中國農(nóng)業(yè)科學 2015 48 17 3515 3523 Scientia Agricultura Sinica doi 10 3864 j issn 0578 1752 2015 17 017 收稿日期 2015 01 20 接受日期 2015 05 20 基金項目 國家公益性行業(yè) 農(nóng)業(yè) 科研專項 201203095 201203001 國家大宗蔬菜產(chǎn)業(yè)技術體系 CARS 25 C 09 聯(lián)系方式 蔣衛(wèi)杰 E mail jiangweijie 設施園藝發(fā)展概況 存在問題與產(chǎn)業(yè)發(fā)展建議 蔣衛(wèi)杰 鄧 杰 余宏軍 中國農(nóng)業(yè)科學院蔬菜花卉研究所 農(nóng)業(yè)部園藝作物生物學與種質(zhì)創(chuàng)制重點實驗室 北京 100081 摘要 近年來中國設施園藝產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速 在農(nóng)產(chǎn)品供應 農(nóng)民增收和農(nóng)村經(jīng)濟繁榮方面發(fā)揮了重要作用 在作物栽培管理技術 環(huán)境控制技術和溫室工程技術及配套裝備等方面也取得較迅速的發(fā)展 文章概述了國內(nèi)外 設施園藝的發(fā)展概況與趨勢 從設施裝備 科技含量 連作障礙等方面分析了目前中國設施園藝存在的主要問題 根據(jù)實際情況對中國設施園藝的持續(xù)發(fā)展提出了相關的重點研究方向 要加強溫室結構裝備和環(huán)境精確控制技術 無土栽培技術 病蟲害可持續(xù)控制技術 連作障礙克服技術 設施園藝專業(yè)品種培育技術等的研究 并從加強政 策宏觀調(diào)控 加大科技創(chuàng)新投入力度 加強設施裝備標準化發(fā)展 完善園藝產(chǎn)品供求預警及構建質(zhì)量安全控制長 效機制等方面提出了產(chǎn)業(yè)化發(fā)展措施與建議 關鍵詞 設施園藝 日光溫室 大棚 無土栽培 發(fā)展概況 產(chǎn)業(yè)特點 Development Situation Problems and Suggestions on Industrial Development of Protected Horticulture JIANG Wei jie DENG Jie YU Hong jun Institute of Vegetables solar greenhouse plastic tunnel soilless culture development survey industrial characteristics 設施園藝是通過現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程 機械技術和管 理技術改善局部環(huán)境 以生產(chǎn)優(yōu)質(zhì) 高產(chǎn) 穩(wěn)產(chǎn)農(nóng) 產(chǎn)品的一種環(huán)控農(nóng)業(yè) 是作物栽培技術 環(huán)境控制 技術與溫室工程技術高度交叉融合的產(chǎn)業(yè) 1 設施 3516 中 國 農(nóng) 業(yè) 科 學 48卷 園藝科技含量高 是一個國家或地區(qū)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水 平的重要標志之一 發(fā)展設施園藝是由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向 現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變的重要組成部分 2 目前 許多國 家發(fā)展了大規(guī)模的現(xiàn)代設施園藝 并成為其支柱產(chǎn) 業(yè) 從設施栽培專用品種 栽培方式 溫室配套控 制技術及設備等方面推出標準化成套模式 歐美及 日本等發(fā)達國家在發(fā)展設施園藝過程中 不僅能高 水平地進行設施建設和能源利用 并且配套有先進 的栽培 管理技術 獲得極高的經(jīng)濟效益 3 目前 荷蘭已建成 1 1 萬 hm 2 玻璃溫室 主要以文洛 Venlo 型連棟溫室為主 其中約 50 用于種植月 季 菊花 百合 小蒼蘭及蘭花等觀賞植物 每年 出口總額超過 60 億美元 其余玻璃溫室則主要用于 番茄 黃瓜和辣椒等蔬菜生產(chǎn) 其中番茄產(chǎn)量可達 800 t hm 2 黃瓜產(chǎn)量可達 1 000 t hm 2 達到了極高 的產(chǎn)量和效益水平 以色列設施園藝面積約 2 6 萬 hm 2 溫室工程 新品種培育 栽培管理和節(jié)水灌溉 等方面研究和應用都處于世界領先水平 番茄產(chǎn)量 高達 480 t hm 2 而溫室種植玫瑰花最高產(chǎn)量達 320 萬株 hm 2 4 日本與韓國設施園藝也較為發(fā)達 在 設施環(huán)境調(diào)控 設施專用品種選育和無土栽培技術 等方面都處于亞洲領先地位 中國發(fā)展設施園藝可有效提高土地產(chǎn)出率 資源 利用率和社會生產(chǎn)率 對保證農(nóng)產(chǎn)品供給 促進農(nóng)業(yè) 發(fā)展 農(nóng)民增收 增強中國農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)力都具有十 