駱 飛 徐海斌 左志宇 等 我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 存在不足及對(duì)策 J 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2020 48 10 57 62 doi 10 15889 j issn 1002 1302 2020 10 010 我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 存在不足及對(duì)策 駱 飛 1 徐海斌 1 左志宇 2 3 趙桂東 1 郭小山 1 王麗平 1 1 江蘇徐淮地區(qū)淮陰農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所 江蘇淮安 223001 2 江蘇大學(xué)農(nóng)業(yè)工程研究院 江蘇鎮(zhèn)江 212013 3 江蘇大學(xué)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備與技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 江蘇鎮(zhèn)江 212013 摘要 設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志 也是現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要建設(shè)任務(wù) 我國(guó)的設(shè)施農(nóng)業(yè)較國(guó)外 起步晚 在設(shè)施建設(shè) 技術(shù)研究 裝備研發(fā) 資金投入等方面都與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家存在較大差距 為了促進(jìn)我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè) 的快速發(fā)展 推動(dòng)設(shè)施農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步 在綜述世界設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上 分別從國(guó)外和國(guó)內(nèi) 2 個(gè)方面總 結(jié)設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展的特點(diǎn) 剖析我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)存在的不足 并提出針對(duì)性的對(duì)策建議 以期為我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展 提供一些經(jīng)驗(yàn)和啟示 關(guān)鍵詞 設(shè)施農(nóng)業(yè) 設(shè)施類(lèi)型 設(shè)施作物 栽培技術(shù) 發(fā)展現(xiàn)狀 特點(diǎn) 不足 中圖分類(lèi)號(hào) F323 4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A 文章編號(hào) 1002 1302 2020 10 0057 06 收稿日期 2019 05 08 基金 項(xiàng) 目 淮 安 市 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué) 研 究 院 院 長(zhǎng) 科 研 基 金 編 號(hào) HNY201713 江蘇省區(qū)域現(xiàn)代農(nóng)業(yè)與環(huán)境保護(hù)協(xié)同創(chuàng)新中心項(xiàng)目 編號(hào) 48sky00 作者簡(jiǎn)介 駱 飛 1988 男 江蘇連云港人 碩士研究生 助理研 究員 主要從事設(shè)施農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)性能優(yōu)化及其自動(dòng)化研究 E mail 36134676 qq com 設(shè)施農(nóng)業(yè) protected agriculture 是指利用新型 生產(chǎn)設(shè)備 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程技術(shù) 管理技術(shù)調(diào)控溫室 塑料大棚等保護(hù)設(shè)施內(nèi)蔬菜 果樹(shù) 花卉 雞鴨 豬 牛等動(dòng)植物生長(zhǎng)的溫 光 水 土 氣 肥等環(huán)境參數(shù) 因子 對(duì)動(dòng)植物的生長(zhǎng)發(fā)育環(huán)境進(jìn)行整體或局部范 圍的改善 使動(dòng)植物生長(zhǎng)不受或很少受自然條件制 約 在有限的土地上投入較少的勞動(dòng)力 建立動(dòng)植 物周年連續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng) 實(shí)現(xiàn)動(dòng)植物高效優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)的 一種現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式 1 3 是屬于生產(chǎn)可反時(shí)令 性 生產(chǎn)可類(lèi)型多樣化的高投入 高產(chǎn)出 高效益產(chǎn) 業(yè) 美 國(guó) 稱(chēng) 設(shè) 施 農(nóng) 業(yè) 為 可 控 環(huán) 境 農(nóng) 業(yè) controlled environmental agriculture 在歐洲及日 本等則稱(chēng)為 設(shè)施農(nóng)業(yè) protected agriculture 而在 我 國(guó) 曾 使 用 過(guò) 工 廠 化 農(nóng) 業(yè) industrialized agriculture 的概念 這些名稱(chēng)只是在文字表達(dá)上有 所不同 但其實(shí)質(zhì)內(nèi)涵是一致的 4 隨著傳感器技 術(shù) 通信技術(shù) 計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展 云計(jì)算 大 數(shù)據(jù) 人工智能 物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到 越來(lái)越多的應(yīng)用 溫室大棚可以通過(guò)人工的手段 構(gòu)建出適宜農(nóng)作物生長(zhǎng)的生產(chǎn)環(huán)境 