设施园艺十篇

时间:2023-04-02 17:34:27

设施园艺

设施园艺篇1

国外设施园艺发展的特点

1工业技术植入园艺作物生产,实现了设施园艺生产的自动化

工业技术植入园艺作物生产之中,使设施园艺赋予了工厂化农业的内涵,成为工业化大体系不可分割的部分。温室生产的高投入、高产出、高效率管理模式要求应用大量的高新技术,当前工业领域内的科技成果(如机器人技术等)不断运用于温室园艺配套装备之中,已取得初步成果。国外发达国家一直致力于把自动化技术应用于园艺作物的耕种、施肥、灌溉、病虫害防治、收获以及农产品加工、储藏、保鲜的全过程,可以根据作物生长发育的特点,创造最适宜的温室环境条件,基本摆脱了外界环境条件对作物生产的影响,实现了作物周年生产和均衡上市。目前,这种自动控制技术逐步向智能化、网络化方向发展[31]。20世纪70年代以来,发达国家的设施园艺已具备了设施设备完善、生产技术规范、产量稳定和产品质量安全性强等特点,并且已形成了温室制造、生产资料配套、产品生产、物流等为一体的设施园艺产业体系。目前,日本、美国、荷兰、以色列、韩国、英国开发出的耕耘、移栽、施肥、喷药、蔬菜嫁接、蔬菜水果采摘、育苗移栽、苗盘覆土消毒等机器人装备相对比较成熟,可用于设施园艺生产。温室园艺机器人的使用,不仅大幅提高劳动生产率,改善设施生产劳动环境,而且保证了作业的一致性和均一性[32]。日本、韩国等国研究开发了多种设施园艺耕作机具、播种育苗装备、灌水施肥装备以及自动嫁接装备等,提高了温室管理水平和劳动生产率;荷兰研制温室屋面清洗机械装置,用于清洗屋面灰尘,大幅度提高了温室的透光率[33-34]。另外,荷兰还开发出自动通风窗开闭、温湿度调节装置,被越来越多的温室采用。发达国家在设施园艺产品的采收和后加工过程中,广泛使用包装机具、高效运输装置、盆花转运机械、快速分级系统等设备,提高了园艺农产品的商品性,如荷兰采运、包装设备能同时实现10~20个不同花卉品种的自动分类,X射线可用于分辨盆花茎干的长度和叶色[35]。

2高新技术在设施园艺中的应用,推动了设施园艺向“植物工厂”方向发展

无土栽培、计算机技术、生物技术、产品采后处理、新能源利用等高新技术在设施园艺中的应用,使设施园艺逐步向“植物工厂”方向发展。在美国、日本、英国、奥地利、丹麦等国都建有高度自动化的“植物工厂”,可用来生产蔬菜、花卉和果树,并且一些高附加值的作物如香料、工业原料植物、药用植物、食用菌等也采用“植物工厂”进行生产。目前,“植物工厂”主要用于生菜、菠菜、莴苣、三叶芹、番茄等蔬菜作物的生产,由于充分利用空间,实现立体多层种植,单位面积的栽培效率可提高数倍。如日本在“植物工厂”内利用无土栽培技术和环境自动调控技术,一年内可多茬栽培生菜和菠菜,收获期比露地缩短一半时间,产量可达180kg•m-2左右,为露地栽培的30倍以上[26]。此外,随着人类对太空探索的日益增多,太空农业成为研究的热点,美国宇航局(NASA)在国际空间站上探索“植物工厂”技术,目前已在绿豆、菜豆和马铃薯等作物上获得了成功。

3无土栽培技术的应用使设施园艺发生了巨大变革

20世纪20年代末,无土栽培技术开始应用于设施作物生产,使设施栽培技术产生了一次大的变革。无土栽培打破了作物生产的空间和地域限制,可以在不适合作物生长的荒漠戈壁、滩涂地、海岛、盐碱地、高寒地、阳台屋顶甚至太空进行作物生产;无土栽培改变了设施栽培的传统种植方式,采用营养液或有机基质进行作物生产,可以有效避免设施土壤连作障碍,生产出清洁安全的园艺产品,并且具有省水、省肥、省工等优势,从而成为栽培学领域飞速发展的一门新技术;无土栽培可加速作物生长,提高产量和品质,一般果菜类蔬菜水培的产量为土壤栽培的数倍甚至数十倍,如番茄营养液栽培年产量最高的可达到75kg•m-2,极大提高了园艺作物的生产效率。20世纪70年代初,美国已有400hm2温室采用无土栽培技术生产黄瓜、番茄等。目前,在发达国家的设施园艺生产中,无土栽培占温室总面积的比例荷兰超过70%,加拿大超过50%,比利时达50%,美、日、英、法等国的无土栽培面积达到250~400hm2[36-37]。欧共体明确规定,所有欧共体国家温室作物生产要全部实现无土栽培。

4节能、环保的理念贯穿于设施园艺生产之中

设施园艺是一种高能源消耗、高成本投入、高效率产出的生产方式,其中温室的能源消耗占运行成本的比例较高,减少能耗、提高能源利用效率是设施园艺发达国家开展节能工作的普遍做法。随着能源危机的不断加剧,节能设备已成为温室装备研究和开发的热点之一,而人工补光装置是温室耗能最多的设备之一。日本、荷兰、美国等积极探索温室新型补光光源LED的研究。LED冷光源在满足作物光合作用需求的条件下,与传统钠灯相比具有高光效、长寿等特点,节省能耗达50%以上[38-39]。近年来,由于中东局势不稳定导致能源紧张、CO2排放的限制以及《京都议定书》的执行等原因,欧美发达国家已将节能技术作为温室领域最重要的研究课题。目前在设施园艺节能新材料、新技术和新能源的研究中,主要倾向于对太阳能和储热材料的有效利用。其中,温室相变储热技术就是最具发展前景的节能技术之一[40],美国和日本等国使用氯化钙、硫酸钠、聚乙二醇和石蜡等相变材料作为墙体储热、地下储热和室内外联合储热系统,试验证明是可行的储热方法,但其工艺和储放热效率等尚需进一步改进[41-42]。一些国家利用浅层地热,在夏季通过把低温冷水源抽到地上,用于温室降温,经过热交换的热量回流到地下,冬季把高温热水源抽上来,只需要稍微加温就可以用于温室增温[43]。另外,通过对温室覆盖材料内侧进行镀膜处理,能够有效阻止长波向室外辐射,减少了热损耗,可以实现节能25%以上。在多余能量回收和利用方面,荷兰瓦赫宁根大学通过覆盖多层光谱选择性吸收的金属材料(SOL-MOXHilite,荷兰)和绝缘塑料薄膜(Ebiral,美国),研制成一种高效降温-高品位能量产生组合系统,并应用于生产[44]。该技术在高温季节,可以反射作物光合作用不需要的近红外光(NIR),减轻温室的高热负荷,而收集反射的能量直接或间接地转化成电能,用于温室降温的能耗;荷兰温室通过在玻璃表面喷洒白色涂层,减少夏季进入温室的太阳辐射量,达到降温目的;通过改进温室通风窗口的数量、尺寸、传动方式以及开启的角度也能够使温室达到较理想的降温效果。发达国家在发展设施园艺过程中,把保护环境作为前提条件。进入21世纪,随着人们对生态环境保护和食品安全的日益关注,欧美发达国家在探索温室能源高效利用、生态环境保护等方面进行了大量的研究工作,研制开发出一系列适合于温室安全生产的环境友好型新技术。营养液无土栽培技术在现代温室生产中被广泛使用,然而,大量营养液的废弃给环境带来巨大的压力。欧盟普遍采用营养液闭路循环系统,通过对营养液的回收、过滤、消毒等措施,实现节水21%、节肥34%,提高营养液利用效率,同时大幅度地减少营养液外排污染水源和土壤。在温室病虫害防治方面,开展以生物防治、生态防治和物理防治相结合的综合防治技术的研究与应用[45]。目前,荷兰在温室生物和生态防治综合利用方面处于世界领先地位,如Koppert公司通过释放天敌昆虫,能够对设施蔬菜主要害虫达到良好的防治效果,如粉虱天敌浆角蚜、斑潜蝇天敌潜蝇姬小蜂、蚜虫天敌食蚜瘿蚊[46],目前这些害虫的天敌已基本实现了商品化。为了提高温室番茄、甜椒等蔬菜作物的质量,禁止使用化学生长激素,荷兰研制驯化出取代传统振荡授粉的雄蜂授粉,这种授粉方式效率高,并且能使作物产量提高20%左右。以色列开发出太阳能杀灭温室土壤病虫害新技术,把灌溉系统安置在翻耕的土壤中,铺上一层薄薄的透明塑料膜,经过夏季高温处理,可杀死地表30cm土壤层中90%~100%的细菌、真菌以及线形蠕虫等。统计分析表明,太阳消毒法可提高设施番茄、洋葱、土豆等农作物产量25%~432%。在新型栽培基质开发利用方面,加拿大、以色列、英国等国研制出替代草炭、岩棉的无土栽培生态型基质,形成与其相配套的设施蔬菜低碳栽培技术体系[47]。目前,低成本、环保型无土栽培基质研发已取得重大进展,并逐步走向产业化、商品化。

5信息化技术和计算机技术应用于设施园艺作物周年生产之中

随着微型计算机、传感器及单片机技术的运用,温室环境控制智能化、网络化管理技术得到较快的发展。设施园艺发达国家研发作物自动化生产管理和环境智能化控制体系,从育苗、定植、栽培、施肥、灌溉等过程全部实现自动化运作,温室环境如温度、光照、湿度、水分、营养、CO2浓度等综合环境因子全部实现计算机智能监控。随着无线网络技术的应用,温室网络化管理技术也得到了较快的发展。美国、日本、荷兰研发出一种基于控制器局域网总线(CAN)和无线传感器网络(WSN)的控制系统,能够对温室内空气温湿度、土壤温湿度以及光照等参数进行自动采集,同时控制风机、暖气、水泵等温室环境调控设备,使温室环境达到农作物生长的最佳环境[48]。通过研究温室作物生长发育与环境、营养之间的定量关系,建立作物生长发育信息化模型,开发出适合不同作物生长发育的温室控制、咨询及管理专家系统。以色列和荷兰开发出番茄和黄瓜等蔬菜作物生育模型和专家系统,包括适用于整枝方式、栽培密度、针对天气和植株生育状况的环境指标、不同生育阶段的水肥指标、病虫害预防和控制技术等。荷兰瓦赫宁根大学通过将作物管理模型与环境控制模型相结合,实现温室环境的智能化管理,大幅度降低了温室系统能耗和运行成本。日本千叶大学利用遥感遥测、人工神经网络、遗传算法、模糊控制策略等智能控制技术,对农产品从产地生长、采收验收、加工、自检自控等所有过程的数据、信息、图像都实现了信息化管理[49]。

