黑龙江省设施农业发展情况调研报告

设施农业及装备技术发展成绩显著

2011-1-22 15:41:26来源：农机化导报

十七届五中全会提出“发展高产、优质、高效、生态、安全农业，促进园艺产品、畜产品、水产品规模种养，加快发展设施农业和农产品加工业、流通业，促进农业生产经营专业化、标准化、规模化、集约化”。发展设施农业能有效解决中国人均资源不足条件下城乡居民的“菜篮子工程”，显着提高农业生产者的生产效益，同时带动机械、工程、电子等行业相关产业的发展。促进设施农业又好又快发展既是当前农业农村经济发展新阶段的客观要求，也是克服资源和市场制约、应对农业国际竞争的现实选择，对于深入推进工业化、城镇化，调整农业结构、实现农民持续增收都具有十分重要而深远的意义。

据相关数据显示，2010年，我国日光温室和塑料大棚的面积分别超过480万亩和930万亩，设施园艺总面积居世界第一。设施农业技术创新步伐取得了较快发展，我国正在进行和已经完成的设施农业科研项目及成果数量近700项，已取得国家级和省部级科研成果100项，地方科研成果数量约560余项，建成了一批农业科技示范园区和畜禽规模养殖场。设施产业生产规模不断扩大，目前，国内注册的温室制造商已从20世纪80年代的5至6家发展到近400家企业，年产值超过20亿元。标准化建设不断完善，截至2009年，已颁布设施园艺国家和行业标准25项，在编和待审标准10项，为促进我国设施园艺走向标准化、规范化奠定了技术支撑。

为何我国设施农业发展有如此好的成绩?近几年，通过需求拉动、资金推动、政策带动，我国设施农业建设取得了长足进步，设施规模迅速扩大。设施养殖经过多年的发展，标准化和规模化养殖比重不断增加，肉牛、奶牛、生猪、肉羊、肉鸡、蛋鸡等在全国已形成相对集中的生产区域，产业化经营逐步成为畜牧水产业发展的重要方式。

在落实农机购机补贴政策上，农机化管理司加大农机购置补贴力度，充分利用国家农机购置补贴政策，增加《国家支持推广的农业机械产品目录》中设施农业装备的品种，将卷帘机、保温被、卷膜器、开窗机、二氧化碳发生器等设施农业发展急需的机械装备将纳入补贴范围，设施农业发展技术装备水平得到大幅度提升。据调查，宁夏回族自治区2010年补贴卷帘机达到2万多台套，设施农业技术装备水平大幅度提升。

在设施农业安全方面，农机化管理司加强重点农时技术指导，维护设施农业安全生产。针对年初我国大部分地区持续低温，严重寒潮降雪对设施农业生产带来的影响，农机化管理司及时发出《关于做好设施农业装备维护管理工作的紧急通知》，要求各地做好设施农业装备维护管理，支持设施农业发展，为确保春节期间“菜篮子”供应做出贡献。在重点农时，农机化管理司先后组织2次技术人员深入基层，开展设施农业生产技术指导。冬季是设施农业生产的主要季节，为搞好设施农业安全生产，确保农民群众生命财产安全，农机化管理司于

12月份先后在全国举办了6期设施农业安全生产培训班，培训效果显着。

2011年是“十二五”规划的开局之年，农机化管理司深入调查研究，提前谋划“十二五”发展规划。为掌握我国设施农业发展的基础情况，为科学制定“十二五”全国设施农业技术装备发展规划，指导和促进设施农业持续健康发展，农机化管理司开展了全国设施农业发展情况专题调查，完成了《设施农业发展情况调研报告》。目前，《全国设施农业技术装备“十二五”发展规划》已初步完成。

为推广加强农机农艺融合，推广设施农业新技术新装备，探索设施农业发展新机制，提高设施农业发展的质量和效益，促进设施农业健康发展，农机化管理司下发了《农业部办公厅关于开展设施农业装备与技术示范单位建设活动的通知》，制订了《全国设施农业装备与技术示范单位建设活动方案》。2011年农业部将在全国建设100个示范单位，并经过3年示范建设，示范单位的设施标准化水平达到90%，先进技术装备应用率达到80%，产量提高10%，生产成本降低10%，综合经济效益提高15%以上，示范带动能力明显增强。

