設施園藝發(fā)展概況

1、設施園藝發(fā)展概況、存在問題與產業(yè)發(fā)展 前言 摘要摘要：近年來中國設施園藝產業(yè)發(fā)展迅速，在農產品供應、農民增收和農村經(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

2、善園藝產品供求預警及構建質量安全控制長效機制等方面提出了產業(yè)化發(fā)展措施與建議。 關鍵詞關鍵詞：設施園藝；日光溫室；大棚；無土栽培；發(fā)展概況；產業(yè)特點Artificial Protected Horticulture 設施園藝是通過現(xiàn)代農業(yè)工程、機械技術和管理技術改善局部環(huán)境，以生產優(yōu)質、高產、穩(wěn)產農產品的一種環(huán)控農業(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業(yè)。設施園藝科技含量高，是一個國家或地區(qū)農業(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)農業(yè)向現(xiàn)代化農業(yè)轉變的重要組成部分。目前，許多國家發(fā)展了大規(guī)模的現(xiàn)代設施園藝，并成為其支柱產業(yè)，從設施栽培專用品種、栽培方式、溫室配

3、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。 目前，荷蘭已建成 1.1 萬 hm2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，其中番茄產量可達800 thm-2、黃瓜產量可達 1 000 thm-2，達到了極高的產量和效益水平。以色列設施園藝面積約 2.6 萬hm2，溫室工程、新品種培育、栽培管理和節(jié)水灌溉等方面研究

4、和應用都處于世界領先水平，番茄產量高達 480 thm-2，而溫室種植玫瑰花最高產量達 320萬株/hm2。日本與韓國設施園藝也較為發(fā)達，在設施環(huán)境調控、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出率、資源利用率和社會生產率，對保證農產品供給，促進農業(yè)發(fā)展、農民增收，增強中國農業(yè)綜合生產力都具有十分重要的意義。Protected HorticultureGreenhouseA greenhouse (also called a glasshouse, or, if with additional heating, a hothouse) is a

5、structure with walls and roof made chiefly of transparent material, such as glass, in which plants requiring regulated climatic conditions are grown. These structures range in size from small sheds to industrial-sized buildings. A miniature greenhouse is known as a cold frame. The interior of a gree

6、nhouse exposed to sunlight becomes significantly warmer than the external ambient temperature, protecting its contents in cold weather.Many commercial glass greenhouses or hothouses are high tech production facilities for vegetables or flowers. The glass greenhouses are filled with equipment includi

7、ng screening installations, heating, cooling, lighting, and may be controlled by a computer to optimise conditions for plant growthVenlo溫室 Venlo型溫室20世紀50年代起源于歐洲的荷蘭，是中國目前應用最廣，使用面積最多的溫室結構。一跨為三尖頂，溫室具有小屋頂，多雨槽，大跨度，格構架結構等特點，內部可方便地設備隔間；溫室采用熱鍍鋅鋼制骨架、產聚碳酸酯中空板覆蓋材料，鋁合金型材或專用聚碳酸酯連接/密封卡件。 中國設施園藝發(fā)展現(xiàn)狀 1978 年不足 0.7 萬

8、 hm2發(fā)展到 2013年的 187.4 萬 hm2，成為世界設施園藝第一生產大國，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，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，南方則以塑料大棚及簡易設施栽培為主。根據(jù)農業(yè)部農機化司統(tǒng)計，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 hm2增加至 187.4 萬 hm2（表 1），平均年增長率為 18.5%。從產地分布看，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

9、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。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。國外設施園藝發(fā)展 國外設施農業(yè)特點2.2.1 先進工業(yè)技術廣泛應用于設施園藝 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、病蟲害防治及農產品的收獲、分裝、儲藏、保鮮等過程，節(jié)約了大量勞動力。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，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。在園藝產品采收及后加工過程中，發(fā)達國家也廣泛使用自

10、動化機器，在包裝、產品轉運、產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?，F(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)字化的模型能夠對溫室進行準確的管理。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節(jié)溫室內溫度、濕度、CO2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

11、設施環(huán)境調控技術方面處于亞洲領先地位。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。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?？捎行Ы鉀Q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，所有溫室蔬菜生產都采用無土栽培技術。商業(yè)性無土栽

12、培以基質培為主，荷蘭基質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，作物的產量大幅提高，產品品質也有顯著改善。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、原生質體融合、遺傳標記、轉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

13、 設施園藝高產出是以投入高，耗能高為前提，大量農藥、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，大大降低了農藥的用量。巖棉是一種比較好的無土栽培基質，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，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，既提高了番茄的產量和品質，又降低了勞動力成本。中國設施園藝發(fā)展

14、特點 3.1 設施園藝增效明顯 2008 年全國設施園藝總產值為 7 079.8 億元，占園藝產業(yè)總產值的 51.3%，利用 22%的播種面積，創(chuàng)造了 36.8%的產量，63.1%的產值。2010 年設施園藝總產值約 7 400 億元。目前，全國設施園藝年產值已超過 1 萬億元，部分省份設施園藝收入已超過當?shù)剞r民純收入一半以上。與露地種植相比，設施園藝通過對生產環(huán)境調控從而大幅度提高單產效益，產值則比露地生產提高 3-5 倍。 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

15、建造水平不斷提高，溫室的各項性能顯著改善。環(huán)境控制技術是現(xiàn)代設施園藝研究的重要內容，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栽培兩大類，其中基質栽培占 95%以上。由中國農業(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

16、 75%以上；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?shù)貧夂蛸Y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%。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進行主要設施蔬菜的生產，實現(xiàn)了非耕地的有效利用。膜下滴灌等微灌技術獲得廣泛應用，肥料利用率提高 1 倍。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品的進口。另外，中國設施作物病蟲害防治技術，農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、生物農藥和有色薄膜等環(huán)境友好型病蟲害防治技術，減少了農藥使用對環(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，利用生物農藥及天敵昆蟲進行有效防治等都