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園藝設施學是一門涉及到園藝學和環境調節學、機械和建筑學的跨學科領域的學科。

它主要包括園藝所用的設施，裝置和環境調控等方面的內容，是設施園藝學的一個分支，是

園藝學科學生和研究者選學的一門重要課程。

我國農業院校已開設了設施園藝學課程。但其中對園藝作物的設施栽培技術方面作了詳

細論述，而園藝設施的設計、施工、裝置及環境調控方面內容較少，其深度和廣度不夠。本

教材就是為了深化和完善設施部分而寫的。其目的就是讓學生和研究者掌握園藝設施的設計

原理、了解各種裝置性能及使用、掌握環境學的有關知識、學會環境調控的實用技術。

本教材主要有四個方面的內容。一是園藝工程設施，如溫室、塑料棚、無土栽培設施等

的設計和施工；二是環境調節控制設備，如溫室內采暖、降溫、通風、灌水、配電、照明、

二氧化碳氣體施肥設備的設計、安裝調試以及使用技術；三是環境監視、信息傳遞設備，光、

溫、濕、氣的監測儀器和自動控制等配套使用技術：四是材料和能源開發與利用技術。由8

章組成。第一章是敘述設施園藝的發展現狀與技術變革。第二~三章是溫室大棚設施的規劃

與設計。第四章是環境調控設備的設計與裝置。第五章是建筑施工的識圖知識。第六章是建

材和覆蓋材料的種類和特性。第七章是介紹無土栽培的裝置和利用情況。第八章是今后極為

重視的自然能源利用。以上內容是結合了國內外設施園藝發展情況和技術，參考了多種書籍,

大量資料后編寫的。當然，僅一本教材并不能包括所有內容，希望在學習當中，參閱其他有

關資料，加以理解和掌握。

本教材由西北農林科技大學鄒志榮、張新平、國培光、林性粹、高樹賢、王宏麗、蒲亞

鋒、盧博友和中國農科院張志斌等教師編寫，各部分編寫的教師分工如下：前言、第一章、

第二章、第八章由鄒志榮執筆；第三章由鄒志榮、王宏麗執筆；第四章由張新平、國培光、

林性粹、盧博友、鄒志榮執筆：第五章由高樹賢執筆；第六章、第七章由張志斌執筆。

蒲亞鋒負責第二、第三、第七、第八章各章插圖制作。

由于編寫水平有限，時間倉促，錯誤之處在所難免，謹請讀者批評指正。

2001年10月

第一章設施園藝的發展現狀與技術變革

提要：1.介紹設施園藝意義與發展

2.了解國內外設施園藝發展現狀

3.展望設施園藝技術的發展方向

第一節設施園藝的意義及發展

我們把在溫室和大棚等保護設施里，利用室內外配備的各種設備調節環境條件和栽培土

壤條件下進行的園藝生產叫做設施園藝。

從最簡易的陽畦、風障到大型的溫室和植物工廠，設施結構種類繁多，形形色色。從幾

毫米厚的薄膜到大型鍋爐、加溫、照明、灌溉設備機器，包括著成百上千種材料和類型。我

們就是把它們合理的利用起來，進行園藝作物生產，概括起來就是設施園藝生產。

一、設施園藝在農業生產上的意義

人類也同其他動物樣為了生存就要采集，獵取和獲得糧食，也屬于自然生態系中的一

員。從刀耕火種的農業出現，人類開始脫離自然生態系，從自然制約中沖破出來，開始了改

造自然，掌握自然的農業生產。隨后逐步發展到有畜農業和機械農業，使糧食生產飛躍般的

大增產。這些農業技術變革的特征就是向耕地投入的能量形態不同，是投入更多的能量技術

的開發過程。只有大量向耕地投入能量，才會使耕地更進一步從自然生態系統中解脫出來，

創造耕地生態系，使植物增強生產能力。

表1一1-1表示了農耕方式和能量投入量的關系。事實表明人類要想得到更多的糧食，

就必須開發向耕地投入新能源的形態。

表1一1一1各種農業耕種形式的能源效率

能源(KCal/n?)

