设施农业发展探讨

农业工程学　现代农业科技２０１２年第１６期　设施农业发展探讨　张红颖闰海菊杜艳梅陶熠　（天津市北辰区种植业发展服务中心，天津３００４００）　摘要介绍发展设施农业的意义，阐述设施农业的发展概况，简述北方设施农业发展的几种形式，以为我国设施农业的发展提供　设施农业；发展概况；发展形式　参考。　关键词中图分类号￥３１６　文献标识码Ａ　文章编号１００７－５７３９（２０１２）１６－０２３２－０２　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｐｒｏｔｅｃｔｅｄ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ　ＺＨＡＮＧ　Ｈｏｎｇ—ｙｉｎｇ　ＹＡＮ　Ｈａｉ－－ｉｎ　ＤＵ　Ｙａｎ－ｍｅｉ　ＴＡ０　Ｙｉ　（Ｐｌａｎｔａｔｉｏｎ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　Ｓｅｒｖｉｃｅ　Ｃｅｎｔｅｒｉｎ　Ｂｅｉｃｈｅｎ　Ｄｉｓｔｒｉｃｔ　ｏｆＴｉａｎｊｉｎ　Ｃｉｔｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ　３００４００）　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｔｈｅ　ｍｅａｎｉｎｇ　ａｎｄ　ｇｅｎｅｒａ１．ｓｉｔｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｒｏｔｅｃｔｅｄ　ａｇｆｉｅｕｈｕｒｅ，ｒｅｓｕｍｅｄ　ｉｔｓ　ｓｅｖｅｒａｌ　ｋｉｎｄｓ　ｏｆ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｆｏｒｍｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｎｏｒｔｈ。ｓｏ　ａｓ　ｔｏ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｐｒｏｔｅｃｔｅｄ　ａ　ｃｕｌｔｕｒｅ　ｉｎ　ｏｕｒ　ｃｏｕｎｔｒｙ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ　ｐｒｏｔｅｃｔｅｄ　ａｇｒｉｃｕｈｕｒｅ；ｇｅｎｅｒａｌ　ｓｉｔｕａｔｉｏｎ；ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｆｏｒｍｓ　１发展设施农业的意义　１．１农业　量的保证性强。并在向高层次、高科技和自动化、智能化方　向发展，形成全新的技术体系。例如：荷兰花卉生产，以色列　节水灌溉技术，日本、美国、韩国、哥伦比亚以及一些非洲国　家也都在迅速发展设施农业生产。　２．２我国设施农业发展情况　农业属于第一产业，是国民经济的基础，无农不稳，但　农业又属于弱质产业。其能立国而不能强国，可以稳区而不　能富区强区，农业的发展受制于其他产业的发展。　１．２种植业　我国保护地设施栽培历史悠久。清朝末期就出现一面　坡式玻璃透光温室。解放后，特别是改革开放以来，我国的　农业生产设施生产面积迅速扩大，现在全国的温室大棚面　积已达到９０万ｈｍｚ，占全球温室面积的５０％以上，成为世界　种植业，即作物栽培业，栽培各种农作物以取得植物性　产品的农业生产部门。　１．３农业发展阶段　农业是人类从动物界分离出来后最早从事的产业，随　上最大的蔬菜保护地生产区域。在一些大中城市郊区，蔬菜　设施栽培面积已超过当地蔬菜栽培面积的１０％以上［３１。　天津市北辰区设施农业发展很早，特别是设施蔬菜生　产。２０世纪三四十年代就有利用“小暖窖”进行韭菜、芹菜　生产，５０年代开始使用暖窖和风障阳畦，６０年代初开始使　用塑料中、小棚生产，１９７２年引进塑料大棚栽培技术。改革　着社会生产力的发展，历史上有过３次大分工：农业和畜牧　业的分工、农业和手工业的分工、商业的分工。人类农业生　产的历史经历了３个不同的发展阶段，即原始农业、传统农　业、现代农业。