2011年，农机化管理司将要在设施农业建设方面作出更多工作。首先，召开设施农业座谈会。交流各地设施农业技术装备建设的好做法，参观设施农业技术推广应用现场，推进设施农业技术进步，促进设施农业发展。其次，将公布100个“农业部设施农业技术装备示范单位”。大力示范推广设施农业的设施装备技术、环境控制技术、

节能减排技术和管理技术。第三，将举办设施农业工程与装备技术培训示范班，提高设施农业的生产和管理水平。第四，加强设施农业技术与装备研究。积极争取设施装备科研项目，进一步提升设施高效生产和设施健康养殖科技水平。

我国设施农业发展现状及扶持措施与对策

改粗放型传统农业为高度集约型的现代化农业，发展节地、节水型的设施农业是我国农业发展的一个趋势。2007年6月，农业部南京农业机械化研究所对我国部分省市发展设施种植业和设施养殖业的情况开展了专项调研。

1.各省(市、自治区)设施农业发展的基本情况

设施农业作为现代农业的一种重要形式，通过集中土地、资金、技术和劳动力等要素，形成了以资金密集、技术密集和劳动力密集为主要特征的集约型、高效型产业。目前我国设施农业已进入蓬勃而稳定的发展时期。

河北、山东、河南重点发展高效节能日光温室、塑料大棚等先进设施，发展小品种、精细化农业，生产反季节蔬菜和无季节生长的蔬菜、瓜果和花卉，提高农产品附加值；以上海和天津为代表，都市设施农业成为大中型城市及其郊区农业的发展趋势；在充足的资金、丰富的人力资源和雄厚的科技支撑下，沿海各省设施农业发展迅速，具

有高附加值的设施园艺和渔业成为该区域的特色；西部地区以甘肃和新疆为例，该区域以日光温室为代表的设施农业规模很大，尤其新疆地区，与中亚、俄罗斯等发展外向型经济，取得很好的成绩；广西和海南的设施农业发展起步较晚，特点是设施农业与热带高效农业相结合，发展迅速。

从各省调研情况来看，我国设施农业总体布局趋于合理，多数地区在发展中体现了以节能为中心、低投入和高产出的特色，设施设备的总体水平有了明显提高，设施类型向大型化、自动化和智能化发展，作物品种不断扩大和丰富，产量不断提高，不仅成为吸纳农民就业的重要载体和农民增收致富的重要途径，而且有效地促进了农业综合生产能力的增强和农业产业结构的调整。

2.主要类型、优缺点以及设施装备的应用情况

设施农业从种类上分，主要包括设施园艺和设施养殖两大部分。设施养殖主要有水产养殖和畜牧养殖两大类。

(1)设施园艺的主要类型及其优缺点。设施园艺按技术类别一般分为玻璃/PC板连栋温室(塑料连栋温室)、日光温室、塑料大棚、小拱棚(遮阳棚)四类。①玻璃/PC板连栋温室具有自动化、智能化、机械化程度高的特点，温室内部具备保温、光照、通风和喷灌设施，可进行立体种植，属于现代化大型温室。其优点在于采光时间长，抗风和抗逆能力强，主要制约因素是建造成本过高。福建、浙江、上海等地的玻璃/PC板连栋温室在防抗台风等自然灾害方面具有很好的示范作用，但是目前仍处在起步阶段。塑料连栋温室以钢架结构为主，主

要用于种植蔬菜、瓜果和普通花卉等。其优点是使用寿命长，稳定性好，具有防雨、抗风等功能，自动化程度高；其缺点与玻璃/PC板连栋温室相似，一次性投资大，对技术和管理水平要求高。一般作为玻璃/PC板连栋温室的替代品，更多用于现代设施农业的示范和推广。