農業耕種形式能量效率現在的國名

投入能量獲得能量

狩錯采集時代0.00.42.5X10-7亞馬孫河

刀耕火種時代3.619.5I.3X10-7烏干達

有畜農耕時代36.0250.01.7X107印度

機械化農耕時代241.01000.06.7X10-4日本

*年間日射量以1.5X106KCal/m2H-M-

（odwnE.P:Eucrgiticsofworldfoodproduction.1967年內善兵整理，1975年收集于21世紀的糧食，農業書中）

設施農業耕種就是一種具有新能源形態的農業耕種形式。它是在人為的設備條件下，調

節土地和大氣的環境條件栽培作物,無疑向耕地投入了較大的能量，必然帶來高的生產能力。

正如日本的著名專家矢吹所指出的那樣：“到現在為止的農業技術方向是圍繞適宜作物為中

心，環境調節的對象完全是土壤。比這個高一層水平的農業生產的話，對大氣環境的變動幾

乎無法調節，即使有規律的氣候年變化，農家也很困難適應其變化，因而，今后應該開發的

技術是地上部的環境調節”。

設施園藝不僅是一種最新能源的投入形態，而且是能夠調節地上和地卜部環境條件進行

生產的，其本質是將農業從自然生態中脫離出來，產生更高的生產能力。這就是設施園藝在

農業生產上的最大意義。

二、園藝設施的發展簡史

世界園藝設施的發展大體上分三個階段：

第一、原始階段：約2000多年前，我國使用透明度高的桐油紙作覆蓋物，建造溫室。

古代的羅馬是在地中挖成長壕或坑，上面覆蓋透光性好的云母板,并使用銅的煙管進行加溫,

此時可以說是溫室的原始階段。

第二、發展階段：主要是二次世界大戰后，玻璃溫室和塑料大棚等真正發展起來，尤其

以荷蘭，日本為首的國家發展迅速，而且附加設備增多起來。

第三、飛躍階段：七十年代后，大型鋼架溫室出現，自動控制室內環境條件已成現實,

世界各國覆蓋面積迅速增加，室內加溫、灌水、換氣等附加設備廣泛運用，甚至出現了植物

工廠，完全由人類控制作物生產。今后將向著節能、高效率、自動管理的方向發展。

荷蘭溫室已有100多年歷史，目前溫室結構及生產管理水平都處于世紀領先地位。荷蘭

農民從19世紀末就開始把玻璃盆覆蓋在植物上用于透光和保溫,后來采用不足0.5m高的玻

璃溫箱種植作物，這是溫室農業的最初形式。20世紀50年代初建起了木質結構的人字形玻

璃溫室，開始了保護地規模化生產。荷蘭溫室結構主要選用鋁合金框架和玻璃覆蓋材.料，也

有少部分PC板材溫室，溫室生產基本實現了光、溫、水、肥、氣全面自動化控制。

我國的設施園藝雖然開始較早，但真正大面積運用生產是70年代初開始，至1978年,

我國塑料大棚的面積已達8萬畝。1982年塑料薄膜地面覆蓋已達31萬畝。2000年已突破

2000萬畝。特別是“九五”期間，我國研制開發了華北型、東北型、西北型、華東型、華

南型以及東南沿海等不同生態類型區和氣候條件的新型、適用的溫室及配套設施，提高整體

園藝設施水平。同時，我們又自建或引進了一批荷蘭型溫室，日本及美國型塑料溫室，開展

了工廠化育苗的技術研究，大面積采用了薄壁鍍鋅鋼管裝配骨架的塑料大棚，使我國保護地

生產以塑料大棚為主體的體系發揮著更高的生產效益。

第二節設施園藝生產的現狀與展望

一、園藝設施面積及內部裝備

到目前為止，世界上主要園藝設施國的溫室面積統計如表1—2一1所示。

表1-2-1世界各國溫室和大棚面積

國家面積（公頃）國家面積（公頃）國家面積（公頃）

中國1396000比得時?2000日本100000

智利1600西班牙35000保加利亞1350

韓國22000德國1300荷蘭17000

突尼斯1100土耳其9800埃及1000

波蘭6500捷克800法國6000

丹麥750俄羅斯6000澳大利亞600

匈牙利5500約旦500阿爾及利亞5(X)0

南斯拉夫500美國4500塞浦路斯300

希臘4240瑞典200羅馬尼亞3000

瑞士200以色列3000南非200

哥侖比亞2600摩洛哥200葡萄牙2500

哥斯達黎加200英國2300加拿大2100

合計1645840

從設施總面積上看，中國據世界第」日本位于第二。但從玻璃溫室和人均溫室面積

上看，荷蘭占據世界第一。從設施內栽培的作物來看，蔬菜生產占到總生產面積的80%左

右，其中果菜類可占90%左右，果菜中最多的是草毒、黃瓜、甜瓜、番茄、西瓜、茄子、

甜椒等蔬菜，而我國西甜瓜在溫室內生產較少，剩余20%是花卉和果樹，又以花卉為主。

花卉生產主要是切花類、缽物類和花壇用苗類。果樹生產，主要栽培葡萄、桃、柑桔、梨等。

可從表1一2—2上看這一具體數據。

表1-2―2設施園藝作物生產面積(日本、1985年）

蔬菜(ha)花卉(ha)果樹(ha)

作物面積比率％作物面積比率％作物面積比率％

總面積35.58210054321004575100

草莓792922.3切花類433179.7葡萄323970.8

黃瓜752021.1柑桔113024.7

普通甜瓜597016.8缽物類100818.6梨671.5

番茄556315.6枇杷511.1

西瓜34009.6花壇用931.7無花果290.6

苗類桃220.5

茄子17705.0其他36.90.8

甜椒15004.2

溫室甜瓜12703.6

生菜4701.3

南瓜1900.5

其次，我們再看一下設施內的設備。見表1—2一3。

表1-2一3溫室內部裝備狀況(日本，1987年)

種類玻璃溫室(100m2)塑料溫室(100m2)