分重要的意義 1 中國設施園藝發(fā)展現(xiàn)狀 隨著中國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整的不斷深入 設施 園藝得到了迅猛發(fā)展 在農(nóng)業(yè)中所占比重不斷提 高 栽培面積從 1978 年不足 0 7 萬 hm 2 發(fā)展到 2013 年的 187 4 萬 hm 2 成為世界設施園藝第一生產(chǎn)大 國 栽培作物已從單一的蔬菜擴展到瓜果 食用菌 中草藥 花卉等多種經(jīng)濟作物領域 栽培地域也不 斷擴大 目前中國所有省 區(qū) 市 都有設施園藝 生產(chǎn) 不同地區(qū)設施形態(tài)也各具特點 北方主要發(fā) 展高效節(jié)能日光溫室 5 南方則以塑料大棚及簡易 設施栽培為主 根據(jù)農(nóng)業(yè)部農(nóng)機化司統(tǒng)計 6 11 2008 2013 年 中國設施園藝 包括連棟溫室 日光 溫室 塑料大棚 栽培總面積從 81 3 萬 hm 2 增加 至 187 4 萬 hm 2 表 1 平均年增長率為 18 5 不同地區(qū)之間具有各自的區(qū)域特點 從設施類型上 看 截止 2013 年 設施園藝栽培面積中連棟溫 室面積為 5 7 萬 hm 2 日光溫室面積為 61 2 萬 hm 2 塑料溫室面積為 120 5 萬 hm 2 表 2 分別占設 施園藝栽培總面積的 3 32 7 64 3 從產(chǎn)地 分布看 遼寧 山東 河北 江蘇是中國設施園藝 發(fā)展最快的 4 個省 約占全國設施面積的 58 8 這些地區(qū)利用充足的光照資源發(fā)展節(jié)能日光溫室 實現(xiàn)越冬及早春果菜生產(chǎn) 長江中下游地區(qū)主要發(fā) 展塑料大棚等設施 實現(xiàn)冬季果菜 根菜 葉菜的 生產(chǎn) 2 國外設施園藝主要進展 2 1 國外設施園藝概況 目前 設施園藝技術最發(fā)達的國家當屬荷蘭 以 色列 日本 美國和加拿大 根據(jù)相關資料統(tǒng)計 截 止 2010 年底 國外設施園藝總面積約為 56 萬 hm 2 4 主要分布在日本 韓國及地中海各國 表 3 荷蘭 及北歐國家以玻璃溫室為主 塑料大棚在日本 韓國 使用較為廣泛 中國現(xiàn)代化設施園藝起步較晚 但發(fā) 展迅速 已成為世界第一生產(chǎn)大國 12 表 1 2008 2013 年全國不同結構類型設施園藝面積 6 11 Table 1 Area of different protected horticulture types from 2008 to 2013 in China hm 2 6 11 年份 Year 連棟溫室面積 Multi span greenhouse area 日光溫室面積 Solar greenhouse area 塑料大棚面積 Plastic tunnel area 設施園藝總面積 Total area 2008 17875 01 254131 79 541110 16 813116 96 2009 18156 66 241287 27 619300 3 878744 23 2010 19835 59 378928 94 701693 24 1100457 77 2011 20436 26 409636 05 801742 14 1231814 45 2012 26250 53 461227 72 918034 7 1405512 95 2013 56940 63 612338 97 1204907 19 1874236 79 17 期 蔣衛(wèi)杰等 設施園藝發(fā)展概況 存在問題與產(chǎn)業(yè)發(fā)展建議 3517 表 2 2013 年中國設施園藝面積分布 11 Table 2 Area of protected horticulture in China hm 2 11 省份 Province 連棟溫室 Multi span greenhouse 日光溫室 Solar greenhouse 塑料大棚 Plastic tunnel 溫室總 面積 Total area 省份 Province 連棟溫室 Multi span greenhouse 日光溫室 Solar greenhouse 塑料大棚 Plastic tunnel 溫室總面積 Total area 北京 Beijing 715 27 8884 05 9597 99 19197 31 湖北 Hubei 4989 74 656 28 60331 68 65977 7 天津 Tianjing 1383 41 17808 47 15306 34 34498 22 湖南 Hunan 67 75 32 68 6301 71 6402 14 河北 Hebei 390 69 77251 35 127932 1 205574 18 廣東 Guangdong 2041 59 90 95 8693 21 10825 75 山西 Shanxi 364 48 30240 65 26237 39 56842 52 廣西 Guangxi 1 25 5 03 321 66 327 94 內(nèi)蒙古 Inner Mongolia 2152 53 30989 22 21009 75 54151 50 海南 Hainan 1 06 15 2151 32 2167 38 遼寧 Liaoning 22995 29 228017 20 173013 4 