②日光温室的优点有采光性和保温性能好、取材方便、造价适中、节能效果明显，适合小型机械作业。天津市推广新型节能日光温室，其采光、保温及蓄热性能很好，便于机械作业，其缺点在于环境的调控能力和抗御自然灾害的能力较差，主要种植蔬菜、瓜果及花卉等。青海省比较普遍的多为日光节能温室，辽宁省也将发展日光温室作为该省设施农业的重要类型，甘肃、新疆、山西和山东日光温室分布比较广泛。③塑料大棚是我国北方地区传统的温室，农户易于接受，塑料大棚以其内部结构用料不同，分为竹木结构、全竹结构、钢竹混合结构、钢管(焊接)结构、钢管装配结构以及水泥结构等。总体来说，塑料大棚造价比日光温室要低，安装拆卸简便，通风透光效果好，使用年限较长，主要用于果蔬瓜类的栽培和种植。其缺点是棚内立柱过多，不宜进行机械化操作，防灾能力弱，一般不用它做越冬生产。④小拱棚(遮阳棚)的特点是制作简单，投资少，作业方便，管理非常省事。其缺点是不宜使用各种装备设施的应用，并且劳动强度大，抗灾能力差，增产效果不显著。主要用于种植蔬菜、瓜果和食用菌等。(2)设施养殖的主要类型及其优缺点。设施养殖主要有水产养殖和畜牧养殖两大类。①水产养殖按技术分类有围网养殖和网箱养殖技术。在水产养殖方面，围网养殖和网箱养殖技术已经得到普遍应用。

网箱养殖具有节省土地、可充分利用水域资源、设备简单、管理方便、效益高和机动灵活等优点。安徽的水产养殖较多使用的是网箱和增氧机。广西农民主要是采用网箱养殖的方式。天津推广适合本地发展的池塘水底铺膜养殖技术，解决了池塘清淤的问题，减少了水的流失。上海提出了“实用型水产大棚温室”的构想，采取简易的低成本的保温、增氧、净水等措施，解决了部分名贵鱼类越冬难题。陆基水产养殖也是上海近年来推广的一项新兴的水产养殖方式，但是投入成本高，回收周期长，较难被养殖场(户)接受。②在畜牧养殖方面，大型养殖场或养殖试验示范基地的养殖设施主要是开放(敞)式和有窗式，封闭式养殖主要以农户分散经营为主。开放(敞)式养殖设备造价低，通风透气，可节约能源。有窗式养殖优点是可为畜、禽类创造良好的环境条件，但投资比较大。安徽、山东等省以开放式养殖和有窗式养殖为主，封闭式相对较少；青海设施养殖中绝大多数为有窗式畜棚。贵州目前的养殖设施主要是用于猪、牛、羊、禽养殖的各种圈舍，以有窗式为主，开敞式占有少部分，密闭式的圈舍比较少。黑龙江养殖设施以具有一定生产规模的养牛和养猪场为主，主要采用有窗式、开放式圈舍。河南省设施养殖以密闭式设施为主。甘肃养殖主要以暖棚圈养为主，采取规模化暖棚圈养，实行秋冬季温棚开窗养殖、春夏季开放(敞)式养殖的方式。

(3)设施装备的应用情况。在设施园艺方面，小拱棚、遮阳棚多用竹木做骨架，以塑料薄膜和稻草等其他材料简单搭盖；竹木大棚，用竹片或竹竿做骨架，每个骨架用水泥柱或木桩做支柱；钢架大棚，采

用钢管搭建大棚，目前普遍用连接件代替焊接技术来固定钢管。塑料连栋温室以钢架结构的为主。玻璃/PC板连栋温室以透明玻璃或PC 板为覆盖材料的温室，这类温室的骨架为镀锌钢管，门窗框架、屋脊为铝合金轻型钢材。温室设施内使用的主要机械装备或装置有微耕机、微滴灌装置、臭氧病虫害防治机、电子除雾防病促生机、机动和手动施药器具、烟雾净化和二氧化碳气肥器、频振式电子灭虫灯或黄光诱虫灯等装置。温室设施外使用的机械装备有草苫(保温被)卷帘机、卷膜器等。在生产作业中，机械耕作比较普遍，其他生产环节大多是人工作业。在设施养殖方面，应用的设备土要有喂料机、喷淋设备、风机、冷水帘以及粪便处理设备等，大型养牛场还配备了自动挤奶、杀菌、冷藏等设备。大型鸡、鸭、鹅饲养场还配备有自动孵化设备。封闭式养殖设施简单，目前应用最普遍的是利用聚乙烯网片制作的网箱，配备的设备主要是增氧机。有窗式养殖主要配备通风设备和降温设备等设施。但粪便清理、饲料投放、自动拾蛋设备较少，人工操作较多，防疫、消毒设施落后，饲料加工没备不足。