項目

總面積比率％總面積比率％

設施總面積

18.912100402.355100

加溫面積

16.17635.5127.62131.7

自動灌水裝備

10.81957.2134.57633.4

co?發生裝備3.46618.25.2151.3

一層保溫幕

8.18343.3141.59735.2

多層保溫幕

6.24533.045.71011.4

設有保溫幕

14.42876.3187.30746.6

自動天、側窗開閉

8.41744.512.4723.1

換氣窗

4.99126.456.72814.1

水耕栽培

1.0575.61.3930.3

從表1—2—3可見，溫室內裝備有加溫、多層幕、換氣扇、自動灌水、CO2氣體施肥以

及水耕栽培設施，為自動控制環境因子創造了條件。

二、國外設施農業發展現狀與趨勢

以荷蘭、美國、日本、法國、以色列等國家為代表，其明顯的特征是設施結構多樣化，

生產管理自動化，生產操作機械化，生產方式集約化，是以現代工業裝備農業，現代科技武

裝農業，現代管理經營農業。

(一)設施面積較大，發展程度不同

世界設施農業比較發達的國家有：北美的加拿大和美國；西歐的英國、法國、荷蘭、意

大利和西班牙；中東的以色列、土耳其；亞洲、大洋洲的日本、韓國、澳大利亞等國家。據

不完全統計，世界上溫室和大棚的面積大約有1645840公頃。其中西北歐國家由于常年天氣

較冷，夏季短，氣溫不高，以玻璃溫室為主，而亞洲、南歐、北美以塑料溫室為主。

(二)設施結構與建筑材料多樣化

1.設施結構的多樣化縱觀國外設施農業，其結構主要有三種類型：

(1)小拱棚用支撐物托住塑料薄膜，高度在1米左右，兩側薄膜埋人士中，方法簡便。

(2)塑料大棚外型有篷型、屋頂型，以塑料膜為覆蓋物，內部設施較少，主要用于春、

夏、秋季生產。

(3)溫室大約有三個等級：第一，是初級溫室，指一般小型溫室，不具備調溫、通風

等設備。第二是現代化溫室，指聯棟大型溫室，可以實行耕種機械化，管理自動化。第三是

工廠化溫室，它是一座比較完善的工廠，其中有各種工序所需要的廠房、車間，按工序進行

流水作業，即每天按同一規格和一定數量進行播種，育苗，促其生長和收獲，它不需要土壤,

作物也不一定固定生長，而可以隨機械轉動進行移動生長，它的栽培是高度密集化的，操作

是高度機械化的，經營是高度集約化的，它的生長時間短，采收時間長，年產量比露天作物

高10倍，比現有的塑料大棚、普通溫室高5倍。

2.建筑材料的多樣化在建筑材料上，國外溫室建筑與工業材料的發展密切相關，是

隨著建筑材料發展而變化的。如美國溫室建筑大體可分為3個階段：

第?階段(1950—1969年)當時建筑的溫室以木結構為主，覆蓋材料兒乎全部用玻璃，溫

室的數量不少，但面積很少有超過1.5公頃的，有加溫設備和自然通風，室內以土壤栽培為

主。自動化設備很少應用。

第二階段(1970—1989年)金屬骨架溫室逐步增加，20世紀80年代以后建的溫室，幾

乎全部用鍍鋅鋼、鍍鋅管和鋁合金的屋頂，覆蓋材料除了玻璃以外，出現了玻璃鋼，FRP

板和雙層充氣薄膜溫室，這樣可以減輕屋架的重量，降低建筑成本。80年代中期，二氧化

碳施肥技術、應用計算機控制溫室環境及滴灌技術、無土栽培技術已普遍應用，溫室降溫采

用電扇強力通風，用冷水墻加強通風的技術也比較普及。

第三階段(1990年到現在)聚碳酸酯板(PC)已進入實用階段，該板透光與保溫性能好，

耐用，不易破損，防火性能強，可制成三層的中空板，保溫性能更佳。另外，光譜選擇薄膜

發展很快，如在塑料薄膜中加入類似硫酸銅的染料，就可降低遠紅外光的透射率，使溫室內

溫度降低。

(三)溫室管理向電子化、機械化、專業化發展，基本實現自動化管理技術

溫室管理主要由于采用了電子計算機控制環境和無土栽培技術，使植物在最佳小氣候條

件和根系環境中生長，產量水平得以突破。荷蘭的溫室面積中的70%以上已采用無土栽培，

其中絕大部分采用巖棉栽培，微電腦控制溫室的生產達90%以上，使作物栽培向自動化、

工廠化發展。加拿大溫室的一半以上采用無土栽培，90年代與80年代相比，戶均經營面積

增加了70%,產值增加了144%,總雇工減少了10.9%,總能源消耗減少35%,雙層充氣

塑料溫室面積增加了66%,每米2番茄產量平均達35-40千克，最高達到48—50千克。黃

瓜達到每米250—70千克。

計算機在溫室中調控的環境因素除了空氣溫度、相對濕度、二氧化碳和光照外，還有定

時定量灌水以及營養液的精確注入、空氣流速等。以加拿大不列顛哥倫比亞省制作的Argus

軟件系列為例，其與IBM兼容，可以從16個不同的方面考慮同一因子的控制。比如降溫，

首先控制冷熱水交換閥，減少熱水進入溫室的流量，減少鍋爐燃料供應量，若溫度仍高，再