424025 84 重慶 Chongqing 9 38 0 2 40838 63 40848 21 吉林 Jilin 194 5135 35 17657 01 22986 36 四川 Sichuan 741 57 2708 39 85544 37 88994 33 黑龍江 Heilongjiang 1591 85 851 13 21022 35 23465 33 貴州 Guizhou 10 23 2 98 409 65 422 86 上海 Shanghai 193 41 0 5512 59 5706 云南 Yunnan 276 26 240 61 23985 32 24502 19 江蘇 Jiangsu 11509 16 18026 74 173397 6 202933 54 西藏 Xizang 0 207 38 731 09 938 47 浙江 Zhejiang 2332 65 38 56 41295 95 43667 16 陜西 Shaanxi 92 94 15653 29 46798 47 62544 70 安徽 Anhui 97 1915 16531 18543 甘肅 Gansu 43 21592 85 26637 95 48273 80 福建 Fujian 69 04 0 16 6303 21 6372 41 青海 Qinghai 101 79 1367 72 1548 29 3017 80 江西 Jiangxi 12 47 22 72 3116 15 3151 34 寧夏 Ningxia 33 81 10743 91 7984 67 18762 39 山東 Shandong 4213 67 96714 33 167297 6 268225 57 新疆 Xinjiang 81 97 19736 15 14873 68 34691 80 河南 Henan 221 73 21421 21 50548 42 72191 36 新疆兵團 Xinjiang production and Construction Corps 11 64 2019 43 1976 62 4007 69 全國 Total 56940 63 612389 1204907 1874236 8 表 3 國外設施園藝栽培面積 4 Table 3 Aera of protected horticulture in foreign countries 4 國家 Country 面積 Area hm 2 國家 Country 面積 Area hm 2 國家 Country 面積 Area hm 2 意大利 Italy 72800 荷蘭 Netherlands 10800 德國 Germany 3300 西班牙 Spain 71698 南斯拉夫 Yugoslavia 10185 葡萄牙 Portugal 2700 韓國 Korea 57440 突尼斯 Tunisia 8895 厄瓜多爾 Ecuador 2500 士耳其 Turkey 49746 羅馬尼亞 Romania 7300 英國 England 2419 日本 Japan 49049 波蘭 Poland 6500 加拿大 Canada 2300 埃及 Egypt 32800 阿爾及利亞 Algeria 6200 黑山 Montenegro 2250 美國 USA 27000 俄羅斯 Russia 6200 智利 Chile 1500 法國 France 26500 匈牙利 Hungary 5185 克羅地亞 Croatia 1410 以色列 Israel 26000 利比亞 Libya 5000 澳大利亞 Australia 1300 巴西 Brazil 17000 敘利亞 Syria 4422 塞浦路斯 Cyprus 733 希臘 Greece 14981 黎巴嫩 Lebanon 4000 總計 Total 555611 墨西哥 Mexico 11759 約旦 Jordan 3739 2 2 國外設施園藝發(fā)展的特點 2 2 1 先進工業(yè)技術廣泛應用于設施園藝 設施園 藝要求高投入 高產(chǎn)出 當前先進的工業(yè)技術已不斷 投入到設施園藝中并取得了顯著的成效 國外發(fā)達國 家已將自動化技術應用到園藝作物的育苗 耕作 施 肥 病蟲害防治及農(nóng)產(chǎn)品的收獲 分裝 儲藏 保鮮 3518 中 國 農(nóng) 業(yè) 科 學 48卷 等過程 節(jié)約了大量勞動力 13 目前 荷蘭 日本 美國 以色列 韓國開發(fā)出的耕作 移栽 嫁接 施 肥 噴藥 采摘 移栽 消毒等配套機器人裝備 應 用于設施園藝生產(chǎn)過程中 不僅大幅節(jié)約了勞動力 降低了工人勞動強度 提高了勞動效率 改善了設 施生產(chǎn)勞動環(huán)境 而且保證了生產(chǎn)過程中產(chǎn)品的均 一性 14 荷蘭開發(fā)的溫室屋面自動清洗裝置 用于清 洗溫室玻璃灰塵 大幅度提高了溫室的透光率 15 在 園藝產(chǎn)品采收及后加工過程中 發(fā)達國家也廣泛使用 自動化機器 在包裝 產(chǎn)品轉(zhuǎn)運 產(chǎn)品快速分級等過 程基本實現(xiàn)了機械化 自動化 2 2 2 高新技術在設施園藝中大量應用 設施園藝 是多種高新技術集成的平臺 包括計算機控制 物聯(lián) 網(wǎng) 無土栽培 生物技術 物理化學技術 新材料及 新能源利用等 是多個學科交叉的集成體 現(xiàn)代化計 算機控制技術和傳感器技術已使設施園藝向工廠化 數(shù)字化 智能化發(fā)展 基于數(shù)字化的模型能夠?qū)厥?