6注重温室作物专用品种的选育及其配套技术的研发

现代农业竞争的核心是品种,重视温室栽培作物专用品种的选育是设施园艺发达国家保持温室产业世界竞争力的重要手段。这些国家在搜集保存本国种质资源的同时,还十分重视国外种质资源的搜集、交换和引进,如以色列通过搜集和引进国外花卉、蔬菜、果树品种在设施内进行微咸水灌溉,通过遗传改良、驯化,培育出适合于本国温室生产的专有设施园艺品种。近年来,设施园艺发达国家越来越关注设施作物新品种的外观品质、营养品质、耐贮运等性状的选育,如以色列选育出一种根据客户对体积和色泽要求的无籽西瓜新品种;荷兰种苗公司开发出一些富含钙质、维生素且热量低的“减肥蔬菜”,高氨基酸含量的“营养蔬菜”,具有观赏价值的“花卉蔬菜”等新品种。一些生物技术被广泛用于温室作物新品种的选育,包括细胞组织培养、体细胞杂交、原生质体融合、遗传标记、转基因等技术,在茄子、番茄、甜椒、黄瓜及叶用莴苣等蔬菜作物上培育出一大批优良品种,如德国马普育种研究所将人工合成的吲哚基醋酸基因转入茄子,使冬种茄子与夏种的一样优质;荷兰育成的抗虫蔬菜品种可以大幅度减少蔬菜生产中农药的使用量,既降低了蔬菜产品农药的残留,也降低了蔬菜生产的成本。此外,在开发和选育设施作物新品种的基础上,欧美发达国家非常注重温室新品种配套栽培技术的研究和开发,选育的新品种普遍采用工厂化育苗体系、高效安全生产技术体系和无土栽培技术,利用高新技术使环境因子与栽培模式的规范完美结合,为作物生长提供最佳的环境,保证高产、稳产[50-51]。

国外设施园艺发展趋势分析

1设施环境调控自动化与设施园艺作业机械化程度不断提高

发达国家从事农业人员较少,加上劳动力成本较高,设施园艺生产中非常注重管理水平和劳动生产率的提高,从温室耕作、作物栽培、生长管理、产品采收、包装和运输等过程全部实现机械化控制,温室内温度、光照、湿度等环境调节全部由计算机监控和自动化调控。随着工业技术的不断发展,机器人技术将会广泛应用于设施园艺的生产,实现温室作业精确、高效及省力化。

2温室日趋大型化,环境调控趋于智能化

大型温室设施具有投资省、土地利用率高、便于实行机械化自动管理、实现产业化规模生产、室内环境相对稳定的优点,因此,设施园艺发达的国家如荷兰、加拿大等温室逐渐向大型化方向发展;温室园艺的核心是能够对设施内栽培环境进行有效地控制,创造出适于作物生育的最佳环境条件,因此,未来的人工智能控制系统不仅要做到栽培环境全自动控制,还要与市场、气象站、种苗公司、病虫害测报等相连接,进行产量、产值的预测,为生产者提供更为广泛的信息情报和确切的决策依据。

3设施作物品种更加丰富,市场服务体系更加完善

愈发重视设施作物专用品种的选育,为设施园艺生产提供专用的耐低温、高温、弱光、高湿,具有多种抗性、优质高产的种苗。种苗公司作为品种选育的主体,在种质资源、育苗设备方面具有强大的优势,能够依据市场需求开发设施栽培所需专用品种,并对设施园艺产前、产中、产后提供技术支持和市场信息化服务。

4无土栽培成为现代设施园艺的主要栽培形式

无土栽培技术具有诸多方面的优点,目前全球已有100多个国家将无土栽培技术用于温室生产品质优、商品性好、安全、绿色的园艺产品。随着未来人口数量的不断增长、可耕地面积的日益锐减,无土栽培技术在提高作物产量、拓展土地利用空间以及保护自然生态环境方面具有广阔的应用前景,在设施园艺、观光农业、家庭园艺、植物工厂和太空农业领域也将会拥有广阔的发展前景。

设施园艺篇2

本文作者:王红丁、陈景风 单位:河北联合大学艺术学院

陶艺这种材质在我们现代生活里并不陌生,它在中国有几千年的历史。但是随着科技与艺术的不断发展,它的应用更加广阔,不再拘泥于瓶罐这种物体形式上,更能从生活多个方面与人去交流。例如,壁画、室内陶艺、地面装饰、外墙面装饰等多种形式。在现代社会人们越加认识到陶瓷这种材质的个性魅力,与其他材质相比所具有的独特优势。陶土本身具有泥土自然色彩,体现了人与自然一种亲和力。釉色变化丰富,给人以情感的满足,与人的交流变得更加多样化。纹理上丰富的肌理变化,粗糙与细腻,光滑与质朴的多样性可以丰富设计的需要,符合环境对材质本身的需要,人与物之间的交流不再是冷冰冰的。陶土经过水与火的洗礼所具有很强的物理稳定性,具有不褪色抗腐蚀、耐磨损、强度高、耐久、防火的特点,能适合各种环境对设施的需要。为它在公共环境中的应用奠定了基础,可以使设计者在设计过程中有更广阔的空间。另外陶艺取材于天然泥土,具有的天然、无污染等特性是其他材料无法比拟的,更符合现代人保护生态环境、实现可持续发展的心理诉求。

现代校园环境中公共设施设计显示趋同化、批量化、甚至“克隆”化。虽然满足了使用功能,但是人们容易出现审美疲倦,不能满足人文情怀的表达。陶艺材质的个性独特性,使当代艺术公共空间不仅与普通公众直接互动,而且可以跨越时空,存留历史印记,成为文化的载体。陶瓷有着悠久的历史,比起其他材质,它更能烘托出一种浓厚的文化氛围。由于陶艺富有天生的朴素与亲切感,其所呈现的表面形态很容易与环境景观达成自然的默契,取得内在的和谐。正是陶艺丰富的表现手段和艺术创作思维方式影响着环境的精神空间,从而向人们展现的不仅仅是作者个人的想法,通过陶艺材质的结合,更是传达出校园这一特殊环境所营造出的的思想内容和精神内涵。

校园环境陶艺设施设计中,一方面是安静的学习、休息、散步的环境设施,另一方面是喧闹的活动场地设施。不同活动场所的陶艺设施设计不仅要满足空间尺度的需要、使用功能的需要,同时也要满足人的情感需求。学生生活区是校园中最受人喜欢的空间。在该区域景观设计中多已开辟林间空地,设立花坛和围合性休息空间,同时也有供学生节假日聚会的公共空间。因此在陶艺设施设计中要营造活泼轻松的氛围,运用陶艺色彩上的丰富大胆,和造型出夸张有趣的形式,来创造轻松自然空间氛围。体育活动区域一般面积较大,由操场、篮球场、羽毛球场等场地组成。在这个环境中应体现学生活力,积极进取的氛围。因此在陶艺设施设计中应考虑以竞技,体育,挑战为主题的造型特色,采用活泼艳丽的色彩,以陶瓷照明设施,标志识别为主,同时在设计时要考虑安全性。在运动场周围、绿化带附近设置陶艺座椅,为进行体育活动的学生提供适当的休息场所。生态休闲区是近几年在中国高校逐渐产生的一个功能区域。从功能上看,创造了师生相互自由交流、交往的室外空间场所。在生态休闲区都以休闲者的身份出现展开交流,同时为学生生活的多样性活动提供多种选择的机会。在此区域,要注意人与环境的互动、人和设施的互动以及设施和环境的配合。在形式上多以功能性设施的方式出现,如陶艺喷泉、陶艺长廊,地面装饰,陶艺桌椅等。

现代陶艺在校园公共设施的合理运用是时代所需,也是时代赋予的精神特质,更能满足人们的心理和文化的需求。对陶艺设施的研究具有现实意义和迎合大众的心理需求,从而达到校园公共设施设计的目的。

设施园艺篇3

关键词:设施园艺工程 农业现代化 发展

目前我国从中央到地方掀起了大抓农业、科教兴农的热潮,农业高科技示范园区像雨后春笋遍地开花。"九五"期间,国家科技部将工厂化高效农业示范工程列为国家重大科技产业工程,这是唯一的一项农业产业示范工程项目,与电动汽车、小康住宅,高清晰度电视等高科技工业产业化项目并驾齐驱,这在我国还是第一次,说明了农业现代化的重要性。所谓工厂化高效农业,主要内容就是指以蔬菜设施栽培及相关产业的研究与开发。设施园艺是我国农业领域一个重要的方面,蔬菜、花卉、果品是人民生活不可或缺的农产品,随着生活水平的提高,对设施园艺产品的需求日益增长,产品的附加值也不断提高,经济效益显著。党的十五届三中全会做出了"中共中央关于农业和农村工作若干重大问题的决定",其中谈到今后工作重点时,提到了"现代集约化种养技术",这里面的"种"指的就是设施园艺,它与人民生活水平与生活质量的提高关系极为密切,长期以来,从中央到地方各级政府大抓"菜篮子"工程,就证明了这一点。

设施园艺涵盖了建筑、材料、机械、自动控制、品种、栽培、管理等多种学科和多种系统,因而科技含量高,所以设施园艺的发达程度,往往是一个国家或地区农业现代化水平的重要标志之一。我国目前在推动农业现代化过程中,建立的很多农业高科技示范园区,主要内容也是在搞设施园艺工程;说明了设施园艺是农业现代化的重要组成部分,中国设施园艺工程事业的发展,必须置身于农业现代化浪潮的大背景之中来考虑。

蓬勃发展的现实

改革开放以来,尤其是近五年,我国农业现代高潮到来的大背景,使得我国的设施园艺工程事业得到了迅速发展,表现在:

l、全国以蔬菜栽培为主体的设施园艺面积已达86.7万公顷(至1998年底),设施类型主要为塑料拱棚和日光温室,居世界第一位,比198:年增长了120倍。在一些大中城市郊区,蔬菜设施栽培面积已超过当地菜田总面积的10%以上,某些地区已接近30%,与发达国家的差距明显缩小。设施栽培分布的地域不断扩大,80年代设施园艺主要在"三北"地区发展,而现在正向南方迅速扩展,发展势头已超过北方,尤其在东南沿海经济发达地区发展更为迅速。

2、初步形成了具有中国特色,符合中国国情的以节能为中心的设施园艺生产体系。北方广大地区大力推广与发展节能型日光温室,冬季不加温在北纬40o左右的高寒地区生产出喜温果菜,更高纬地区可生产耐寒蔬菜,基本消灭了冬春蔬菜淡季;南方大力推广塑料拱棚及遮阳网,降温防雨,克服了夏季蔬菜育苗的难题,解决了长期没有解决的蔬菜夏淡季。加上全国疏菜大流通、大市场,全国各地蔬菜供应均衡稳定,丰富多彩,四季长青。人均蔬菜占有量高达 240吨-250kg/人·年,居世界领先水平,其中设施蔬菜人均占有量目前也达到了33kg/人·年,比1981年增长164倍,为"菜篮子工程",做出了巨大贡献。

3、设施园艺工程的总体水平有了明显提高,具体表现在园艺设施逐步向大型化发展,小型简易类型比重下降约20%。通过大型现代化温室及配套设施的引进,促进了我国温室产业的发展,使我国新型优化节能日光温室和国产连栋塑料温室得到进一步推广,由于设施结构设计建筑更加科学合理,使得设施内的光温水气环境得以优化,有利作物生长发育,为高产优质奠定了基础。例如我国日光温室黄瓜的最高亩产已达2.5万kg/年,接近或达到设施园艺发达的荷兰、日本等国的水平。设施栽培作物种类日渐丰富,除蔬菜外,花卉也占有相当比重,果树设施栽培也正在迅速发展。

4、随着城市建设的发展,大中城市近郊区的耕地不断减少,如何发展城市周边地区的农业?近年来提出了"都市农业"的概念,都市农业的定位是在城市周边,与大都市的二产、三产密切结合,融合服务于大都市,保证都市多元化、高质量消费的需要,要做到可持续发展,且有利生态环境的优化,因此往往把设施园艺做为首选项目。北京的"朝来农艺园"、"锦绣大地",上海浦东开发区的孙桥园艺试验场。东海农场等,将现代化的温室园艺与观光旅游结合起来,与向青少年进行农业科普教育结合起来,一举多得,拓展了设施园艺的功能,据统计仅在北京地区就有十多处,成为大城市周边的新景观。