啟動開天窗、遮陰、噴霧或水簾等降溫設施。所有程序按照順序運行，如果陰天光照極弱，

溫度極低，可覆蓋保溫幕保溫并開燈補光，以節約燃料能源。因此，節能效果極好。日本除

了溫室內安裝計算機控制系統，把工程技術作為個專家系統（咨詢系統）已引入設施園藝栽

培中，溫室控制的管理規則，正在向可以通過一系列的正規控制指令來實現的方向發展。

（四）溫室的科研成果不斷轉化，推動著生產迅速發展

研究目的明確，新技術、新成果推廣應用迅速，并且相關產業的發展也得到應有的重視。

包括溫室的結構建造、病蟲害綜合防治技術、節能技術和品種的改良，也為溫室的高產優質

管理技術起到重要作用。

日本對溫室的科學研究一直比較重視，據《日本農業新聞》報道，一種利用氣壓支撐的

塑料大棚溫室，目前在日本農村已經廣為使用。這種氣壓式塑料大棚，比傳統的和鋼架支撐

的塑料大棚價格便宜，而且透光性好，可控制溫度，因此受到歡迎。對溫室的廢舊塑料的處

理方法已研制成功。

美國在溫室研究中推出了以下新技術：

1.太陽能水墻溫室美國東北部已開發成功一種能獨立解決能源問題的太陽能溫室，

該溫室分兩層，第一層為骨架結構，面積約370m2,第二層是溫床，面積為167m2。溫室東西

北三面墻上均裝有15厘米厚的帶玻璃罩的太陽能聚脂電池板，該裝置的絕熱性能相當于4

塊玻璃，它的光通過量比2塊還多，能將熱儲存在兩邊可容納13626升的水墻里，使水溫

上升到15~27℃,然后再用太陽能驅動抽水噴灌。

2.無土栽培美國溫室的無土栽培蔬菜作物主要為番茄、黃瓜和生菜，其他葉菜也占

一定比重，甜瓜的比重不大，大多數溫室用于種花。50年代到70年代，無土栽培的方式以

水培為主，以石礫、砂等固定根系，營養液循環利用，這種方式成本高，以后逐漸減少。80

年代開始用營養液膜系統、袋培系統，基質為草炭、蛭石、珍珠巖和各種泡沫塑料的廢腳料,

同時也從歐洲引進少數巖棉栽培系統。90年代以來，巖棉系統占絕大多數，不用基質的水

培系統已經很難見到了。美國宇航中心采用最先進的無土栽培技術，生產人類在太空中生活

必需的食物，已獲得成功，最新技術每平方米可種1萬株小麥，1.2平方米的小麥就可滿足

一個人食用。玉米株高僅40~50厘米就成熟了，番茄每平方米種100~120株，此外還有綠

豆、菜豆和馬鈴薯等作物已試驗成功。目前在太空中吃的東西包括麥、薯、豆菜等，每人只

需6平方米就夠了，這些作物從種到收一般為50-60天。

3.二氧化碳的應用近20年來，美國溫室內已普及增施二氧化碳的技術，增施的濃

度達到空氣二氧化碳的3倍，主要是采用燃燒碳氫化合物的方法。

4.熊蜂授粉從1991年開始，把振蕩授粉改為熊蜂授粉。熊蜂比普通蜜蜂個頭大，

身體強壯，而且不傷人。一般采用這種方法能使作物產量提高20%左右。人工授粉不如熊

蜂均勻，熊蜂的工作時間是日出授粉，H落休息。熊蜂由專業戶飼養，可以租用，每個蜂箱

80只蜂，能授1500平方米的面積，平均每只蜂授粉面積為20平方米，租金很便宜，蜂箱

每月更換一次。

5.機器人移苗現在蔬菜、花卉和苗木數量不斷增加，美國南北各地，都有許多專門

生產蔬菜、花卉和觀賞植物的苗木農場，穴盤育苗在全國各地普遍應用。播種時先播在小苗

孔的穴盤上，過一段時間再移栽到大苗孔的穴盤上。由于育苗中移苗工作需要很多人工。因

此，應用機器人移苗技術就應運而生。所謂機器人，實際上是一個機器手，前面有兩個類似

大針的觸角傳感器，將苗盤上小苗孔的幼苗，移到大苗孔的苗盤上，平均L2秒移一株，移

栽幾十萬株幼苗的繁殖勞動，對機器人來說是很容易的事。機器人能辨別苗的好壞，把不好

的苗拋到邊，只移栽好苗。

6.基質消毒現在正在研究太陽能消毒法，因為這樣可以節約能源，而且消毒效果也

是可以接受的，雖然不能百分之百地把病蟲害全部殺死，但可以大大減輕病蟲的傳播，因為

蒸氣消毒太貴，化學消毒法污染環境，太陽能消毒法是比較理想的發展途徑。

據報道，前蘇聯莫斯科建筑物理科學研究所創造的自然能溫室，采用的節能型墻板填

充料是新型無毒物質一一桑拉膠。墻板上充滿空氣，也是貯熱體，一到晚上，物質逐漸變冷、

變硬，同時放出白天積蓄的全部熱量。這種墻板積蓄的能力比水強4倍。

（五）溫室生產產'亞化體系已完整運行

許多國家很重視溫室產業化生產和發揮農業的總體效益。例如：美國的蔬菜產業化主

要是采前的服務體系、產中的規模化、機械化生產體系和產后的銷售與加工體系相配套，發

揮了整體作用。

1.產前的種苗和肥料農藥公司在美國，早在40年前就已實現了種苗商品化。目前，

所有移栽的蔬菜苗，都是由專業育苗公司提供。有世界最大的年產10億株商品苗的

SPEEDLING種苗公司，中等生產規模年產商品苗1億株的種植者育苗公司以及年產1000