進行準確的管理 從育苗 定植 栽培 施肥 灌溉 等過程 發(fā)達國家設施園藝已基本實現(xiàn)智能化操作管 理 可根據(jù)作物生長特點自動調(diào)節(jié)溫室內(nèi)溫度 濕度 CO 2 濃度等 為植物創(chuàng)造最適宜的生長環(huán)境 歐美一 些現(xiàn)代化溫室采用物聯(lián)網(wǎng)技術 逐步實現(xiàn)管理網(wǎng)絡化 日本 韓國在設施環(huán)境調(diào)控技術方面處于亞洲領先地 位 15 17 節(jié)能減排也是歐美國家研究的重點領域 主 要包括提高溫室覆蓋材料的透光率 優(yōu)化溫室結構 減少熱能損失 熱能多用途利用 大大降低了單位產(chǎn) 量的能耗 LED 作為補光光源也是目前國外節(jié)能領域 研究的熱點之一 與傳統(tǒng)鈉燈相比 LED 光源節(jié)能效 率可達 50 以上 并且光源的使用壽命大幅延長 18 19 2 2 3 無土栽培技術的廣泛應用 無土栽培以人工 制造的作物根系環(huán)境取代了土壤環(huán)境 可有效解決傳 統(tǒng)土壤栽培中難以解決的水分 空氣 養(yǎng)分的供應矛 盾 作物根系處于最適宜的環(huán)境條件 從而充分發(fā)揮 作物的增產(chǎn)潛力 目前無土栽培最發(fā)達的國家是荷蘭 所有溫室蔬菜生產(chǎn)都采用無土栽培技術 商業(yè)性無土 栽培以基質(zhì)培為主 荷蘭基質(zhì)栽培占無土栽培面積的 90 以上 無土栽培改變了傳統(tǒng)的種植模式 可以避 免設施栽培出現(xiàn)土壤連作障礙 作物的產(chǎn)量大幅提高 產(chǎn)品品質(zhì)也有顯著改善 2 2 4 選育出大量設施園藝專用品種 品種是現(xiàn)代 農(nóng)業(yè)的核心競爭力 現(xiàn)今設施園藝發(fā)達國家都非常注 重溫室專用品種的培育 根據(jù)不同地區(qū) 有針對性地 進行設施園藝專用品種的研發(fā) 在品種的選育過程中 細胞組織培養(yǎng) 體細胞雜交 原生質(zhì)體融合 遺傳標 記 轉(zhuǎn)基因等技術也越來越多地應用于育種中 在茄 子 番茄 甜椒 黃瓜及葉菜類作物上培育出一大批 優(yōu)良品種 歐美國家憑借其創(chuàng)新能力 使其設施園藝 作物種子在世界上處于壟斷地位 2 2 5 環(huán)境保護應用于設施園藝 設施園藝高產(chǎn)出 是以投入高 耗能高為前提 大量農(nóng)藥 化肥的使用 會導致環(huán)境惡化 發(fā)達國家已把環(huán)境保護技術和產(chǎn)品 應用于設施園藝 如通過釋放害蟲天敵已取得很好的 防治效果 蚜蟲 白粉虱及斑潛蠅等主要害蟲天敵已 商業(yè)化 可以通過 以蟲治蟲 的方式 來防治害蟲 大大降低了農(nóng)藥的用量 巖棉是一種比較好的無土栽 培基質(zhì) 在歐美國家有大量應用 但由于巖棉在自然 界不易降解 大量使用過的舊巖棉會造成嚴重的環(huán)境 污染 加拿大 荷蘭等國家已經(jīng)研制出可以替代巖棉 的易降解的新型基質(zhì) 20 21 以減輕對環(huán)境污染的壓力 荷蘭等國采用熊蜂給番茄授粉 取代傳統(tǒng)的震蕩授粉 及噴施化學激素 既提高了番茄的產(chǎn)量和品質(zhì) 又降 低了勞動力成本 3 中國設施園藝發(fā)展特點 中國設施園藝經(jīng)過 30 多年的發(fā)展 形成了不同地 域特色的設施類型 設施園藝生產(chǎn)按照優(yōu)質(zhì) 高產(chǎn) 高效 生態(tài) 安全的要求 得到快速發(fā)展 已成為世 界設施面積最大的國家 在設施園藝規(guī)模不斷擴大的 同時 國家和各級政府對設施園藝科技也極為重視 針對中國設施園藝裝備落后 設施自動化和智能化程 度低 能源短缺 設施專用品種缺乏等問題 開展多 學科聯(lián)合攻關 均取得了一定的成果 3 1 設施園藝增效明顯 2008 年全國設施園藝總產(chǎn)值為 7 079 8 億元 占 園藝產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值的 51 3 利用 22 的播種面積 創(chuàng) 造了 36 8 的產(chǎn)量 63 1 的產(chǎn)值 2010 年設施園藝 總產(chǎn)值約 7 400 億元 目前 全國設施園藝年產(chǎn)值已 超過 1 萬億元 部分省份設施園藝收入已超過當?shù)剞r(nóng) 民純收入一半以上 與露地種植相比 設施園藝通過 對生產(chǎn)環(huán)境調(diào)控從而大幅度提高單產(chǎn)效益 產(chǎn)值則比 露地生產(chǎn)提高 3 5 倍 22 3 2 高新技術逐步應用于設施園藝 3 2 1 溫室設施裝備水平和環(huán)境控制技術不斷提高 隨著中國設施園藝產(chǎn)業(yè)化發(fā)展 設施裝備水平也逐漸 提高 現(xiàn)代化連棟溫室 日光溫室的設計和建造水平 不斷提高 溫室的各項性能顯著改善 同時 溫室建 17 期 蔣衛(wèi)杰等 設施園藝發(fā)展概況 存在問題與產(chǎn)業(yè)發(fā)展建議 3519 設 保養(yǎng) 維修的相關企業(yè)也快速增長 為設施園藝 發(fā)展提供了有力的保障 針對溫室 大棚等特殊耕作 環(huán)境 研制生產(chǎn)了一些有多種作業(yè)功能的小型耕作機 械 小型整地起壟覆膜機 