3.投入构成和经营状况

(1)投入构成情况。从设施园艺各种类型比较来看，玻璃/PC板连栋温室成本最高，投入也最大，塑料连栋温室、日光温室、温室大棚次之，小拱棚和遮阳棚投资最少。玻璃温室的投资成本在600-800元/平方米，PC板温室的造价在700-1000元/平方米。温室主体加上周边道路、加温等配套设施造价在1000元/平方米左右，塑料连栋温室以钢架结构的为主，造价在60-100元/平方米之间；日光温

室按建筑材料不同，造价在40-150元/平方米不等。竹木大棚的材料及工本费在10元/平方米左右；钢管大棚，设备投资成本高，造价25元/平方米左右。从1996年开始，福建省主要由农业企业投入，建立了8万多平方米的高、中、低不同档次的钢架大棚；小拱棚、遮阳棚造价平均5元/平方米，甘肃省现有51.08万个，规模达到8435.05万平方米。从调研数据来看，各地政府对设施养殖都很重视，投入了大量资金，同时引导民间资本投资发展，规模也逐步扩大。辽宁省的设施养殖规模达到1160万平方米，总投资873876万元，其中政府投资55582万元，从业人员916382人。山西省共有各种类型设施养殖设施458943栋，面积规模为1459.4万平方米，总投资522484.8万元，其中政府投资82716万元，从业人员336626人。青海省设施养殖总投资22100.62万元，其中政府投资8931.32万元，群众自筹13169.3万元。山东省设施养殖总投入447377万元，其中政府投资5027万元，从业人数59万多人。从调研情况来看，设施养殖(包括水产养殖和畜牧养殖)对于农户个体而言，单位投入成本很高，根据甘肃省调研数据测算，一般新建1间暖棚圈舍投入2500元左右，仍需要政府部门的大力扶持。

(2)经营状况。从各省调研情况来看，设施园艺的投入产出比很高，经济效益非常可观。山东省设施栽培平均效益是露地栽培的5倍以上。一座日光温室的毛收入可以达到17000元，实现纯收入10000元左右。一亩塑料大棚的毛收入为6000元，纯收入为3000元左右。据浙江省测算，小拱棚、遮阳棚的年投资回报率达153.42%，塑料

大棚的年投资回报率为70.88%，低于平均水平。相对而言，标准节能日光温室每亩平均投资10720元，每年每亩折旧费3050元，虽然亩产值高达9185元，但扣除折旧及直接生产成本费后，每亩的年净收入为4510元。根据各省统计数据测算，密闭式养殖设施的单个养殖设施年产值1.55万元，单位面积年产值742.94元/平方米，人均年产值2.89万元。有窗式的单个设施年产值为1.93万元，单位面积年产值为674.02元/平方米，人均年产值1.69万元。开敞式的单个设施年产值为1.18万元，单位面积年产值为238.47元/平方米，人均产值1.67万元。从投资回报率的角度进行测算，设施养殖中密闭式年投资回报率最高，达到38.02%，而其主要类型的有窗式和开敞式的年投资回报率分别为17.57%和27.91%。

4.各地促进设施农业发展的主要政策措施

(1)规划了设施农业的发展战略。各地资源状况、气候条件、生产水平和耕作制度有差异，各省(直辖市、自治区)都分别针对不同类别设施农业的发展要求，科学规划了本地设施农业的发展战略。广西自治区将现代农业示范园区建设列入了国民经济和社会发展纲要；甘肃省提出了四大设施农业优势区域；海南省制定了设施农业两大发展阶段的整体规划，并提出了各阶段设施农业发展的重点；安徽省以推进设施园艺综合开发为主线，科学规划，整体推进，重点建设了四大棚菜产区；山东省制定落实了相关设施农业发展政策，把设施农业机械化作为山东省“十一五”期间农机化发展的战略重点。

