设施农业的快速发展难题及解析.doc

设施农业的快速发展难题及解析 设施农业是现代农业发展的标志，设施农业可以节约5 hm。土地，在福建还可换来4个月的气候资源(夏季2个月，冬季2个月)，提高效益近1O倍，具有极佳的商业前景。1福建设施农业现状与主要问题近年来，福建设施农业取得了长足发展，设施园艺经过了从塑料薄膜小棚、塑料薄膜大棚到连栋温室的相继发展，设施规模不断加大口。据不完全统计，至2006年全省设施园艺种植面积为373万hm l2，设施农业取得了一定的经济效益，已成为农业经济新的增长点。福建设施农业存在的主要问题有以下5个方面：11温室大棚建设配套问题大部分温室大棚无全天候光、温、水、湿的控制能力，无自动化温度控制、喷雾湿控、遮阳防虫网控制、水肥滴灌控制、生物基质、机械耕作等配套设施，很少或没有实现播种、育苗、整地、移栽、采收、运输、保鲜、分级、包装等的全程机械化。I2温室大棚建设质量问题福建省温室大棚保温、降温能力差，自动化、机械化程度低，无法充分利用福建优势的光温资源，无法发挥设施效益。温室大棚单体面积小，土地利用率低(只有70左右)，土地浪费严重。大棚结构设计不适合当地气候要求，表现为大棚采用的材料质量差、高度过低(望高以23 m为主，顶高一般不超过35 m)、通风口面积小(30左右)、密闭性差，冬天保温不好，夏天通风不良，温度高湿度大，病虫害容易入侵，机械化死角多。很多大棚建设单位是冲着政府补贴，存在着用材差、工艺差、偷工减料等现象，质量差、寿命短。13温室大棚水肥一体化总控问题温室大棚水肥一体化普及率不高，相关设备设施较落后。现有水肥一体化设施以手工操作的廉价滴灌管为主，存在出水均匀性差、使用寿命短、容易破损等问题。近几年来，虽然政府加大补助力度，建设一些示范片，但仍存在重视核心技术引进，忽略配套设施建设的问题，不能充分发挥水肥一体化技术的优势与效率。设施农业相关管理人员、技术人员和一线从业人员对设施农业总体认识有限，在管理及实施过程中，不能严格按照相关规程操作，严重影响实施效果。14温室大棚使用的品种问题设施栽培蔬菜专用新品种选育研究起步较晚，已经选育出的适宜品种在单产、品质、抗性等方面与国外同类品种相比还有很大差距，设施栽培缺乏专用的品种仍是影响主要蔬菜设施生产水平进一步提高的关键因素之一。15温室大棚产品的采后配套管理问题注重大棚结构主体建设，而对与之相配套的管理用房、物料仓库、采收加工、冷藏设施、大棚维保、工人工作环境等重视不足。2中以示范农场的发展重点中以示范农场是我国首个引进展示以色列成套现代农业技术，融合现代生产、技术培训、示范推广、研究孵化、产业创新、休闲观光于一体的国际合作项目，双方合作投资8 000万元人民币，以色列Maagad现代农业企业联盟提供技术与装备，福建省农业科学院提供土地、基础设施和技术支撑。示范农场建成后，由中以双方联合运营管理。中以示范农场重点发展以下现代设施农业：21智能温室设施建设与运营重点引进以色列智能温室技术与设施，面积8 000 m。，示范以色列果、蔬、花卉等工业化生产、质量控制等全套技术及生产管理模式。包括作物新品种，立体栽培、基质栽培、无土栽培技术，现代农业温室结构、农业传感器(物联网)，温室自动化环境控制器，网络化计算机管理软件，水肥一体化设备及智能控制系统，节能环保的温室设备，果蔬栽培自动化设备，采后分选及包装流水线，果蔬生产过程质量安全技术，中小农业生产管理及营销模式等。以种植西红柿为例，每667 m投资2O万元，产量可达25 t以上，产值15万元，是常规种植方法的5倍，3年即可收回成本并盈利。