管理得分均低于5分，拉低了总体平均管理得分至约5.85分（满分10分）。只有大约30%的温室达到了作者划定的满意管理水平；其余为中等或较差。

气候、经济与技术如何相互作用

通过一种追踪直接与间接影响的统计方法，研究显示智能技术对改善管理具有最强的直接影响。使用传感器、自动气候控制以及更智能的病虫害和水管理的温室，往往能更有效地处理从规划到收获后的所有阶段。然而，是否投资这些工具受气候与经济条件的强烈影响。更严酷或更易波动的气候会推动种植者采用更好的结构和技术，进而改善管理。经济条件本身并不会自动提升管理水平；它们之所以重要，是因为能让农户更容易购买设备、获得贷款和补贴，并遵守鼓励良好实践的法规与标准。

这对未来粮食意味着什么

对非专业读者而言，核心信息很明确：单纯建造更多温室并不能保证在变暖的世界中实现粮食安全。由支持性经济政策和合理规则配套的智能技术，是使温室高产且可持续的关键。研究建议政府和规划者应通过信贷、补贴或激励措施帮助农户克服传感器和自动化等设备的高额前期成本，并应特别关注常被忽视的收获后阶段——当前大量价值在此流失。当气候应对、良好设计、明确标准与智能工具共同发挥作用时，温室可以在更少浪费宝贵水与能源的情况下生产更多食物。

引用: Barati, A.A., Zandi Nezami, M. & Shabanali Fami, H. Smart technologies for enhancing greenhouse production management under climate and economic challenges. Sci Rep 16, 13199 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42106-w

关键词: 智能温室, 气候智能型农业, 温室管理, 精准农业, 可持续食品生产