(2)制定了设施农业发展的扶持政策。各省(直辖市、自治区)都制

定了设施农业的财政、税收上的优惠政策，对农户贷款贴息和补贴也逐年增加。天津市还将温室卷帘机、微耕机、物理农业机具等设施农业产品列入农机购置补贴目录，对农民购买设施农业产品实行补助政策。部分地方政府对设施农业生产用水、用电、机耕道路等基础设施的建设给予财政投入。上海市采取了“政府扶持、社会多元投入、企业运作”的模式，例如由松江区农业委员会下属的农业投资有限公司为主体，引进上海部分园艺公司等参与市场、基地的建设和经营，建成了“松江浦南万亩花卉基地”、“华东花卉交易市场”等。(3)组织了设施农业装备的科研和推广工作。各地政府积极组织科技人员，结合高校、科研单位、龙头企业、示范基地，投资了大量人力和物力，提高设施产品的科技含量和生产效益。浙江省重点引进推广了规模化养殖、标准化生产和无害化处理机械与技术，组织农技人员对花卉、苗木进行了重点研究，推广适应当地环境的设施栽培技术与装备。各地政府正在逐步构建以政府农业技术推广机构为主导，农村经济合作组织为基础，农业科研教育等单位和涉农企业广泛参与、分工协作、服务到位的设施农业社会化服务体系。各地充分利用电视、报纸、网络、电波等媒介和科技大篷车人村开展技术服务，培养了大批学技术、懂技术、用技术的新型农民。新疆大多数地县都建立了县、乡、村三级设施农业技术服务体系，聘请专业人员对农技人员和蔬菜种植大户进行现场授课和设施农业相关技能培训，取得了很好的效果。

(4)扶持企业和农户，推进产业化道路。目前，各省(直辖市、自治

区)都在发展特色经济，依靠龙头企业建立设施农业示范推广基地，尤其是加大了对地方特色产品的保护和开发。甘肃提出了打好“反季节”品牌的思路，提高消费者的认可程度，走以品牌拉动销售和生产，提升设施农业产业化的路子。政府相关部门积极扶持企业和农户，帮助建立市场营销网络，改善交易环境。新疆还建立了产地交易、集中批发和零星销售三种市场流通模式。很多地方都成立了蔬菜协会、食用菌协会、瓜果协会等，通过协会促进本地产品的销售。中介组织和经纪人在市场与农户起到桥梁和纽带作用，为巾场提供丰富的产销信息，扩大了产品的销售量。

5.存在的主要问题

(1)从政府政策角度来看。政府部门多头管理，设施农业涉及到园艺、畜牧、水产等多个部门，存在多头管理情况，这从体制上制约了设施农业的协调有序发展；扶持资金投入不足，各省虽然都出台了各项优惠政策，但是扶持资金的投入仍显不足；设施农业标准化程度低，日前在全国范围内，还没有出台统一的设施农业标准；另外，很多企业只重视温室主体结构和配套设备的性能指标和质量，而忽视了温室的整体性及其配套产品的标准化。

(2)从设施农业技术角度看。设施农业科研投入不足，技术创新不够，在温室设计和制造等关键环节，我国拥有自主知识产权的技术和创新技术很少；设施农业装备发展滞后，设备比较简易，环境控制能力差，机械化自动化程度低；专业设施农业技术人员缺乏，农户技术水平低，整体素质、服务水平与设施农业发展的要求不相适应；农

产品的质量安全形势严峻，农药、化肥超标使用导致果蔬品质下降，动物养殖防疫、消毒设施落后，危及消费者的健康。

(3)从市场经营角度来看。设施农业的龙头企业少，辐射带动能力较差；在开拓国际市场方面，外贸型龙头企业少，规模化花卉、果蔬类产品出口量少。广大农户规模小，设施农业产业化水平低；农户对市场的认知度不够，市场信息不灵，生产中存在一定的盲目性，造成收益不稳定，抗风险能力不强；设施农业专业化组织作用相对较弱，大多数专业协会管理分散，主体地位不明确，市场竞争能力较弱；经营方式仍以个体农户为主，小农经济的生产和经营与大市场、大流通的矛盾仍然比较突出。