隔絕外部氣候 變化的影響 實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物的全天候生長(zhǎng) 國(guó)內(nèi)外相 關(guān)企業(yè)與科研機(jī)構(gòu)紛紛投入大量的人力 物力 通 過(guò)研發(fā)智能溫室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng) 降低溫室的運(yùn)營(yíng)成 本 進(jìn)而提高溫室的綜合經(jīng)濟(jì)效益 1 世界設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展概況 依據(jù)自然氣候條件 地理位置 經(jīng)濟(jì)水平和飲 食文化等因素 可將世界設(shè)施園藝大致劃分為亞 洲 地中海沿岸 歐洲 美洲 大洋洲和非洲六大區(qū) 域 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展 設(shè)施農(nóng)業(yè)整體上呈 現(xiàn)蓬勃發(fā)展的趨勢(shì) 5 7 據(jù) 2017 年調(diào)查數(shù)據(jù)顯示 全世界設(shè)施農(nóng)業(yè)總面 積達(dá)到 460 萬(wàn) hm 2 主要分布在亞洲的中國(guó) 韓國(guó)和 日本 歐洲的荷蘭和阿爾巴利亞 7 8 美洲的美國(guó) 墨西哥和委內(nèi)瑞拉 6 9 非洲的埃塞俄比亞和埃 及 9 10 以及地中海沿岸諸國(guó) 其中 亞洲是世界設(shè) 施農(nóng)業(yè)發(fā)展最快 面積最大的地區(qū) 僅中國(guó) 日本和 韓國(guó) 3 個(gè)國(guó)家的設(shè)施農(nóng)業(yè)面積之和就占世界設(shè)施農(nóng) 業(yè)總面積的 82 90 11 16 在設(shè)施農(nóng)業(yè)體量上 中國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)面積達(dá) 370 萬(wàn) hm 2 居世界第一 約占世界設(shè)施農(nóng)業(yè)總面積的 80 意大利緊隨其后位于第二 第三 第四分別為 土耳其和韓國(guó) 荷蘭在人均設(shè)施農(nóng)業(yè)溫室面積上 位居世界第一 1 1 設(shè)施類(lèi)型 從設(shè)施類(lèi)型上看 有近 292 萬(wàn) hm 2 的設(shè)施農(nóng)業(yè) 類(lèi)型是塑料大棚 含中小拱棚 占比約為 63 5 75 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2020 年第 48 卷第 10 期 主要分布在中國(guó) 韓國(guó) 日本以及地中海延岸諸國(guó) 塑料溫室類(lèi)型面積達(dá) 130 萬(wàn) hm 2 左右 占比約為 28 3 在中國(guó)的江蘇省 遼寧省 山東省等地被廣 泛使用 玻璃溫室類(lèi)型面積達(dá) 6 萬(wàn) hm 2 左右 占比約 為 1 2 結(jié)構(gòu)大多為文洛型 venlo 連棟溫室 7 主要集中在亞洲的中國(guó) 非洲的埃及 地中海沿岸 的土耳其 意大利和西班牙 荷蘭及北歐一些國(guó)家 其他類(lèi)型溫室面積占比約為 7 1 2 設(shè)施作物 從栽培作物看 蔬菜占設(shè)施園藝總面積的 85 以上 以番茄 黃瓜 茄子 甜椒等為主 其次為鮮切 花和盆栽花卉 從種植地域分布來(lái)看 中國(guó) 日本 和地中海沿岸國(guó)家主要種植蔬菜 草莓和葡萄 歐 美一些發(fā)達(dá)國(guó)家以高附加值的鮮切花和盆栽花卉 生產(chǎn)為主 如荷蘭花卉的生產(chǎn)全部在溫室內(nèi)進(jìn)行 生產(chǎn)的鮮切花 觀賞植物約占世界溫室市場(chǎng)的 80 每年出口總額占國(guó)際市場(chǎng)花卉貿(mào)易的 60 占?xì)W洲市場(chǎng)的 70 17 18 1 3 栽培技術(shù) 從栽培技術(shù)看 荷蘭 美國(guó) 日本等發(fā)達(dá)國(guó)家的 設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)處于領(lǐng)先水平 發(fā)達(dá)國(guó)家在設(shè)施農(nóng) 業(yè)發(fā)展過(guò)程中非常重視環(huán)境保護(hù)和資源循環(huán)利用 實(shí)現(xiàn)了生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)的經(jīng)營(yíng)模式 此外 隨著溫室 結(jié)構(gòu)優(yōu)化 設(shè)施配套及栽培技術(shù)體系完善 能夠用 計(jì)算機(jī)對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育的各種環(huán)境因子進(jìn)行調(diào)控 使設(shè)施作物生長(zhǎng)不受或很少受自然條件制約 實(shí)現(xiàn) 作物周年連續(xù)生產(chǎn)供應(yīng) 產(chǎn)出的溫室產(chǎn)品能獲得高 產(chǎn)量 高品質(zhì) 高利潤(rùn) 暢銷(xiāo)國(guó)際市場(chǎng) 2 國(guó)外設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展的特點(diǎn) 2 1 單體溫室大型化 溫室結(jié)構(gòu)輕簡(jiǎn)化 建造大型化溫室有利于提高土地利用率 方便 機(jī)械化作業(yè)和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn) 提升環(huán)境控制穩(wěn)定性以 及節(jié)省投入資金 因此 國(guó)外的溫室普遍趨向溫室 大型化 工廠化 溫室結(jié)構(gòu)的輕簡(jiǎn)化 溫室材料的研 究熱點(diǎn)也集中于以下 5 個(gè)方面 降低設(shè)施結(jié)構(gòu)的遮 光面積 提升結(jié)構(gòu)材料的隔熱性能 提高溫室和連 接部件的密閉性 延長(zhǎng)設(shè)施溫室墻的使用壽命 便 于溫室的安裝和拆修 美國(guó)加利福尼亞州新建造 溫室的單體面積都在 1 hm 2 以上 采用無(wú)土栽培技 術(shù)生產(chǎn)的番茄產(chǎn)量可達(dá) 75 kg m 2 荷蘭設(shè)施類(lèi)型 大多選用文洛型連棟溫室 布局采用平行三段式結(jié) 構(gòu) 單體溫室面積在 4 5 hm 2 圖 1 溫室的北面 為辦公管理區(qū) 中間區(qū)域?yàn)椴僮鬈?chē)間區(qū) 南面為作 物栽培區(qū) 