小型移栽機等 同時注重 開發(fā)適合中國不同區(qū)域設施栽培的新材料 新設備 如溫室降溫保溫材料 溫室骨架復合材料 加溫保溫 設施 遮陽設施 灌溉設施 肥水一體化施肥機 機 械卷簾機等 23 開發(fā)了一系列的溫室采摘運輸 穴 盤播種機 果蔬清洗分級機等裝備系統(tǒng) 并應用于設 施園藝生產(chǎn)中 有力地提高了設施園藝的機械化生產(chǎn) 水平 環(huán)境控制技術是現(xiàn)代設施園藝研究的重要內(nèi)容 中國已開發(fā)了一系列的設施園藝環(huán)境控制系統(tǒng) 如溫 室環(huán)境數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng) 肥水一體化自動灌溉控制 系統(tǒng) 可以更加精確和高效地實現(xiàn)對溫室環(huán)境參數(shù)的 自動控制 在栽培環(huán)境監(jiān)測與控制方面 基于云技術 無線傳感器的物聯(lián)網(wǎng)技術研究也取得顯著進展 中國 設施園藝環(huán)境控制系統(tǒng)正朝著網(wǎng)絡化 智能化和無線 化發(fā)展 3 2 2 無土栽培技術和連作障礙調(diào)控技術已獲廣泛 應用 中國無土栽培系統(tǒng)主要包括水培和基質(zhì)栽培兩 大類 其中基質(zhì)栽培占 95 以上 由中國農(nóng)業(yè)科學院 蔬菜花卉研究所研發(fā)的有機生態(tài)型無土栽培是中國無 土栽培的主要形式 占全國無土栽培總面積 75 以上 目前中國無土栽培技術主要用于設施園藝中番茄 黃 瓜 甜椒 甜瓜 生菜等蔬菜作物及花卉植物 在園 藝植物育苗上也有一定的應用 24 26 近幾年對無土栽 培的模式 基質(zhì)配方和肥料配方 灌溉模式及產(chǎn)品品 質(zhì)等 27 31 方面都做了深入研究 由于無土栽培在防止 肥料導致的環(huán)境污染 節(jié)約水資源 提高作物產(chǎn)量方 面的潛在優(yōu)勢 也越來越受到各地政府的重視 近年 來 中國設施園藝無土栽培面積不斷擴大 已成為設 施作物生產(chǎn)的重要栽培方式 設施園藝栽培由于土壤理化性質(zhì)劣變 病原菌種 群數(shù)量激增及植物分泌的化感物質(zhì)在土壤中聚集 造 成了不同程度的連作障礙 已成為制約中國設施園藝 持續(xù)發(fā)展的關鍵因素 土壤連作障礙調(diào)控技術是中國 設施園藝科研工作者多年的研究熱點 通過合理的輪 作 間作伴生作物 種植填閑作物 可以改變土壤微 生態(tài)環(huán)境 減輕病害的發(fā)生 還可以改善土壤結構和 土壤肥力 提高作物產(chǎn)量和品質(zhì) 32 33 在夏季利用太 陽光進行高溫消毒 采用棉隆 威百畝和石灰氮進行 土壤消毒 增施有益菌 如 益生源 等 及選育抗 性品種等措施均能有效的緩解土壤連作障礙 近幾年 中國自主研發(fā)的設施蔬菜品種在長季節(jié) 栽培 外觀品質(zhì) 產(chǎn)量 耐貯性及抗病性等方面都有 了較快的提高 培育出一批番茄 辣椒 茄子 黃瓜 等專用品種 有效降低了國外品種在中國的市場占有 率 3 2 3 資源利用率逐步提高 節(jié)能環(huán)保設施技術成為 設施園藝發(fā)展方向 中國設施園藝建設以合理利用當 地氣候資源為原則 各個地區(qū)都研發(fā)了具有各自特點 的技術應用于日光溫室及連棟溫室 研究開發(fā)了多種 新型節(jié)能日光溫室結構和新型高透光 防老化 防霧 高保溫的新型復合溫室覆蓋膜 研發(fā)和使用新型保溫 材料 高效降溫設備和相變蓄熱墻體等 綜合節(jié)能率 可達 11 6 38 5 12 非耕地有效利用也取得了顯著 進展 西部地區(qū)利用充足的光能資源和非耕地資源 利用秸稈和沙為栽培基質(zhì)進行主要設施蔬菜的生產(chǎn) 實現(xiàn)了非耕地的有效利用 34 35 膜下滴灌等微灌技術 獲得廣泛應用 肥料利用率提高 1 倍 36 37 肥水一體 化使用技術和配套控制裝備的研發(fā)也取得了長足的進 步 有效替代了國外類似產(chǎn)品的進口 另外 中國設施作物病蟲害防治技術 農(nóng)藥殘 留控制技術等方面也取得了顯著進步 通過選育抗 病 抗蟲品種 推廣應用了防蟲網(wǎng) 性誘劑 黏蟲 板 硫磺熏蒸 生物農(nóng)藥和有色薄膜等環(huán)境友好型 病蟲害防治技術 38 39 減少了農(nóng)藥使用對環(huán)境的危 害 病蟲害生態(tài)防治技術 對病蟲害進行早期預測 利用生物農(nóng)藥及天敵昆蟲進行有效防治等都取得了 較好的效果 4 中國設施園藝存在的主要問題 雖然近些年中國設施園藝發(fā)展迅速 設施栽培 面積與人均供應量已居于世界第一位 但由于中國 設施園藝的設施類型多樣 相關科研工作開展時間 較短 在栽培技術 環(huán)境調(diào)控及專用品種等方面與 發(fā)達國家還有不小的差距 同時 目前中國設施園 藝仍以個體農(nóng)戶生產(chǎn)經(jīng)營為主 產(chǎn)業(yè)化水平低 設 施園藝效益優(yōu)勢不能完全體現(xiàn) 目前中國設施面積 世界第一 其中 90 以上進行蔬菜生產(chǎn) 但中國溫 室蔬菜平均年產(chǎn)量僅約為 90 000 kg hm 2 設施蔬菜 的單位面積產(chǎn)量 質(zhì)量 效益與勞動生產(chǎn)率與國外 相比還有較大的差距 4 1 設施裝備水平不高 中國設施園藝栽培面積已達到 