我国设施园艺研究现状及发展对策

    我国人多地少，资源与人口矛盾日益尖锐，气候限制因素较多，因此稳定持续提高土地利用率和生产效率是我国农业发展的核心问题。因此，适应市场经济体制和“两高一优”的农业要求，积极推进设施农业的发展，是我国农业向现代化转变的重要内容。而设施园艺是设施农业的重要组成部分，它在我国农业及农村经济发展中的地位和作用越来越重要，已成为当前农村种植业结构调整的首选项目。

    设施园艺是指利用人工设施、人工控制环境因素，完全或部分地摆脱传统农业生产受自然气候和土壤等条件制约，使植物获得最适宜的生长条件，从而延长生产季节、获得最佳产出的农业生产方式。设施园艺是依靠科技进步形成的高新技术产业，是现代工程技术、生物技术的综合运用，是我国传统农业向现代化农业转变的根本途径。

    1 发展方向

    现在世界各国的设施园艺发展很快，一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向发展。

    1．1        生态环境因素控制自动化

    生态环境因素控制自动化的主要内容是温、湿度的自动调节，灌水量、水温自动调节，CO2施肥自动调节，温室通风换气自动调节等。通过控制各种相应的操作设备来控制上述内容，以达到给作物创造最佳生长环境的目的。对环境影响因素采用的控制方法一般有2种：① 单因子控制。这是对温度、湿度、光照和CO2 浓度等进行单独控制的方法，其中主要是控制温度，其次是湿度，包括空气湿度和土壤(或基质)的湿度。其局限性在于外界气候的变化随时影响到室内的小气候，靠人工指令随时进行相应改变是很难办到的。② 多因素综合控制。这是2O世纪80年代发展起来的利用计算机控制温室环境因素的方法，将各种作物不同生长发育阶段需要的适宜环境条件要求输入计算机程序，当某一环境因素发生改变时，其余因素自动作出相应修正或调整。一般以光照条件为始变因素，温度、湿度和CO2。浓度为随变因素，使这5个主要环境因素随时处于最佳配合状态。

    1．2        作业自动化

温室设施栽培包括耕耘、育苗、定植、收获、包装等，作业种类多，像摘叶、防除、搬运等作业反复进行，需要投入大量的劳动力。又由于设施内高温、高湿等不良劳动环境，需要发展作业自动化。目前蔬菜、花卉和苗木生产的数量不断增加，育苗中移苗工作需要很多劳力，而人工成本不断上升，因此在发达国家发明了机器人移苗机。机器人还能根据光反射和折射原理，准确地测定植物需水量，从而进行灌溉的控制。为此，一些发达国家也进行了与此相关联的种苗的特性、优质种苗的选择方法、间苗方法等基础技术的研究。还进行了设施内多功能管理、搬运自动行走作业的研究。计算机的应用还为温室节能、施肥、经营管理提供了方便。

 

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    2 国内外研究进展

    2．1 国外发展现状

    20世纪70年代以来，设施园艺技术在发达国家发展迅速，荷兰、英国、日本等开发的集约化温室设施中温、光、水、气等均由计算机控制，从品种选择、栽培管理到采收包装，形成了一整套规范化的技术体系。而以塑料薄膜为覆盖材料的普通塑料温室，足当今设施栽培的主体。目前代表设施栽培技术水平的现代温室设施正朝着自动化、智能化与网络化方向发展，其表现在以下几个方面：(1)温室设施覆盖材料。目前，大多数国家设施栽培生产上用的温室以连栋温室为主，温室骨架材料为钢材或铝合金；覆盖材料除了塑料薄膜和玻璃外，还有玻璃钢(FRP板)、双层充气薄膜和聚碳酸脂板等；内覆盖材料有保温草帘、遮阳网或各种降温降湿材料。(2)温室设施综合环境控制技术。当前设施栽培综合环境控制技术先进的国家由于其地理位置、自然环境和经济基础不同，其发展的侧重点也有所不同。荷兰主要考虑采光，在设施顶面涂层隔热技术。冬天保温加温的双层充气膜、锅炉、燃油加热系统，CO2施肥系统，人工补光的研制等方面均处于世界先进水平；以色列重视灌溉，其灌溉技术特别是滴灌技术和设备发展很快，现已处于世界先进水平；美国所开发的高压雾化降温、加湿系统以及夏季降温用的湿帘降温系统处于世界领先地位，已能够开发完全人工控制的生态环境设施；日本设施栽培综合环境控制技术自动化水平很高，温室设施可以通过计算机将温度、湿度、CO2浓度和肥料等控制在最适合作物生长发育的水平上。(3)设施节水灌溉技术及设备节水灌溉技术及设备是设施农业的重要组成部分。以色列的温室种植全部采用微灌，以滴灌为主，温室滴灌的最高水利用率达95% 。目前普遍流行的是一体化滴灌管(带)，即滴头和滴管结合为一体。在温室设施内多使用小型滴灌控制器，并采用自动化操作，运行精密、可靠、节省人力。代表当今国际设施节水灌溉领先水平的是法国的D哦SATR0N肥料农药混合器。(4)温室作业机具。目前日本、韩国、美国和意大利等国家在温室生产过程中的耕整地、播种、间苗、灌溉、中耕和除草等作业均已实现机械化。其开发的耕耘机可以在温室中进行耕整地、移栽、开沟、起垄、中耕、锄草、施肥、培土、喷药及短途运输等多种作业。且日本和美国均开发应用了温室机械化穴盘育苗播种成套设备，可将穴盘装土、刮平、压窝、播种、覆土和浇水等多道工序在一条作业线上依次自动完成。

