一、一塊地里的一口氣，為什么要同時測四樣

農田小氣候與天氣預報不是一回事。預報說的是一個縣、一個市，農田里關心的是一個地塊、一個大棚、一道坡。同一塊地里，地面以上五厘米與一米五能差八度；上午十點與下午兩點，光照能差一倍；棚頭與棚尾，二氧化碳能差兩百 ppm。要說明一塊地為什么出苗不齊、為什么倒伏、為什么霜凍害重，溫度、濕度、光照、二氧化碳這四個數就得在同一個時間點上取，前后差十分鐘，因果關系就說不清了。四個數分開測、拼在一起算，結論往往會走偏，而且走偏的方向看不出來。

固定站解決的是連續性，手持式解決的是代表性。一根桿子立在地頭，一年不動，數據是連續的，可它只代表一個點；一塊地要走五個點，五個點的數放在一起，才知道這塊地的差異在哪一段、是地形造成的還是管理造成的。恒美智造做這類手持機的出發點，是把走一遍這件事變得可操作：主機握在手里，探頭插上去，到點就讀，一分鐘一組，一個上午能把一塊地走完，回來把五點連成線，圖上高低起伏一眼就看得出。

參數從四個加到十六個，不是把探頭往上堆。田里的研究問題是一層層長出來的：頭一年只看溫光水氣，第二年要算光合，得加光合有效輻射；第三年要算鹽分對出苗的影響，得加鹽分與酸堿度；再往后要算熱量收支，要總輻射與葉面溫度。一次買到十六通道是浪費，只買四通道又怕不夠，把主機做成一套、探頭做成可加的，才是這類儀器的用法，也是恒美智造這七級譜系的來由。用戶今年配四根，明年加兩根，隊伍換了、課題變了，機器還能跟上。

表1 七個型號各測哪些參數

表注：型號后面的數字就是通道數，不是精度等級。從四到十六，主機、屏、軟件是同一套，差別在探頭與通道。

二、從四通道到十六通道：這條譜系怎么讀

HM-QX4 是這條譜系的起點：空氣溫度負三十到七十攝氏度，允許誤差正負零點二攝氏度；空氣濕度零到九十九個百分點，誤差正負三個百分點；光照強度零到二十萬勒克斯，誤差正負五個百分點；二氧化碳零到兩千 ppm，誤差正負三個百分點。四樣都是作物生長的一階變量，教學、示范、常規巡測夠用，四千元的價格也讓推廣站一次能配幾臺，幾個鄉鎮分著用也不心疼。

往上加的是二階變量。HM-QX6 加露點溫度與光合有效輻射，露點由溫濕算出來直接給，不必回來再查表；光合有效輻射覆蓋四百到七百納米，是算光合速率的必需項。HM-QX8 加土壤溫度與土壤水分，這兩個數是灌溉決策的直接依據；HM-QX10 再加土壤鹽分與酸堿度，鹽堿地和用了多年的老棚要看這兩項，因為它們決定根系能不能吸水、肥能不能被吸收。

十二通道那一級是 HM-QX12，加風速與風向，這一級在市場上有另一個叫法，叫便攜式氣象站，因為它已經湊齊了氣象站的基本要素；十四通道的 HM-QX14 加降雨量與大氣壓力；十六通道的 HM-QX16 加總輻射與葉面溫度。每上一級加的都是探頭，主機、屏幕、軟件不變，價格從四千元走到二萬二千六百元，差的是通道與配套，不是精度等級。這一點在詢價時容易誤會，也容易被說反。

表2 四路一階參數的量程與誤差

表注：四路的誤差都是相對值或全量程值，讀數越小，相對誤差越大。低光照與低濃度段要看固定誤差。

三、探頭插上就認：接口能通用靠什么

接口能不能通用，是這類儀器好不好用的分水嶺。老做法是每根探頭配一個固定通道，插錯讀不出數，換一根要改主機參數，改完還有可能把別的參數帶偏。恒美智造把這層做進主機：探頭插上，主機讀它的身份與系數，自動對應到參數名，不同參數的口徑可以互轉，對測量精度沒有影響。田里換一根探頭，等于換一支筆，不必翻說明書，也不必打電話問廠家要操作步驟。

系數跟著探頭走，這一點在長期觀測里很要緊。探頭會老化，光照探頭一年漂幾個百分點是常事；系數存在探頭里，換一根新的，主機讀新系數，歷史數據與新數據還在同一個口徑上，曲線接得上。要是系數存在主機里，換探頭就得改參數，改錯一次，整批數據都要重算，而重算這件事往往等到寫論文或者交報告的那天才發現，那時候田里的條件已經變了，補不回來，只能從頭再測一輪。