6.建议措施

(1)政府政策方面。建立健全设施农业管理组织机构，建立设施农业协调联席会议工作机制，形成稳定、统一的设施农业发展规划，制定设施农业建设标准；各地根据实际情况，制定适合当地发展的产业政策；引导厂商企业、外资企业投资设施农业，推进产业化进程；积极争取设施农业技术装备、生产机具进入政府补贴目录，加大对农户购买装备机具的补贴力度；围绕设施农业生产的产前、产中、产后环节，汇集社会资金，为农户提供小额贷款等多种形式，扶持设施农业发展。

(2)设施农业技术方面。研发推广适合于我国国情的温室(棚)结构及其配套设施、提高机械化作业水平，加大对环境污染清理和控制装备、农产品冷藏保鲜设备的推广应用。各地按照当地实际情况开展包

括技术培训和法律知识、职业道德培训等多种形式的教育培训；完善监测系统，加强对设施园艺生产作业过程的监测和对设施养殖室(棚)环境建设的监督检查，加大对设施农产品的卫生质量监测，保证食品质量安全。

(3)市场经营方面。打造品牌战略和特色农产品战略，在引导设施农业经济合作组织有序发展的同时，扶持一批有优势、有特色的龙头企业和生产大户，带动农副产品加工业、饲料生产企业、营销企业和中介服务组织的发展，引导民间资本和吸引外资来开发设施农业，提高设施农业工业化水平；建立“国家——省——县”三级设施农业信息网络，加强设施农业产销信息的研究和利用；积极培育产地交易市场和社会中介组织，促进产销的流畅和衔接，积极向外界发布销售信息，解决农民的销售难题。

国内外设施农业现状及发展趋势

发布时间:2006-12-30 作者:王耀林来源:中国农业科学

1.1设施农业发展概况

设施农业是科技含量高、高投入、高产出、高效益的集约化生产方式，国外发展速度很快。世界设施面积已达60余万ha，其分布见表1。

荷兰、日本、以色列、美国、韩国、西班牙、意大利、法国、加拿大等国是设施农业十分发达的国家，其设施设备标准化程度、种苗

技术及规范化栽培技术、植物保护及采后加工商品化技术、新型覆盖材料开发与应用技术、设施综合环境调控及农业机械化技术等有较高的水平，居世界领先地位。

1.2 国外工厂化农业技术创新与发展水平

设施内生产管理的机械化与设施环境调控自动化是工厂化农业的重要方面，目的是提高作业与控制的精度、作业效率、作业者的安全性与舒适性，实现省力化。设施栽培作业包括耕耘、育苗、定植、管理、防治病虫害、收获、产品包装等，作业项目多，需要大量人力。同时设施内高温、高湿、通风不良的作业环境非常需要发展自动化技术，其中，包括机械化育苗技术、机器人移栽、自动喷滴灌与自动施肥技术的开发，自动控制技术能充分发挥专家和工程技术人员的智慧，将人工智能、网络高新技术专家系统引进温室内，用于复杂的管理、决策及咨询中去，有效地提高设施内智能化、自动化、科学化管理水平。

1.2.1 种苗产业非常发达近年国外工厂化农业技术创新与发展呈现如下特点与趋向。荷兰、日本、以色列、韩国等非常重视温室运用品种选育，能为温室提供专用的耐低温、高温、寡照、高湿，具有多种抗性，优质高产的种苗。如荷兰境内有130个种苗专营公司，种质资源有强大优势，在脱毒、快繁等方面有很高的技术水平。荷兰是世界四大种子出口国之一，有4900个品种，1200ha生产面积，种子出口达100多个国家。日本、韩国、以色列的蔬菜种子在我国也有较大面积种植，均有良好的表现。