5、近年来全国各地乃至到县乡等基层单位,都在积极探索农业现代化的道路,北京中以示范农场引进的现代化温室于1995年建成投产后,吸引了全国各地的参观者。不少农业主管部门也纷纷效仿,引进国外温室设备、专用品种、甚至专家,希望在自己管辖的范围内,建立起现代化农业的样板。据不完全统计,全国引进的现代化温室已达 170多公顷,其中1995年以后引进的,占总面积的83.4%。通过对国外高科技设施园艺技术的全面引进、消化、吸收,也全面提高了我国设施园艺的学科水平,上海在这方面做了大量工作,效果显著。

6、随着农业在国民经济中的地位和作用越来越受到重视,一些相关政策向农业倾斜,使得不少企业家也开始关注农业项目,他们看到农业现代化的美好前景,把投资热点转向农业,多数也是从事设施园艺生产。投资力度之大,是以往罕见的,以北京"锦绣大地"为例,它是一个民营企业,投资额已近亿元,主要从事设施园艺及现代化畜牧业,以企业化的管理机制,从事农业高科技产业开发,这是一种全新的农业产业,受到中央领导的关注。上述种种都为设施园艺工程事业,提供了前所未有的发展机遇,同时也为相关产业提供了难得的商机。

7、设施园艺工程的科学研究,受到建国以来从未有过的重视与支持

"九五"期间,国家科技部所列的部级工厂化高效农业示范工程项目,总体目标是瞄准21世纪农业发展趋势,集成国内外设施园艺高新技术,在北京、上海、辽宁、浙江、广东等不同生态气候型及不同区域经济特点的五省市,建设一批以市场为导向,科技为先导,产业化为目标的科技经济一体化超前型示范工程模式,围绕蔬菜设施栽培的高产、优质、高效,主要研究内容有种子种苗工程、种植工艺工程、采后处理工程、设施环境控制工程、相关产业工程(包括温室制造、环控仪器设备、农机具、穴盘生产、蔬菜包装保鲜、专用肥料、生物农药厂等)五大方面。此项目已于1996年正式启动,2000年完成。该项目科研经费总投入高达5000万元,相当于"七五"、"八五"有关设施园艺重点项目经费总和的10倍,足以说明国家对设施园艺工程的重视。

设施园艺篇4

关键词:光强;光质;实施园艺

近年来,随着生活水平地逐步提高,人们对园艺作物的需求不断提高,这就要求园艺产品生产者通过技术手段实现园艺产品的周年供应,而园艺产品设施栽培技术是其重要保证,设施栽培也就广泛应用于生产中。

对于设施园艺生产中的各个基本环境因素中,光环境是关键因素之一,对园艺设施中的气候环境也是起主导作用,在设施园艺中光对园艺产品的影响主要包括光强、光周期和光质等因素。由于园艺设施中玻璃、塑料薄膜等材料的特性以及洁净程度等诸多因素的影响,园艺设施内的光照条件要比露天差很多,尤其在光照条件差的冬季、早春季节或阴雪天,因此,园艺设施内光照不足往往不能满足园艺作物生长的需求,成为限制园艺作物产量以及品质的重要因素。近年来,光质调控技术逐渐应用在设施园艺生产上,从而提高园艺作物产量和质量。本文综述园艺产品生产中在光强(人工光源)和光质调控的应用研究进展。

1 光强(人工光源)

目前,在设施栽培种广泛应用的主要是通过人工光源调控光强度。人工光源主要分两种类型,第1种是传统的人工光源,主要包括白炽灯、荧光灯、高压钠灯、低压钠灯等。应用最多的白炽灯。传统人工光源是热光源,发光效率低、耗能大。但是传统的人工光源的成本低。第2种是LED光源,这种LED光源较传统人工光源来说,且是冷光源,热辐射很小,节能、环保且寿命长,但是生产成本较高。因为LED等具有传统人工光源所没有的光谱可调性优点,从而广泛应用于园艺产品科学研究中。但我国设施栽培领域的LED光环境调控技术与机理研究还处于发展阶段。在园艺产品的生产实践中更是应用甚少。

2 光质调控

光合作用是地球上最重要的化学反应,是一切生物生存的基础。光合作用的物质基础是光合色素,光合色素的功能是吸收、传递和转换光能,其含量与组成直接影响叶片的光合速率。已有研究表明,蓝光光质有利于叶绿体的发育,红、蓝、绿复合光质有利于叶面积的扩展,而红光光质更有利于光合产物的积累[1]。

光质调控技术包括不同光质的LED以及滤光薄膜两种。由于LED成本高而滤光膜成本低的缘故,滤光膜光质调控技术被广泛采用。滤光膜技术只需将普通温室覆盖材料换成光质调控薄膜,无需增加其他设备。常见的光质调控薄膜有红外光吸收膜、红光吸收膜、热线吸收膜以及红光膜、蓝光膜和绿光膜等。比如,已有研究表明,可见红外光吸收膜能有效地控制植株高度[2] 。近年来,日本、英国和比利时的有关厂家已经能够生产出薄膜样品,国内也对这些产品做过相关试验。

总之,将人工光源应用于园艺设施方面,LED光源较传统人工光源具有明显的优势以及良好的应用前景。LED因一次性投入太大,成本过高,所以影响其应用。但随着科技的不断发展,相信LED光源制造成本的逐渐降低,技术的进步以及国家对节能工程的进一步重视,LED光源会受到广泛应用。特别是高校与科研单位和生产厂家三方的合作,将生产实践与科研结合起来,从而研制出能有效控制植物生长发育的光质调控薄膜。因此光调控技术在园艺设施中的应用将越来越广泛,必将促进设施园艺产业的腾飞。

参考文献

设施园艺篇5

设施园艺是设施农业的标志产业之一,是集优质、高产、高效、安全为一体的现代农业生产方式,是农业生产方式转变和农业结构调整战略的重要支撑。多年以来,设施农业在保障和丰富蔬菜供给、改善农业生产条件、提高农业经济效益、推动农村经济发展和促进农民就业增收等方面发挥着重要作用。据相关资料统计,截止到2013年,中国设施栽培总面积已达395 万公项,设施蔬菜总量2.5 亿吨,占鲜菜供应的40%以上,产值超过8000 亿元。

作为一个庞大的产业,在数据与信息技术高速发展的时代,在新常态的发展阶段中,设施园艺的智能化也成为热点话题,成为在研究和生产应用领域都得到高度重视的前沿技术板块。本文在借鉴设施园艺发达国家和工业领域经验的基础上,对中国设施园艺智能化发展趋势进行剖析,提出中国设施园艺智能化的发展路径。

设施园艺智能化的概念

智能化是以自动化为基础,由现代信息技术、现代管理技术、行业专用工艺技术汇集而成的应用集成。智能化是对自动化生产体系的升级,是具有决策判断能力、自适应和协作沟通能力的智慧作业系统。智能化之于生活家居,形成了智能楼宇住宅;之于汽车,形成了自动泊车等类似系统。智能化的核心目标是通过设备全部替代人的操作,部分替代人的决策,在节省人力的同时,使操作更精准,使决策更科学。设施园艺智能化,是通过装备技术完成设施园艺生产过程,自栽培管理等生产操作起,延展至采收和商品处理,实现设施生产自动作业,设施生产和经营的协同管理与系统决策。

值得注意的是,设施园艺智能化与温室环境控制智能化不同,前者着眼于设施园艺整个生产过程,后者着眼于温室环境本身;与物联网在设施农业上的应用不同,前者重在作业与管理,后者重在对产出条件和产出商品的全程跟踪和管理。与互联网+不同,前者重在组织的协同内控与执行,后者重在组织的开放与外部共享。

设施园艺智能化的必要性

设施园艺发达国家的智能化历程与现状

以荷兰和美国为例,都是设施园艺发达国家,两国的设施园艺产业发展模式不尽相同,但殊途同归,都走向了全面自动化(除部分采收环节外)和局部智能化的应用发展道路。在荷兰,从20世纪90年代起逐步推进设施园艺生产自动化,伴随着信息技术的发展,将之快速移植应用于设施园艺之中,于90年代末形成了全面的自动化装备体系,建立了劳动力管理、能源管理、环境管理和系统资源管理体系,逐步实现了智能化。美国沿袭荷兰的路径,不同之处在于更为注重规模,注重大规模生产体系下的集约化组织方式,具体技术大致相同,但均以原创型的研究开发为主导。正是由于高度智能化的装备支撑,才使其在劳动力和生产资料成本高企的形势下,实现了设施园艺企业在高度市场化的产业竞争环境中的生存和发展。

以这两个国家为代表的设施园艺强国,智能化的普及应用经历了起步、关键节点突破和覆盖环节延伸三个阶段,除诸如采收等部分节点外,至今,在蔬菜和花卉两个主导品类方面,基本实现了栽培到交货上市的产业链全程自动化和关键环节智能化。荷兰温室智能化应用率超过90%。而在盆栽花卉领域,在各类作物的产后处理环节中,智能化率达100%。图1展示了荷兰一家盆花生产企业的全程智能化盆栽生产场景。

智能化给设施园艺种植企业带来的效益是综合性的。一方面,因为智能装备的精准无误,使其栽培生产作业实现了可靠精准的管理,从而获得高产;另一方面,基于智能体系的决策,使其生产管理、经营管理都经过科学的逻辑判断,降低了误判率,从而获得持续的经营效益。

工业领域的智能化历程

设施园艺现代化可以看作农业生产工业化的过程,即常说的工厂化农业。事实上,设施园艺装备大量源于工业。因此,工业领域的发展路径值得借鉴。自工业革命开始,发达国家的工业发展经历了机械化、电气化、自动化、智能化四个阶段,如今雄心勃勃期望迈进工业4.0时代(德国称为工业4.0,美国则称为工业互联网或再工业化),中国则提出了中国制造2025。机械化实现了省力提效的目标,电气化使效率进一步提高,自动化则使机器代替了人的操作,智能化使设备代替人进行控制和管理。工业4.0则高于智能化,也可称为交互充分、个性彰显的智能化,或智能制造的互联网化。以汽车工业为例,在智能化生产阶段,流水线虽然效率极高,但只能生产标准的产品,一致的产品,消费需求和生产供给之间相互妥协。工业4.0的目标则是不降低效率的前提下实现个性化的产品生产,实现体现消费需求的订单与满足需求的生产之间实时的对话与协调,其结果是,在一条流水线上生产出来的产品可能是不一样的。当然,鉴于初级配件的标准化,妥协依然存在,只是消费需求对生产供给的妥协更少而已。

无论是工业智能化,还是工业4.0,都是以更高效的生产、最大限度满足消费需求为目标的,都是在经济效益驱动下发生的。这一点,设施园艺产业和工业相同,由自动化至智能化的发展态势也必将相似,未来甚至向设施园艺4.0发展。另一方面,设施园艺以温室为生产场所,由可控的微环境替代了不可控的自然气候,具备工厂化生产的条件,具备工业发展理念实施的前提。