在每個(gè)溫室通道安裝自動(dòng)玻璃感應(yīng)門(mén)進(jìn) 行隔斷 并對(duì)進(jìn)出人員執(zhí)行嚴(yán)格的消毒管理 以預(yù) 防和控制病蟲(chóng)害的發(fā)生 此外 因鐵天溝散熱約占 溫室散熱的 16 荷蘭 以色列等普遍采用中空鋁 合金骨架代替?zhèn)鹘y(tǒng)溫室的單層鐵材質(zhì)天溝 不僅減 少了設(shè)施溫室的支撐結(jié)構(gòu) 也降低了支撐結(jié)構(gòu)的遮 85 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2020 年第 48 卷第 10 期 光面積 還有效增加了設(shè)施溫室的采光 提升了保 溫效果 2 2 溫室生產(chǎn)引入工業(yè)技術(shù) 設(shè)施農(nóng)業(yè)自動(dòng)機(jī)械化 美國(guó) 荷蘭 以色列等發(fā)達(dá)國(guó)家將工業(yè)領(lǐng)域的 先進(jìn)技術(shù)嫁接到設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理中 使設(shè)施農(nóng)業(yè) 被賦予了 工廠化 農(nóng)業(yè) 的內(nèi)涵 溫室生產(chǎn)進(jìn)入高 投入 高產(chǎn)出 高效率管理模式 并實(shí)現(xiàn)了將溫室各 環(huán)境因子調(diào)控成作物生長(zhǎng)發(fā)育最適宜的條件 基本 擺脫或免受外界環(huán)境因素對(duì)作物生長(zhǎng)的干擾 達(dá)到 作物周年生產(chǎn)和均衡上市的目的 目前 以美國(guó) 日本 荷蘭 以色列為代表的發(fā)達(dá)國(guó)家已具備了設(shè) 施農(nóng)業(yè)設(shè)備完善 技術(shù)規(guī)范 產(chǎn)量穩(wěn)定 質(zhì)量安全可 靠等特點(diǎn) 也形成了溫室研究制造 生產(chǎn)要素聚集 生產(chǎn)資料配套 儲(chǔ)藏運(yùn)輸?shù)葹橐惑w的設(shè)施農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè) 體系 如荷蘭研制出溫室清洗裝置 用于清洗溫室 屋面的落灰來(lái)提高溫室的透光率 19 用智能機(jī)器 人取代人工生產(chǎn)管理來(lái)改善設(shè)施環(huán)境 以提升勞動(dòng) 生產(chǎn)率和保證設(shè)施作業(yè)的均一性和一致性 20 2 3 設(shè)施農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)向低碳節(jié)能 綠色環(huán)保 國(guó)外在發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)過(guò)程中 以保護(hù)環(huán)境 低 碳節(jié)能作為前提條件 在探索溫室能源高效利用 保護(hù)生態(tài)環(huán)境等方面進(jìn)行了大量的研究工作 節(jié) 能新材料 新技術(shù)和新能源的利用是溫室領(lǐng)域研究 的熱點(diǎn)和難點(diǎn) 其中相變儲(chǔ)熱技術(shù)和太陽(yáng)能的有效 利用是最具發(fā)展前景的節(jié)能技術(shù) 一些國(guó)家通過(guò) 對(duì)溫室的覆蓋材料進(jìn)行鍍膜處理來(lái)改變材料特性 使其具有阻止長(zhǎng)波向外輻射而減少熱損耗的特性 來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果 荷蘭瓦赫寧根大學(xué)研制出一種 可應(yīng)用于溫室加熱降溫的太陽(yáng)能集熱器 該集熱器 可將儲(chǔ)存的多余太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能 從而進(jìn)行冬季 供暖與夏季降溫 節(jié)省能源消耗 21 歐盟明確要求 溫室作物生產(chǎn)全部采用無(wú)土栽培 替代費(fèi)水 費(fèi)肥 費(fèi)工的傳統(tǒng)種植方式 可避免土壤連作障礙 生產(chǎn) 出健康安全的農(nóng)產(chǎn)品 還有一些國(guó)家采用營(yíng)養(yǎng)液 閉路循環(huán)系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)液無(wú)土栽培技術(shù) 通 過(guò)對(duì)營(yíng)養(yǎng)液的回收 過(guò)濾 消毒等技術(shù)手段 實(shí)現(xiàn)節(jié) 水 30 40 節(jié)肥 35 40 大大提高了營(yíng)養(yǎng) 液的利用效率 也減少了營(yíng)養(yǎng)液過(guò)剩外排造成的面 源污染 22 此外 探索溫室新型補(bǔ)光光源 LED 也 是節(jié)能設(shè)備研制的熱點(diǎn)之一 2 4 物聯(lián)網(wǎng)與農(nóng)業(yè)深度融合 助推 智慧農(nóng)業(yè) 隨著互聯(lián)網(wǎng) 大數(shù)據(jù) 云平臺(tái)等技術(shù)的普及 溫 室環(huán)境控制逐步實(shí)現(xiàn)智能化 網(wǎng)絡(luò)化管理 荷蘭已 將環(huán)境智能控制系統(tǒng)應(yīng)用于現(xiàn)代設(shè)施花卉生產(chǎn)中 可以依據(jù)花卉生長(zhǎng)階段對(duì)于不同環(huán)境因子的需求 利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)包括溫度 光照 空氣 濕度 化 肥等環(huán)境因子的多維調(diào)控 并結(jié)合遙感技術(shù) 管理 專(zhuān)家系統(tǒng) 地理信息系統(tǒng)等高新技術(shù)對(duì)鮮花從移 栽 生長(zhǎng) 采收 包裝儲(chǔ)運(yùn) 自檢自控等流程中的信 息 圖像進(jìn)行信息化管理 實(shí)現(xiàn)了鮮花生產(chǎn)的高度 自動(dòng)化 23 美國(guó) 日本 以色列等通過(guò)研究溫室作 物生長(zhǎng)發(fā)育與環(huán)境 營(yíng)養(yǎng)之間的定量關(guān)系 構(gòu)建作 物生長(zhǎng)發(fā)育模型和環(huán)境控制信息化模型應(yīng)用到溫 室生產(chǎn)管理中 進(jìn)一步降低了溫室系統(tǒng)能耗和運(yùn)行 成本 24 日本大力發(fā)展植物工廠系統(tǒng) 利用傳感器 對(duì)溫室內(nèi)的環(huán)境因子進(jìn)行自動(dòng)化采集和校驗(yàn) 將數(shù) 據(jù)傳輸至計(jì)算機(jī) 手機(jī)等終端 