    2．2 国内发展现状

    我国设施栽培历史悠久，但现代设施栽培起步较晚，我国现代温室和塑料大棚起步于2O世纪80年代。我国自1979年至1994年先后从荷兰、日本、美国、保加利亚、罗马尼亚引进大型连栋温室21．2hm2 ，但由于种种原因，特别是耗能过大，运行费用高，管理不善，仅个别勉强维持生产，绝大部分不得不宣告失败。20世纪90年代中期，由于我国经济形势进一步好转，设施园艺的发展又掀起了新的热湖，以北京中以农场引进以色列大型塑料温室为标志，又开始了新一轮较大规模地引进目外先进的大型连栋温室，与以前不同的是这一次引进的不仅是温室的主体骨架，同时引进了成套设备和栽培技术。主要集中在经济发达地区，如北京、上海和广州等地，突出地反映了国内对先进的设施栽培成套设备和技术的迫切需要，与此同时，国外温室厂家亦蜂涌而来，他们采取压低主体结构价格，提高内部设施价格的措施。试图占领市场。

    3 我国面临的问题及相应对策

    3．1 我国设施园艺的面积虽居世界第一位，但是以简易的类型为主，设施环境可控程度与水平低，抗御自然灾害能力差，遇灾害性天气和年份生产没有保障，农民遭受损失，市场供应出现波动中国温室市场上目前使用的不少产品，在高品质领域主要以国外产品为主。遮荫网的生产上以瑞典、以色列的高品质产品为主，薄膜的生产上以希腊、西班牙、以色副的高品质为主，优良的传动机构以荷兰的产品同样与国外有相当的差距，国内现有的一些科研成果与真正地推广应用之间还有一段距离。在设施专用品种的选育上，国内目前尚没有专用型、系列化的温室栽培品种，设施农产品的产量和品质始终在低水平上徘徊。

    3．2 设施园艺工程科技含量较低，无论设施本身还是栽培管理，多以传统经验为主，缺乏量化指标和成套技术，不符合农业现代化的要求，与发达国家相比差距很大。从统计的数字字面上来看设施面积很大，人均　16m2　 的面积也达到了发达国家20世纪80年代的水平，但是中国的设施90% 以上以简易型为主，设施栽培生产的风险相对较高。这种低水平的设施在夏季最热的季节只能够停止使用，在冬季的季节只能够停止使用，在冬季的低温冻害的事件屡见不鲜，南方地区夏季的台风总能破坏相当大数量的设施。对于温度、光照、水分、肥料等环境因子的综合调控，在这样的设施里更是不可能了。中国南方地区的单栋塑料大棚和北方地区的日光温室的发展，一方面是适应了比较落后的农村经济状况和人民群众较低的物质生活要求，另一方面也反映了中国较低的设施水平。随着经济社会的发展、人民群众生活水平的提高、以及当前加入WTO后农产品出口面临的竞争压力，这种低水平的重复建设必然会遇到设施水平提升的要求

    3．3 我国设施园艺的生产经营方式以个体农户为主，劳动生产率很低，只相当于发达国家的1／l0，甚至1% 。规模化、产业化的水平更低，小农经济的生产和经营与日益发展的市场经济矛盾越来越突出，更难以走出国门与国际市场接轨。种植管理方面的研究理论化、科学化、科学化、系统化地指导生产实践还有不小的差距。温室企业在产品的售后配套服务方面尚不够完善，企业的品牌意识、诚信意识还不够，相关温室控制软件的研究上与国外企业相比还有相当大的差距。此外，中国设施农业行业目前还存在着农业园区规划、设施结构不合理，设施技术不配套，能源浪费严重。设施园艺的发展，关系到我国农业的发展，所以对其相关技术及问题的研究意义重大。

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