设施园艺篇6

一、设施园艺面临的问题

1、设施结构简陋,环境调控能力差

设施园艺虽然经过政府大力扶持,比前几年有了极大改进,但大部分园艺设施结构还是简陋,室内空间小,农户经营温室的保温仍以人工草苫遮盖为主,通风面积小,没有环境调控设备。农业园区的日光温室设施水平较高,少量园区日光温室设有环境调控设施,但园区的日光温室抗御自然灾害的能力都很差,在自然灾害来临时,很多干旱带的众多设施大棚遭受到了毁灭性灾害,损失惨重。

2、我国设施园艺抵御灾害的能力差

我国园艺设施的面积大,但是以简易的类型为主,抗御自然灾害能力差,遇灾害性天气和年份,农民遭受损失,造成市场供应出现波动较大。中国温室市场上目前使用的不少产品与国外有相当的差距,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、设施园艺工程科技含量较低

设施还是以传统经验为主,缺成套技术,不符合农业现代化的要求,与发达国家相比差距很大。个体农户文化层次低,市场化运作缺乏。由于不少经营者的认识不足,文化素质较低,经营理念落后,农村劳动力多数是小学和初中文化。面对新技术和新型种植方式,接受现代设施园艺栽培管理技术的速度较慢。栽种的品种随意性大,没有确定品种数量和质量,很难具有相对稳定的市场份额,同时冬季的低温冻害事件屡见不鲜,比较落后的农村经济状况无法满足人民群众的物质生活要求。

4、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,小农经济的生产与市场经济矛盾越来越突出,种植管理方面,无法实现科学化、系统化的指导生产实践。在售后配套服务方面尚不够完善,企业的品牌意识、诚信意识没有树立起来,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,能源浪费严重现象。

5、重数量而轻质量的问题严重

目前。我国设施园艺的发展在数量方面增长很快。但由于我国设施园艺起步比较晚,在设施园艺的基础研究、战略发展研究方面处于严重缺乏的状况。造成我国设施园艺质量水平较低。还有在科技创新、新宏观管理、人才培养和技术理论等方面的发展滞后,使得农民在蔬菜的栽培方面,为了追求高效益。盲目施用过量化肥,超量喷施农药,种植出来的蔬菜不利于人们的身体健康,违背了设施园艺的初衷。这样就出现了在设施园艺发展方面只重数量而轻质量的严重问题。

二、设施园艺的发展方向

1、生态环境因素控制自动化

生态环境自动调节系统,可以实现通风、施肥的自动调节,通过控制相应的操作设备来控制环境因素,对温度、湿度、光照和COz浓度等进行单独控制的方法,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改变是很难办到的。也可以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。

2、作业自动化

作物栽培的耕耘、育苗、定植、收获等,需要投入大量的劳动力。随着蔬菜、花卉和苗木生产的数量不断增加,造成劳动力的成本不断上升,利用作业自动化,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。实现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、经营管理提供市场化运作水平要逐步提高。

3、实现科研与生产相结合

我国要想提高设施园艺的发展,首要任务是要制定人才培养,提高农民的知识文化水平,加大专业知识培训,提高农民的素质,只有人才的素质得到了提高,设施园艺的发展才会更快、更强。其次,是要加大技术引进的力度,发展轻简增效的设施园艺,建立一支不同层次的技术推广队伍,科学技术水平得到发展,将科研与生产实践相结合才能最终达到设施园艺快速发展的目的。

设施园艺篇7

专家简介:齐飞,农业部规划设计研究院总工程师、研究员,中国农业工程学会常务理事、中国农业机械学会常务理事。长期从事设施农业建筑结构设计理论、新型设施装备与材料、产业发展理论等方向研究、推广工作。主持或参与国家及地方科研项目40余项、标准制订10余项、设计咨询30余项,40余篇、主编参编著作11部。目前是国家公益性行业科技重大专项“非耕地温室结构与建造技术”项目首席专家;科技支撑“绿色能源装备”项目首席专家。

中国设施园艺工程技术经过多年发展后已获得全面突破并渐成体系,成为产业发展中最活跃的要素和实现农业现代化的重要技术手段。30多年来,已经完成和正在进行的科研项目及成果数量近700项,一个庞大、独立、融合了多学科、多门类科学知识的技术体系正在发展中形成,无论从科研还是技术推广的角度看,系统认识设施园艺技术全貌,把握其存在和演化的特征和趋势,才能更好地指导设施园艺技术的战略、研发、选择和应用。为全面系统地了解设施园艺工程技术全貌,我们应首先正确认识现代化要求下设施园艺的新概念,其次找到设施园艺技术分类的方法,最后再采用这种方法层层揭示出设施园艺所包含的丰富技术内容。

一、现代设施园艺概念和定义

从现代设施园艺技术发展的内涵看,设施园艺不仅仅是创造人工环境进行生产的过程,而须以设施园艺整个产业链为基础、从设施农产品实现其使用价值的全过程出发,在广义上对概念进行重新定义,即“设施园艺”是为农产品商品化各阶段提供最适宜环境和条件,以摆脱自然环境和传统生产条件的束缚,从而获得高产、优质、高效(经济、社会、环境)农产品的现代农业经营活动,具有目标商品化、途径全程化、环境可控化、效益全面化的特点。在认识技术全貌的过程中也要体现并贯穿这一现代概念。

二、如何给设施园艺技术分类

中国学者一直在尝试对设施园艺技术进行综合研究和归纳,但对设施园艺技术全貌的把握上还比较模糊,对体系的揭示还不够完整、深入和科学,专门针对技术分类的研究还处于空白。科学实践证明,给对象以正确的分类,把握不同类对象的特殊矛盾和特殊运动规律,是科学研究取得成功的关键,完备的分类是建立完备学科体系的前提和技术进步的基础性工作,在宏观、微观上都具有理论和现实意义。

(一)技术分类的范畴

总体上,设施园艺工程技术主要由生物、环境和工程技术3大部分组成。在传统农业长期存在的条件下,设施园艺始终是一种先进生产力的代表,其涉及的要素不仅针对生产工具,还要针对生产者、生产对象和生产环境(自然与社会)。设施园艺工程技术是在设施种植生产中实际应用的技术,或者说是应用科学知识或技术发展的研究成果于农业生产,以达到摆脱自然环境和传统生产条件束缚的工程化手段和方法。在确定技术范畴时,要将一个在不同层次上具有完整功能(实现商品化)的设施园艺工程作为技术依附的主体和对象,以直接或间接地通过设施装备发挥效用作为表现形式,以经济、社会、环境效益全面化作为技术的时代特征,将符合上述要求的技术、工艺、材料、产品进行分类研究。

(二)技术分类的方法

由于每一项设施园艺工程技术都是以数门基础学科为理论基础、以多个应用技术和生产技术为条件,如湿帘降温系统涉及数学、物理学、材料科学、工程科学等多个基础学科和应用基础学科,因此按技术属性和技术形态来分类不仅会形成过多的技术交叉、也难以反映技术的目的,而应将设施园艺工程本身作为主体,将实现设施园艺的完整功能作为技术分类的基本依据。

1. 横向技术链条。由于设施园艺的完整功能有赖于产业链的有效运转和产品使用价值的最终体现,因此将技术链作为产业链的基础和重要内在依据,使技术内容涵盖设施园艺产业链的全过程,以此为特征在不同层次上横向展开。设施园艺产业链主要包括“育种、生产、贸易”3个主要环节。分类时在“育种”链条上以工程化、商品化的籽种技术为主,在“贸易”链条上以产地物流、产地加工和质量控制等与设施园艺生产紧密衔接的工程技术为主。

2. 纵向分类层次。为清晰地揭示设施园艺工程技术系统的结构与功能,采用线分类法进行纵向层次划分,即将设施园艺工程技术按所选定的若干个属性或特征逐次地分成相应的类目,并排成一个有层次的、逐渐展开的分类体系。在层级数量上,采用大类、中类、小类、子类4层次,分别反映设施园艺工程技术链条、技术环节、技术功能、具体技术手段等属性。

――大类(技术链条层次):是反映技术链条特点的基础层次,主要是维持产业链有效运转的工程技术,包括与产业链直接对应的专项技术体系和为维持整个产业链正常运转所需的公共管理技术体系,具体包括籽种工程技术、设施生产技术、产地物流技术和综合管理技术4个大类。内容较稳定,受其他技术变化影响小。

――中类(技术环节层次):是各技术链条中体现其基本特征的技术集合,揭示技术服务的主体与主要行为特征,如种苗工程技术包括籽种、育苗2个环节,产地物流技术包括内部输送、分级、洗净、包装、贮藏保鲜、追溯6个环节等。该类内容会受到技术进步的影响,发生变化的可能性较大。

――小类(技术功能层次):是实现各技术环节特定功能的层次,揭示了各环节下技术功能特点和实现功能的基本流程和构成,如种苗工程技术(大类)中的籽种技术(中类)包括育种技术、种子检测、种子加工等。小类技术综合性强、受技术变化的影响很大。

――子类(技术手段层次):是实现微观技术功能的具体技术手段,包括各种具体的技术措施或方法,进一步揭示出技术功能的实现过程,如种子加工技术(小类)包括清选、分级、干燥、消毒、包衣、包装等技术等。子类技术种类丰富、手段多样,受技术变化直接影响,动态性、成长性很强。

3. 技术分类定位。要尽量使不同层次上的技术点都具有独立和鲜明的个(特别是较基础分支),在横向形成并列关系,原则上以主要属性和最显著的功能为依据,而对那些可以发挥多种功能的技术,则按照其主要属性进行分类定位。如湿帘在温室或畜舍中兼具降温和加湿的功能,但生产实践和功能实现过程上须以通风为前提,因此将降温作为其主要属性进行分类;其他如遮阳保温幕、定比施肥器等也同样。

三、设施园艺工程技术的全貌

根据上述分类方法,以具有工程技术特点、特别是装备技术特征为主的技术详细介绍如下:

(一)种苗工程技术

主要包括籽种技术和育苗技术两个部分。

1. 籽种技术:包括“育种技术”,如选择育种、杂交育种、生物育种(基因工程育种、细胞工程育种)、诱变育种技术等;“种子检验”,如纯度、净度、发芽率和水分等检测技术等;“种子加工技术”,如清选、分级、干燥、消毒、包衣、包装技术等。

2. 育苗技术:包括“种子处理技术”(如消毒、变温处理、浸种等技术)、“播种技术”(包括管式、平板式、针摆式、滚筒式等播种技术)、“嫁接技术”(如手动嫁接、半自动嫁接、自动嫁接等技术)、“移苗技术”(如手动移苗、自动化移苗等技术)。

(二)设施生产技术

主要包括设计技术、建造技术、环境调节技术、栽培技术、资源利用技术5部分。

1. 设计技术:包括“工艺设计”(如场区工艺设计、建筑单体工艺设计等技术)、“建筑设计”(如平面功能设计、材料与构造设计等技术)、“结构设计”(如荷载设计、构件强度和稳定性设计、基础设计等技术)、“给排水设计”(如给水、排水、废水处理设计等技术)、电气设计(如常规或可再生供电、配电、自动控制设计等技术)、“采暖设计”(如热水采暖设计、蒸汽采暖设计、空调、热电联产、热泵等技术)。

2. 建造技术:包括“骨架材料与工艺”(如新型结构、新型材料、镀锌或烤漆等防腐技术、通用连接构件及天沟等标准件)、“围护材料与工艺”(如专用薄膜、直射或散射专用玻璃、硬质板、镶嵌材料、密封材料等)、“施工机具”(如专用升降车、各类专用施工工具等)。