實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過(guò)程的 自動(dòng)化 智能化和可視化 25 截至 2016 年底 日本 擁有 254 家植物工廠 其中超過(guò) 200 家都為密閉空 間的 人工光型 及 人工光與太陽(yáng)光并用型 植物 工廠 建立起農(nóng)作物周年連續(xù)產(chǎn)出 3 我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展的特點(diǎn) 3 1 因地制宜開(kāi)發(fā)地域性鮮明的設(shè)施類(lèi)型 我國(guó)溫室結(jié)構(gòu)的發(fā)展經(jīng)過(guò)了 4 個(gè)時(shí)期 20 世 紀(jì) 30 年代的雛形時(shí)期 其結(jié)構(gòu)的典型特征為一面 坡加立窗 20 世紀(jì) 50 年代的改良時(shí)期 一面坡日 光溫室結(jié)構(gòu) 取消了前立窗 采光角增至 30 后墻 高度降至 0 7 0 8 m 使后屋面坡角增至 26 以 上 20 世紀(jì) 70 年代至 90 年代的發(fā)展時(shí)期 開(kāi)展了 基于溫室的采光理論對(duì)不同緯度地區(qū)采光屋面形 狀和采光面角度進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì) 從而確定溫室的 建筑參數(shù) 代表性的溫室結(jié)構(gòu)有 感王式 和 鞍山 型 21 世紀(jì)初至今的升級(jí)時(shí)期 我國(guó)各地結(jié)合 區(qū)域 資源特點(diǎn)因地制宜地對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)溫室大棚 的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造升級(jí) 形成具有鮮明特征的結(jié)構(gòu) 類(lèi)型 如薊春型 連棟型 陰陽(yáng)型 壽光 7 代等新型 溫室 26 28 3 2 設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模逐年擴(kuò)大 我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)和人口大國(guó) 由于人均土 地資源的日益匱乏和對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的數(shù)量與質(zhì)量的需 求 我國(guó)就必須堅(jiān)定不移地走 設(shè)施強(qiáng)農(nóng) 之路 20 世紀(jì) 70 年代 我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)面積僅為 0 7 萬(wàn) hm 2 到 20 世紀(jì) 90 年代末 我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)面積達(dá)到 86 7 萬(wàn) hm 2 絕對(duì)面積躍居世界第一 29 30 隨著 適合不同地區(qū) 不同自然條件的設(shè)施技術(shù)不斷提 95 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2020 年第 48 卷第 10 期 升 財(cái)政資金及外界資本的持續(xù)投入 我國(guó)設(shè)施農(nóng) 業(yè)生產(chǎn)規(guī)模逐年擴(kuò)大 截至 2017 年底 我國(guó)設(shè)施農(nóng) 業(yè)面積突破了 370 萬(wàn) hm 2 在短短 20 年間體量翻了 4 5 倍 已成為世界設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國(guó) 面積和產(chǎn) 量都居世界第一 3 3 設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)裝備從引進(jìn)走向自主研發(fā) 20 世紀(jì) 70 年代 我國(guó)從荷蘭 日本 美國(guó) 以色 列等國(guó)家引進(jìn)先進(jìn)的設(shè)施裝備和配套的環(huán)境監(jiān)控 技術(shù) 到 20 世紀(jì) 90 年代 我國(guó)學(xué)者在對(duì)國(guó)外設(shè)施 裝備和技術(shù)引進(jìn) 消化 吸收的基礎(chǔ)上進(jìn)行集成創(chuàng) 新 逐步形成了一些自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的裝備技術(shù) 并 應(yīng)用到不同的設(shè)施作物生產(chǎn)中 創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì) 效益 毛罕平等成功設(shè)計(jì)了植物工廠系統(tǒng) 該系統(tǒng) 由溫濕度子系統(tǒng) 光照子系統(tǒng) 加熱子系統(tǒng) 灌溉子 系統(tǒng)等多個(gè)系統(tǒng)組成 是我國(guó)典型的國(guó)產(chǎn)化溫室測(cè) 控系統(tǒng) 31 將互聯(lián)網(wǎng) 移動(dòng)通信和嵌入式等技術(shù)引 入到設(shè)施農(nóng)業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)中 解決了我國(guó)地域廣闊 氣候復(fù)雜等因素帶來(lái)的農(nóng)業(yè)多樣性問(wèn)題 并克服了 農(nóng)業(yè) 最后一公里 的問(wèn)題 我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)從單一 環(huán)境因子的控制研究轉(zhuǎn)向相互作用耦合的多元變 量調(diào)節(jié) 控制技術(shù)從定值開(kāi)關(guān)控制轉(zhuǎn)向多種智能控 制技術(shù) 模糊控制技術(shù) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制 遺傳算法 專(zhuān)家控制系統(tǒng) 無(wú)線傳感及物聯(lián)網(wǎng)等 的集成融 合 32 國(guó)內(nèi)自主研發(fā)的信息管理系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)數(shù) 據(jù)存儲(chǔ)和訪問(wèn)的統(tǒng)一管理 系統(tǒng)的可伸縮性 溫室 設(shè)備的模塊化和產(chǎn)前產(chǎn)中產(chǎn)后管理 3 4 農(nóng)業(yè)公司和公司化的實(shí)體發(fā)揮帶頭作用 