1、國內(nèi)外溫室產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與研究進(jìn)展設(shè)施農(nóng)業(yè)是外來詞匯，在我國也稱 “工廠化農(nóng)業(yè)” ，目前學(xué)術(shù)界和經(jīng)濟(jì)界還沒有一個統(tǒng)一和權(quán)威的定義。一般來說，所謂設(shè)施農(nóng)業(yè)是具有一定的設(shè)施、能在局部范圍改善或創(chuàng)造出適宜的氣象環(huán)境因素、為動植物生長發(fā)育提供良好的環(huán)境條件而進(jìn)行有效生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)。具體地說，設(shè)施農(nóng)業(yè)是指利用人工建造的設(shè)施，通過調(diào)節(jié)和控制局部范圍內(nèi)環(huán)境、氣象因素，為作物生長提供最適宜的溫度、濕度、光照、水和肥等環(huán)境條件，使作物處于最佳生長狀態(tài)，從而獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的農(nóng)產(chǎn)品。但隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，高新技術(shù)在設(shè)施農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用之趨勢日趨明顯，設(shè)施農(nóng)業(yè)被賦予新的內(nèi)涵。與 “設(shè)施農(nóng)業(yè) ”相比， “設(shè)施園藝"

2、;的范疇較小。設(shè)施園藝是指利用現(xiàn)代工程技術(shù)和工程化生產(chǎn)方式為植物創(chuàng)造合理的生長環(huán)境，以期獲得最高的產(chǎn)量、品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)效益的一種高效農(nóng)業(yè)。但在園藝學(xué)家看來，設(shè)施農(nóng)業(yè)中用于植物生產(chǎn)的比重較大，故設(shè)施農(nóng)業(yè)在一定程度上又被稱為 “設(shè)施園藝 " 。“日光溫室 ”產(chǎn)業(yè)作為我國設(shè)施農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)中的主體，近20 年來已成為農(nóng)業(yè)種植中效益最高的產(chǎn)業(yè)。它為解決長期困擾我國北方地區(qū)冬季的蔬菜淡季供應(yīng)、增加農(nóng)民收人、節(jié)能源、促進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、安置就業(yè)、避免溫室效應(yīng)造成的環(huán)境污染、提高城鄉(xiāng)居民的生活水平、穩(wěn)定社會等均做出了歷史性貢獻(xiàn)。2 國內(nèi)外溫室產(chǎn)業(yè)發(fā)展與研究現(xiàn)狀2.1 我國溫室產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

3、與發(fā)展趨勢2.1.1 我國溫室發(fā)展歷史。我國是溫室栽培起源最早的國家，在2000多年前就已經(jīng)能利用保護(hù)設(shè)施（溫室的雛形）栽培多種蔬菜，至20 世紀(jì) 60 年代，中國的設(shè)施農(nóng)業(yè)始終徘徊在小規(guī)模、低水平、發(fā)展速度緩慢的狀態(tài)， 70 年代初期地膜覆蓋技術(shù)引入中國，對保溫保墑起到一定的作用。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，7080年代，相繼出現(xiàn)了塑料大棚和日光溫室。90年代開始，中國設(shè)施農(nóng)業(yè)逐步向規(guī)模化、集約化和科學(xué)化方向發(fā)展，技術(shù)水平有了大幅度提高。隨著近年來國家相關(guān)科研項(xiàng)目的啟動，在學(xué)習(xí)借鑒、吸收消化國外先進(jìn)技術(shù)成果的基礎(chǔ)上，中國的設(shè)施農(nóng)業(yè)有了較快發(fā)展，設(shè)施面積和設(shè)施水平不斷提高。近代溫室的發(fā)展經(jīng)歷了