3. 环境调节技术:包括“增温技术”(如根基增温、苗床增温、土壤增温、地面增温等)、“降温技术”(如热压通风、风机-湿帘、喷雾、遮阳等技术)、“调光技术”(如补光、光周期控制、遮阳等技术)、“调湿技术”(如加湿技术、除湿技术)、“调气技术”(如自然通风、强制通风、二氧化碳增施、空气循环等)、“保温技术”(如内覆盖、外覆盖、密封、隔热等技术)、“供水技术”(如净化、消毒、储水、输水、喷灌/微灌/滴灌/渗灌/移动灌/潮汐灌等灌溉技术、保水等技术)。

4. 栽培技术:包括“耕整地技术”(如耕整机、铧式犁、整地机、旋耕机、微耕机等)、“新型栽培技术(如无土栽培、土壤栽培、营养液栽培等技术)、“施肥技术”(如肥料增施、肥料输送、定比施肥等技术)、“植物保护”(如物理防治、化学防治、生物防治等技术)、“栽培设施”(如苗床、栽培槽/池、栽培架、空中吊篮、吊挂线等栽培)、“栽培管理技术”(如植株调节、自然授粉、人工辅助授粉、生长调节(化学调节、物理调节)、收获(采摘车、采摘机器人等技术)。

5. 资源利用技术:包括“可再生能源利用”(风能、太阳能、生物质能等能源利用技术)、“废弃物利用”(如无害化处理、废弃物综合利用技术)、空间利用(如非耕地利用、多层空间栽培等技术)。

(三)产地物流技术

主要包括内部输送、分级分选、洗净、包装、储藏保鲜、商品追溯6个部分。

1. 内部输送:包括“带式输送”(如固定式带、滚轴、单轨、移动、组合式等)、“苗床输送”(如平面、立体等)、“室内运输”(如专用手推车、苗盘、成品运输循环等)、“机动运输”(如铲车、吊车、运输机器人等)。

2. 分级分选:包括“分级技术”(如机械、介电选、机器视觉、核磁共振分级技术)、“分选技术”(如重力分选、静电分选技术等)。

3. 洗净技术:包括“清洗技术”(如气泡式、水流式、喷淋式、滚筒式、毛刷式等)、“杀菌技术”(如超声波、次氯酸液、臭氧、负离子、紫外线、辐照等)。

4. 包装技术:包括“包装材料”(如容器、标签、包装带等)、“包装机械”(如填充、计量、包裹、封口、扎带、喷码等)

5. 储藏保鲜:包括“预冷技术”(如风冷、水冷、真空预冷等技术)、“储藏技术”(包括自然储藏、机械冷藏、气调储藏、减压贮藏等)、“保鲜技术”(如化学保鲜剂、气调、保鲜膜/袋、涂膜保鲜、微生物、生物酶、基因工程、辐射、电磁等生物和物理保鲜技术等)。

6. 商品追溯:主要包括条码技术、射频识别、数据库技术、商品标牌等,这部分技术具有较强的通用性,不仅针对设施园艺生产。

(四)综合管理技术

主要包括信息化管理、标准化、安全生产、现场检测、设施维护等5部分技术。

1. 信息化管理:包括“软件技术”(如环境调控软件、综合调控软件(含水肥等)、运营管理软件(财务、办公)等)、“硬件技术”(如气象与环境传感器、作物传感器、远程传输设备、ID识别设备等)、 通讯技术(如有线通讯、无线通讯等)。

2. 管理标准化:包括“操作规程”(如作业流程、操作规程、安全规程等)、“产品标准”(如采收、包装、储存等)、“管理定额”(如劳动、生产、成本等定额等)。

3. 安全生产:包括“工程防疫”(如出入消毒、风幕除尘、杂草抑制等)、“安全应急”(如报警、化雪、防雨、防风等技术)。

4. 现场检测:包括“环境检测”,如温度、空气、土壤、光照、湿度等检测技术;“水体检测”,如pH值、EC值等检测技术;“气体检测”,如CO2(二氧化碳)、其他有害气体CO(一氧化碳)、SO2(二氧化硫)、O3(臭氧)等检测技术;“土壤检测”,如水分、肥力、酸碱度、有机质、重金属等检测技术;“农残快检”(生物测定、化学检测、生化检测、免疫分析等)。

5. 设施维护:包括“覆盖清洗”(如玻璃屋面、塑料板材、棚膜清洗等)、“维修更换”(如玻璃更换、薄膜更换等)。

设施园艺篇8

本调查基于荷兰海牙FamlIie R.Van MarrewUk园艺公司三个月的工作经历以及对荷兰沿海地区设施园艺的实地调查,总结了荷兰设施园艺发展现状。分别以番茄和百合为例,从设施栽培条件下的育苗、生长、施肥、采收、运输,以生物防治为中心的病虫害综合防治体系等方面探讨了荷兰设施园艺的特点与优势。同时分析了荷兰设施园艺成功的原因以及发展趋势。

【关键词】荷兰:设施园艺:番茄:百合

目前,在荷兰设施农业产业已经具备技术成套、设施设备完备、生产规范、产量可靠与质量有保证等特点,并进一步向高层次、高科技、自动化、智能化方向发展,未来将形成全新的技术体系。

荷兰位于欧洲西部,西、北两面濒北海、东临德国、南接比利时,素有“欧洲海上大门”之称。其面积超40.000km2,与中国台湾面积大抵相同。

荷兰出口的农产品主要是园艺和畜牧产品,从1989年起,其农业净出口值一直保持在世界第二位,仅次于美国。园艺生产在荷兰农业中占有相当大的份额,主要包括蔬菜、水果、花卉、植物、鳞茎和苗术。近年来,荷兰园艺产品贸易量持续稳定。占世界总量的20%左右,其中,蔬菜产品出口居世界第一。花卉产品年出口额大约为60亿美元左右,占花卉总产值的80%左右,而鲜切花出口额约占花卉出口总量的50%,占世界鲜切花市场的60%左右;2002年蔬菜生产总量1.6亿kg,其中50%左右出口:水果生产总量6.2万kg,其中20%左右出口,出口额3575.2万美元。目前,荷兰从事农业生产的农户近102.000家,其中从事园艺业的占19%太部分蔬菜、花卉生产在温室内进行,温室产业是荷兰最具特色的农业产业,居世界领先地位。目前,荷兰温室建筑面积为1.1亿m2,占全世界玻璃温室面积的1/4,主要用于蔬菜和鲜花种植。

温室蔬菜园艺业是荷兰重要经济支柱之一,年产值大约12亿美元,占荷兰农业总产量的7.5%,其中四分之三出口。甜椒、番茄、黄瓜为主要作物,此外还有草莓、小萝卜、、茄子、生莱、小白菜、花椰莱和菠菜等。荷兰蔬菜水果年出口额54亿欧元,进口额36亿欧元。大部分进口产品通过拍卖市场等转运到欧盟其他国家。在荷兰,大约有300家出口商专门从事蔬菜水果贸易。

荷兰的花卉业享有盛誉,每年鲜切花、花卉球茎、观赏植物出口总额达60亿美元,其中鲜切花为35亿美元,占国际花卉贸易的60%,占欧洲市场的70%。荷兰阿斯米尔鲜花植物拍卖行是世界最大的鲜花拍卖市场。其主要的出口市场为欧盟,依次为德国、法国、英国、意大利、比利时、瑞士和奥地利:此外还有东欧、美国、日本和中东市场。荷兰花卉生产主要集中在西部一些很小的地区,用于花卉生产的土地总面积约为80km2,其中70%为玻璃温室生产。近四分之三的土地面积种植鲜切花(尤其是月季和),其余土地栽培观赏植物。从事花卉生产的企业达11,000家。荷兰优越的地理位置和完善的拍卖市场使其成为世界花卉的集散中心,每天都有成吨的花卉及其它植物从亚洲、非洲、南美洲运抵荷兰,再转运他国。进口的产品主要用于补充荷兰因季节原因而缺少的品种,以保证拍卖市场常年稳定的供货。其进口的种类包括:月季、香石竹以及盆栽观赏植物等。外国供应商也必须附属于荷兰的拍卖市场,并且其产品要达到荷兰产品的同等质量。进口主要来自以色列和肯尼亚。

基于在荷兰海牙Famille R vsn Ma rrewijk园艺公司三个月的工作经历以及对荷兰沿海地区设施园艺的实地调查,我们对荷兰设施园艺发展现状进行了总结。还分别以番茄和百合为例,从设施栽培条件下的育苗、生长、施肥、采收、运输,以生物防治为中心的病虫害综合防治体系等方面探讨了荷兰设施园艺的特点与优势。同时分析了荷兰设施园艺成功的原因以及发展趋势,为我国实现设施园艺现代化提供了可参考的理论依据。

设施园艺是我国农业领域一个重要的方面,蔬莱、花卉、果品是人民生活不可或缺的农产品。所谓工厂化高效农业,主要内容就是指以蔬菜设施栽培及相关产业的研究与开发。随着人们生活水平的提高,对设施园艺产品的需求逐年增长,产品的附加值也不断提高,经济效益日益显著。我国目前在推动农业现代化过程中,建立的很多农业高科技示范园区,主要内容也是在开展设施园艺工程;这说明了设施园艺是农业现代化的重要组成部分。目前,我国园艺设施建设及其生产已有一定的进步,但也存在不少问题急需改进。随着全球化的进程不断推进,设施园艺工程事业的发展,必须置身于农业现代化浪潮的大背景之中来考虑。

1 荷兰园艺设施

荷兰现在约有100km2玻璃温室,其中47km2用于蔬菜生产。主要以生产番茄、辣椒和黄瓜为主。用于切花生产约42km2,主要以月季、、香石竹、小苍兰、百合、兰花为主。盆花生产约11km2。以榕树、朱蕉类、秋海棠等为主。种植户平均每户拥有温室面积8500m2

荷兰温室主要类型为传统的VENLQ型和大跨度的连栋型(图1)。1978年已设计建立温室标准,1其经济寿命约为15年,风雪承受力为25kg/m2,作物承载力《番茄和黄瓜)15kg/m2,同时能承受保温系统及其它设备的承载力等各项标准。一般传统的VENLO型温室在荷兰约占85%,每间跨度3.2m,地面至天沟高度为3.0m~3.5m。近年来高度不断增高达到4.0m~4.5m。甚至更高,目的是为了有充足的空间为长季节垂吊式裁培和便于安装保温幕或人工光源设备等。大跨度连栋温室跨度为6.4m~12.8m,可以减少室内支柱,便于通风透光和机械化操作。

1.1 荷兰温室发展历史

荷兰的玻璃温室蔬菜种植已经有上百年的历史,荷兰农民从19世纪末就开始把玻璃盆覆盖在植物上用于透光和保温。起初,玻璃温室园艺集中在荷兰西部的鹿特丹与海牙之间的地区,后来延伸到阿姆斯特丹以南地区的阿斯米尔,由于人口稠密的西部地区土地面积有限,从而使南部和北部的玻璃温室园艺业集中得到发展。20世纪50年代初建起了木质结构的人字型玻璃温室,开始了保护地规模化生产。20世纪70年代以后的温室基本上以铝合金构架为主,也有少部分PC 板材温室,温室生产基本上实现了光、温、水、肥、气全面自动化。

1.2 荷兰温室设施构成

荷兰温室设施主要分为灌溉施肥设施、CO2施肥系统、加温系统和光照系统。

1.21 灌溉施肥系统

荷兰是一个缺水的国家,淡水十分珍贵,因此很重视水资源的利用。由于欧洲天气多变,在温室外部一般建有大型的蓄水池,用于积蓄雨水。这部分淡水主要用于温室的加温使用,循环完后排八温室旁的沟渠中。温室灌溉用水则要求更高,一般在温室外有专门的储水容器。对水进行过滤与消毒。