1.2.2 单产水平高工厂化农业是资金、技术密集型高产、高效的

集约化栽培方式。荷兰温室番茄年产量达到40～50kg/m2，黄瓜产年60 kg/m2，商品率高达90％以上，86％的产品销往世界各地。日本、以色列、韩国、西班牙等国单位面积优质蔬菜产出率亦相当高，因而农户收入水平高。如荷兰，420ha蔬菜温室，以生产番茄、黄瓜、甜椒为主，产值高达12亿～14亿美元。

1.2.3温室日趋大型化大型温室设施具有投资省、土地利用率高、室内环境相对稳定、节能、便于作业和产业化生产等优点。如荷兰1975年～1995年间，经营0.01～0.5ha温室面积的农户由5900户降至1660户；而经营大于2公顷的农户由101户增至442户；经营总户数9770户下降至4690户；平均每户经营面积由0.48ha 增至0.9ha。表现出经营农户减减少，面积增加，设施日趋大型化、规模化、连片产业化生产的趋势。

1.2.4 计算机智能化温室综合环境控制系统开始普及工厂化农业的核心是对设施内栽培环境能有效地控制，进行机械化与自动化生产，营造适于作物生长的最佳环境条件，计算机智能化调控装置系采用不同功能的传感器探测头，准确采集设施内室温、叶温、地温、室内湿度、土壤含水量、溶液浓度、CO2浓度、风向、风速以及作物生育状况等参数，通过数字电路转换后传回计算机，并对数据进行统计分析和智能化处理后显示出来，根据作物生长所需最佳条件，由计算机智能系统发出指令，使有关系统、装置及设备有规律运作，将室内温、光、水、肥、气等诸因素综合协调到最佳状态，确保一切生产活动科学、有序、规范、持续地进行。计算机有记忆及查询功能、决

策功能，为种植者全天候24h提供帮助。采用智能化温室综合环境控制系统可使运作节能15％～50％，节水、节肥、节省农药，提高作物抗病性。

荷兰是世界著名的设施园艺发达国家，该国大规模发展配套，种植温室鲜花、蔬菜，总面积1.1万ha。温室运作基本全部由计算机控制操作。荷兰有5大温室制造公司，不仅在结构、机械化、自动化、产品采后处理方面设备技术水平高，而且在计算机智能化、温室环境调控方面也居世界领先地位，配套温室设施出口额占世界贸易的80％。

英国西尔索农业工程研究院在温室生产中大量采用计算机管理来调控温度、湿度、光照、通风、CO2补给，营养液供给及pH值、EC值等。伦敦大学农学院开发的温室计算机遥控技术，可以观察遥控50km以外温室内的环境诸要素，使栽培条件达到最适宜水平。未来的计算机人工智能系统还要和气象站、种苗公司、生产资料、病虫害测报，市场营销、有关研究机关、大学、金融机构以及相关的农业团体，周边专业农户联网，不仅做到栽培环境全自动控制，而且可综合分析农资市场、气象、种苗、病虫害发生，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。但是，这种智能化专家系统造价昂贵，主要用于高产值园艺作物的周年生产。

1.2.5管理机械化、自动化程度高在日本、韩国等根据资源短缺、

从农人员减少、老龄化等现实，提高管理水平和劳动生产率，实现省力化，研究开发了多种小型、轻便、多功能、高性能的设施园艺耕作机具；播种育苗装置；灌水施肥装置；通风窗自动开闭温湿度调节装置；CO2施肥装置以及自动嫁接装置等。以色列利用温室冬季生产花卉、蔬菜大量出口创汇，享有“冬季欧洲厨房”美称。其温室结构先进，装有幕帘、天窗及遮阳网，可根据光照强度自动移动调节，温室温度、湿度、通风、施肥、灌水实行自动化、机械化、每公顷年产玫瑰花300万支、可产番茄500t。最新开发弥雾气候控制技术，使温室降温需能减小。以色列温室设施由20世纪80年代到90年代已更新3代，面积由当时的900ha扩展到今天的3000ha，促进了工厂化农业大发展。

