我国设施农业发展现状、存在不足及对策
我国设施农业发展现状与对策

我国是农业大国,农业发展与我国民生问题息息相关。
设施农业是现代农业发展中重要组成部分,大力发展设施农业是保障农业发展的根本。
发展设施农业,可以有效的提高资源利用率、土地产出率、劳动生产率,同时也提高了农业效益与竞争力。
培育与发展设施农业是农村发展新旧动能转换的重要手段,也是我国乡村振兴与脱贫攻坚的重要突破口。
目前我国设施农业规模连年扩大,产品种类也日益丰富,生产效益也在持续提升。
但整体也面临着设施装备总体水平不高、生产成本不断攀升、机械化程度低等问题。
当前应加快提升机械化水平,有效的降低生产成本、提高产出水平与经济效益。
近些年,设施农业虽然得到了长足发展,但仍有众多问题存在。
本文主要对设施农业的发展现状与对策做了如下概述。
一、设施农业概述设施农业主要是利用人工技术手段,在小范围内创造或者改善环境气象因素,例如对自然光温进行改变,可以有效的为植物提供良好生长环境,是一种较新的高新技术产业,也是目前全世界最具活力的产业之一。
设施农业是近30年才兴起的一项生产技术体系,主要核心设施为环境安全型温室、蘑菇房、畜舍。
关键技术是通过有效利用太阳能覆盖,夏季能够降低温度,防止苔藓,在寒冷冬季高透明高保温,还能将多余太阳光转换成为适合需要的光波,还有着较好的防尘抗污等功能。
栽种品种不同栽培技术也不相同,在设施使用和选择上也应根据品种进行选择。
二、设施农业发展现状及问题1、设施农业现状近些年来,我国设施农业发展速度较快,各级政府也对设施农业给予高度重视,也投入了大量研发资金和技术支持,政府在政策上也给予大力支持。
设施农业通过有效运用生物潜能与自然环境,使得农业产量以及质量得到稳定提高,市场风险抵抗力与竞争力也有所增强,是农业种植与养殖产业中效益较高的产业,也是经济效益增收的渠道之一。
2、设施农业存在问题①科技含量低由于部分地区受经济与技术等方面限制,温室发展结构比较简易,在环境控制方面能力也较低。
在栽培技术、管理方面主要靠以往掌握的技术经验,与实际要求的生产管理、数量化、指标化方面相差很大距离。
当前设施农业建设中存在的问题及对策

当前设施农业建设中存在的问题及对策随着科学技术的迅猛发展和高新技术在农业生产中的广泛应用,设施农业正成为我国农业的创新产业。
它的发展给我国传统农业注入了新鲜血液,给农业现代化带来了强大的动力和发展前景。
一、设施农业的内涵设施农业又被称为可控农业,它是运用现代工业技术成果和方法为农产品生产提供可以人为进行控制和调节的环境条件,使光、热、水、土、气、肥等资源得到充分利用,使植物或动物处于最佳的生长状态,从而更加有效地保证农产品产量,提高农产品质量,生产规模和经济效益,促进农业现代化的发展。
设施农业发达程度,也就成为衡量一个国家或地区农业现代化水平的重要标志之一。
二、我国设施农业存在的主要问题我国设施农业发展较晚,大多是在参考借鉴国外技术的基础上自行开发的,科技含量总体水平较低,难以实现设施农业的整体效益功能和较大规模的商品生产。
1.设施水平低,环境控制能力差我国的温室环境控制水平低下,设备质量不过关,绝大多数温室没有主动调控环境的设施。
国内温室环境的控制多采用经验管理和单因子定性调控的方法,并且多以节能为主要目标。
而欧美等发达国家,在根据作物生长需求和环境控制成本来确定环境控制参数方面已经做了大量研究,并逐步运用到生产中去。
这方面国内还刚刚起步,与国外相比差距较大,国内很多温室和大棚的结构不合理,一旦遇到恶劣天气,就会出现倒塌和变形现象,导致连栋温室和塑料大棚抗风灾、雪灾的能力差。
2.设施栽培作物品种单一,温室生态条件恶化我国温室栽培作物种类单一,连作现象严重,导致病菌大量繁殖,生态条件恶化,造成土传病害严重和土壤营养元素平衡被破坏,最终导致减产。