4、改良型日光溫室、大型玻璃溫室和現(xiàn)代化溫室三個階段，但由于各地區(qū)生產(chǎn)狀況、經(jīng)濟(jì)條件和利用目的的差異，至今各階段不同類型的溫室依然并存。2.1.2 我國溫室發(fā)展現(xiàn)狀。(1)日光溫室和塑料大棚。設(shè)施園藝生產(chǎn)，特別是日光溫室蔬菜生產(chǎn)是近20年來我國農(nóng)業(yè)種植中效益最大的產(chǎn)業(yè)。目前我國設(shè)施園藝面積已達(dá)300 多萬hm2,總面積占世界首位。其中日光溫室面積約 60余萬hm2,占溫室和大棚等大型設(shè)施總面積的50%以上，北方地區(qū)約占整個溫室大棚面積的80%以上。設(shè)施蔬菜面積占設(shè)施園藝總面積的95%以上，設(shè)施蔬菜生產(chǎn)總量已超億噸。我國北方地區(qū)的日光溫室經(jīng)過對其建筑結(jié)構(gòu)、環(huán)境調(diào)控技術(shù)和栽培技術(shù)等方面的不斷改進(jìn)，初步

5、形成了具有中國特色的設(shè)施園藝生產(chǎn)體系 節(jié)能型日光溫室配套栽培技術(shù)。在40°n 的高寒地區(qū)可實(shí)現(xiàn)冬季不加溫生產(chǎn)蔬菜，基本消除了冬春蔬菜淡季，該技術(shù)在中國北方地區(qū)得到廣泛應(yīng)用，南方地區(qū)則大力推廣塑料大棚和遮陽網(wǎng)栽培，解決了夏季防雨降溫的問題。(2)近年來，我國設(shè)施園藝工程的總體水平有了明顯提高。設(shè)施類型以塑料大棚和日光溫室為主，逐步向大型化、多樣化方向發(fā)展。地方各級政府將設(shè)施園藝工程作為發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的切入點(diǎn)，紛紛建立了現(xiàn)代化高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)。據(jù)專家分析，在我國 300 多萬 hm2 的設(shè)施園藝生產(chǎn)中，代表設(shè)施園藝最高水平的大型連棟溫室在我國僅有400多hm2,僅占總面積的0.013%左右

6、。2.1.3 我國溫室群環(huán)境智能化管理現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。我國在 “九五 ”、 “十五 ”期間，在科技部領(lǐng)導(dǎo)和組織下，實(shí)施了 “工廠化高效農(nóng)業(yè)研究與示范”項(xiàng)目，利用引進(jìn)的現(xiàn)代化溫室設(shè)備及配套技術(shù)，通過消化吸收與技術(shù)創(chuàng)新，進(jìn)行了品種選育、設(shè)施栽培、配套設(shè)備及溫室中溫度、濕度和 co2 等環(huán)境因素綜合調(diào)控技術(shù)的研究與攻關(guān)，一大批科技成果相繼誕生，有效地推動著我國設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展。國內(nèi)有關(guān)科研院所在溫室環(huán)境管理系統(tǒng)、栽培模式、溫室降溫、補(bǔ)光、除濕和增施co2,等方面也展開了卓有成效的研究工作，初步形成了具有中國特色的現(xiàn)代化設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)體系。如北京市農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所研發(fā)了具有中國特色的節(jié)能日光溫室及適應(yīng)于不同

7、領(lǐng)域的新型系列溫室、現(xiàn)代化溫室環(huán)境智能控制系統(tǒng)等設(shè)施設(shè)備；國家農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究中心進(jìn)行了溫室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)和決策支持系統(tǒng)的研究開發(fā)；中國農(nóng)業(yè)大學(xué)以及中國農(nóng)科院蔬菜花卉研究所在環(huán)境控制與栽培技術(shù)等方面進(jìn)行了卓有成效的研究，等等。但有關(guān) “適合各地方日光溫室群環(huán)境智能化監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用 ”方面的研究和報(bào)道較少，即使有，單因素的監(jiān)控系統(tǒng)較多，多因素復(fù)合監(jiān)控系統(tǒng)很少且很難大面積推廣。2.2 國外溫室發(fā)展與研究現(xiàn)狀2.2.1 國外溫室發(fā)展現(xiàn)狀。國外溫室栽培的起源以羅馬為最早。羅馬的哲學(xué)家塞內(nèi)卡（seneca,公元前3年至公元69年）記載了應(yīng)用云母片作覆蓋物生產(chǎn)早熟黃瓜。 20世紀(jì) 70年代以來，西方發(fā)