中共中央連續(xù) 15 年 2004 2018 年 的 一號(hào) 文件 都以發(fā)展農(nóng)業(yè)為主題 在現(xiàn)有的高度行政 放任市場(chǎng) 2 種農(nóng)業(yè)發(fā)展模式下 提出了別的模式如 專(zhuān)業(yè)合作社 家庭農(nóng)場(chǎng) 龍頭企業(yè)等 33 農(nóng)業(yè)公司 和公司化的實(shí)體是實(shí)現(xiàn)與農(nóng)民共贏的一種農(nóng)業(yè)發(fā) 展模式 其與農(nóng)民有著共同的發(fā)展目的 以利益為 紐帶 提高設(shè)施農(nóng)業(yè)的效益 以獲得更高的經(jīng)濟(jì)效 益 34 要想在國(guó)際上與土地資源稟賦豐富和農(nóng)業(yè) 高度機(jī)械化的國(guó)家競(jìng)爭(zhēng) 我國(guó)必須同樣依賴(lài)規(guī)模農(nóng) 業(yè)經(jīng)濟(jì)效益 目前 國(guó)家政策確實(shí)把對(duì)未來(lái)的主要 希望寄予農(nóng)業(yè)規(guī)模化 積極支持家庭農(nóng)場(chǎng) 專(zhuān)業(yè)大 戶(hù) 專(zhuān)業(yè)合作社 農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化龍頭企業(yè)等新型農(nóng)業(yè) 經(jīng)營(yíng)主體 以及高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)等現(xiàn)代農(nóng)業(yè)項(xiàng)目 近年來(lái) 隨著我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展 農(nóng)民企業(yè)逐步 壯大 出現(xiàn)了越來(lái)越多的家庭農(nóng)場(chǎng) 專(zhuān)業(yè)合作社乃 至重點(diǎn)龍頭企業(yè) 4 我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)不足之處 4 1 設(shè)施投入與國(guó)外相比有差距 設(shè)施水平有待 提高 從數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)來(lái)看 我國(guó)多數(shù)日光溫室為使用者 土法上馬建造而成 缺乏科學(xué)的理論指導(dǎo) 其投資 不高于 100 元 m 2 以色列現(xiàn)代化塑料溫室須投資 500 元 m 2 美國(guó)設(shè)施溫室僅覆蓋的聚碳酸酯硬質(zhì)塑 料板就須要投資 190 元 m 2 35 雖然我國(guó)已經(jīng)出現(xiàn) 一些投入使用的設(shè)施環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng) 但因國(guó)內(nèi)缺乏 相關(guān)的技術(shù)規(guī)范 各個(gè)廠家的產(chǎn)品往往自成一家 相互之間并不兼容 且大多存在價(jià)格高 可靠性差 地域匹配率低等弊病 導(dǎo)致設(shè)施環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)難以 在全國(guó)范圍內(nèi)進(jìn)行大面積推廣 雖然國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó) 家的溫室及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)化與智能化程度較 高 具備先進(jìn)的科技和完備的生產(chǎn)工藝 也擁有很 高的可靠性 但從國(guó)外引進(jìn)其價(jià)格昂貴 后期維護(hù) 成本也高 難以在我國(guó)市場(chǎng)進(jìn)行大規(guī)模推廣應(yīng)用 對(duì)比國(guó)外 我國(guó)設(shè)施配套投入低 日光溫室多與土 墻結(jié)合 費(fèi)工費(fèi)力 不利于機(jī)械化作業(yè) 但是符合我 國(guó)的基本國(guó)情和目前廣大農(nóng)村地區(qū)的生產(chǎn)力水平 4 2 設(shè)施栽培土壤質(zhì)量低 無(wú)土栽培推廣應(yīng)用難 我國(guó)一些農(nóng)業(yè)設(shè)施溫室大棚經(jīng)過(guò)多年耕種后 土壤質(zhì)量問(wèn)題已經(jīng)明顯顯現(xiàn) 土壤中的亞硝酸鹽含 量嚴(yán)重超標(biāo) 不溶于水的礦物質(zhì) 如鈣 鎂等 在土 壤中聚集 從而造成土質(zhì)變硬板結(jié) 農(nóng)藥殘留問(wèn)題 突出 致使微生物含量減少 36 土壤質(zhì)量的下降 直接影響到設(shè)施農(nóng)業(yè)作物的產(chǎn)量和品質(zhì) 無(wú)土栽 培掙脫了土地的束縛 相較于傳統(tǒng)土壤種植優(yōu)勢(shì)明 顯 但因目前無(wú)土栽培生產(chǎn)成本較高 配套設(shè)施不 健全 經(jīng)濟(jì)效益不顯著 尚未被農(nóng)民接受 無(wú)土栽 培技術(shù)盡管較成熟 但主要還是用在觀光農(nóng)業(yè)示范 園以及科學(xué)研究上 37 4 3 設(shè)施農(nóng)業(yè)人才流入較少 涉農(nóng)人員水平有待 提高 目前 我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)主要分布在遠(yuǎn)離城市中心 的農(nóng)村 這些地區(qū)生活和醫(yī)療條件較差 交通不便 利 教育資源稀缺 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相對(duì)艱苦 工作強(qiáng)度 較大 農(nóng)業(yè)行業(yè)利潤(rùn)較低 經(jīng)營(yíng)主體前期基于成本 壓力也難以承擔(dān)較高的待遇支付 難以與其他行業(yè) 競(jìng)爭(zhēng) 無(wú)法吸引人才就業(yè) 年輕人特別是大學(xué)畢業(yè) 生經(jīng)過(guò) 10 多年的寒窗苦讀 再回家去種地或多或少 都有一些不甘心 他們更希望到大城市生活工作 06 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2020 年第 48 卷第 10 期 經(jīng)營(yíng)主體只能降低招工的要求 38 此外 設(shè)施農(nóng)業(yè) 監(jiān)控系統(tǒng)大多都是基于計(jì)算機(jī)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的 對(duì)于從 