温室种植品种也大多是从常规品种中筛选出来的,还没有专用型、系列化的温室栽培品种,设施条件下农产品的产量和品质始终在低水平上徘徊。
3.机械化程度低,劳动强度大我国设施农业机械的配套水平不高,现有的产品机型不多,缺乏专用的小型化作业机具,适应大棚内各种栽培方法所需的作业机械更少,配套设施不完备,许多大棚在修建时加热、降温、通风、遮阳、微灌、中心控制等系统不配套。
我国设施农业发展现状、存在不足及对策

我国设施农业发展现状、存在不足及对策设施农业(protected agriculture)是指利用新型生产设备、现代农业工程技术、管理技术调控温室、塑料大棚等保护设施内蔬菜、果树、花卉、鸡鸭、猪牛等动植物生长的温、光、水、土、气、肥等环境参数因子,对动植物的生长发育环境进行整体或局部范围的改善,使动植物生长不受或很少受自然条件制约,在有限的土地上投入较少的劳动力,建立动植物周年连续生产系统,实现动植物高效优质生产的一种现代农业生产方式[1-3],是属于生产可反时令性、生产可类型多样化的高投入、高产出、高效益产业。
美国称“设施农业”为“可控环境农业(controlled environmental agriculture)”,在欧洲及日本等则称为“设施农业(protected agriculture)”,而在我国曾使用过“工厂化农业(industrialized agriculture)”的概念,这些名称只是在文字表达上有所不同,但其实质内涵是一致的。
随着传感器技术、通信技术、计算机技术的不断发展,云计算、大数据、人工智能、物联网等技术在农业生产中得到越来越多的应用。
温室大棚可以通过人工的手段构建出适宜农作物生长的生产环境,隔绝外部气候变化的影响,实现农作物的全天候生长。
国内外相关企业与科研机构纷纷投入大量的人力、物力,通过研发智能温室环境监控系统,降低温室的运营成本,进而提高温室的综合经济效益。
1 世界设施农业发展概况依据自然气候条件、地理位置、经济水平和饮食文化等因素,可将世界设施园艺大致划分为亚洲、地中海沿岸、欧洲、美洲、大洋洲和非洲六大区域。
随着社会经济的不断发展,设施农业整体上呈现蓬勃发展的趋势[5-7]。
据2021年调查数据显示,全世界设施农业总面积达到460万hm2,主要分布在亚洲的中国、韩国和日本,欧洲的荷兰和阿尔巴利亚[7-8],美洲的美国、墨西哥和委内瑞拉[6,9],非洲的埃塞俄比亚和埃及[9-10]以及地中海沿岸诸国。
我国现代设施农业发展存在的问题及对策

我国现代设施农业发展存在的问题及对策摘要从无土栽培、农业物联网、生物防治技术等方面介绍了设施农业新型技术,分析我国设施农业存在的问题,并提出了现代设施农业的规划对策,以期为我国现代设施农业发展提供参考。
关键词现代设施农业;新型技术;问题;对策现代设施农业是通过采用现代工程和机械技术,改变自然环境,为动植物提供相对可控制甚至最适宜的温度、湿度、光照、水肥和气体等环境条件,也是当前符合国情的最具活力的现代新农业。
我国设施农业技术的研究、开发与推广工作在不断加强,现已初步形成了具有中国特色的农业设施生产体系,实现了在北纬40°的高寒地区冬季不加温生产果菜,基本消除了冬春蔬菜淡季;南方地区则大力推广塑料大棚和遮阳网栽培,解决了夏季防雨降温问题。
2012年我国设施农业面积逾579万hm2,其中日光温室面积超过120万hm2;生猪、蛋鸡、肉鸡、牛和肉牛的规模化养殖比例分别达到64.5%、78.8%、85.7%、46.5%和41.6%(这里的规模化程度标准为生猪年出栏50头以上,肉牛年出栏10头以上,奶牛存栏20头以上,肉鸡出栏2 000只以上,蛋鸡存栏500只以上)。
设施水产中,海水与淡水养殖总规模已达1 560 hm2和4 358万m3。