由于温室生产多采用无土栽培技术,基质成分是岩棉,吸水性好,不受土壤类型的影响,栽培过程完全可控。产品质量明显提高,种植密度下降,单位面积产量显著提高,水肥利用率提高,不再使用溴甲烷一类有害投入品对土壤病虫害进行防治,温室地面全部采用黑白复合膜或不透光的白膜覆盖。但是无土栽培一次性投资高,岩棉需要每年更新,废弃的岩棉必须由专门的公司回收处理,否则会造成对环境的污染。营养液循环使用增加了病害传播的危险。如果根系病害防治不到位,将造成毁灭性损失。因此采用滴灌技术,水肥通过同一个管道运输(图2)并在每个分支前端有一过滤网(图3),以防止水中杂质堵塞滴灌出水口。施肥系统采用A液和B液混合施用(表1,表2)。

整套系统采用计算机统一控制。该套系统具有以下特点:①根据水质、作物种类、生长阶段、回液反馈调节等确立营养液配方:②根据季节(光照)、作物种类和生长阶段确定供液量:⑨根据季节、作物种类及对品质的要求调整EC值。如:番茄冬季低温弱光条件下EC值可达5~7,夏季4-5,与传统的2~3相比,可显著提高品质:④监测回液及基质内营养液成分,当有害离子(Na+、C1-1、HCO3)含量超标时则及时冲洗:⑤营养液消毒采用紫外线辐射、加热、慢砂过滤等新技术。

1.2.2 CO2拖肥系统

CO2施肥能提高作物的光合作用效率,促进作物生长发育,增加作物的株高、茎粗和叶片面积,有利于作物的新陈代谢,加速植物对养分的吸收运输与光合成运输,能使植株生长健壮,抗逆性增强,显著增加产量,改善产品品质,投入产出比可达到1:30。由于荷兰温室主要采用无土栽培,CO2不能从土壤中获得,因此,CO2施肥对作物增产具有不可替代的作用。从1960年开始,CO2施肥技术开始在温室使用,作物产量也得到了大幅度的提升。人们认为当温室CO2浓度从350uL/L增加到450uL/L时,可实现增产12%:而从1000uL/L增加到1100uL/L时,仅可增产1.5%,但CO2增施的赞用却大幅度提升,因此,荷兰温室CO,最经济的控制浓度一般设定在450~500uL/L。

C02施肥一般有6种方式:通风换气法、土壤施肥法、生物生态法、化学反应法、燃烧法、液态CO2法。由于欧洲对环境保护要求比较严,因此荷兰的温室大都采用燃烧法,即通过燃烧天然气产生CO2,有与少数的公司采用液态CO2法,从其他专门生产二氧化碳的公司购买。一般1m3天然气可以产生1.84kgCO2和1.31kg的水蒸气。天然气在锅炉燃烧后产生的烟气一部分排出室外,另一部分由引风机引出,经过检测合格后CO2通过白色塑料软管散播到温室各处。白色塑料软管一般设置于植物下端,上布满小孔,以供CO2溢出。如(图4)中画圈处。整套系统仍由计算机统一控制。

采用该套系统具有以下特点:①清洁,不污染环境。由于原料是天然气,燃烧只产生二氧化碳和水,同时产生的热能可以同于加热水来为温室加温;②能根据季节、时间、作物的不同改变二氧化碳的浓度:⑧能检测温室内二氧化碳浓度;④成本高,需要精密系统的配置“。

1.2.3 温度调节与控制系统

荷兰属典型的温带海洋性气候,冬季温和,1月份月平均气温2.2℃;夏季凉爽,7月份月平均气温16.8℃,极端高温一般在30℃以下。因此,荷兰温室温度调节的重点主要是冬春季节的增温,夏季的降温一般采用自然通风、遮阳调节即可。

1.2.3.1 增温系统

目前,荷兰很多温室的加热系统都采用可利用的太阳能和传统化工燃料供能相结合的方式。白天,供热系统70%的热能来自太阳能,30%来自传统的化工燃料供能。太阳能的使用降低了CO2的可利用率,但这一缺点足以被其低能耗的优点抵消。

温室增温是荷兰温室环境调节的重点,通过燃气(油)锅炉将水温升至70~90℃,经配管和室内散热器自然放热。达到增温的目的(图5)。由于水热容量大,热稳定性好,目前荷兰的大型温室主要采用这种方式采暖。为了回收锅炉烟气余热,荷兰温室锅炉的烟筒普遍还装有余热回收系统,使烟气温度由200℃左右降低到35~40℃,热回收效率可达80%以上;同时,温室锅炉加温系统中还装有热水贮藏罐和余热发电装置,主要用于温室在不需要加温的季节或白天使用锅炉燃烧获取C02时,将多余的热量以热水的形式贮藏于贮热罐或直接进行发电,热水可用于夜间的加温使用,所产生的电能既可供自己使用也可并网销售。热能的多次利用,大大节约了能源和运行成本。

1.2.3.2 降温系统

由于荷兰夏季气候凉爽,极端温度低于30℃,因此,温室对降温的要求显得不像增温那样迫切。荷兰温室的降温一般采取两种方式,一是外覆盖(玻璃)上喷洒白色涂层技术,通过在外覆盖表面上喷洒一层白色涂料,以减少夏季的太阳辐射,进而达到降温的目的。秋冬季节,通过清洗可全部去除外涂层,保证冬季采光需求;另一种就是通过开启顶部的通风窗进行自然通风的方式,降低温室的温度,通风窗口的数量、尺寸、传动方式以及开启的角度等都对温室的气候控制产生重要影响。目前,荷兰已经开发出一整套的模拟计算方法,通过控制开窗的各个参数以及设置在温室内的干湿温度计(图6)收集数据,实现温度的自动控制。

1.2.4 光照系统

由于荷兰纬度较高(N51°~N54°),全年光照严重不足,冬至前后白天的最短日照时数仅为5~6h。因此,荷兰温室普遍需要补光。一般需要补充光强达8000~16000Lx(图7,图8)。

目前,荷兰温室的光照调节与控制一方面采取一切措施尽可能提高温室的采光性能,如普遍使用大块玻璃(2.0m×1.7m)覆盖,以减少骨架遗光;开发出了温室屋顶清洗机械装置,定期清洗屋顶灰尘,增加温室透光:开 发新型覆盖材料,利用反射光的二次利用,透光率可达89%-95%;另一方面,采取人工光源进行补光。近年来,荷兰温室的人工光源补光呈现出以下几个特点:①补光灯具越来越小,尽可能减少遮光面积;②补光灯具一般安装在桁架以下部位,宽度几乎与桁架同宽;③实现灯具的可移动性,尽可能增加辐射面积。

1.2.5 温室设施新技术

近年来,荷兰推出了一种新型管道式热风采暖系统,该系统由两部分组成。一部分为带有热回收装置的空气加热系统,另一部分为带孔塑料管道均匀送风装置。室内排出的空气首先经过热回收和冷凝装置,预热进入室内的空气,同时利用室内外空气的温差使室内的高湿空气产生冷凝水,贮藏起来用于灌溉:室外空气经过预热后,通过风机进入换热器加热,最后进入带孔塑料管道,将加热好的空气送入作物栽培区域。由于该系统具有预热、水气回收功能,送风均匀,被认为是一种极有推广前景的采暖形式。

为了防止外部生物如杂草的种子,飞蛾等入侵到温室内部,同时,为使温室的内部空间行成一个封闭的系统,荷兰新采用一种在温室通风窗口加装纱帘的方式来隔离外部杂质的污染(图9)。但此种方法会造成温室通风效果不佳,引起温室内温度升高,因此这种方式不适合冷凉型花卉生产温室使用。

2008年荷兰出现了一种新的无土栽培的方式(图10)。与传统的方式不同的是,它是将植物的根部缠绕在一个塑料圆环上,用岩棉将植物根系固定在圆环上,通过向岩棉中注入植物生长所需营养液和水分。此法能使植物根系生长的更健壮,同时加强根系的呼吸作用,能使养分更充分的吸收。在根系出现病虫害时,也能更加直观的进行治疗。另外,此法还便于生产。

另外,节能光源LED的开发与利用也在荷兰开展(图11)。研究表明,植物光合作用主要是利用波长为610~720nm(波峰660nm)的红橙光,吸收的光能占其生理辐射的55%左右:其次是波长为400~510 nm(波峰450nm)的蓝紫光,吸收的光能占其生理辐射的8%左右。采用这2个波段为主体的人工光源,将会太大提高光能的利用率,减少能耗。试验表明,与传统高压钠灯和金属卤素灯等相比,可节能50%~80%。

1.3 病虫害防治

荷兰的生物防治技术研究于20世纪20年代起步,在30年代-50年代,由于化学农药的迅速发展而被忽视。50年代到70年代,温室病虫害主要采用化学农药防治,使用化学农药多达300多种,对食品构成了严重威胁。60年代,随着螨类天敌的发现,生物防治重新得到重视,70年代有2种天敌被利用,防止面积达到2km2:到1986年,全荷兰温室蔬菜99%以上采用了-生物防治技术。

2 温室设施在生产中的使用

2.1 番茄无土栽培

番茄通常在11月份播种。12月份定植,次年3月开始采收,一直采收到11月分。其栽培密度为2.5株/m2,温度控制在白天22℃,夜间18℃。一般用单杆整枝,用绳子吊蔓。当下部果实采收后进行放蔓,约2周向下放一次,保持植株高2.7m左右,使下部茎(叶片全取掉)沿栽培床边平铺,上面继续生长。这样番茄茎可长达10m,可长35穗果,每平方米高产可达50~60kg。栽培基本采用岩棉营养液循环栽培系统,根据作物不同生长期的需要,应用电脑调节营养液成分,营养液通过滴头滴入植株根部,多余的营养液通过下部循环系统渗漏回收,又循环利用(图12)。

在荷兰,一个番茄品种能在温室里生长3~4年,每年11月份采收时间过了以后,将成年苗全部移除,并更换栽培基质。再利用前一年植株上的萌蘖棱进行嫁接繁殖。或者,农户想更换栽培品种,可到专门的种苗公司收买种子或种苗,11月播种。

2.1.1 育苗

采用穴盘育苗。穴盘为10×24孔的聚苯板材料制成,在孔穴中放入直径大小一致的岩棉塞(图13)。播种前将放入岩棉塞后的穴盘。用EC值为1.5~2.0mS/cm的营养液浸泡,使之吸足水分,然后将种子播入岩棉塞。在25℃条件下,密闭遮光催芽,待种子萌芽后,再在上面覆盖1mm厚的蛭石,以促使根系向下伸展,子叶脱壳出土。育苗期温度应保持在25℃左右,这样10天后就可以长出较多的根,并保证番茄在长到第9片叶后花芽分化。如果温度较低(18℃左右),则根较少,生物学苗龄就推迟一周,并且番茄在第7片叶就提早花芽分化,这样就影响番茄后期产量。