業(yè)人員的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和系統(tǒng)的操作使用有較高的要 求 人員技能欠缺就很難充分發(fā)揮農(nóng)業(yè)設(shè)施的生產(chǎn) 作用 因此 普遍存在用人難 留人難 人才培養(yǎng)成 本高等問(wèn)題 特別是管理人才 經(jīng)營(yíng)人才和技術(shù)人 才的缺乏 直接制約著設(shè)施農(nóng)業(yè)的建設(shè)和發(fā)展 5 對(duì)策與建議 5 1 設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)裝備優(yōu)化升級(jí) 雖然設(shè)施生產(chǎn)作業(yè)的機(jī)械化 環(huán)境調(diào)控的自動(dòng) 化及生產(chǎn)過(guò)程的低碳節(jié)能是世界范圍內(nèi)設(shè)施農(nóng)業(yè) 的發(fā)展方向 但是我國(guó)現(xiàn)有的設(shè)施農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)應(yīng)分成 2 個(gè)部分發(fā)展 一部分是對(duì)低檔設(shè)施溫室大棚進(jìn)行 改造 提檔升級(jí) 研發(fā)特定設(shè)施作物種類(lèi)的專(zhuān)家系 統(tǒng) 并結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)單個(gè)溫室大棚個(gè)性化控 制 另一部分設(shè)施產(chǎn)業(yè)向國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家學(xué)習(xí) 尤其 是在我國(guó)西北地區(qū)擁有廣闊的地域 充足的光照資 源 如果能充分利用這些優(yōu)勢(shì) 借助相變儲(chǔ)熱新材 料 熱泵 水罐儲(chǔ)熱 地下空間儲(chǔ)熱等技術(shù) 將設(shè)施 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與可再生能源 太陽(yáng)能 風(fēng)能等 生產(chǎn)有效 地結(jié)合起來(lái) 開(kāi)發(fā)出適宜非耕地生產(chǎn)的設(shè)施農(nóng)業(yè)結(jié) 構(gòu)類(lèi)型 低成本 小型化 穩(wěn)定可靠的環(huán)境控制系統(tǒng) 以及智能決策生產(chǎn)管理平臺(tái) 推動(dòng)設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)進(jìn) 一步優(yōu)化升級(jí) 達(dá)到設(shè)施動(dòng)植物的種養(yǎng)要求控制滿 足最佳生產(chǎn)環(huán)境和高產(chǎn) 優(yōu)質(zhì) 高效 安全 周年生 產(chǎn)的目的 實(shí)現(xiàn)集約化 商品化 產(chǎn)業(yè)化 進(jìn)而有力 地推動(dòng)我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程 5 2 因地制宜發(fā)展簡(jiǎn)易實(shí)用的無(wú)土栽培 無(wú)土栽培雖然具有十分誘人的廣闊發(fā)展前景 但不能全盤(pán)照搬某一國(guó)家或某一區(qū)域的生產(chǎn)模式 要考慮到各地方自然資源 生產(chǎn)技術(shù) 市場(chǎng)環(huán)境等 因素 盡量簡(jiǎn)化生產(chǎn)技術(shù) 降低生產(chǎn)成本 向著實(shí) 用 有效 簡(jiǎn)易的方向發(fā)展 便于推廣應(yīng)用 如栽培 基質(zhì)的選擇 應(yīng)在作大量研究的基礎(chǔ)上 探索本地 資源的充分利用 因各地區(qū)氣候環(huán)境差異和居住 人群飲食習(xí)慣不同 無(wú)土栽培的作物種類(lèi)和安排作 物生產(chǎn)上市的時(shí)間不同 因各地區(qū)的水體質(zhì)量 施 用肥料種類(lèi)等因素影響 制定的無(wú)土栽培營(yíng)養(yǎng)液配 方也應(yīng)有所不同 因此 研制配套專(zhuān)用化栽培槽 商品化基質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)液的自動(dòng)檢測(cè)等專(zhuān)用設(shè)施 設(shè) 備 將特定設(shè)施作物品種的無(wú)土栽培技術(shù)編制成操 作手冊(cè) 各操作步驟均有 指導(dǎo) 可循 而農(nóng)民只須 按此 指導(dǎo) 操作即可 5 3 培育新型職業(yè)農(nóng)民和建設(shè)人才團(tuán)隊(duì) 加大設(shè)施農(nóng)業(yè)從業(yè)人員培訓(xùn)是提高設(shè)施農(nóng)業(yè) 管理水平和技術(shù)應(yīng)用的重要途徑 39 堅(jiān)持把科教 興農(nóng) 人才強(qiáng)農(nóng)作為支撐設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展的重大戰(zhàn) 略 鼓勵(lì)各類(lèi)涉農(nóng)科研高校 職業(yè)教育學(xué)校大力培 養(yǎng)設(shè)施農(nóng)業(yè)人才 吸引鼓勵(lì)廣大青年報(bào)考設(shè)施農(nóng)業(yè) 相關(guān)的院校 并以培育和建設(shè)技術(shù)創(chuàng)新 應(yīng)用推廣 生產(chǎn)管理的人才團(tuán)隊(duì)為重點(diǎn) 按照現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)生 產(chǎn)經(jīng)營(yíng)要求 建立設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)裝備示范基地 生 產(chǎn)管理和系統(tǒng)操作實(shí)訓(xùn)基地 委托培養(yǎng)或聯(lián)合培養(yǎng) 人才孵化基地 構(gòu)建一支有文化 懂技術(shù) 善經(jīng)營(yíng) 會(huì)管理的專(zhuān)業(yè)型人才 復(fù)合型設(shè)施農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)人才隊(duì) 伍 破解人才缺乏問(wèn)題 為建立和完善設(shè)施農(nóng)業(yè)新 技術(shù) 新裝備推廣服務(wù)體系提供人才基礎(chǔ) 此外 政府部門(mén)要結(jié)合當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)特點(diǎn) 