另一种对农业生产发展阶段的划分：自然（原　始）农业阶段；生物（生态）农业阶段、化学（石油）农业阶段、　设施（工厂化）农业阶段。　１．４设施农业　开放以后，随着家庭联产承包责任制和蔬菜产销体制的　改革，以大、中、小棚和普通温室为主的保护地面积迅速　扩大。全市保护地８０年代中期发展到３　４６６．６７　ｈＷ，２００６年　到达２．１９万ｈｍ２。２００７年达到２．３３万ｈｍ　，２００８年达到　３．ｏ０万ｈｍ２。其设施类型主要可分为３种，即日光温室（普通　设施农业是农业生产的高级阶段。其特点是对作物生　长的自然环境条件加以适度的调控，减少或避免不利的自　然条件影响，创造有利的自然条件，以最大限度地利用有利　的自然条件和生物潜能，在有限的土地上获得优质、高产、　高效的农产品，实现农业“提高单位面积种植效益”的目标。　设施农业生产的初级阶段为保护地生产阶段，当前主　要有塑料大棚、普通（一般）温室、二代节能温室、钢骨架连　栋温室、工厂化生产（生物方法）等形式【一。　２设施农业的发展概况　２．１发达国家设施农业发展情况　温室和二代节能温室）、连栋温室（包括智能化温室）、塑料　大棚和中、小棚。目前，我国设施生产的品种，生产蔬菜占　９８％，生产食用菌占１．２％，生产花卉、果品占０．８％。　２．３设施农业相关技术　２．３．１温室保温节能技术嗍。运用温室蓄热墙、地中热交换　系统、保温幕（帘）、双层充气膜覆盖等节能技术实现了严寒　季节的不加温生产。　设施农业的发展在欧洲已经有１００多年的历史，但大　规模的现代设施农业的发展，是近些年随着农业环境工程　技术的突破而迅速发展起来的，从而成为一种集约化程度　很高的农业生产技术。目前，发达国家的设施农业，已形成　２．３．２温室夏季降温技术。夏季采用湿帘、风机降温系统进　行纵向通风。可有效控制过高气温，以利于作物生产。　２．３．３喷灌、滴灌技术。把水由水泵加压通过压力管道送到　田间，再经喷头喷射到空中，形成细小水滴，均匀地洒落在　农田，达到灌溉的目的。　成套技术、完备的设施设备、生产规范、产量的可靠性与质　作者简介收稿日期２３２　张红颖（１９８３一），女，天津人，助理农艺师，从事设施农业管　理及蔬菜质量安全管理工作。　２０１２—０７—０４　滴灌是利用塑料管道将水通过直径约１０　ｍｍ水管上的　孔口或滴头送到作物根部进行局部灌溉。　张红颖等：设施农业发展探讨　２．３．４无土栽培技术。不用土壤，采用培养基培养植物的方　秋延后果菜、叶菜均可。效益可参考表２。　法，包括水培、雾（气）培、基质栽培。无土栽培中用人工配制　表１大棚建设投资概算　的培养液，供给植物矿物营养的需要，所用的培养液可以循　环使用，其成分易于控制。　２．３．５覆盖材料和保温、遮阳、光谱选择技术。利用玻璃、塑　料、聚氯乙烯膜、聚乙烯膜、双层覆盖保温。利用遮阳网、遮　阳幕、光谱选择性等完善设施生产环境的技术。　２．３．６温室生物防治技术。生物防治包括以虫治虫和以菌　注：表中塑料、用工的用量单位分别为ｋｇ，｝ｌｍ２　Ｊｋ．／ｈｍ　，二者的单价单　治虫。其主要措施是保护和利用自然界害虫的天敌、繁殖优　位分别：￣／ｋｇ、元，人。　势天敌、发展性激素防治虫害等，是人类依靠科技进步向病　表２大棚生产茬口安排及效益　虫草害做斗争的重要措施之一。　２．３．７温室的机械化、自动化技术。设施内部环境因素（如　温度、湿度、光照度、二氧化碳浓度等）的调控由过去单因子　控制向利用环境、计算机多因子动态控制系统发展。如播种、　注：生产成本４．５万元／ｌｌｍ２。　育苗、定植、管理、收获、包装、运输等作业的机械化、自动化。　３．２．２普通（简易）温室。一般跨度６．５～７．０　ｍ，长度不超过　２．３．８计算机控制技术。利用计算机终端系统在设施农业　１００ｍ，后墙和山墙用１层草苫、２层塑料代替，温室的前屋　生产中应用，实现对营养液系统、温度、光照、ＣＯ：施肥等进　面较平，采光角度比较小，温室较矮空间小，容热量少，立柱　行综合控制。　较多。特点是建设成本低，保温性差（冬季温度最低时，室内　３因地制宜发展设施农业　达到一５　ｏＣ），冬季可进行耐寒的叶菜生产。　