187 4 萬 hm 2 但 3520 中 國 農(nóng) 業(yè) 科 學 48卷 90 以上為簡易型設施 以個體農(nóng)戶小規(guī)模經(jīng)營為主 設施結構簡單 性能差 空間小 結構不合理 抵御 不利氣候條件能力較差 勞動強度大 勞動環(huán)境惡劣 勞動生產(chǎn)率低等情況普遍存在 日光溫室及塑料大棚 缺乏環(huán)境調(diào)控設備 對溫室內(nèi)溫度 濕度 光照等調(diào) 控能力較低 目前中國還沒有成套的設施結構及建造 的標準 個別標準之間存在重復和矛盾 機械化程度 較低 溫室專用小型機械種類少而且沒有普及 部分 地區(qū)基本依靠人力 導致勞動生產(chǎn)率低下 4 2 科技含量相對較低 中國的設施園藝在環(huán)境控制 栽培管理技術 人 工智能技術 生物技術 物聯(lián)網(wǎng)技術等方面與農(nóng)業(yè)發(fā) 達國家還有很大的差距 導致設施農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量 低下 水 肥資源浪費大 設施園藝效益差 中國無 土栽培面積僅有 1 000 余 hm 2 只占設施栽培面積的 0 1 遠遠低于發(fā)達國家 50 的水平 缺乏具有自主 知識產(chǎn)權的設施栽培專用品種 在商品品質(zhì) 復合抗 病性 抗逆性等方面的育種水平與國外差距較大 溫 室栽培蔬菜品種除華北型黃瓜外 其他品種尚未形成 主栽品種 溫室作物生產(chǎn)技術都是零散性的經(jīng)驗 尤 其是大型溫室生產(chǎn) 成套操作技術規(guī)范較少 缺少量 化指標 4 3 土壤鹽漬化 連作障礙 病蟲害制約設施園藝發(fā) 展 由于越冬 早春設施栽培的低溫弱光等原因 設 施栽培環(huán)境極易引起病蟲害的發(fā)生 而且主要依賴化 學農(nóng)藥進行防治 中國設施栽培普遍依賴大肥大水提 高作物產(chǎn)量 養(yǎng)分利用率僅為 10 20 盲目超標 使用化肥和農(nóng)藥現(xiàn)象嚴重 導致產(chǎn)品產(chǎn)量低 品質(zhì)下 降 有害物質(zhì)超標 造成土壤鹽漬化及環(huán)境和生態(tài)污 染 產(chǎn)品安全問題已成為中國社會普遍關心的問題 中國的設施作物生產(chǎn)種植品種單一 連作條件下的病 蟲害和連作障礙問題尤為嚴重 連作障礙和病蟲害問 題成為制約設施蔬菜可持續(xù)生產(chǎn)的瓶頸 但中國的連 作障礙克服技術體系尚未成熟 5 中國設施園藝發(fā)展方向與建議 國外設施園藝發(fā)展趨勢是結構設備現(xiàn)代化 溫室 管理自動化 經(jīng)營規(guī)模大型化 總體來看 雖然中國 設施園藝近些年取得了快速的發(fā)展 但在先進技術 設備研發(fā) 綜合集成 推廣等方面還遠遠不夠 5 1 中國設施園藝技術未來研究的重點領域 5 1 1 溫室結構裝備和環(huán)境精確控制技術 以低 碳節(jié)能設施為重點 研究具有蓄熱 保溫性能的輕 簡裝配式節(jié)能日光溫室 提高溫室抗逆能力和能源 利用效率 研究溫室結構優(yōu)化設計技術 開發(fā)適合 不同地區(qū) 氣候條件的新型溫室 尤其是新型日光 溫室 研發(fā)溫室新型覆蓋材料 蓄熱保溫材料 研 究設施園藝生產(chǎn)過程機械技術和裝備 提高機械化 作業(yè)水平 通過節(jié)能綜合技術研究 優(yōu)化設施結構 增強保溫性和光能利用率以及探索新型能源 降低 設施園藝能源消耗 提高經(jīng)濟效益和設施園藝可持 續(xù)發(fā)展能力 研究溫室智能環(huán)境控制及生產(chǎn)管理信息化系統(tǒng)和 溫室控制專用傳感器 物聯(lián)網(wǎng)技術和云技術 實現(xiàn)對 溫室內(nèi)光 溫 水 氣 肥等諸多因子的優(yōu)化精準控 制 5 1 2 無土栽培技術研究 研究替代草炭和巖棉的 無土栽培生態(tài)型基質(zhì) 開發(fā)生態(tài)型復合無土栽培基質(zhì) 栽培基質(zhì)優(yōu)化配制技術 研究無土栽培作物根區(qū)環(huán)境 的調(diào)控技術 營養(yǎng)液的消毒技術和配套設施設備 研 究營養(yǎng)液各種離子在線檢測技術 基質(zhì)無土栽培灌溉 自動控制技術和配套裝備 開發(fā)低成本無土栽培模式 無土栽培肥料 有機無土栽培技術 5 1 3 病蟲害可持續(xù)控制技術研究 研究主要設施 毀滅性病蟲害粉虱 薊馬 甜菜夜蛾 根結線蟲病 灰霉病 晚疫病 枯萎病等的高效專一性天敵 生物 制劑 天敵與生物制劑規(guī)模化生產(chǎn)技術及其在不同設 施環(huán)境下的應用技術 開發(fā)設施病蟲害的生態(tài)調(diào)控與 物理化學控制技術 5 1 4 克服連作障礙技術研究 研究作物根際微生 態(tài)學變化 為研制減緩 調(diào)控連作障礙發(fā)生的功能性 產(chǎn)品與使用技術找出準確依據(jù) 研究功能性生物有機 肥 伴生和填閑作物種類來預防和治理連作障礙 研 制調(diào)控型生防制劑解決化學藥劑使用量偏大 防治效 果不佳 藥劑殘留高等問題 5 1 5 設施園藝專用品種 針對中國設施栽培環(huán) 境低溫弱光 高溫高濕 病蟲害嚴重等特點 加大 蔬菜品種選育力度 選育適合不同栽培環(huán)境的專用 品種 擺脫跨國種業(yè)公司對中國高端蔬菜種子市場 的控制 5 2 