高中生物第2章生物科学与农业2.6设施农业素材.docx

第6节 设施农业一、中国设施农业技术的研究与应用进展1.日光温室、塑料大棚 我国北方地区的日光温室经过对其建筑结构、环境调控技术和栽培技术等方面的不断改进，初步形成了具有中国特色的设施园艺生产体系-节能型日光温室配套栽培技术。在北纬40o的高寒地区可实现冬季不加温生产果菜，基本消除了冬春蔬菜淡季，该技术在中国北方地区得到广泛推广应用。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。这些努力使得全国各地蔬菜供应均衡稳定，人均占有量已达到240250kg/(人 年)。同时，北方地区以传统的简易拱棚为主的设施农业格局发生了很大变化，节能、环境可控的温室逐步代替了中小拱棚。统计数据表明，1997年，薄膜温室（包括日光温室、加温温室）、塑料大棚的比例分别达到23.0%和27.0%。 目前，符合国情的低成本、节能型日光温室和国产连栋塑料温室得到很大发展。节能型日光温室由1984年的300 hm2增加到1997年的141340 hm2，增长470余倍；普通日光温室由3700 hm2增加到78200 hm2，增长20余倍。而加温温室由于能耗较大，运营成本高，面积仅约7200 hm2。2.大型连栋温室 近年来，我国设施园艺工程的总体水平有了明显提高。设施类型以塑料大棚和日光温室为主，逐步向大型化、多样化发展。地方各级政府将设施园艺工程作为发展现代农业的切入点，纷纷建立现代化高效农业示范园区。据不完全统计，全国引进温室面积已达200余hm2，其中1995年以后引进的温室占总面积的83.4%。由于设施结构设计和建造方法的优化，温室内的光、热、湿、水、气环境得到改善，为作物高产奠定了基础。 我国大陆地区现有现代化大型温室面积近400 hm2。其中引进温室200余hm2， 为19791999年间从荷兰、日本、美国、以色列等11个国家引进。90年代中期以来，根据中国国情和气候特点，自行设计、建造了一批经济、适用的大 型温室，面积300多公顷。上海1997年3月设计并建成智能化连栋塑料温室，实现了温度、光照、水、气、肥等多种环境因子的自动控制。温室配备了生长 架、喷滴灌、CO2施肥、营养液供给等设备，造价较低（260元/m2）。辽宁研制成功高效节能日光温室，综合配套了机械卷帘、卷膜、地中热交换、双限超温报警器、滴灌等设备，实现了北纬42o地区不加温条件下，室内外温差达到30oC，可生产喜温果菜的目标，具有良好的经济适用性（造价72元/m2）。中国农业大学于1998年研制成功华北型连栋塑料温室，采用双层充气膜覆盖、地中热交换系统和湿帘风机降温系统，能耗比国际上同类温室降低40%（造价345元/m2），由于具有良好的经济适用性，仅98年一年就推广应用8栋，面积约2.0hm2。广东设计建造了适宜亚热带气候的连栋温室和单栋温室，主要利用自然通风进行作物生产，造价仅120-160元/m2。3.关键技术(1)无土栽培技术 1975年起山东农业大学园艺系开始研究该项技术和装备，研制出多层栽培装置。80年代以后，无土栽培工艺与技术趋向成熟，如上海的立柱式蔬菜无土栽培技 术、浙江的无土栽培系统和栽培技术、广东的深液流水培技术等。这些技术的应用实现了无土栽培的科学规范、量化指标和数字化程序管理，使我国的保护地种植工 艺逐步接近国际先进水平。无土栽培面积逐步扩大，1990年为7 hm2，1993、1996分别达到50、100 hm2。(2)温室夏季降温技术 在我国的华南、华中和华北地区，应用湿帘风机降温系统进行纵向通风，夏季温室最高温度被有效控制在32oC以下。(3)温室保温节能技术 我国大部分地区冬季寒冷，夏季炎热，温室环境控制的能耗较大。据统计，大型加温温室能源成本占运行成本的40%60%（不含夏季降温能耗）。因此，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受到重视。其中，节能型日光温室白天利用北墙蓄热，夜间将热量释放到保温草帘覆盖的温室 中，实现了严寒季节的不加温生产。北方地区墙体蓄热和地中热交换技术的应用，对解决冬季蔬菜供应紧张问题意义重大。同时，我国开始注意对温室新能源（太阳 能、地热、生物能）和工业余热等能源的开发利用，自行研制的大型温室综合应用了双层充气覆盖、地中热交换、蓄热墙体等多项技术，力图将能耗在原有基础上降 低40%。(4)提高温室透光率 我国学者在日光温室主体光环境方面进行了大量、深入的理论和实验研究，在研究中将温室模型化，建立了一整套光环境计算、分析理论（吴毅明等，1992；陈 端生，1992；陈青云，1993；孙忠富等，1993，1996；郦伟等，1996），在温室内直射光的分布，多种弧形采光面的透光问题以及温室室内光 环境的动态模拟等方面取得突破。(5)计算机在温室设施中的应用 计算机在我国大陆地区设施农业生产中的应用起步较晚，80年代初开始出现，能实现对营养液系统、温度、光照、CO2施 肥等进行综合控制。近期，国家高度重视信息产业工程的发展，在“九五”国家重大科技产业工程工厂化高效农业示范工程中，设置了计算机环境调控子专题，以提 高自主开发能力。我国温室设施计算机的应用和发展，在总体上正从消化吸收、简单应用阶段向实用化、综合性应用阶段过渡和发展。我国设施园艺工程关键设施与 技术的研究进展顺利，某些欠完善领域正在迅速赶上世界发展潮流。1998年2月，在北京四季青乡建成一座“水培蔬菜工厂”，形成蔬菜、鱼类共生生态系统。二、数字农业技术建设数字农业需要相关技术的支持，主要包括：技术、技术、元数据管理技术、遥感图象的快速处理技术、计算机宽带网络技术和虚拟现实技术等。技术是指地理信息系统，是作为存储、分析、处理和表达地理信息属性数据的计算机平台的技术。主要用于建立农田土地管理、土壤数据、自然条件、作 物苗情、病虫草害发生发展趋势、作物质产量的空间分布等空间信息的地理统计处理、图形转换与表达等，为分析差异和实施调控提供处方信息化；技术即遥感 技术，“数字农业”中田产数据的重要来源，可提供大量的田间时空变化信息。技术在大面积的作物产量预测、农情宏观预报等方面非常重要。由于卫星遥感数 据己达到必要的空间分辨率，目前可以广泛应用于作物生产的精细管理；元数据是关于数据集的数据，是数据集的说明或描述。它是一种数据共享机制，通过它可以 起到提高系统的查询检索速度、提高系统分析效率的作用。在“数字农业”科学工程的实施过程中，通过元