萬~2000萬株商品苗的山本種苗場和SANTAFENURSERY種苗公司。主要育苗蔬菜有芹菜、

生菜、青花菜等，同時還有花卉、煙草等。各個種苗公司育苗生產的共同特點是：苗生長整

齊、成本低、育苗科技含量高。

2.產中的機械化生產體系美國的菜田機械化從40年代即已開始，此后菜山機械繼

續增加，機械功率增長快于臺數的增長，顯示了機械大型化的發展趨勢。蔬菜生產從整地施

肥、起壟作畦、移栽（或直播）、中耕、打藥、除草、收獲等作業都有配套機械。目前，綠菜

花、芹菜、生菜等移栽作業正從半機械化移栽發展到使用全自動蔬菜移栽機田間作業。

3.產后的銷售與加工體系美國蔬菜大部分為超級市場銷售，但也有定期開放的農貿

市場（一般每周1—2次）。經過預冷的蔬菜，按固定的銷售渠道運往批發市場或直接運到超

級市場。超級市場零售蔬菜均有冷氣柜臺。美國零售市場蔬菜90%以上不包裝，為了防止

失水，有的超級市場蔬菜冷柜還設有噴霧裝置，美國蔬菜生產成本價占1/3,收獲、包裝、

預冷成本占1/3,流通利潤與損耗占I/3。

荷蘭是一個人多地少的國家，種植糧食在經濟上是不合算的，因此就集中力量發展經

濟價值相對較高的鮮花和蔬菜生產。目前，荷蘭已建成1.1萬公頃的玻璃溫室（約占全國土

地面積的0.5%,占全世界玻璃溫室面積的1/4）,專門用于種植蔬菜和鮮花，生產率極高。

無土栽培的辣椒高3米，單產為30千克/米2；番茄秧長30多米，單產達60?70千克/

米2。同時，由于實行專業化集約生產，花卉品種不斷增多，質量不斷提高，競爭力不斷增

強。目前，荷蘭共有7000多農戶從事花卉栽培，培育出近1億個品種，每天向世界出口1700

萬枝鮮花和1700萬盆花。荷蘭鮮花在世界鮮花市場的占有率已達60%以上，僅此一項全國

每年獲得的收益達112.5億美元，成為該國的主要支柱產業，所創造的產值占全國農業總產

值的35%左右。19857990年，荷蘭人均凈創匯由1.8萬美元上升到5.7萬美元，而美國同

期僅由2310美元上升到6310美元。荷蘭每個農業勞動力可供養112人，高于美國的60~70

人，為英國、法國和德國的10倍。

三、國內設施農業發展概況與趨勢

（一）基本情況

我國蔬菜的溫室生產在一個相當長的時間內是初級的紙窗溫室。解放后，將紙窗溫室改

為玻璃溫室，即北京式溫室。1966年有了塑料大棚，70年代溫室種菜迅速在全國發展。從

80年代初，北京、天津等地都開始引進或自建若干現代化自動控制的大型聯棟溫室，擬采

取國外的生產技術方式解決北方冬季蔬菜供應問題，但主要由于三高?低（高投資、高能耗、

高成本、比較效益低）的原因，絕大部分相繼停止運行。我國蔬菜生產在北方采用傳統的加

溫溫室由于煤火費用太高，產量效益相對低下，這在能源短缺的我國，無法大面積發展，節

能型日光溫室便應運而生了。1985年，遼寧省在海城地區采用塑料日光溫室，冬季不加溫

生產黃瓜取得成功，并且由第一代節能型日光溫室發展到第二代節能型日光溫室。1987-

1989年農業部組織北方地區進行適應性開發研究，在日光溫室種植番茄、茄子、辣椒等喜

溫果菜類和多種葉菜類獲得成功，并取得高產，面積發展到1000公頃。1990年，財政部、

國家科委、農、業部立項開發推廣，成立了“日光溫室高效節能蔬菜裁培技術開發協作網”，

使此項技術迅速推廣應用。據統計，1994年我國節能型塑料II光溫室的面積為4300多公頃，

比1989年擴大39倍，占同年設施蔬菜栽培面積的12.7%,占塑料溫室面積的56.3%,主要

分布在山東、河北、遼寧、河南等省，平均每667m2產量8000千克，平均產值超萬元。至

1997年，各種溫室大棚己發展到86.67萬公頃，成為世界上設施栽培面積最大的國家，其中

溫室面積22.67萬公頃，大棚面積23.33萬公頃，中小棚40.67萬公頃。1999年全國設施栽

培面積達139.6萬公頃，其中，溫室面積36.7萬公頃，大棚面積45.66萬公頃，中小棚面積

57.24萬公頃（表1—2—4）。80年代末90年代初又迅速發展遮陽網覆蓋栽培，至1997年達

到6萬公頃（主要在南方）。至1997年底無土栽培面積達到165.7公頃。

表1—2-4全國設施農業種類面積（萬公頃）

年份溫室大棚中小棚合計

19780.5271.0671.594

19850.9580.7472.5864.291

19902.5472.7998.57913.925

199514.20611.68831.06156.955

199722.67023.33040.67086.670

199936.7045.6657.24139.6

據統計資料，我國設施栽培面積最大的省份是山東、河北、河南、遼寧、江蘇和陜西。

而高效節能日光溫室面積最大的省份為山東、河北、遼寧等省（表1—2-5）.