工資水平研究出臺(tái) 政策 對(duì)新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)主體給予一定的資金補(bǔ)貼 形成 經(jīng)營(yíng)主體 政府 的工資支付模式 提高設(shè)施 農(nóng)業(yè)從業(yè)人員的收入水平 讓從業(yè)者進(jìn)得來(lái) 留得 下 干得久 38 5 4 加強(qiáng)政策扶持 引導(dǎo)和監(jiān)管投入資金的使用 政策扶持是設(shè)施農(nóng)業(yè)的根本保證 加快設(shè)施 農(nóng)業(yè)發(fā)展 必須出臺(tái)強(qiáng)有力的法規(guī)政策加以引導(dǎo)和 推動(dòng) 40 逐步建立起設(shè)施農(nóng)業(yè)管理制度和政策扶持 措施 如設(shè)施用地 財(cái)政投入 信貸 保險(xiǎn) 應(yīng)急救助 等政策 同時(shí) 加大財(cái)政資金投入力度 尤其要引 導(dǎo)和撬動(dòng)金融資金和社會(huì)資本進(jìn)入 充分調(diào)動(dòng)起不 同層次 不同市場(chǎng)主體投身發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)的積極 性 建立和完善資金投入保障制度 從而形成多渠 道 多元化 多層次的投入格局和保障機(jī)制 此外 還要加強(qiáng)對(duì)資金投入的引導(dǎo)和監(jiān)管 確保資金使用 的質(zhì)量 效率 安全 加大科技創(chuàng)新投入力度 重點(diǎn) 支持重大關(guān)鍵技術(shù)課題研究 特別是政府資金要向 技術(shù)含量高 生產(chǎn)效果好 種養(yǎng)殖戶(hù)亟需的設(shè)施農(nóng) 業(yè)裝備傾斜 參考文獻(xiàn) 1 陳殿奎 我國(guó)大型溫室發(fā)展概況 J 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào) 2000 16 6 28 2 黃川容 孫朝鋒 吳 立 等 基于互聯(lián)網(wǎng) 的設(shè)施農(nóng)業(yè)智慧氣象 服務(wù)應(yīng)用與探索 C 第 35 屆中國(guó)氣象學(xué)會(huì)年會(huì) 合肥 中國(guó) 氣象學(xué)會(huì) 2018 7 3 蔡保忠 曾福生 農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的糧食增產(chǎn)效應(yīng)評(píng)估 基于農(nóng) 業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的類(lèi)型比較視角 J 農(nóng)村經(jīng)濟(jì) 2018 12 24 30 16 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2020 年第 48 卷第 10 期 4 朱新華 郭文川 賀衛(wèi)濤 我國(guó)溫室設(shè)施的現(xiàn)狀和發(fā)展對(duì)策 J 農(nóng)村能源 2001 3 6 7 5 束 勝 康云艷 王 玉 等 世界設(shè)施園藝發(fā)展概況 特點(diǎn)及趨 勢(shì)分析 J 中國(guó)蔬菜 2018 7 1 13 6 郭世榮 孫 錦 束 勝 等 國(guó)外設(shè)施園藝發(fā)展概況 特點(diǎn)及趨 勢(shì)分析 J 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 2012 35 5 43 52 7 丁小明 魏曉明 李 明 等 世界主要設(shè)施園藝國(guó)家發(fā)展現(xiàn)狀 J 農(nóng)業(yè)工程技術(shù) 2016 1 22 32 8 Balliu A Sallaku G An overview of current situation and trends in albanian vegetables protected cultivation sector J Acta Horticulturae 2016 1142 449 454 9 Jaimez E Costa M Araque O et al Greenhouses in venezuela current status and development prospects J evista de la Facultad de Agronomia 2015 32 2 145 174 10 Fanos T Belew D A review on production status and consumption pattern of vegetable in Ethiopia J Journal of Biology Agriculture and Healthcare 2015 5 21 82 93 11 麻澤龍 王守強(qiáng) 袁 敏 等 赴以色列學(xué)習(xí)設(shè)施農(nóng)業(yè)先進(jìn)技術(shù) 的思考 J 四川農(nóng)業(yè)與農(nóng)機(jī) 2018 2 7 9 12 Sturm B Marina M oyapoor M et al Dependency of production planning on availability of thermal energy in commercial greenhouses A case study in Germany J Applied Thermal Engineering 2014 71 1 239 247 13 Anda J D Shea H Potential of vertical hydroponic agriculture in Mexico J Sustainability 2017 9 1 140 156 14 Aydog an N G Kidog lu F G l A A survey on the current status of soilless cultivation in Turkey J Acta Horticulturae 2009 807 2 565 570 15 Singh B Protected cultivation in India challenges and strategies J Current Horticulture 2013 1 2 3 6 16 Duffy Good agricultural practices for greenhouse vegetable production in the southeast european countries M ome Food and Agriculture Organization of the United Nations 2017 17 