1 设施农业新型技术1.1 无土栽培在设施农业中,无土栽培正在改革着传统的种植方式,已成为飞速发展的新兴学科。
无土栽培是将蔬菜等作物种植在装有营养液的一定栽培装置中,或是在充满营养液的砂、砾石、珍珠岩、稻壳、蔗渣等非天然土壤基质材料制成的种植床上,因其不采用土壤,所以被称为无土壤栽培。
由于它是依靠提供营养液来代替传统的农业施肥技术,所以无土栽培又被称为营养液栽培,即简称水培、水耕栽培技术。
无土栽培使作物生产摆脱了土壤的约束,可极大地扩展农业生产的可利用空间。
空闲的荒山、荒地、河滩、海岛,甚至沙漠、弋壁滩都可采用无土栽培进行作物生产。
因此,无土栽培是当代现代化农业的高新技术,是现代设施栽培的新技术[1-3]。
新时期设施农业发展存在的问题及对策建议思考.docx

新时期设施农业发展存在的问题及对策建议思考新时期国家加快了农业发展的步伐,大力强化农业结构调整。
文章认为,发展设施农业是基层乡镇促进農业经济发展的一个有效途径,基层乡镇政府和农业主管部门要重视设施农业发展中存在的问题,采取科学有效的措施加以解决。
随着我国经济的发展,国家加大了农业发展的步伐,增大农业产业结构调整,设施农业应运出现。
应当看到,设施农业作为项目农业建设的有效载体,促进了高效农业的规模化经营,对于提高农业竞争能力、促进农民增收致富具有十分重要的意义。
不过,需要强调的是,设施农业在发展中还存在着制约因素,需要我们釆取科学有效的措施加以解决,从而确保农业长期可持续性发展。
一'设施农业发展存在的问题受资金、技术、基础设施与农民思想观念等因素的影响和制约,现阶段设施农业发展主要存在着以下问题:1.认识不足,热情不高发展设施农业需要高投入,风险自然也要高。
这对于经济条件不好、缺乏冒险的农民来说投资顾虑重重;设施农业建设初期面临调地、水电配套、材料釆购多种困难,农民产生畏难情绪;部分农民在发展设施农业中缺乏必要的生产技术和管理经验,容易带来负面影响。
2.产业规模小,竞争力弱受区域限制,基层乡镇设施农业发展四处开花,缺乏规模,经营分散单一,与市场对接层次低,产前、产中、产后服务不及时;市场空间狭小,市场竞争力不强,难以形成区域优势和市场效益;设施农业户对市场导向重视不够,盲目发展产业品种,产品丰收却无销路,销售价格低,产品未能实现与市场的有效对接;市场相对分散、信息传递不畅、合作经济组织作用发挥不明显,一定程度上制约了设施农业发展。
3.科技推广成效不显著部分设施农业户文化水平不髙,接受并应用技术能力较差,致使新技术、新成果入户率和到位率低,影响了设施农业的发展,不能形成规模效益;品种老化、病害严重,很多要素发展不成熟,科学技术不能深入推广与应用,影响了设施农业促民增收功效的充分发挥。
4.资金投入不足北方发展设施农业面临着诸如低气温等恶劣天气的考验,对大棚投入要求较高,资金投入高,制约着设施农业发展步伐。
我国设施农业发展存在的问题及对策

我国设施农业发展存在的问题及对策
问题:1.资金投入不足:设施农业需要大量的资金投入,但目前我国
的资金投入仍然不足,导致设施农业的发展受到限制。
2.技术水平不高:
设施农业需要高水平的技术支持,但我国的设施农业技术水平相对较低,
需要加强技术研发和人才培养。
3.市场需求不足:设施农业的产品价格相
对较高,市场需求不足,导致设施农业的发展受到限制。
4.土地资源有限:设施农业需要大量的土地资源,但我国的土地资源有限,需要寻找新的土
地资源。
对策:1.加大资金投入:政府应该加大对设施农业的资金投入,
同时鼓励社会资本进入设施农业领域。
2.加强技术研发和人才培养:政府
应该加强对设施农业技术研发和人才培养的支持,同时鼓励企业加强技术
创新和人才培养。
3.拓展市场需求:政府应该加强对设施农业产品的宣传