表1-2-5全國主要地區的設施狀況（萬公頃）

地區設施總面積日光溫室大棚中小棚分布點

LLI東40.0012.006.6721.33壽光、臨淄、蒼山、聊城、荷澤等

河北24.89.25.410.2定州、成安、廊坊、徐水、固安等

遼寧9.876.001.332.53遼西、遼南

江蘇8.200.532.804.87淮河

河南10.672.002.006.67隴海沿線、駐馬店、周口

陜西4.000.800.872.33西安、咸陽、渭南、延安、榆林、寶雞

新疆2.000.801.000.2烏魯木齊、昌吉、石河子、喀什、庫爾勒

黑龍江1.470.330.800.33

北京1.050.290.260.50

上海0.170.0020.030.03

據各地統計資料顯示，高效節能日光溫室栽培技術示范點19907995年每667m2年產值

在9386.6-17656.8元之間，一般在11000-12000元左右,純收入在2593.5~6991.4元之間，

高低相差一倍多，一般在3000~4000元左右；塑料大棚每667m2年收人在4000~11000元之

間，年純收入在1000~3000元之間；中小棚的年收入，在北京郊區春秋兩茬相加也可達到近

10000元。北京市的資料還表明：該市設施蔬菜栽培面積，占蔬菜栽培總面積的24%,而

收入占整個菜田收入的60%,露地蔬菜和設施蔬菜的純收入比為1：5,設施大桃栽培每

667m2純收人30000元，與露地桃收益比為10：1,可見設施栽培的比較效益是很高的。

各種設施的效益與其設施狀況、所處地理位置，該地區市場發育水平、種植作物種類以

及栽培者技術水平和生產中投入，都有很大的相關性：

1.溫室結構和性能與效益的關系如在北京順義大孫各莊鄉大塘村，同是種冬春茬黃

瓜，因溫室始建年份不同而技術參數不同，兩棟各333m2的日光溫室，19977998年的冬春

茬黃瓜收人分別是：1994年建的為9000元，1997年新建的為13000元。造成該差異的主要

原因是溫室的技術參數不同，兩棟溫室透光保溫性不同，因而后者產量高，上市時間早，獲

得了較高的價值。

2.種植種類與效益的關系如河南滎陽市，日光溫室種植黃瓜、番茄等大宗萊，每667m2

年純收入平均4000元，高的8000~20000元，種植盆、切花的，年純收益40000~50000元，

種植油桃、櫻桃、葡萄的年純收益20000~30000元。在山東，日光溫室黃瓜最高產值可達4

萬元，日光溫室種植香椿最高的年產值達10萬元（投入5萬元）。

3.茬口安排與效益的關系茬口安排不合理，致使上市時間不對，效益就不高。河南

滎陽市王村鎮一戶農民，黃瓜12月中旬育苗，3月份才上市，每千克黃瓜僅0.4—0.6元，

如在元旦、春節上市，每千克黃瓜均在2元以上。

4.地理位置與效益的關系不同的地理位置對產品所售價格影響很大。如城郊區與邊

遠地區相比，價格大不一樣，同在山東省，壽光地區的市場發育良好，其蔬菜設施生產的效

益就比其他地區好得多。在壽光市場上，沒有賣不出去的萊，也沒有買不到的菜。但在有些

市場發育不成熟，栽培技術不過關的地區，盲目發展成片的日光溫室及大棚，致使旺季時滯

銷，爛菜嚴重，很多棚的產出不能保本。

（二）高效設施農業產業示范園區已初步建成

為推動我國蔬菜工廠化農業生產的發展步伐，國家科委把工廠化農業技術研究和示范項

目列入“九五”農業科技攻關重點課題，在上海、北京、沈陽、浙江、廣東等地建立了蔬菜

和苗木工廠化高效生產示范區。

1.上海蔬菜高科技推廣中心占地約85.3公頃，其中包括從荷蘭引進的智能型溫室兩

棟，每棟占地1000m\每公頃費用1200萬元，智能溫室主要可控因素有溫度、濕度、光照、

水、肥。該中心的其余設施為大棚，每個大棚占地約667m2,費用為1.5萬元，大棚的用膜

是從以色列引進的，架子為鍍鋅的，溫室內使用的微型機械可用于翻地、開溝、施肥、打藥、

松土、覆膜、運輸等。這套系列機械是從歐美地區用得較多的設備引進后進行多次改進后形

成的。

2.沈陽市蔬菜科技示范區占地約3.3公頃，共建成22棟日光溫室，每棟占地約

400~467m2,溫室結構采用的是鞍山型的二代，磚墻式結構，跨度6米，高度2米，原種蔬

菜，現改種花卉，并在溫室內加有暖氣片，內有無土栽培技術。每棟造價約4.5萬元。現在

正在新建1棟占地667m2的新型智能溫室，是由清華大學設計的，全鋁合金半地下的玻璃型

溫室，后墻帶操作間，總造價約為150萬元，用于種植花卉，可自動調控的因素有濕度、溫

度，光照、水、肥等。

3.北京蔬菜高科技示范園按規劃設計，每個示范區占地26.7公頃，建標準日光溫室