2.1.2 移栽

当番茄小苗长到2片真叶时,就需要将带小苗的岩棉塞移栽到双孔的岩棉块中,从育苗到移栽约为20天左右。每跨放置4行种植番茄岩棉条的行宽为1.6m。每行岩棉条之间为暖气加热管道,同时作为采摘车行驶轨道(图14)。移栽小苗前先将岩棉条放好,将双孔岩棉块顺向摆放到岩棉条上,再将滴灌插头插入岩棉块中,用EC值为2.5mS/cm的营养液浸透岩棉块。然后将苗移栽到岩棉块中,促使形成更多的根,为以后番茄高产提供保证。在番茄移栽入岩棉块后到定植到岩棉条之前,不需要给太多的水,保持岩棉块中含有80%水和20%空气,通过控水促进根系生长,等到岩棉块捏不出水时再给水。

2.1.3定植

当番茄第一穗花序开始坐果时,将岩棉块定植到岩棉条定植孔内,使根系伸入岩棉条,扩大根系营养面积。番茄岩棉栽培在开花之前需要一段营养生长控制时期,如果移栽时直接将岩棉块放入岩棉条定植孔内,则番茄营养生长旺盛,而影口自生殖生长。定植前用EC值3.0mS/cm的营养液将岩棉条浸透。岩棉条两端留排水口。定植时只要将岩棉块顺向放入岩棉条定植孔里,定植后一星期内应尽量减少操作,避免晃动植株,以免破损根系。

2.1.4 生长

在番茄长到30cm左右高时。需要开始吊蔓,并及时打权,此步由人工进行。在冬季光照较弱时,要留较少的分枝,而进入春季以后,随着光照增加,可适当多留分枝,这样夏季较多的叶片蒸腾作用可起到降低室内温度的作用。当然分枝不过多影响果实大小。番茄岩棉栽培属于长季节栽培,一般一年一茬,平均每株番茄可长到20穗果以上。为了保持果实大小一致,可采取疏花疏果措施,保持每穗4~6个果。为了提高番茄果柄韧性,在刚开花的花序果柄上用手捏一下,使受伤果柄在愈伤后加粗。番茄每穗果采收后应及时剪除老叶,并落蔓,剪除老叶以露出4~5穗果为宜(图15),每隔半个月进行一次整枝,除去主干上所有侧枝和植株基部新长出的侧枝。荷兰的番茄栽培采用昆虫或或人工辅助授粉。人工授粉应在每穗花序花朵刚开展时,用电动震荡棒震荡番茄茎部,可使花粉散落促进受精。昆虫多采用熊蜂传粉,由专门的公司提供蜂种并提供技术支持。

2.1.5 采收

为了适应长时间运输的需要,番茄一般在开始变红时就进行人工采收(图16)。番茄采收后首先用机器清洗、烘干、打蜡,然后机器根据果实大小、颜色、硬度等物理性状进行分级包装,然后上市或贮藏。番茄适宜贮藏温度在10~14℃,可贮藏2~3周左右。如果贮藏温度低于8℃番茄果皮颜色、口味变差。且贮存时间变短。

2.1.6 病虫害防治

荷兰病虫害防治严格,番茄栽培时常用茄子做指示植物,即每隔几行栽一两株茄子植株,一旦指示茄子植株发生病虫害就对番茄采取防治措施。在温室内放置害虫天敌,用黄胶板诱杀白粉虱、潜叶蝇,以及使用低毒低残留化学药剂等防治方法。

2.2 百合箱式栽培

荷兰种植者选择箱植的方法栽培百合(图17)。大多数的百合箱植栽培都在人工照明的温室中进行,介质多为pH值在3.5左右的泥炭土,这样较易将pH值调整至百合生长所需的5.5至6范围内。泥炭土比土壤通气性佳,氧气容易到达根部。他们将百合球根固定在两层铁丝网之间,避免根部在生长时摇晃。当百合采收后,箱子就从温室中被送往一个大型的仓库区中,以700转/时的速度将介质及老旧的球茎倒在输送带上,之后介质集中在燃料库中,覆盖塑料布消毒,利用蒸气加温至70~80℃维持1h,之后再将介质送回输送带,转送至其他仓储区中,在运输过程中,每隔一段时间便将介质从4m高的输送带掉落下来以达到降温的效果,当温度降至约20℃之后,再将介质运回装填区。每隔6周会取介质样品分别测其pH值,同时监控并调整其成分。为保护环境,他们从不把任何的介质丢弃,而是每隔一段时间会再加入10%新介质来补充自然耗损的量。

百合每周种植1次,全年进行。箱子装满清洁的泥碳土后种植种球,4个人平均每小时可以种植超过7000颗种球。每个箱子依百合球茎大小及品种不同,种植12~16粒,每周约种植5万~6万颗。将箱子加上卷标,浇水之后置于9℃的冷房中。

2.2.1 人工光源

人工光照从早上11点(此为电力较为便宜时段)至下午3点。荷兰法令禁止光线晚间从温室放射出来,因此必须将隔板降下,这些隔板同时具有能量贮存效用,在夏季还可达到60%遮荫效果以防温室温度升太高。当有需要加温的时候,可经由热水输送管(水温为40℃供应至植株附近的管路以促进百合生长。

2.2.2 自动化

目前荷兰最新的温室4.5m高,此高度可保持温室内各区域有稳定的温度并能让黄昏时的光线均匀的照射在作物行间。在人力不充足的情况下仍要扩大面积生产时,全面进行自动化操作。一般而言,家庭的劳力为6人,若可以像菊科作物以机械化采收,成本就可大大降低。但据调查,一栋新温室完全采用机械自动化采收,其造价成本昂贵。在设施面积7.500m2的温室中,对光线、运输系统及箱子等投资,约需要投资90万欧元以上,1台机械采收机还要再增加45万欧元,因此百合的采收仍是以人工为主,目前已改良可由人站立,只要稍微弯腰,利用长形刀子采收,如此省去完全将腰弯下在植株底部的工作(图18)。

2.2.3 分级包装

百合切花是依照花苞的数目作分级,1枝切花中至少有5个花苞为第一级。3~4个花苞则为第二级。10枝捆成1束。第二级的花茎切短5cm,如此可容易分辨出不同的等级。从花茎基部10cm处去除叶片,每束花再用塑料袖套包裹起来。一般百合都需要浸在含有硫化银的保鲜液中,整束放入大箱子再送去拍卖,1枝百合的成本价约0.5欧元(图19)。

3 荷兰温室农业成功经验及发展趋势

荷兰温室的成功之处在于其先进的设备与技术配套和完善的市场体系。使其形成产前、产中和产后为一体的产业化企业,其温室产业是高投入、高产出、高效益的典型代表,同时带动与温室相关的产业发展。

3.1 荷兰温室成功经验

3.1.1 政府对设施园艺的宏观调控及符合国情的产业政策

20世纪60年代,荷兰政府以节约土地,提高土地劳动生产率为目的调整农业结构和生产布局,使农业生产向产业化、集约化和机械化发展。温室农业通过从私人银行和国外贷款中获得大量资金,迅速发展起来。在7%的耕地上建立起10,000hm2的由计算机自动控制的现代化温室,大力开发适宜温室生产的高产值的作物品种,使园艺作物基本上摆脱了自然气候的影响”“,也使有限的土地产生了可观的经济效益。

荷兰政府着重致力于园艺宏观产业环境的营造,通过信贷政策和补贴政策,出口创汇。并积极参加欧盟事务,使整个欧渊成为了荷兰的农产品市场,最重要的是在有效保护农业知识产权的基础上,进一步加强对农业高新技术和信息网络技术方面的投入,帮助企业组织宣传,扩大国际交流舍作。

3.1.2 集约化、规模化、专业化的生产

荷兰耕地不足,因此其比任何国家都更注重提高劳动生产率。荷兰温室农业无论是蔬菜还是花卉,一般都是专业化生产,多品种经营,如维斯特兰德朗市的番茄种植公司,与其他5家专营企业垄断了荷兰90%的番茄市场。这种专业生产有利于设施专业化配置,降低生产成本,提高产品质量并形成规模效益。专业化生产同时促进了专业领域的研究,使企业有长足的发展后劲,也为企业赢得了较高的市场份额。

荷兰温室产品经营是一种全新的理念,追求经济利益的最大化,寻求独到的市场,按市场需求决定企业生产经营方向,有效地遏制了相同产业或产品挤占市场“独木桥”的弊端。各园艺生产企业都有各自的经营特色,使市场行为更加规范有序,如朗德维尔德种球经营公司,成立于本世纪初。生产经营仅对球径植物的种球进行处理,包括分检、基质配置,包装成不同规格,实行全货架方式销售。这家公司经营品种达到1200~1500多种,公司分为5个部门:销售部负责营销产品,开发市场;庭院设计部,从事家庭园艺设计;种植部,与种子公司共同开发新品种,进行种球生产:园林部,从事园林美化设计:连锁店,在荷兰境内和国际市场度立大型超市实行连锁式销作。

3.1.3 规范有序的市场经营模式

在荷兰,农产品的销售是一个完整的体系。集卖市场在这个体系中扮演了提供商品生产信息及产品质量标准,调节市场供需,控制市场进程的重要角色。规范化的市场体系为荷兰的温室产品快速进八消费领域提供了优质的服务和保障。温室企业生产的产品均标有生产厂家、注册商标和产品品牌,消费者就是通过产品品牌从市场上购买自己满意的园艺商品。荷兰温室产品市场分类较明确,比较集中的有花卉拍卖市场,蔬菜拍卖市场、温室作业机具和专用产品市场等。

1986年成立的阿斯米尔鲜花植物拍卖行是世界最大最先进的花卉拍卖行(图20)。进入阿斯米尔鲜花花卉拍卖行的花卉和植物要按有关规定进行登记,并按标准进行产品质量检测,随后被送 到冷藏库和存放库等待上市拍卖。拍卖成交的产品按客户要求进行包装,然后被送往拍卖行的发货中心,发货中心设有植物检疫战和海关,80%的产品以最快的速度通过史基浦机场空运到美国及远东各国。阿斯米尔花卉拍卖市场当天未被销出的鲜花会被销毁,用以保证鲜花质量,维护消费者的利益,同时对生产者提出警示。为保护会员个体经济利益,被销毁的鲜花按最低价格的80%~90%给与补偿。

3.1.4 国际化的市场体系

荷兰经济具有强烈的国际导向。欧盟成立后,荷兰设施园艺产业纷纷看准欧洲和国际市场,充分发挥地理位置的优势,利用阿姆斯特丹、鹿特丹港的海运优势,阿姆斯特丹附近的斯基辅机场及发达的道路系统和公共运输网络优势,促使其产品大进大出,甚至在高速公路上开辟货车专用道,这一系列措施使荷兰成为欧洲大陆农产品分销中心。便捷的运输系统使荷兰生产的鲜切花和蔬菜在两天之内运到欧洲、亚洲及北美等国家和城市。它甚至号称能在9h以内把鲜花从采摘到送往世界任何一个角落。

3.1.5 集成化的工业技术在温室农业中被广泛应用

荷兰的工业基础雄厚,在高度发达的TA化影响下,荷兰温室农业也具有高度工业化的特征。温室园艺产品的生产完全可以实现按照工业生产方式进行生产和管理,不仅体现在种植过程中有其特定的生产节拍、生产周期,还体现在产品生产之后的包装、销售等方面。温室产业中广泛采用现代工业技术,包括机械技术、工程技术、电子技术、计算机管理技术、现代信息技术、生物技术等。

工业技术植入农业生产中,已经使荷兰温室农业赋予了工厂化生产的内涵,成为工业化大体系不可分割的部分。这种采取全封闭生产、完全摆脱自然条件束缚,实现全年均衡生产的现代化农业生产经营方式,带来了全新的理念:用现代科技支持现代农业,实现科技经济一体化是农业融入现代经济社会的必然趋势。