和推广,同时鼓励企业加强产品研发和市场拓展。
4.利用新的土地资源:
政府应该加强对设施农业的土地资源管理和规划,同时鼓励企业利用新的
土地资源,如城市空地、工业用地等。
现代农业发展存在的问题及对策

现代农业发展存在的问题及对策农业是国民发展的支柱,其可促进农业的稳定持续发展.且对促进国民经济健康发展、保持社会安定以及实现社会公平效益具有重要意义。
1我国农业发展存在的问题1.1基础设施落后。
农业投入严重不足目前.我国尚未建立起一个有效的稳定的农业投入机制,各级部门对农业的投入还有很大的随意性,影响了农业经济稳定持续健康发展。
由于投入不足.我国现有的大部分农业基础设施都还是20世纪60-70年代修建的,这些工程大多已超期服役,无法适应气候变化带来的严重影响,导致农业抗灾能力明显下降。
1.2农村市场信息闭塞,农产品增产不增收市场决定生产.农产品也离不开市场,农业生产经营活动只有通过市场机制来调配,才能得以持续健康地发展。
农民种什么、养什么,不是政府所能确定的,也不是农民随心所欲的,而是由国内外市场供求状况决定的。
但是,长期以来我国农村信息化工程建设几乎是空白,导致农村市场信息严重闭塞.不能适应瞬息万变的市场形势,加之一些地方在结构调整中,不研究市场规律,而是搞“政绩工程”、“面子工程”,造成各种农产品供大于求的“大战”,如苹果大战、蚕茧大战等,导致农业生产能力大起大落,给农民经济带来了巨大的损失。
1.3农业标准化建设不容乐观在欧美和日本等发达国家,农业标准化水平很高,而当前我国许多农产品的质量标准远低于发达国家水平。
随着我国加入wto后,农业生产经营面临着国内国际2个市场的激烈竞争,因此.大力发展农业标准化生产经营方式、提高农产品的竞争力、加快推进农产品标准化已成为农业经济发展迫在眉睫的问题。
1.4农业利用外资结构不尽合理由于农产品加工项目尤其是初加工项目投资较少、审批较快、易于生产经营、市场广阔且投资回报率较高,所以外商选择投资项目大多以农产品加工项目为主。
而荒山、荒地、荒滩和未养殖水面的开发与利用等项目,因所需投资较多、回收期长、风险较大,外商更缺乏投资兴趣。
对于农业技术研发、农业生物制品生产、农产品品种改良等高风险、高技术含量和高附加值的项目,外资更是很少涉足,因此影响了我国现代农业发展,一定程度上也导致我国农业产业结构不合理。
我国农业发展现状分析

我国农业发展现状分析一、农业发展的背景近年来,随着我国经济的快速发展和城市化进程的加速推进,农业发展面临着新的挑战和机遇。
农业作为国民经济的基础产业,对于保障粮食安全、促进农民增收、推动农村经济发展具有重要意义。
因此,了解我国农业发展现状,分析其中的问题和亮点,对于制定农业政策和推动农业现代化具有重要意义。
二、农业发展的问题1.农业生产方式落后我国农业生产方式主要以传统农业为主,农民仍然依赖传统的人工劳动和自然条件,生产效率低下。
农业现代化水平相对较低,农业机械化和智能化程度有待提高。
同时,农业科技创新的投入不足,农业科技成果转化率低,限制了农业生产的发展。
2.农产品质量安全问题突出近年来,农产品质量安全问题频频曝光,给人们的生活带来了一定的风险。
一方面,农业生产中使用的农药、化肥等化学物质的过度使用,导致农产品残留物超标;另一方面,农产品加工环节存在着不规范操作和掺假等问题,使得农产品质量安全难以得到保障。
3.农村人口流失严重随着城市化进程的加速推进,农村人口流失现象愈发严重。
农村劳动力外流导致农业生产力下降,农村经济发展受到制约。
同时,农村人口流失也导致农村社会服务设施和公共服务水平下降,农村发展面临着新的挑战。
三、农业发展的亮点1.农业供给侧结构性改革取得成效我国农业供给侧结构性改革以提高农产品质量和效益为目标,通过推进农业产业结构调整、提高农产品质量和安全、推动农业科技创新等措施,取得了一定的成效。