100棟，大棚50棟，并設有試驗區和加工區。總投資2700萬元（每個區675萬元），其中北

京市無償投入1600萬元，占60%；貼息貸款800萬元，占30%；鄉自籌300萬元，占10

%。每棟日光溫室設計造價4.7萬元，大棚設計造價1.7萬元。示范區建設的總體目標要達

到國內先進水平，具體體現在6個方面：①保護地設施結構技術先進；②最新綜合配套栽培

技術；②科學布局、設施配套、環境良好；④集科技、試驗、示范與產加銷于一體；⑤周年

生產供應，高產、優質、高效益：⑧科技示范交流，體現京郊蔬菜生產水平。

順義縣沿河鄉“蔬菜高科技示范園區”占地30公頃，計劃投資1200萬元，己投入1000

萬元，其中市投入480萬元，日光溫室生產上采用6項新技術：①特種蔬菜品種（四個系列

100個品種）；②溫室生產農機配套設備（20臺套）；②工廠化育苗；③滴灌；④遮陽網；⑤立

體裁培。現已實現每667m2日光溫室年產值1.5萬元，利潤0.6萬元，大棚年產值1萬元，

利潤0.4萬元。示范園區經營管理采取以下7項措施：①園區由鄉多種經營公司領導，建立

園區管委會；②各溫室、大棚集體經營，個人承包；③菜農來自本鄉，用期1~2年；④園區

列為農業部綠色蔬菜特供基地；⑤蔬菜注冊商標“沿特”、“京沿”；⑥產品直銷飯店、超市；

⑦園區每年投入生產保險金5萬元。

最近，北京錦繡大地農業公司又投資1.2億元建成了現代化農業示范園區，包括無土栽

培、現代養殖、觀光農業等內容，展示了21世紀現代農業的發展模式。

陜西省在楊凌投資3000萬元建立了現代農業示范園，主要展示現代化溫室生產技術和

進行人才培訓。

（三）我國設施栽培面臨的問題及對策

1.數量較大，質量較差全國設施栽培面積已達139.6萬公頃，如按城鄉人均占有面積

來看，現人均達到10.70?,比80年代中每人0.3611?增長了29.7倍，若以當前產量20千克

/n?計算，則人均占有蔬菜143.4千克，如加上露地蔬菜，人均年占有蔬菜300多千克，比

80年代人均占有量僅73千克，增長了4.1倍，這樣每人每日可吃到0.82千克蔬菜，已完全

滿足國人吃菜。因此，設施面積較大，蔬菜產需總量已基本平衡，大宗菜出現了季節性、區

域性的相對過剩，價位下跌，效益下降。所以要穩定面積，提高質量，增加科技含量，優化

生產布局與茬口種類布局，提高單位面積產量與效益。

從設施水平上看，溫室和大棚80%以上是結構簡易類型，以竹木、水泥桿為骨架，厚

厚的土墻降低了土地利用率，僅40%~50%；作業空間小，立柱多，不便于機械操作，只能

靠手工作業，更談不上自動化管理；保溫、采光性能差，強度弱，難以抵御雨雪沖擊，年年

維修，年年沖垮。對于農戶而言，一家一戶還能隨時補修，只不過增加維修費。對于企業來

說，大規模專業化生產，年年維修是很不協調的。所以要搞設施農業產業化就必須從設施水

平和管理水平上提高。具體來說，改造普通型溫室，逐步升為提高型溫室。要改土墻為磚墻,

改竹木水泥為鋼架骨架，改草簾為保溫被覆蓋，改手工操作為小型農機操作，改單純溫室骨

架為內部裝備調節環境功能的設備，逐步向現代化、自動化方向發展。

2.設施種類齊全，內部功能較差設施農業也被稱為控制環境農業，即人工控制環境

因素來滿足蔬菜最佳生長條件，從而取得最大經濟效益。空氣、根系溫度、光照、水、相對

濕度、二氧化碳和植物營養等因素，都可以實行人工控制。從我國設施農業來看，雖然有溫

室、大棚、中小棚、遮陽棚、陽畦等種類齊全的設施，但內部控制環境的設備較少。比如調

節室內溫度高低仍靠人工打開窗戶，拉開薄膜進行自然通風散熱；灌溉仍然照露地那樣大水

漫灌，而不是噴滴灌；施肥仍是盲目追化肥，而不是定量定時施用。因此，可以說我國的設

施水平還是比較落后，耗費的能源、材料、人工是較大的，必須逐步改善，才能提高設施水

平。

3.種植種類較多，栽培技術不規范我國蔬菜種類繁多，品種齊全，常年栽培最多的也有

四五十種，但普遍存在產量低，產值差的現象。例如，我國溫室番茄生產水平為每平方米6~8

千克，高產水平可達16千克，而荷蘭產量可達30~35千克，相差甚遠。其原因一是品種不同，

二是栽培技術落后，管理粗放。比如荷蘭的溫室面積中的70%以上已采用無土栽培，微電腦控

制溫室的生產達90%以上，使作物栽培向自動化、工廠化發展。而我國大多數農戶仍沿用傳統

的管理方法去種植，難以提高單產。因此，必須選擇耐低溫弱光的優質高產良種，加以推廣：

研究推廣日光溫室深冬栽培配套技術標準；增施有機肥和二氧化碳氣肥，以提高品質和產量；

變溫管理和綜合防治病蟲害，穩產高效。