8、達(dá)國家在設(shè)施農(nóng)業(yè)上的投入和補(bǔ)貼較多，設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展迅速。目前，全世界設(shè)施農(nóng)業(yè)面積已達(dá)400 余萬 hm2 。荷蘭、日本、以色列、美國、加拿大等國是設(shè)施農(nóng)業(yè)十分發(fā)達(dá)的國家，其設(shè)施設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化、種苗技術(shù)及規(guī)范化栽培技術(shù)、植物保護(hù)及采后加工商品化技術(shù)、新型覆蓋材料開發(fā)與應(yīng)用技術(shù)、設(shè)施環(huán)境綜合調(diào)控及農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)水平等都具有較高的水平，居世界領(lǐng)先地位。自 20 世紀(jì) 70 年代以來，國外設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國家在溫室環(huán)境配套工程技術(shù)方面也進(jìn)行了大量研究，并取得了一些技術(shù)成果。以荷蘭為代表的歐美國家設(shè)施園藝規(guī)模大、自動化程度高、生產(chǎn)效率高，設(shè)施農(nóng)業(yè)主體沒備溫室內(nèi)的光、水、氣、肥等均實(shí)現(xiàn)了智能化控制；以色列的現(xiàn)代化溫

9、室可根據(jù)作物對環(huán)境的不同要求，通過計(jì)算機(jī)對內(nèi)部環(huán)境進(jìn)行自動監(jiān)測和調(diào)控，實(shí)現(xiàn)溫室作物全天候、周年性的高效生產(chǎn)；美國、日本等國還推出了代表當(dāng)今世界最先進(jìn)水平的全封閉式生產(chǎn)體系，即應(yīng)用人工補(bǔ)充光照、采用網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)和視頻技術(shù)進(jìn)行溫室環(huán)境的遠(yuǎn)程控制與診斷、由機(jī)械人或機(jī)械手進(jìn)行移栽作業(yè)的 “植物工廠 ” ，大大提高了勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品產(chǎn)出率。2.2.2 國外溫室產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢。當(dāng)前，國外溫室產(chǎn)業(yè)發(fā)展呈以下態(tài)勢：溫室建筑面積呈擴(kuò)大化趨勢，在農(nóng)業(yè)技術(shù)先進(jìn)的國家，每棟溫室的面積都在0.5hm2以上，便于進(jìn)行立體栽培和機(jī)械化作業(yè)；覆蓋材料向多功能、系列化方向發(fā)展，比較寒冷的北歐國家，覆蓋材料多用玻璃，法國等南歐國家

10、多用塑料，日本則大量使用塑料；無土栽培技術(shù)迅速發(fā)展；由于當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的高度發(fā)展，采用現(xiàn)有的機(jī)械化、工程化、自動化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)施內(nèi)部環(huán)境因素（如溫度、濕度、光照、 co2 濃度等）的調(diào)控由過去單因素控制向利用環(huán)境計(jì)算機(jī)多因子動態(tài)控制系統(tǒng)發(fā)展；溫室環(huán)境控制和作物栽培管理向智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，而且溫室產(chǎn)業(yè)向節(jié)約能源、低成本的地區(qū)轉(zhuǎn)移，節(jié)能技術(shù)成為研究的重點(diǎn)；廣泛建市和應(yīng)用噴灌、滴灌系統(tǒng)。過去發(fā)達(dá)國家灌溉是以土壤含水量或水位為依據(jù)進(jìn)行水肥管理，而現(xiàn)在世界上正在研究以作物需水信息為依據(jù)的智能灌溉監(jiān)控系統(tǒng)，如加拿大的多倫多大學(xué)正在研發(fā)超聲波傳感器，可檢測作物缺水程度，以指示灌溉。3 溫室產(chǎn)業(yè)中高新技術(shù)