农产品质量和安全得到了一定程度的提升,农业产业链条不断延伸,农产品品牌效应逐渐显现。
2.农业科技创新成果丰硕我国农业科技创新取得了显著成就。
通过加大农业科技研发投入,推动农业科技成果转化,我国在粮食生产、农产品加工、农业机械化等方面取得了一系列创新成果。
例如,我国水稻杂交育种技术在全球范围内独步一时,成为我国农业科技创新的一张名片。
3.农业产业结构调整取得积极进展为适应市场需求和农民增收的要求,我国农业产业结构调整取得了积极进展。
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我国设施农业发展现状、存在不足及对策作者:骆飞徐海斌左志宇赵桂东郭小山王丽平来源:《江苏农业科学》2020年第10期摘要:设施农业的发展是农业现代化的重要标志,也是现代化农业发展的重要建设任务。
我国的设施农业较国外起步晚,在设施建设、技术研究、装备研发、资金投入等方面都与国外发达国家存在较大差距。
为了促进我国设施农业的快速发展,推动设施农业领域的技术进步,在综述世界设施农业发展现状的基础上,分别从国外和国内2个方面总结设施农业发展的特点,剖析我国设施农业存在的不足,并提出针对性的对策建议,以期为我国设施农业可持续发展提供一些经验和启示。
关键词:设施农业;设施类型;设施作物;栽培技术;发展现状;特点;不足中图分类号: F323.4 ;文献标志码: A ;文章编号:1002-1302(2020)10-0057-06收稿日期:2019-05-08基金项目:淮安市农业科学研究院院长科研基金(编号:HNY201713);江苏省区域现代农业与环境保护协同创新中心项目(编号:48sky00)。
作者简介:骆飞(1988—),男,江苏连云港人,硕士研究生,助理研究员,主要从事设施农业结构性能优化及其自动化研究。
E-mail:36134676@。
设施农业(protected agriculture)是指利用新型生产设备、现代农业工程技术、管理技术调控温室、塑料大棚等保护设施内蔬菜、果树、花卉、鸡鸭、猪牛等动植物生长的温、光、水、土、气、肥等环境参数因子,对动植物的生长发育环境进行整体或局部范围的改善,使动植物生长不受或很少受自然条件制约,在有限的土地上投入较少的劳动力,建立动植物周年连续生产系统,实现动植物高效优质生产的一种现代农业生产方式[1-3],是属于生产可反时令性、生产可类型多样化的高投入、高产出、高效益产业。
美国称“设施农业”为“可控环境农业(controlled environmental agriculture)”,在欧洲及日本等则称为“设施农业(protected agriculture)”,而在我国曾使用过“工厂化农业(industrialized agriculture)”的概念,这些名称只是在文字表达上有所不同,但其实质内涵是一致的[4]。
随着传感器技术、通信技术、计算机技术的不断发展,云计算、大数据、人工智能、物联网等技术在农业生产中得到越来越多的应用。
温室大棚可以通过人工的手段构建出适宜农作物生长的生产环境,隔绝外部气候变化的影响,实现农作物的全天候生长。
国内外相关企业与科研机构纷纷投入大量的人力、物力,通过研发智能温室环境监控系统,降低温室的运营成本,进而提高温室的综合经济效益。
1 世界设施农业发展概况依据自然气候条件、地理位置、经济水平和饮食文化等因素,可将世界设施园艺大致划分为亚洲、地中海沿岸、欧洲、美洲、大洋洲和非洲六大区域。
随着社会经济的不断发展,设施农业整体上呈现蓬勃发展的趋势[5-7]。