22智能水产设施建设与运营引进以色列最先进的智能化设施养鱼装置，重点引进智能水产设施技术，面积2 000 rn，示范家庭生产型标准化养鱼容器设计、建造技术，水体污染监测及污染处理技术与设备，水产养殖生物过滤装置，水产养殖自动化机械设备(增氧、投饲、捕捞等)，特种水产品种及专用饲料及配套养殖技术，水产养殖与作物营养薄膜栽培耦合技术等。示范的水产工业化生产系统可以直接应用推广。以养殖鲟鱼为例，投资900万元，年产鱼肉50 t、鱼子酱6 t，产值l 000万元，3年收回成本并盈利。23智能养禽设施建设与运营引进以色列最先进的智能化养鸡装备，养殖规模12万只，按欧盟标准运营鸡舍设计理念、选材及施工，重点引进成套蛋鸡养殖设备(投饲、供水、给药等)，鸡蛋自动化收集系统，鸡舍环境控制设备及软件系统，肉鸡养殖营养配方及养殖技术，家禽疾病防控技术，家禽养殖粪便排放处理方法及技术，家禽生产质量安全控制技术。整个养鸡场仅需2人操作，实现封闭养殖。投资900万元，日产鸡蛋1万个，全年产值700万元，3年收回成本并盈利。24智能养牛设施建设与运营重点引进以色列千头牛场全电脑控制奶牛养殖装置、奶牛饲料配方、基于无线智能芯片的物联网牧群管理系统、奶牛健康实时监测无线传感器、奶牛发情期监测及数据采集系统、现代化挤奶设备、挤奶点奶品质量实时监测技术及设备、“动物福利型”现代奶牛场设计理念及技术、奶牛养殖场的污染综合治理技术等。25智能水肥一体化总控系统装备与运营引进以色列最先进的水肥一体化精准施肥技术(土壤肥力实时传感器、滴灌、农业物联网等)和管理营销方案，用于全省的智能温室水肥一体化集中控制，进行大田蔬菜和温室瓜果的商业化生产示范。可节水70、节肥5O、增产30以上，同时大幅度提高蔬菜等级和品质。3智能化设施农业的主要特点31智能温室工业化生产的整体系统组成(1)温度控制系统。采用计算机集散网络控制结构对智能温室自动控制系统内的空气温度、土壤温度、相对湿度、CO。浓度、土壤水分、光照强度、水流量以及pH值、EC值等参数进行实时自动调节、检测，创造植物生长的最佳环境，使温室内的环境接近人工设想的理想值，以满足温室作物生长发育的需求，增加温室产品产量，提高劳动生产率。(2)水肥一体化控制系统。水肥一体化是利用管道灌溉系统，将有(无)机肥料、农药溶解在水中，同时进行灌溉、施肥、防病，适时、适量地满足农作物对水分和养分的需求，实现水肥同步管理和高效利用的节水农业技术。主要由液体肥料贮存罐、注肥机、水泵、控制器、传感器、输水管及滴管或滴头等组成。(3)防虫网和遮阳网系统。防虫网通过覆盖在棚架上构建人工隔离屏障，将害虫拒之网外，切断害虫(成虫)繁殖途径。遮阳网又称遮光网，夏季起到挡光、挡雨、保湿、降温的作用，冬春还有一定的保温增湿作用。夏季在南方利用遮阳网栽培蔬菜已经成为防灾保护的一项主要推广的技术措施。(4)温室作业小型农机具。目前较广泛使用的温室设备主要有：温室卷帘机械、温室开窗通风机械、温室耕整地机械、蔬菜播种机械、蔬菜移栽机械、蔬菜自动嫁接机械、蔬菜叶面施肥机械、蔬菜收获机械、二氧化碳气肥增施器、温室病害防治机(如硫磺熏蒸器、臭氧解毒机、频振杀虫灯)、控温机械设施、灌溉机械等设施。(5)适合于温室生产的品种。主要有无限生长型品种、耐高温品种、耐低温品种、耐水肥品种、高产优质高抗品种等。(6)培养基质和连作障碍防控技术。目前基质栽培已成为设施农业的重要内容，也是农业作物工厂化生产的重要形式，是发展高效农业的新途径。基质作为栽培的核心，是决定植物根系生长环境的最主要因素，也是病虫害传播的媒介和繁殖场所。长期以来，塑料大棚和温室的土壤次生盐渍化及土传病害连作障碍防治是困扰设施园艺发展的一大难题，而基质栽培就是克服这一连作障碍的有效途径。(7)智能温室产品采收、分级包装、冷链物流、连锁销售等。设施栽培作物的采收是设施作物栽培的最后一环，又是商品化处理的最初工作。