3.1.6 网络他的农业科研、教育和推广体系

知识和科技是农业创新的手段,荷兰的农业知识体系(科研、教育和推广)为农业发展提供了巨大的支撑,这些研究与成果推广主要来自三个方面:

1)农业科学研究院。在基础研究、战略研究以及应用研究方面积累了多年的经验:

2)研究站和地区研究中心。迅速解决农业领域不同行业中的实际问题:

3)众多的农业科学院校。在基础研究和农业发展前瞻性研究方面具有很高水平。

农业领域推广工作组织结构分明,通过政府的推广部门和民间的各种技术咨询服务组织,把新技术推广到各个农户、科研、试验站。推广部门三者有利结合形成高效“农业知识网络”,通过这个网络,农业科研的最新知识和技术成果可迅速传播到每个农户,并很快在全国推广普及。

3.1.7 农业合作组织发挥了重要作用

荷兰的农业以家庭式农场经营为主,由于小单元的生产结构,个体农民的市场力量较弱,缺乏竞争能力。各农户彼此之间视为具有共同利益的集体,而不是竞争对手,在市场面前,农民们具有近乎相同的产品,相同的利益,也具有相同的市场地位,因此开始自发地组织了一种适合市场功能的最经济的农户组织农业合作社,这种合作组织保存了其他一切农民习惯的独立经营功能。

荷兰农业合作组织类型很多,均有完善的组织结构,强有力的市场规范能力和全程服务机制。它不仅是生产者和交易者的桥梁,而且还是双方相互利益的“保证人”。同时,农业协会还在产业发展中积极涉足农业科普工作,成为政府和农民之间的“中间人”。

3.2 荷兰温室园艺发展趋势

随着科技进步,目前从事园艺生产的农户数量在减少,但农户的平均规模在稳步扩大。耕地的面积逐年递减,而温室园艺用地面积却有所增加,区域性布局也发生了变化:将具有较大温室比例的荷兰南部省份温室集中起来,进行规模化生产,逐步缩小荷兰北部的温室面积:从事温室园艺的企业和农户的投资走向也主要投向设施和玻璃温室方面。

大力开展环境保护研究。温室环境污染主要是肥料的淋失、病虫害传播和CO2等气体向室气的散射。荷兰政府要求到2000年全部温室生产成为封闭式循环栽培系统,防止营养液淋失污染土壤,同时控制CO2等气体的扩散。岩棉、塑料和有机物等废弃物将被循环利用进行温室综合气候环境最佳控制研究,建立温室气候复合式控制模拟模型和不同作物生长发育规律与环境因子的模拟模型进行蔬菜、花卉作物光合作用、干物质分配规律和不同栽培方式研究,同时建立起模拟模型,进一步深化研究和指导生产,并逐步向实用化发展(图21)。

开展以生物防治为主的综合防治技术研究与应用。研究不同病虫害的天敌利用和生物药剂,目前已普遍应用到温室作物生产中去。为了提高产品质量,禁止使用化学激素,如番茄授粉已培育出专用雄蜂(图22)。

进行自动化、机械化温室操作系统研究代替人工操作,如已开始研制机器人采收黄瓜等技术,产品的分级包装机械等,以降低生产成本和改进工作环境,提高劳动效率,并重视基础理论研究与实际应用技术研究相结合,如对作物生理基础规律进行深入研究,在此基础上建立起能指导生产实际的软件系统,计算机已普遍应用到研究和实际生产的各个方面。

进行高科技种苗生产技术的研究与应用。包括种子精选、无病化处理、种子内部生理调节处理及便于机械播种的丸粒化等处理,并应用穴盘、无病菌优质基质(如草炭、蛭石、岩棉、椰子壳纤维等)进行工厂化育苗。

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设施园艺篇9

【关键词】设施园艺工程;生产水平;技术水平;问题;对策

设施园艺又被称为设施栽培,主要是指在不适宜栽种园艺作物的地区或者季节,通过应用最新的设施人为的创造出适合作物生长环境的一种工艺。设施园艺还是一种环控农业,主要种植蔬菜、水果、花卉等作物,且生产出来的作物高产、稳产、优质。我国的设施园艺工程牵涉的学科范围广,对于我国农业的发展有促进作用,而且我国的设施园艺工程经过多年的发展,其面积已经成为了世界第一。但是,我国的设施园艺工程主要是以简易类型为主,可控程度低,容易受到自然灾害的影响,存在着科学技术含量低、生产水平不高、产业规模小、技术人员缺乏等问题。为了提高我国设施园艺工程的发展质量,我国必须引进先进技术,提高生产力水平,扩大生产规模,实现集约型生产模式,以此来提高我国的农业发展水平,促进社会经济增长。

1 我国设施园艺工程存在的主要问题

1.1 生产水平和资源利用率低

在当今时代,设施园艺的生产水平已经成为了衡量产业竞争力的重要标准,尤其是设施园艺的综合生产效率更是代表一个国家农业生产水平高低的重要指标。综合生产效率包括单产水平、产品品质、产品优质品的比率、劳动生产率、出口率等,世界上设施园艺工程发展水平最高的是荷兰,其所生产出来的产品综合生产效率非常的高[1],而我国设施园艺工程的发展水平仅占荷兰的60%。在进行设施园艺工程生产时,水、土地和能源都是必备的条件,而为了提高作物的产量,农户都会投入过量的资源,从而导致我国设施园艺单位面积的水资源利用率只有以色列的20%,土地资源的利用率只有50%,化肥的利用率则更低。此外,种植人员在施肥时没有正确的指导技术,也没有进行定量使用,导致不仅降低了化肥的利用率,还对环境造成了严重的污染。而且,近年来我国的设施园艺工程的种植面积与作物质量严重不协调,环境调控能力差,直接影响了我国设施园艺工程的整体效益,降低了其竞争力。

1.2 科技含量低,设施产业规模小

我国的设施园艺工程,尤其是南方设施园艺工程大多数都是个体农户独立经营的,农户的管理意识和管理水平都比较低下,属于粗放型生产模式。在进行种植时,农户也没有对相关的信息进行调查,没有专业的技术指导,导致设施园艺工程的规模化和产业化水平低[2]。随着市场经济的不断发展,这样的小农经济生产模式逐渐无法满足市场需求,也无法与国际市场接轨。如在2010年底,江苏省海门市的设施园艺种植面积达到了11200hm2,占总耕地面积的18%,然而百亩以上连片设施基地却不到40个,无法形成整体效益,致使设施园艺工程的最大效益无法真正地体现出来,严重制约了江苏省设施园艺工程的发展。不仅如此,设施园艺工程的发展离不开高科技,但是我国设施园艺工程的资金、技术、信息和市场的资源配置不合理,且大部分资源出现严重匮乏,使得设施园艺工程的整体科技水平的含量都非常的低,而农户又没有足够的资金去引进最新的生产技术和设备,从而导致我国设施园艺工程对于自然灾害的防御能力低,园艺的优势完全得不到发挥,发展极不协调。

1.3 种植人员素质不高,技术人员缺乏

在我国,农业技术人员和专业种植人员均出现匮乏局面,素质也呈现高低不均的情况。设施园艺工程在生产过程中对于技术要求非常的高,且发展较快的园艺产业也会用引进新型的品种,因此,其所种植的品种种类会非常的多,这就需要众多的高水平技术人员和专业种植人员。但是实际情况下,大部分的农学专业学生在毕业后因为发展机遇或者是待遇过低的原因,都不选择投身于农业生产行业,由此也导致我国设施园艺工程的技术人员和种植人员严重匮乏。

2 解决设施园艺工程问题的对策

2.1 建立合理有效的宏观管理体系

我国在借鉴国外成功的设施园艺工程发展经验基础上建立了合理有效的宏观管理体系,以做到从全局出发、立足长远,依据最新的技术来对设施园艺工程发展进行指导,以促进其持续发展。此外,政府还要明确相关管理部门的职责,提供条件让其得到充分的发挥,地方政府要完善相关的体系,并建立管理协调机制,制定相关的政策制度,加强相关部门之间的协调,使其进行技术交流,对设施园艺产品实施严格的质量监管,并加强构建产业环境,以促进我国设施园艺工程的健康发展。

2.2 做好科技规划,引导产业健康发展

当地政府要根据现代农业的发展需求对设施园艺工程市场进行分析,及时采集相关的信息,并对个体农户进行技术指导和经济支持,以此来提高设施园艺工程的竞争力,同时进行产业定位,进行科学规划布局。政府还可以制定有利于设施园艺工程发展的相关政策和措施,让农户走 “专业合作组织+基地+农户”的一体化现展道路,以此来提高设施园艺工程的市场化、组织化[3];农户也可以在政府的支持下,引进先进的技术和设备进行集约化发展,还可以依靠政府提供的加工、包装、分级和运销等服务来促进自身园艺事业的发展;农户也可以在政府的指导下,推进农业标准化、品牌化、机械化、产业化生产,生产出高质量、高产、稳产的优质产品;农户还可以在政府的指导下制定正确的种植方案,并随着市场的变化而进行更改,避免出现盲目种植的情况。

2.3 加大人才培养力度

我国要加强对农业专业人员的培养,提高农业专业人员的待遇,让技术骨干发挥带头作用,以此来提高基层从业人员的技术水平,并给予他们更多的发展空间,让每个农业专业人员都可以在这个岗位上实现自己的价值。

3 结语

我国的设施园艺工程发展水平与发展规模和发展质量都存在着严重的失调,为了使设施园艺工程健康发展,政府要充分发挥宏观调控职能,加强对农业专业人员的培养,农户也要发挥自身的主观能动性,以此来促进设施园艺工程的发展。

参考文献

[1]魏晓明,齐飞,丁小明等.我国设施园艺发展区域适应性的研究[J].农机化研究,2010(05).

设施园艺篇10

该中心由宁夏自治区科技厅牵头,与中国农科院蔬菜花卉研究所、农业部规划设计研究院设施农业研究所、国家农业智能装备工程技术研究中心、中国农业大学农业与生物技术学院、西北农林科技大学园艺学院以及宁夏大学、宁夏农林科学院共同组建。

西北(宁夏)设施园艺工程技术研究中心成立的目的主要是“借助部级科研院所与高校的科技力量,提升西北设施园艺的技术研发水平,打造国内先进、西北一流的开放型设施园艺科技创新平台,构建完善现代设施园艺产业科技支撑体系,引领带动产业可持续发展。”

该中心成立后,主要开展西北设施园艺产业发展战略研究和重大项目咨询,借助合作单位部级创新平台智力优势,开展产业科技规划、项目顶层设计、技术咨询等,促进西北地区设施园艺产业健康可持续发展;聚焦西北设施园艺产业发展重大科技问题,组织实施一批国家、自治区科技项目,重点开展名特优新品种创新、优质高效设施生产技术集成创新、新型设施结构与配套机械创新、设施园艺物联网应用、非耕地设施栽培技术集成创新等,取得一批标志性成果。加快已有成果的工程化,强化和完善科技成果转化中间环节,提高科技成果的成熟性、配套性和工程化水平,推动具有市场前景的重大科技成果转化,增强设施园艺产业的自主开发能力和市场竞争力。

同时,依托合作单位的技术力量,建立博士后流动工作站宁夏基地。根据研发需求,宁夏选派相关技术人员前往合作单位开展合作研究、进修学习,为西北园艺产业可持续发展培养人才。