設施園藝產(chǎn)業(yè)化發(fā)展建議 設施園藝是中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中效益較高的支柱產(chǎn) 業(yè) 但產(chǎn)業(yè)化程度仍然較低 正處于全面提高的關鍵 期 政府對設施園藝產(chǎn)業(yè)化發(fā)展需加強宏觀調(diào)控 采 取適當措施加速產(chǎn)業(yè)化進程 堅持優(yōu)化布局 發(fā)揮區(qū) 17 期 蔣衛(wèi)杰等 設施園藝發(fā)展概況 存在問題與產(chǎn)業(yè)發(fā)展建議 3521 域優(yōu)勢 選擇設施園藝基礎較好的區(qū)域 統(tǒng)籌育種 栽培 裝備 管理等多方面的力量 充分挖掘設施園 藝生產(chǎn)潛能 促進設施園藝持續(xù)發(fā)展 5 2 1 加強政府宏觀導向作用 加大惠農(nóng)政策力度 設施園藝產(chǎn)業(yè)化發(fā)展應以市場為基礎 以效益為中心 各級地方政府應從本地區(qū)園藝產(chǎn)業(yè)發(fā)展實際情況出 發(fā) 按照各地的氣候資源分布 市場需求 交通運輸 情況及經(jīng)濟發(fā)展情況加強設施園藝發(fā)展的宏觀引導 因地制宜制定本地區(qū)設施園藝發(fā)展規(guī)劃和發(fā)展目標 有效地整合資金 技術 人才等資源 發(fā)揮比較優(yōu)勢 突出地方特色 減少發(fā)展的盲目性 推進設施園藝產(chǎn) 業(yè)化進程 落實中央一系列強農(nóng)惠農(nóng)富農(nóng)政策 扶持鼓勵 設施園藝發(fā)展 進一步擴大設施園藝裝備納入購機 補貼的范圍 加大對農(nóng)民和農(nóng)民合作組織發(fā)展設施 園藝的扶持力度 加大對設施園藝財政 稅費 信 貸和保險政策的支持 提高補貼與扶持的導向性與 效能 同時 加大基礎設施建設投入 不斷提高農(nóng) 民發(fā)展設施園藝和抵御自然災害的能力 帶動和吸 引社會資金對設施園藝的投入 促進設施園藝快速 健康的發(fā)展 5 2 2 加大設施園藝產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新投入力度 加大 科技創(chuàng)新投入力度 支持設施園藝關鍵技術裝備研發(fā) 對從事設施園藝產(chǎn)業(yè)的科研 新技術和新品種的試驗 示范與推廣工作給予資金的優(yōu)先安排 國家及各級政 府應保障設施園藝科研 推廣等經(jīng)費 加強設施園藝 的職業(yè)技術教育資金投入 培養(yǎng)具有一定設施園藝理 論知識的種植者與管理者 5 2 3 加強設施園藝裝備標準化發(fā)展 雖然中國設 施園藝產(chǎn)業(yè)在溫室建造 應用材料等方面取得了一定 的進展 但設施園藝相關的行業(yè)標準在溫室設計 施 工 材料應用方面沒有獲得普遍的應用 在很大程度 上阻礙了設施園藝產(chǎn)業(yè)化發(fā)展 因此 各地區(qū)應根據(jù) 自身發(fā)展的需要加強產(chǎn)品標準和設計標準的制定和完 善 加強標準的執(zhí)行 對農(nóng)民自制的溫室設施提出指 導建議 規(guī)范園藝設施裝備生產(chǎn)建造 5 2 4 完善園藝產(chǎn)品供求預警機制 園藝產(chǎn)品價格 波動主要是由產(chǎn)品供給波動造成的 為保證其供求平 衡和價格相對穩(wěn)定 各級政府應完善風險防范機制 在現(xiàn)有基礎上加強設施園藝基礎信息采集工作 分析 和預測產(chǎn)品供給情況及價格走勢 提前進行市場預警 使產(chǎn)品更加合理有效流通 提高應急能力 5 2 5 構建質(zhì)量安全控制長效機制 推廣生態(tài)栽培 技術和高效低毒農(nóng)藥 嚴格控制肥料和農(nóng)藥等投入品 的施用 推進標準化生產(chǎn)和病蟲害統(tǒng)防統(tǒng)治 大力推 廣肥水一體化技術 構建質(zhì)量安全控制長效機制 加 快科技成果轉(zhuǎn)化應用 提高產(chǎn)業(yè)的整體技術水平 實 現(xiàn)產(chǎn)業(yè)不斷升級 References 1 喻景權 十一五 我國設施蔬菜生產(chǎn)和科技進展及其展望 中國 蔬菜 2011 2 11 23 Yu J Q Progress in protected vegetable production and research during the eleventh five year plan in China China Vegetable 2011 2 11 23 in Chinese 2 何芬 馬承偉 我國設施農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與對策分析 中國農(nóng)學通報 2007 3 462 465 He F Ma C W Development and strategy of facility agriculture in China Chinese Agricultural Science Bulletin 2007 3 462 465 in Chinese 3 Heuvelink E Bakker M Marcelis L F M Climate and yield in a closed greenhouse Acta Horticulturae 2008 801 1083 1092 4 郭世榮 孫錦 束勝 李晶 