选择最适采收时期采收对于设施作物至关重要，同时还要根据产品的种类、特点、采后用途(直接贮藏、运输、加工、上市等)来决定。32智能温室用于作物栽培的优势(1)优化生长环境产量高品质优。优化温、光、湿及营养条件，发挥最大产量潜力，提高产品质量；延长作物生产季节，增加作物复种指数。据报道，以色列设施番茄大茬栽培每667 1TI产量最高达33 t，每季每667 m。生产玫瑰20万支，美国全控温室栽培每667 m年产番茄67 t。(2)机械化智能化生产精准高效。翻耕、平地、起垄、作畦、播种、移栽机械化，施肥灌水自动化，提高作物生产效率，减少劳动强度，实现精准施肥灌水，节省农资投入，避免环境污染，提高生产效益。(3)有效保护作物降农残抗灾害。减少虫害、病害、鸟害、鼠害、草害，降低农药用量，保护环境。避免风害、热害、雨害、冻害、光害，减少灾害损失。(4)改善工作环境种田不累不脏。改变“面朝黄土背朝天”的生产模式，把室外农作变为室内工作，使“穿皮鞋打领带种田”成为可能，有利于吸引新生代加入农业生产，解决将来谁来种田的问题。(5)减少病虫害发生。遮阳所用的材料对害虫进入温室或大棚有一定的阻挡作用，能够明显地减少保护地外的害虫，特别是体形比较大的害虫进入保护地内，从而有利于高产和优质。(6)防止雨水冲刷地面。利用遮阳材料的挡雨作用，避免雨水直接冲击地面，防止地面板结。此外，将遮阳技术与塑料薄膜防雨技术结合，可在多雨的夏季，完全控制保护地内的土壤湿度，使保护地内的土壤湿度按照蔬菜生产的需要进行管理。(7)减少水分蒸发。实施遮阳技术，一方面能够降低保护地内的温度，另一方面也能够减少保护地内的进风量。因此土壤湿度变化幅度小，有利于保持土壤湿度稳定。33智能温室的投入和产出(1)作物生产气候资源的利用分析。以番茄为例，番茄喜温，白天适宜的温度为253O，高于35。C生殖发育受到影响，苗期到产果的总有限积温为2 500，在天然条件下，能够满足番茄最佳生产的有效积温只有2个时期，即35月和911月，一年只能利用6个月。利用智能温室，在冬季12月至翌年2月可以通过温室提升温度，在夏季68月可以通过温室降低温度，这样使得福建12个月都可利用于番茄生产，生长期增加一倍。(2)作物生长能力分析。番茄一般在春秋两季种晡，普通露地栽培一季产量34 t，一年两季68 t；普通大棚栽培一季产量45 t，一年两季810 t，仅比陆地栽培高2533。智能温室栽培采用无限生长型番茄，一年只需种1次，只要通过水肥一体化不间断供应肥料，全年收获。利用智能温室，每年周年生产，产量可达2030 t，是陆地的34倍。(3)投入产出分析。以10年为期，单位面积为667 m，番茄批发价平均为5元kg(5 000元t)。露地栽培总投资10年累计10万元，每年平均1万元(包括地租、种子、肥料、人工)，每年生产两季，年产量7 t，年产值35万元，利润25万元；普通大棚栽培10年累计投入13万元(温室投资3万+10年投入1O万)，平均每年投入13万元，每年栽培2季，年产9 t，产值45万元，利润32万元；智能温室lO年累计投入25万元(温室投入l5万+10年投入1O万)，平均每年投入25万元，全年采收，年产量25 t，产值125万元，利润10万元。结果表明，每种植667 m番茄，普通大棚比露地栽培效益增加28，智能温室比露地栽培效益增加3倍。智能温室采用了水肥一体化，遮阳和防虫网，温室自动喷雾防虫，基质栽培克服连作障碍，机械化耕种，还可大量节约劳力，降低劳动强度，提高效率。4推进福建智能温室型设施农业发展的对策41建立一批设施农业智能温室技术集成示范区(1)由福建省农业科学院与企业合作，在全省九个地市各建立一个设施农业一智能温室技术集成示范区，每个示范区100 hm。