11、的應(yīng)用目前，塑料大棚、溫室大棚應(yīng)用較多。隨著自動化、智能化等高新技術(shù)的應(yīng)用，出現(xiàn)了智能型溫室，使農(nóng)業(yè)產(chǎn)品工廠化生產(chǎn)成為現(xiàn)實(shí)。工廠化中采用的高新技術(shù)主要有無土栽培技術(shù)、營養(yǎng)控制技術(shù)、co2施肥技術(shù)、環(huán)境臨測控制技術(shù)、機(jī)械化作業(yè)技術(shù)、節(jié)水灌溉技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)作為一種手段，融于各類技術(shù)之中，實(shí)現(xiàn)整個系統(tǒng)的自動監(jiān)測與集中控制。總之，設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展集中體現(xiàn)了生物工程、信息工程、農(nóng)業(yè)工程等多領(lǐng)域的高新技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用狀況，發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)必須依靠這些高新技術(shù)的進(jìn)步。4 我國溫室產(chǎn)業(yè)發(fā)展中存在的問題及建議4.1 存在的問題4.1.1 科技含量低。中國的設(shè)施園藝無論是在溫室設(shè)施本身還是在栽培管理方面，大

12、多數(shù)設(shè)施結(jié)構(gòu)簡單，栽培管理以傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)為主，距離數(shù)量化和指標(biāo)化的要求還有相當(dāng)大的差距。中國溫室市場上目前使用的不少產(chǎn)品，在高品質(zhì)領(lǐng)域主要以國外產(chǎn)品為主。遮陰網(wǎng)的生產(chǎn)上以瑞典、以色列的高品質(zhì)產(chǎn)品為主，溫室環(huán)境控制系統(tǒng)領(lǐng)域上國內(nèi)的產(chǎn)品同樣與國外有相當(dāng)大的差距，而且國內(nèi)現(xiàn)有的一些科研成果與真正地推廣應(yīng)用之間還有一段差距。 4.l.2 環(huán)境調(diào)控技術(shù)與設(shè)備落后，缺乏理論基礎(chǔ)與量化指標(biāo)。由于絕大多數(shù)園藝設(shè)施類型過于簡易，因此對環(huán)境的調(diào)節(jié)和控制十分有限。張福墁教授認(rèn)為，塑料大棚往常在遇到災(zāi)害性天氣時受損，無法生產(chǎn)。即使在正常天氣，大部分塑料大棚所能進(jìn)行的環(huán)境調(diào)控手段也僅限于通風(fēng)和避風(fēng)。日光溫室遇到寒流或連陰

13、（雪 ）天，光照不足失去熱源和光源時，室內(nèi)光照、溫度、濕度都會出現(xiàn)不適合植物生長的逆境，輕則減產(chǎn)，重則絕收（如從2008 年 1 月 10 開始的長達(dá)1 月之久的連續(xù)降雪天氣），造成不同程度的經(jīng)濟(jì)損失。4.1.3 缺乏與我國相適應(yīng)的溫室優(yōu)化控制軟件。目前，我國引進(jìn)溫室的控制系統(tǒng)大多運(yùn)行費(fèi)用過高，而自行研制的控制系統(tǒng)又缺乏相應(yīng)的優(yōu)化軟件，多數(shù)仍使用單因子開關(guān)量進(jìn)行環(huán)境因子的調(diào)節(jié)。而實(shí)際上溫室內(nèi)的光照、氣溫、地溫、濕度及co2 濃度等環(huán)境要素是在彼此關(guān)聯(lián)著的環(huán)境中對作物的生長產(chǎn)生影響的，而且環(huán)境要素的時間變化和空間變化都很復(fù)雜，當(dāng)改變某一環(huán)境因子時常會把其他環(huán)境因子變到一個不適宜的水平上。因此，結(jié)

