我國設施園藝研究現狀及發展對策

    我國人多地少，資源與人口矛盾日益尖銳，氣候限制因素較多，因此穩定持續提高土地利用率和生產效率是我國農業發展的核心問題。因此，適應市場經濟體制和“兩高一優”的農業要求，積極推進設施農業的發展，是我國農業向現代化轉變的重要內容。而設施園藝是設施農業的重要組成部分，它在我國農業及農村經濟發展中的地位和作用越來越重要，已成為當前農村種植業結構調整的首選項目。

    設施園藝是指利用人工設施、人工控制環境因素，完全或部分地擺脫傳統農業生產受自然氣候和土壤等條件制約，使植物獲得最適宜的生長條件，從而延長生產季節、獲得最佳產出的農業生產方式。設施園藝是依靠科技進步形成的高新技術產業，是現代工程技術、生物技術的綜合運用，是我國傳統農業向現代化農業轉變的根本途徑。

    1 發展方向

    現在世界各國的設施園藝發展很快，一些國家在實現自動化的基礎上正向著完全自動化、無人化的方向發展。

    1．1        生態環境因素控制自動化

    生態環境因素控制自動化的主要內容是溫、濕度的自動調節，灌水量、水溫自動調節，CO2施肥自動調節，溫室通風換氣自動調節等。通過控制各種相應的操作設備來控制上述內容，以達到給作物創造最佳生長環境的目的。對環境影響因素采用的控制方法一般有2種：① 單因子控制。這是對溫度、濕度、光照和CO2 濃度等進行單獨控制的方法，其中主要是控制溫度，其次是濕度，包括空氣濕度和土壤(或基質)的濕度。其局限性在于外界氣候的變化隨時影響到室內的小氣候，靠人工指令隨時進行相應改變是很難辦到的。② 多因素綜合控制。這是2O世紀80年代發展起來的利用計算機控制溫室環境因素的方法，將各種作物不同生長發育階段需要的適宜環境條件要求輸入計算機程序，當某一環境因素發生改變時，其余因素自動作出相應修正或調整。一般以光照條件為始變因素，溫度、濕度和CO2。濃度為隨變因素，使這5個主要環境因素隨時處于最佳配合狀態。

    1．2        作業自動化

溫室設施栽培包括耕耘、育苗、定植、收獲、包裝等，作業種類多，像摘葉、防除、搬運等作業反復進行，需要投入大量的勞動力。又由于設施內高溫、高濕等不良勞動環境，需要發展作業自動化。目前蔬菜、花卉和苗木生產的數量不斷增加，育苗中移苗工作需要很多勞力，而人工成本不斷上升，因此在發達國家發明了機器人移苗機。機器人還能根據光反射和折射原理，準確地測定植物需水量，從而進行灌溉的控制。為此，一些發達國家也進行了與此相關聯的種苗的特性、優質種苗的選擇方法、間苗方法等基礎技術的研究。還進行了設施內多功能管理、搬運自動行走作業的研究。計算機的應用還為溫室節能、施肥、經營管理提供了方便。

 

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    2 國內外研究進展

    2．1 國外發展現狀

    20世紀70年代以來，設施園藝技術在發達國家發展迅速，荷蘭、英國、日本等開發的集約化溫室設施中溫、光、水、氣等均由計算機控制，從品種選擇、栽培管理到采收包裝，形成了一整套規范化的技術體系。而以塑料薄膜為覆蓋材料的普通塑料溫室，足當今設施栽培的主體。目前代表設施栽培技術水平的現代溫室設施正朝著自動化、智能化與網絡化方向發展，其表現在以下幾個方面：(1)溫室設施覆蓋材料。目前，大多數國家設施栽培生產上用的溫室以連棟溫室為主，溫室骨架材料為鋼材或鋁合金；覆蓋材料除了塑料薄膜和玻璃外，還有玻璃鋼(FRP板)、雙層充氣薄膜和聚碳酸脂板等；內覆蓋材料有保溫草簾、遮陽網或各種降溫降濕材料。(2)溫室設施綜合環境控制技術。當前設施栽培綜合環境控制技術先進的國家由于其地理位置、自然環境和經濟基礎不同，其發展的側重點也有所不同。荷蘭主要考慮采光，在設施頂面涂層隔熱技術。冬天保溫加溫的雙層充氣膜、鍋爐、燃油加熱系統，CO2施肥系統，人工補光的研制等方面均處于世界先進水平；以色列重視灌溉，其灌溉技術特別是滴灌技術和設備發展很快，現已處于世界先進水平；美國所開發的高壓霧化降溫、加濕系統以及夏季降溫用的濕簾降溫系統處于世界領先地位，已能夠開發完全人工控制的生態環境設施；日本設施栽培綜合環境控制技術自動化水平很高，溫室設施可以通過計算機將溫度、濕度、CO2濃度和肥料等控制在最適合作物生長發育的水平上。(3)設施節水灌溉技術及設備節水灌溉技術及設備是設施農業的重要組成部分。以色列的溫室種植全部采用微灌，以滴灌為主，溫室滴灌的最高水利用率達95% 。目前普遍流行的是一體化滴灌管(帶)，即滴頭和滴管結合為一體。在溫室設施內多使用小型滴灌控制器，并采用自動化操作，運行精密、可靠、節省人力。代表當今國際設施節水灌溉領先水平的是法國的D哦SATR0N肥料農藥混合器。(4)溫室作業機具。目前日本、韓國、美國和意大利等國家在溫室生產過程中的耕整地、播種、間苗、灌溉、中耕和除草等作業均已實現機械化。其開發的耕耘機可以在溫室中進行耕整地、移栽、開溝、起壟、中耕、鋤草、施肥、培土、噴藥及短途運輸等多種作業。且日本和美國均開發應用了溫室機械化穴盤育苗播種成套設備，可將穴盤裝土、刮平、壓窩、播種、覆土和澆水等多道工序在一條作業線上依次自動完成。