表3 主機接口與可加裝的模塊

表注：這一層決定的是好不好用，不是準不準。參數再全，回來對不上點位、導不出表格，數據照樣用不上。

四、數據怎么從田里回到桌子上

主機里能存三十萬條。這個容量按五分鐘一組、十六個參數算，夠一個生長季的巡測；斷電之后數據不丟，這一點在現場比容量要緊，田里換電池、忘關機、電瓶沒電都常見，丟一組數據可能就丟了一個點的結論。恒美智造把這套存儲做在主板上，不依賴外置卡，卡只是第二條備份路，卡壞了數據還在機器里，回來后補拷一次就行。導出的路有三條：拔卡拷、USB 接電腦、通過 4G 或短信模塊上傳。三條路都留著，是因為現場條件不一樣：偏遠地塊沒有信號，拔卡省事；有信號的地方邊測邊傳，回到單位數據已經在平臺上；要給別人的報告，走 USB 導成表格。三條路的文件格式一致，用戶不必為每條路各學一套操作。數據到了軟件里，看曲線、設閾值、導表格三件事都是現成的，不必自己寫公式；采樣間隔是少數要自己判斷的地方，測霜凍半小時一組，測光合一分鐘一組，測土水兩小時一組，定得比變化快是冗余，定得比變化慢就把峰值削平了。電池與續航在田里是硬指標。恒美智造把這臺機器的電池做成可更換的，出工帶兩塊的用戶不少：上午走一片地，下午換一塊再走一片，中間不必找電源。電池怕的是低溫，零下的早上電量掉得快，屏上會提前提示低電壓，看到提示就換，比黑屏之后再找電池省事。長期存放要留一半電，虧到底的鋰電池容易鼓包，鼓了殼就裝不進倉。

五、幾份規范管的是同一件事：口徑

地面氣象觀測有一套成文的口徑。GB/T 35221-2017 講總則，GB/T 35226-2017 講空氣溫度與濕度，GB/T 35227-2017 講風向與風速，GB/T 35231-2017 講輻射，另有降水與氣壓的幾份。手持機不必按國家站的標準建站，但口徑要對齊：高度、遮擋、平均時長三樣尤其要緊，三樣不寫清，數據第二年就沒法比，也沒法跟別人的數據放在一張表上，更沒法跟固定站互證。

高度這一條常被忽略。國家站的溫度濕度在一米五，風速在十米；手持機拿在手里是一米二到一米五，測冠層溫度要舉到冠層高度，測地表溫度要蹲下去。計量這一層看兩份規程：JJG 205-2005 是溫濕度計的檢定規程，JJG 431-2014 是輕便三杯風向風速表的檢定規程。溫度濕度探頭送計量院出證書，風速探頭要上風洞；沒有風洞就只能做穩定性檢查，給不出值，報告里也不能寫準不準。

降水與氣壓這兩路的規范也要看。雨量筒的承水口高度與水平度決定收集效率，風大時承水口周圍的氣流會把雨滴帶偏，測出來的雨量偏??；氣壓這一路要避開風口與陽光直射，讀數隨高度變化，同一塊地不同海拔的兩個點，氣壓能差幾百帕。恒美智造在說明里把這幾條的安裝圖示印在一起，用戶照著擺，比憑經驗擺省事，也比出了偏差再改省事。

表4 幾份規范各管一段

表注：手持機不按國家站建站，但口徑要對齊。高度、遮擋、平均時長三樣不寫清，數據第二年就沒法比。

六、一份能交給課題組的記錄，寫五件事

頭一件是點位與經緯度。主機帶定位模塊，讀數時經緯度一并存下，回來把點畫到地塊圖上，哪塊地、哪個坡位一目了然。沒有定位的機器要在本子上手寫經緯度，寫完還要核對，一個點錯一位數，整條曲線就歸到別的地塊上，而這種錯誤在圖上很難發現，往往要等到結論對不上才回頭查，查起來又要翻一年的本子。第二件是探頭清單與編號，哪幾根探頭、編號多少、上次校準什么時候。第三件是時間與間隔。第四件是天氣與遮擋，云量、風向、有沒有樹蔭。第五件是原始文件與導出表，兩個都存，原始文件是底賬，導出表是給別人看的。這五件事寫全，一份記錄才算能交；恒美智造在隨機資料里放了一頁空表，把五件事列成欄目，測完一個點填一行，一頁紙的事，卻決定了這組數據三個月后還看不看得懂，也決定了明年接手的人敢不敢用。恒美智造把這頁表做成兩聯，一聯隨數據走，一聯留在站里存檔。

記錄交給誰，決定要不要多寫兩欄。交給課題組，要寫探頭編號與系數版本，因為復算時要用；交給推廣站，要寫品種與農事，因為要解釋差異；交給第三方，要寫校準證書號與點位坐標。恒美智造的空表上留了三欄空白，用戶按接收方的要求填，填完復印一份自己留存，往后有人問起哪一組數，翻自己的那份就能答。這一頁表也與設備本身有關：手持農業氣象環境檢測儀負責跑點，手持氣象站負責守點，兩邊用同一套字段，回來才拼得上一張圖。