３．１设施农业发展的任务目标　投资概算：简易温室建造简便，成本较低，投资成本（包　设施农业产业经过几十年的发展，从生产条件到生产　括立柱、拱杆、草苫、塑料等）在２２．５万一２７．０万元／ｈｍ　，具体　技术水平都已具备一定的基础。由于在城市化、工业化进程　可参考表３。生产品种及茬口安排：由于冬季不能进行果菜　中，农用的土地越来越少，要以有限的、越来越少的土地发　生产．因此茬口安排一般为秋延后芹菜一春提前西红柿（黄　挥更大的效益，创造更多的收入，发展设施农业、旅游观光　瓜）一越夏叶菜。投入４．５万元／ｈｍ　左右，早春第１茬西红柿　农业、精品农业是必然的选择。都市农业、城郊农业就是要　收入约１３．５万元／ｈｍ　，中间可生产１茬叶菜４．５万元／ｈｍ　，　为城市的环境绿化美化服务。为市民的菜篮子服务，为市民　秋冬季生产芹菜收入１Ｏ．５万元／ｈｍ　，效益２８．５万元／ｈｍ　，纯　旅游观光服务。也为城乡一体化的转型、转型后的城郊农民　收入２４万元／ｈｍ　，具体可见表４。　增收服务。这就要发展优质、高产、高效的设施农业。　表３简易温室建设投资概算　３．２北方设施农业发展的几种形式　３．２．１塑料大棚。从横断面看有立柱。跨度比大，能覆盖的　土地也比较大，少则６６６．６７　ｍ　，多则上千平方米，根据地形　需要，作业方便。特点是作业空间大，方便耕作。缺点是不能　覆盖草苫，保温性能差，不能从事冬季生产，抗风、雪、霜冻　等自然灾害能力差。　投资概算：建设投资（水泥、拱杆、塑料等）在１２万－１５　注：表中塑料、草苫、用工的用量单位分别为ｋｇ／ｈｍ２．块，ｈＩｎ２、人／ｈｍ　万元／ｈｍ２，具体可参考表１。生产品种及茬口安排：春提前，　三者的单价单位分别为元ｆｋｇ、元，块、元，人。　表４简易温室生产茬口安排及效益　蕉旦　品种　生　旦塑　量　笪／／互　第１茬秋延后　９月底至１月底　芹菜　７５　Ｏｏｏ　１０．５　第２茬（春提前）　２月底至６月中下旬　黄瓜（西红柿）　６ＯＯ００　１３．５　第３茬（越夏）　７月初至９月底　吐莱　１８７５０　４．５　注：生产成本４．５万元，ｈｍ２。　３．２．３节能日光温室。又称为冬暖型日光温室、节能型日光　节能目光温室依据建设标准不同投入一般在１２０万～　温室。温室跨度为７．５～８．０　ｍ，脊高可达到３．６　ｍ。因此，温室　２２５万元／ｈｍ２，普通蔬菜以早春番茄和秋延后黄瓜栽培为　前屋面的采光角度大，白天增温较快。温室的墙体较厚，一　主，中高档产品则以食用菌菇优良果蔬为主，建设过程可见　般在５０　ｅｍ以上，并加保温层，最大特点无立柱，所用覆盖　表５、６。　材料的增温、保温性能好，并且温室内空间较大，容热量大　３．２．４　连栋（智能型）温室。此类温室有２个或２个以上屋　等，故自身的保温能力比较强，在冬季最低温度一１５℃以下　顶。连栋温室的跨度范围比较大，根据地块大小，从十几米　或短时间一２０℃左右时，室内可在０℃以上，冬季不加温情　到上百米不等，占地面积大，土地利用率比较高；室内空间　况下，可生产出喜温的果菜类。　（下转第２３５页）　２３３　孔桂芹：蔬菜微灌施肥技术应用研究　一。————————————————————————————————－———————————————————●———————————————————　——————————————————————————————————————————————————————————————————————————一　施肥由于节水，也节省了电，平均节水、电投资１　２７５～１　９５０　２．２不同施肥技术蔬菜效益评价　元／ｈｍ２。微灌施肥与畦灌冲肥相比，节省化肥２５％，，－４００／０，微灌　微灌施肥设备投资在２．４万￣／ｈｍ２，使用寿命为８～１０　施肥氮肥利用率在５８．９％，冲肥氮肥利用率在２７．６％（表１）。　年，产生的经济效益巨大。　表１调控微灌施肥效应分析　堕　壅　量　一施月堕∥　ｇ，｝ｌｍｚ　病著情况———　－耋　—了　丐　Ｉ＿—］　军　——　吾　微灌施肥　５７４　１０　２５３．５５　根腐病７％　２　３１７　１７０　０１６　１９．