鐘 鋼 國(guó)內(nèi)外溫室發(fā)展歷程 現(xiàn)狀及趨勢(shì) J 農(nóng)業(yè)科技與裝 備 2013 9 68 69 18 逄 晶 中荷兩國(guó)不同文化影響花卉產(chǎn)業(yè)發(fā)展的對(duì)比和思考 J 中國(guó)園藝文摘 2016 32 12 67 69 71 19 Cho S E The realization of greenhouse monitoring and auto control system using wireless sensor network for fungus propagation prevention in leaf of crop J Control and Automation 2009 65 28 34 20 Jin B Qiao X J Wang C et al Development of voice warning system for the environmental information in greenhouse J Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering 2004 20 3 1002 6819 21 Sonneveld P J Swinkels G L A M Bot G P A et al Feasibility study for combining cooling and high grade energy production in a solar greenhouse J Biosystems Engineering 2010 105 1 51 58 22 Vander L C J M Meijer J M A view of organic greenhouse horticulture worldwide J Acta Horticulturae 2011 915 15 22 23 Venkiteswaran J J Schiff S L St Louis V L Processes affecting greenhouse gas production in experimental boreal reservoirs J Glonal Biogeochemical Cycles 2013 27 2 567 577 24 秦 柳 國(guó)外設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)與借鑒 J 世界農(nóng)業(yè) 2015 8 143 146 25 詹嘉放 宋治文 李鳳菊 等 日本 荷蘭和以色列發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè) 對(duì)中國(guó)的啟示 J 天津農(nóng)業(yè)科學(xué) 2011 17 6 97 101 26 丁小明 周長(zhǎng)吉 魏曉明 下沉式機(jī)打土墻結(jié)構(gòu)的日光溫室性能 與適應(yīng)性分析 C 第二屆中國(guó) 壽光國(guó)際設(shè)施園藝高層學(xué) 術(shù)論 壇 論 文 集 北 京 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社 2011 100 107 27 周長(zhǎng)吉 周博士考察拾零 二 陰陽(yáng)型日光溫室 J 農(nóng)業(yè)工 程技術(shù) 溫室園藝 2011 4 48 52 28 李春生 薊春型高效節(jié)能日光溫室的基本結(jié)構(gòu)與性能 J 中 國(guó)蔬菜 2008 4 49 50 29 盧良恕 中國(guó)立體農(nóng)業(yè)概論 M 成都 四川科學(xué)技術(shù)出版 社 1999 30 羅 峰 設(shè)施農(nóng)業(yè)傳粉昆蟲(chóng) 棉露尾甲的基礎(chǔ)研究 D 武 漢 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2004 31 毛罕平 李萍萍 工廠化蔬菜生產(chǎn)成套裝備及自動(dòng)控制系統(tǒng)的 研究 J 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào) 1996 27 增刊 1 111 114 32 邢希君 宋建成 吝伶艷 等 設(shè)施農(nóng)業(yè)溫室大棚智能控制技術(shù) 的現(xiàn)狀與展望 J 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2017 45 21 10 15 33 黃宗智 中國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展三大模式 行政 放任與合作的利與弊 J 開(kāi)放時(shí)代 2017 1 128 153 7 34 林本喜 柯姍姍 福建省蔬菜出口競(jìng)爭(zhēng)力研究 J 臺(tái)灣農(nóng)業(yè)探 索 2011 6 47 52 35 陳 超 張 敏 宋吉軒 我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展對(duì)策分析 J 河北農(nóng)業(yè)科學(xué) 2008 12 11 99 101 36 王 莉 設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展方向與問(wèn)題分析 J 農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)與 裝備 2015 11 93 37 陳淑欽 陳清西 無(wú)土栽培技術(shù)在觀光農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用 J 中國(guó) 園藝文摘 2012 9 180 181 38 駱 飛 徐海斌 趙桂東 等 基于區(qū)域農(nóng)業(yè)跨越發(fā)展的全產(chǎn)業(yè) 鏈服務(wù)模式思考與探索 J 農(nóng)業(yè)科技管理 2018 37 5 74 76 86 39 徐希春 初 江 高曉惠 設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展分析 J 農(nóng)機(jī)化研 究 2008 8 237 240 40 張兆同 設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展的問(wèn)題與對(duì)策探討 J 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2014 42 12 1 3 26 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2020 年第 48 卷第 10 期