据2017年调查数据显示,全世界设施农业总面积达到460万hm2,主要分布在亚洲的中国、韩国和日本,欧洲的荷兰和阿尔巴利亚[7-8],美洲的美国、墨西哥和委内瑞拉[6,9],非洲的埃塞俄比亚和埃及[9-10]以及地中海沿岸诸国。
其中,亚洲是世界设施农业发展最快、面积最大的地区,仅中国、日本和韩国3个国家的设施农业面积之和就占世界设施农业总面积的82.90%[11-16]。
在设施农业体量上,中国设施农业面积达370万hm2,居世界第一,约占世界设施农业总面积的80%,意大利紧随其后位于第二,第三、第四分别为土耳其和韩国。
荷兰在人均设施农业温室面积上位居世界第一。
1.1 设施类型从设施类型上看,有近292万hm2的设施农业类型是塑料大棚(含中小拱棚),占比约为63.5%,主要分布在中国、韩国、日本以及地中海延岸诸国;塑料温室类型面积达130万hm2左右,占比约为28.3%,在中国的江苏省、辽宁省、山东省等地被广泛使用;玻璃温室类型面积达6万hm2左右,占比约为1.2%,结构大多为文洛型(venlo)连栋温室[7],主要集中在亚洲的中国、非洲的埃及、地中海沿岸的土耳其、意大利和西班牙、荷兰及北欧一些国家;其他类型温室面积占比约为7%。
1.2 设施作物从栽培作物看,蔬菜占设施园艺总面积的85%以上,以番茄、黄瓜、茄子、甜椒等为主;其次为鲜切花和盆栽花卉。
从种植地域分布来看,中国、日本和地中海沿岸国家主要种植蔬菜、草莓和葡萄,欧美一些发达国家以高附加值的鮮切花和盆栽花卉生产为主,如荷兰花卉的生产全部在温室内进行,生产的鲜切花、观赏植物约占世界温室市场的80%,每年出口总额占国际市场花卉贸易的60%,占欧洲市场的70%[17-18]。
1.3 栽培技术从栽培技术看,荷兰、美国、日本等发达国家的设施农业技术处于领先水平。
发达国家在设施农业发展过程中非常重视环境保护和资源循环利用,实现了生态循环农业的经营模式;此外,随着温室结构优化、设施配套及栽培技术体系完善,能够用计算机对作物生长发育的各种环境因子进行调控,使设施作物生长不受或很少受自然条件制约,实现作物周年连续生产供应,产出的温室产品能获得高产量、高品质、高利润,畅销国际市场。
2 国外设施农业发展的特点2.1 单体温室大型化,温室结构轻简化建造大型化温室有利于提高土地利用率、方便机械化作业和产业化生产、提升环境控制稳定性以及节省投入资金。
因此,国外的温室普遍趋向温室大型化、工厂化,温室结构的轻简化,温室材料的研究热点也集中于以下5个方面:降低设施结构的遮光面积;提升结构材料的隔热性能;提高温室和连接部件的密闭性;延长设施温室墙的使用寿命;便于温室的安装和拆修。
美国加利福尼亚州新建造温室的单体面积都在1 hm2以上,采用无土栽培技术生产的番茄产量可达75 kg/m2。
荷兰设施类型大多选用文洛型连栋温室,布局采用平行三段式结构,单体温室面积在4~5 hm2(图1)。
温室的北面为办公管理区,中间区域为操作车间区,南面为作物栽培区,在每个温室通道安装自动玻璃感应门进行隔断,并对进出人员执行严格的消毒管理,以预防和控制病虫害的发生。
此外,因铁天沟散热约占温室散热的16%,荷兰、以色列等普遍采用中空铝合金骨架代替传统温室的单层铁材质天沟,不仅减少了设施温室的支撑结构,也降低了支撑结构的遮光面积,还有效增加了设施温室的采光,提升了保温效果。
2.2 温室生产引入工业技术,设施农业自动机械化美国、荷兰、以色列等发达国家将工业领域的先进技术嫁接到设施农业生产管理中,使设施农业被赋予了“工厂化+农业”的内涵,温室生产进入高投入、高产出、高效率管理模式,并实现了将温室各环境因子调控成作物生长发育最适宜的条件,基本摆脱或免受外界环境因素对作物生长的干扰,达到作物周年生产和均衡上市的目的。