９　一—　一　畦灌冲肥　９３８　１４０９１．６　无　１　９３２　２０３　８７４　一　一　２．２．１调控微灌可以提高水利用率。微灌水利用率达９５％．　地温较畦灌高２．７℃，有利于增强土壤微生物活性。促进土　比地面灌溉省水ｌ，３～１／２，灌溉施肥与地面冲肥相比，保护地　壤养分转化和作物对养分的吸收。　蔬菜栽培，每季节水１　２００～１　９２０　ｍ３／ｈｍ　，节水率３０％～４０％。　３结语　２．２．２微灌施肥可提高肥效。微灌施肥可节约用肥２５％－－，４０％。　微灌施肥形成了水肥耦合技术，减少了化肥用量，提高　２．２．３微灌施肥节省劳力。灌溉施肥减少灌溉、施肥的劳力　了水肥利用率，减轻了作物病害发生程度，减少土壤及地下　投入　。同时，由于作物病害轻，也减少了农药的投入和防　水污染问题，进一步提高蔬菜产量，改善蔬菜品质，增强食　治病害的劳力投入，平均每季节省劳力２２５～３００个／ｈｍ：。　品安全质量，具有重要的意义，推广前景广阔。　２．２．４增加作物产量。微灌施肥与传统方法相比，蔬菜增产　４参考文献　９．４％～３０．１％，并且由于微灌施肥条件下作物病害轻，产品质　［１］１张正哲．保护地蔬菜微灌施肥技术应用册．现代农业科技，２００６（１　１Ｘ）：　量得到明显改善。　７１－７２．　［２吴政文，王欣，刘新泉．２】微灌施肥技术及其在香蕉种植中的应用【Ｊ】．中　２．２．５利于改善棚内微环境。微灌后棚内空气湿度显著降　国热带农业，２００６（２）：３８—３９．　低。试验证明，微灌施肥后１周内，空气湿度降低８．５～１５．０　［３】微灌施肥注意事项［Ｊ］．农资科技，２００１（４）：３９—４０．　个百分点。棚内气温提高２～４℃，作物初次采收提前７－１１　ｄ。　【４］杨文玲，张正哲．设施蔬菜微灌施肥效果研究【Ｊ】．中国园艺文摘，２０１０　２．２．６有利于改善土壤理化性质。微灌灌水克服畦灌造成　（１）：２９—３１．　［５］郑育锁．蔬菜水肥一体化技术模式下肥料的选择与施用［ＪＪ．天津农林　的土壤板结。同时，微灌注入土壤的水分少，土壤蒸发量小，　科技。２０１２（１）：２１—２３．　（上接第２３３页）　比较宽大，适合进行机械化、自动化以及工厂化生产管理，　表５新型节能日光温室建设成本概算　符合现代农业发展的要求。其主要缺点是对建造材料、结构　设计和施工等的要求比较严格，建造成本高；屋顶的排水和　抗雪性能比较差．高温期自然通风降温效果不佳，容易发生　高温危害，冬季必须有加温设备［５１。　智能连栋温室可以将计算机控制技术、信息管理技术、　机电一体化技术等在设施内进行综合运用，可以根据温室　作物的要求和生长特点，对温室内的光照、温度、水、气、肥　等诸多因子进行自动调控。智能化温室是未来温室的发展　方向。　３．２．５工厂化生产。工厂化生产是设施农业生产的一种较　高水平的形式。其特点是最大限度地减少土壤、气候、光、热　等自然条件的影响，人工创造适宜的环境条件促进生物生　长。目前．北辰区有２种工厂化生产的情形，其效益显著，具　体见表７。　表６二代温室生产茬口安排及效益　茬口　生　塑塑　壁　垦／／　兰堕　互　第１茬秋延后　８月中旬至ｌ１月底　黄瓜（西红柿）　６００ｏ０　１５．０　第２茬（越冬）　１２月上旬至１月底　香菜或茼蒿或油麦菜　１８　７５０　４．５　箜　蕉（查堡萱２　旦　至　旦史王鱼　重巫！堕堑堑２　Ｑ　Ｑ　注：生产成本７．５万元／ｌｌｍ２。如进行食用菌生产（香菇、白灵菇等），纯收入可达５２．５￣－１３２．０万元／ｈｍ２。　４参考文献　表７工厂化生产与其他设施栽培的效益比较　…１叶锋．朔州市设施农业发展现状及对策【ＪＪ．农业技术与装备，２０１２　（万元／ｌｌｍ２）　（３）：４２—４３．　［２］周文红．临汾市设施农业发展特点及对策【Ｊ］．现代农业科技，２０１２　（７）：２６０—２６１．　【３］李清华．关于提升设施农业发展水平的对策研究【Ｊ】．现代农业，２０１２　（４）：６３．　【４】高福喜．谈设施农业温室大棚在柳林县的应用与发展趋势［Ｊ】．当代农　机，２０１２（４）：７９—８０．　【５】汤锦如．农业推广学［Ｍ］．北京：中国农业出版社，２００２．　２３５　ｒ