國外設施園藝發(fā)展概況 特點及趨勢 分析 南京農(nóng)業(yè)大學學報 2012 35 5 43 52 Guo S R Sun J Shu S Li J General situations characteristics and trends of protected horticulture in foreign Journal of Nanjing Agricultural University 2012 35 5 43 52 in Chinese 5 Jiang W J China s Energy Saving Greenhouse Chronica Horticulturae 2004 1 15 17 6 農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)機械化管理司 全國農(nóng)業(yè)機械化統(tǒng)計年報 2008 120 121 Department of Agriculture Mechanization Management Ministry of Agriculture of the People s Republic of China The National Agricultural Mechanization Statistical Yearbook 2008 120 121 in Chinese 7 農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)機械化管理司 全國農(nóng)業(yè)機械化統(tǒng)計年報 2009 65 Department of Agriculture Mechanization Management Ministry of Agriculture of the People s Republic of China The National Agricultural Mechanization Statistical Yearbook 2009 65 in Chinese 8 農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)機械化管理司 全國農(nóng)業(yè)機械化統(tǒng)計年報 2010 65 Department of Agriculture Mechanization Management Ministry of Agriculture of the People s Republic of China The National Agricultural Mechanization Statistical Yearbook 2010 65 in Chinese 9 農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)機械化管理司 全國農(nóng)業(yè)機械化統(tǒng)計年報 2011 67 3522 中 國 農(nóng) 業(yè) 科 學 48卷 Department of Agriculture Mechanization Management Ministry of Agriculture of the People s Republic of China The National Agricultural Mechanization Statistical Yearbook 2011 67 in Chinese 10 農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)機械化管理司 全國農(nóng)業(yè)機械化統(tǒng)計年報 2012 67 Department of Agriculture Mechanization Management Ministry of Agriculture of the People s Republic of China The National Agricultural Mechanization Statistical Yearbook 2012 67 in Chinese 11 農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)機械化管理司 全國農(nóng)業(yè)機械化統(tǒng)計年報 2013 63 Department of Agriculture Mechanization Management Ministry of Agriculture of the People s Republic of China The National Agricultural Mechanization Statistical Yearbook 2013 63 in Chinese 12 郭世榮 孫錦 束勝 陸曉民 田婧 王軍偉 我國設施園藝概況 及發(fā)展趨勢 中國蔬菜 2012 18 1 14 Guo S R Sun J Shu S Lu X M Tian J Wang J W Analysis of general situation characteristics existing problems and development trend of protected horticulture in China China Vegetable 2012 18 1 14 in Chinese 13 金博 喬曉軍 王成 滕弘飛 溫室環(huán)境信息