开展设施农业示范推广工作，培养新型农业人才。以企业为投资主体，以科研为技术主力，以农民为生产主人。(2)以企业为主体进行智能温室的商业投资。开展适合福建气候的温室结构设计生产，农田作业机械选型及优化组合，设施栽培品种筛选与选育，配套可溶性肥料配方研制，设施栽培基质配制及消毒技术体系、温室采收及搬运机械集成设计，温室内部物流道路设计与优化，产品分级保鲜加工集成研制与技术规范编制，产品保鲜贮运设备设施集成与研制，设施农业商业化生产成本长期追踪研究，设施农业生产规范编写与优化等等。(3)省政府应加快制定扶持政策，建立基金(启动资金5亿左右)，扶持示范，并在用地、贷款、贴息、农机补贴、装备研发、技术研发、品种研发等方面出台政策。42建立全省设施农业社会化服务商业中心整合全省人才资源，建立设施农业研究推广中心，邀请以色列和荷兰等国专家加入团队，筛选集成适合福建等沿海亚热带地区使用的设施农业成果，开展推广及咨询辅导服务。建立以交钥匙工程为目标，为设施农业提供全程服务的咨询服务中心，组建一支涵盖产前商业计划咨询、设施农业规划建设、设施作物栽培生产、生产过程管理、采收加工、农资采购建议等的专业服务队伍，为设施农业发展提供全方位咨询、辅导服务。加强对农民进行设施农业实用技术培训。在农业高等院校、职业高中、职业中专开设设施农业专业，培养从事设施农业的专业人才。加强各类农业科技示范园区建设，发挥好引进研究、示范培训等功能，切实做到“做给农民看，领着农民干”。建议省政府每年下拨一部分经费，以农科院为主体，结合高校、行政、科研、企业，组建设施农业技术咨询服务队伍，作为全省设施农业公益性技术服务平台。可在省农科院建立设施农业技术研究商业推广中心，建立全省水肥一体化总控中心，联合全省高校、研究单位、企业、行政部门，实施专家在线远程水肥智能化调控，服务于全省智能温室生产。43创新设施农业智能温室运营管理模式设施农业是农业工业化的过程，高投入、高技术、高产出，应按工业投资的理念进行运作，创建以家庭农场为基本单元的新型生产模式，吸引企业作为投资主体，科研单位作为服务主力，农民家庭作为生产操作的主人。发展4项内容：(1)家庭农场模式运营。每个家庭农场占地6 667 ITI左右，其中设施大棚6 334 m。，管理用房、仓库等3333 m。每个农场雇用(或出租给)1对夫妻负责日常管理，主要用于种植产量高、附加值大的西红柿、茄子、彩椒、尖椒等产品。(2)企业商业化集中投资。通常由地理位置相连的100个以上的家庭农场组成一个家庭农场集群，占地6672000 hm。，这些家庭农场共享一套农业机械设备、一套水肥一体化设施、一套冷链运输设备及其他设施(如农机仓库、农资仓库等)。(3)设施农业社会化服务。农场整地、作畦等劳动强度高、脏累的工作，通过租用(或外包)公司的农业机械完成。在农业生产过程中，可以建立生产互助、技术互助小组。为100个左右的家庭农场集群，建设一个合作社，合作社成立家庭农场服务中心。每个中心配备一座冷库、农产品加工车间、包装车间、农资仓库、水肥一体化总控中心、物流中心、技术服务中心、培训中心及相应配套设施。每个合作社产品建设1个品牌，产品统一营销推广。(4)科研单位(公司化)过程控制。智能温室安装有水肥一体化管道及控制系统，作物水肥管理由控制中心自动执行，科技人员远程监控，农资化肥等统一供应，作物生产技术指导由(科研)公司技术人员统一负责。(5)加强设施农业产品认证与品牌建设。通过设施农业综合商业服务中心，从设施运营维护，到机械化耕作，到水肥一体化控制，到采收分级包装、物流配送等一条龙服务，实行严格的管理程序，生产绿色食品，建立产品质量安全认证，打造产品品牌，形成具有品