    2．2 國內發展現狀

    我國設施栽培歷史悠久，但現代設施栽培起步較晚，我國現代溫室和塑料大棚起步于2O世紀80年代。我國自1979年至1994年先后從荷蘭、日本、美國、保加利亞、羅馬尼亞引進大型連棟溫室21．2hm2 ，但由于種種原因，特別是耗能過大，運行費用高，管理不善，僅個別勉強維持生產，絕大部分不得不宣告失敗。20世紀90年代中期，由于我國經濟形勢進一步好轉，設施園藝的發展又掀起了新的熱湖，以北京中以農場引進以色列大型塑料溫室為標志，又開始了新一輪較大規模地引進目外先進的大型連棟溫室，與以前不同的是這一次引進的不僅是溫室的主體骨架，同時引進了成套設備和栽培技術。主要集中在經濟發達地區，如北京、上海和廣州等地，突出地反映了國內對先進的設施栽培成套設備和技術的迫切需要，與此同時，國外溫室廠家亦蜂涌而來，他們采取壓低主體結構價格，提高內部設施價格的措施。試圖占領市場。

    3 我國面臨的問題及相應對策

    3．1 我國設施園藝的面積雖居世界第一位，但是以簡易的類型為主，設施環境可控程度與水平低，抗御自然災害能力差，遇災害性天氣和年份生產沒有保障，農民遭受損失，市場供應出現波動中國溫室市場上目前使用的不少產品，在高品質領域主要以國外產品為主。遮蔭網的生產上以瑞典、以色列的高品質產品為主，薄膜的生產上以希臘、西班牙、以色副的高品質為主，優良的傳動機構以荷蘭的產品同樣與國外有相當的差距，國內現有的一些科研成果與真正地推廣應用之間還有一段距離。在設施專用品種的選育上，國內目前尚沒有專用型、系列化的溫室栽培品種，設施農產品的產量和品質始終在低水平上徘徊。

    3．2 設施園藝工程科技含量較低，無論設施本身還是栽培管理，多以傳統經驗為主，缺乏量化指標和成套技術，不符合農業現代化的要求，與發達國家相比差距很大。從統計的數字字面上來看設施面積很大，人均　16m2　 的面積也達到了發達國家20世紀80年代的水平，但是中國的設施90% 以上以簡易型為主，設施栽培生產的風險相對較高。這種低水平的設施在夏季最熱的季節只能夠停止使用，在冬季的季節只能夠停止使用，在冬季的低溫凍害的事件屢見不鮮，南方地區夏季的臺風總能破壞相當大數量的設施。對于溫度、光照、水分、肥料等環境因子的綜合調控，在這樣的設施里更是不可能了。中國南方地區的單棟塑料大棚和北方地區的日光溫室的發展，一方面是適應了比較落后的農村經濟狀況和人民群眾較低的物質生活要求，另一方面也反映了中國較低的設施水平。隨著經濟社會的發展、人民群眾生活水平的提高、以及當前加入WTO后農產品出口面臨的競爭壓力，這種低水平的重復建設必然會遇到設施水平提升的要求

    3．3 我國設施園藝的生產經營方式以個體農戶為主，勞動生產率很低，只相當于發達國家的1／l0，甚至1% 。規模化、產業化的水平更低，小農經濟的生產和經營與日益發展的市場經濟矛盾越來越突出，更難以走出國門與國際市場接軌。種植管理方面的研究理論化、科學化、科學化、系統化地指導生產實踐還有不小的差距。溫室企業在產品的售后配套服務方面尚不夠完善，企業的品牌意識、誠信意識還不夠，相關溫室控制軟件的研究上與國外企業相比還有相當大的差距。此外，中國設施農業行業目前還存在著農業園區規劃、設施結構不合理，設施技術不配套，能源浪費嚴重。設施園藝的發展，關系到我國農業的發展，所以對其相關技術及問題的研究意義重大。

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