14、合溫室內(nèi)的物理模型、作物的生長模型和溫室生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)模型，開發(fā)出一套與我國溫室生產(chǎn)現(xiàn)狀相適應(yīng)的環(huán)境控制優(yōu)化軟件是非常重要和十分迫切的。4.1.4 中國的溫室建設(shè)上盲目性很大。大量的項(xiàng)目在相應(yīng)的配套設(shè)備、人才不到位的情況下，盲目地從國外引進(jìn)高新技術(shù)，盲目地低水平仿制國外產(chǎn)品。溫室種植管理上，產(chǎn)品種植前經(jīng)過市場考察的很少，往往造成產(chǎn)品積壓，帶來不應(yīng)有的損失。相關(guān)的種植管理方面的研究距離理論化、科學(xué)化、系統(tǒng)化地指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐還有不少差距。溫室企業(yè)在產(chǎn)品的售后配套服務(wù)方面尚不夠完善，企業(yè)的品牌意識、誠信意識不夠，相當(dāng)溫室控制軟件的研究上與國外企業(yè)相比有相當(dāng)大的差距。4.2 發(fā)展建議4.2.1 發(fā)展符合國情

15、的現(xiàn)代溫室產(chǎn)業(yè)體系。國外的現(xiàn)代化溫室的確有其獨(dú)到之處，其科技含量高、智能化程度高、管理得當(dāng)。因此，我國應(yīng)適當(dāng)引進(jìn)，以提高我國溫室產(chǎn)業(yè)水平。但我國幅員遼闊、氣候類型多樣、地域條件差別大，經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、市場條件不一，致使我國不同的地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件各不相同。要有計(jì)劃、有目的地發(fā)展溫室產(chǎn)業(yè)，而不能盲目地照搬某一國家或地區(qū)的模式。必須重視區(qū)域特點(diǎn)，因地制宜，找到適合本地的、先進(jìn)性與實(shí)用性相結(jié)合的溫室類型，形成適合中國國情的溫室產(chǎn)業(yè)發(fā)展體系。4.2.2 推進(jìn)溫室產(chǎn)業(yè)的規(guī)模化和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。設(shè)施農(nóng)業(yè)是一種高投入、高產(chǎn)出、高效益的產(chǎn)業(yè)，只有形成相當(dāng)規(guī)模的生產(chǎn)，才有可能形成強(qiáng)有力的品牌效應(yīng)，從而占領(lǐng)市場，使資源優(yōu)勢得到有效開發(fā)與持續(xù)利用，同時帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。因此，各級政府應(yīng)在搞好規(guī)劃的基礎(chǔ)上，采取加大投入等政策措施，以有前途、規(guī)模大的龍頭企業(yè)為突破口，集中培育和扶持規(guī)模化的溫室產(chǎn)業(yè)基地，加快設(shè)施農(nóng)業(yè)企業(yè)的發(fā)展，進(jìn)而推進(jìn)設(shè)施農(nóng)業(yè)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，切忌盲目投產(chǎn)、政策一刀切、支持引導(dǎo)虎頭蛇尾。 4.2.3建設(shè)溫室產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新體系。發(fā)展溫室產(chǎn)業(yè)必須以科技創(chuàng)新為依托。沒有科技含量或科技含量低的溫室產(chǎn)業(yè)，將無法確保溫室產(chǎn)業(yè)得到有效的發(fā)展，其經(jīng)濟(jì)效益電是相當(dāng)有限的。因此，必須加大科研開發(fā)力度，切實(shí)解決溫室產(chǎn)業(yè)中關(guān)鍵技術(shù)難題，重視溫室產(chǎn)業(yè)相關(guān)生物技術(shù)的