目前,以美国、日本、荷兰、以色列为代表的发达国家已具备了设施农业设备完善、技术规范、产量稳定、质量安全可靠等特点,也形成了温室研究制造、生产要素聚集、生产资料配套、储藏运输等为一体的设施农业产业体系。
如荷兰研制出温室清洗装置,用于清洗温室屋面的落灰来提高温室的透光率[19]。
用智能机器人取代人工生产管理来改善设施环境,以提升劳动生产率和保证设施作业的均一性和一致性[20]。
2.3 设施农业转向低碳节能、绿色环保国外在发展设施农业过程中,以保护环境、低碳节能作为前提条件,在探索温室能源高效利用、保护生态环境等方面进行了大量的研究工作。
节能新材料、新技术和新能源的利用是温室领域研究的热点和难点,其中相变储热技术和太阳能的有效利用是最具发展前景的节能技术。
一些国家通过对温室的覆盖材料进行镀膜处理来改变材料特性,使其具有阻止长波向外辐射而减少热损耗的特性来实现节能效果。
荷兰瓦赫宁根大学研制出一种可应用于温室加热降温的太阳能集热器,该集热器可将储存的多余太阳能转换成电能,从而进行冬季供暖与夏季降温,节省能源消耗[21]。
欧盟明确要求温室作物生产全部采用无土栽培,替代费水、费肥、费工的传统种植方式,可避免土壤连作障碍,生产出健康安全的农产品。
还有一些国家采用营养液闭路循环系统代替传统的营养液无土栽培技术,通过对营养液的回收、过滤、消毒等技术手段,实现节水30%~40%、节肥35%~40%,大大提高了营养液的利用效率,也减少了营养液过剩外排造成的面源污染[22]。
此外,探索温室新型补光光源LED也是节能设备研制的热点之一。
2.4 物联网与农业深度融合,助推“智慧农业”随着互联网、大数据、云平台等技术的普及,温室环境控制逐步实现智能化、网络化管理。
荷兰已将环境智能控制系统应用于现代设施花卉生产中,可以依据花卉生长阶段对于不同环境因子的需求,利用物联网技术对包括温度、光照、空气、湿度、化肥等环境因子的多维调控,并结合遥感技术、管理专家系统、地理信息系统等高新技术对鲜花从移栽、生长、采收、包装储运、自检自控等流程中的信息、图像进行信息化管理,实现了鲜花生产的高度自动化[23]。
美国、日本、以色列等通过研究温室作物生长发育与环境、营养之间的定量关系,构建作物生长发育模型和环境控制信息化模型应用到温室生产管理中,进一步降低了温室系统能耗和运行成本[24]。
日本大力发展植物工厂系统,利用传感器对温室内的环境因子进行自动化采集和校验,将数据传输至计算机、手机等终端,实现了生产过程的自动化、智能化和可视化[25]。
截至2016年底,日本拥有254家植物工厂,其中超过200家都为密闭空间的“人工光型”及“人工光与太阳光并用型”植物工厂,建立起農作物周年连续产出。
3 我国设施农业发展的特点3.1 因地制宜开发地域性鲜明的设施类型我国温室结构的发展经过了4个时期:20世纪30年代的雏形时期,其结构的典型特征为一面坡加立窗;20世纪50年代的改良时期,一面坡日光温室结构,取消了前立窗,采光角增至30°,后墙高度降至0.7~0.8 m,使后屋面坡角增至26°以上;20世纪70年代至90年代的发展时期,开展了基于温室的采光理论对不同纬度地区采光屋面形状和采光面角度进行优化设计,从而确定温室的建筑参数,代表性的温室结构有“感王式”和“鞍山Ⅰ型”;21世纪初至今的升级时期,我国各地结合区域、资源特点因地制宜地对设施农业温室大棚的结构进行改造升级,形成具有鲜明特征的结构类型,如蓟春型、连栋型、阴阳型、寿光7代等新型温室[26-28]。
3.2 设施农业生产规模逐年扩大我国是一个农业大国和人口大国,由于人均土地资源的日益匮乏和对农产品的数量与质量的需求,我国就必须坚定不移地走“设施强农”之路。
20世纪70年代,我国设施农业面积仅为0.7万hm2,到20世纪90年代末,我国设施农业面积达到 86.7万hm2,绝对面积跃居世界第一[29-30]。