在国外，机器人的研究、开发应用已被广泛重视，并取得初步成果。日本、韩国研究开发了瓜类、茄果类蔬菜嫁接机器人。日本开发了育苗移栽机器人，有触觉和视觉，能将苗盘小苗孔中的幼苗移栽到了大苗孔的苗盘中去，每1.2s移栽1株，辨别力很强，能把坏苗扔到一边。移栽几十万株苗的繁重作业，对机器人而言非常轻松。机器人能指挥灌溉，可根据光反射和折射原理准确测定出苗盘基质的含水量，根据需要适量灌溉，达到节水、防病、保持环境整洁的目的。日本研制了可行走的耕耘、施肥机器人；可完成多项作业的机器人；能在设施内完成各项作业的无人行走车；用于组织培养作业的机器人；柑桔、葡萄收获机器人。

1.2.6无土栽培发展迅速，成为主要栽培方式欧共体明确规定，

进入21世纪，所有欧共体国家园艺作物要全部实现无土栽培。无土栽培不仅高产，而且可向人们提供健康、营养、无公害、无污染的有机食品。能够充分注意营养液循环利用，节省投资，保护生态环境作用强。西方发达国家近些年设施内，无土栽培技术发展十分迅速。荷兰、英国、法国、意大利、西班牙、德国大部分设施内均进行无土栽培。荷兰在11000ha温室中，64％采用基质培（岩棉培），果菜类全部采用基质培，实施精确控制根际环境，克服连作障碍。日本研究试验的水气耕番茄，单株结果12000个，根茎粗达到20cm：单株黄瓜结果3300条：单株甜瓜结瓜90个，表现了作物强大的生命力和巨大的增产潜力。

1.2.7 植物工厂植物工厂是在全封闭的设施内周年生产园艺作物的高度自动化控制生产体系，还可分别称之为“蔬菜工厂”、“花卉工厂”、“苗木工厂”等。植物工厂内以采用营养液栽培和自动化综合环境调控为重要标志，为使植物工厂内栽培环境达到高度自动化调控，设备建造及运转费用很高。植物工厂能免受外界不良环境影响，实现高技术密集型省力化作业，生菜、菠菜栽培期较露地缩短1/4～1/2时间，可一年多茬次连续生产。采用水栽培、立体栽培、多段化及移动床栽培可提高栽培面积效率2～4倍，灌水、施肥，温、湿度管理自动化。播种、定值、采收作业全部由计算机控制，作业变得轻松舒适。奥地利、丹麦、美国、英国、日本等国都先后建立了一批植物工厂，用于试验研究和示范，为工厂化农业发展展现了美好前景。

2 我国设施园艺的发展与工厂化农业科技创新

2.1 我国设施园艺发展态势

我国由于改革开放，农业种植结构调整和优化，有力地促进了设施农业的发展。据有关部门统计，我国设施园艺栽培面积在1996年69.91万ha基础上，1999年猛增至140余万ha，3年间增长1倍，平均年递增23万ha。其中高效节能型日光温室是我国独创，是适于我国当前农村经济技术水平、具有我国自主知识产权的简易、节能、高效的蔬菜生产设施，1985年仅有0.03万ha，1995年增至7.84万ha，增长260倍，1999年达到35万ha。比1995年又增长3.5倍。还有1.5亿m2的塑料遮阳网和300多万m2防虫网覆盖，覆盖面积达1.5万ha，预计2010～2011年度设施栽培面积将达到167万ha，2030～2031年将增至200万ha以上。我国蔬菜人均占有量由1985年的119kg/年，到1998年达到253kg/年，目前人均占有量已达近300kg/年，为世界人均占有量102kg/年的2.9倍。

但是，应该看到，我国目前除一些大城市近效外，蔬菜设施一般都是因地制宜、就地取材建立的简易保护设施，抵御自然灾害能力和耐久性差，在低温、霜冻、台风、高温期间栽培作物常受伤害，安全性、增产、增收的稳定性得不到保障。设施内作业以手工为主，按照传统的作业方式和经验进行管理。一些自动化、机械化、智能化环境调控技术等现代高新技术还是空白，工作效率低，作业环境差，产量水平低，产品质量满足不了市场的需求。在设施园艺、设施装备及栽培技术的研究开发特别是工厂化高效农业设施技术的发达国家相比还有很大差距。