4.生產面積較大，社會化服務體系與市場發育不健全據統計，1996年全國蔬菜播種

面積為1046.7萬公頃，其中反季節，超時令蔬菜的總產量達2700多萬噸。我國最大的蔬菜

生產與銷售基地山東省，1995年蔬菜產量3695萬噸，有2000萬噸銷往省外或國外，年產

值200多億元。如此龐大的銷售量，要靠市場良性循環才行。而我國小生產與大市場、大流

通的矛盾突出，分散性的經營格局，隨意性的種植制度，不確定的品種數量和質量，小生產

很難與蔬菜大市場、大流通對接。因此，在發展設施生產的同時，就必須建立市場流通場所，

配套的社會化服務體系要跟上。要宏觀管理，及時收集和發布市場信息，指導農民及時調整

種植計劃，減少盲目性，以穩定農民的收入。同時抓好市場管理，尋找銷路，完善社會服務

體系，包括生產資料市場，產品市場，產品采后處理、運銷等，提高整體生產效益。

（四）設施栽培的發展趨勢

針對我國設施栽培發展的大好形勢，今后一段時間的發展重點應該是，大力發展以高效

節能型日光溫室為龍頭的設施栽培，要制定各種類型的設施標準，建立低成本、低能耗的設

施設備成套技術體系，高效設施栽培管理體系和設施生產產業化體系，從機械化、電氣化、

專業化著手，提高設施結構與設備檔次，進一步發展為工廠化高效農業。要集成國內外農業

高新技術，以市場為導向，科技為先導，大幅度提高單位面積產量與效益，走出一條適合我

國國情的，并與世界先進農業生產方式接軌的農業新興模式。

1.開發新型溫室結構，制定設施標準體系我國今后設施結構發展要抓住兩個重點，

一是設施結構類型，以塑料棚為主；二是高效節能。雖然玻璃溫室在西歐等國家較普遍，但

是有兩個原因不適合我國發展，一是氣候條件不同，像荷蘭、西班牙等西歐國家，屬于海洋

性溫帶闊葉林氣候，夏季涼爽，氣溫多在25℃左右，超過30℃的天氣極少，冬季溫和，多

雨霧，所以設施以建設玻璃溫室為主。而我國北方地區大多數屬于大陸性北溫帶地區，夏季

高溫干燥，冬季寒冷風大，所以，溫室要具備夏季降溫、冬季保溫的性能，以建設塑料溫室

為主。二是國情不同。西歐諸國屬于發達國家，經濟條件好，人們購買能力強，對產品要求

質量越高越好，所以，設施栽培可以實現高投入、高產出、高效益的目的。而我國屬于發展

中國家，經濟基礎還不強大，人們生活水平較低，購買能力與觀念還趕不上，所以，要考慮

低成本低消耗高效益的問題。

在“六五”至“九五”期間，我國在塑料大棚、日光溫室的結構優化方面都做了不少研

究工作，而且取得了許多成果。但是，目前只有鋼管裝配式塑料大棚和玻璃溫室結構有國家

標準，而節能型H光溫室及配套設備仍無統一標準，需要進一步制定。另外，面對21世紀

農業，需要開發新型墻體材料、保溫材料和骨架材料，要設計出大跨度、高空間、透光保溫

好和便于機械化操作的新型溫室結構，以提高結構性能與檔次。

2.開發設施內環境控制技術與設備21世紀農業明顯的特征是高科技的工廠化高效農

業。工廠化農業是指在相對可控環境條件下采用工業化生產，實現集約高效及可持續發展的

現代化生產方式。針對我國設施可控水平低、機械不配套的現狀，應盡快提高環境控制能力，

促進改變靠天吃飯進程，縮小與發達國家的差距。因此，重點研究溫室環境指標（包括溫度、

濕度、光照等）和自動化捽制技術，對加溫、降溫、灌溉、通風、排濕、補光、二氧化碳施

肥等環境調節技術實行優化組合，便于應用。對以上各種環境調節設備進行開發應用。要注

重信息技術和專家系統的應用研究。

3.新品種引進與配套栽培技術研究優良的溫室品種與成熟的管理技術是獲得高產高

效優質產品的根本保證，所以，要開展新品種及配套高產栽培技術的研究。要采用抗病、高

產、優質的良種，立體栽培及營養液栽培新技術，植物生長調節技術，以生物措施為主的病

蟲害綜合防治技術和產品產后處理技術，建立從品種選擇，栽培管理到采收包裝一整套完整

的規范化的技術體系。

4.開發與應用設施生產機械作業技術主要是開發研制一系列溫室小型農機具，并能

夠進行溫室內耕翻、定植、鋪膜、消毒、嫁接、作境、開溝、施肥、打藥、清洗、包裝等機

械作業，使人們從簡單繁重的勞動作業中解放出來，走機械化道路。可以把引進和開發研制

結合起來，吸收國外先進的小型農機具和園藝資料，開發適合我國實用的小型機械與農具.

5.開展設施生產產業化體系及經營管理模式的研究作為產業化體系應該包括設備設

施與環境工程、種子工程、產后處理工程、蔬菜工廠化種植工藝工程等部分，是設計、制造、

生產、銷售一條龍，農科貿一體化系統。所以，要實行企業經營管理，走公司加農戶道路，

形成求實高效的運行管理體制。為順利運轉整體系統，還需要建立社會服務體系、人才培訓

體系、信息收集與分析體系等，這樣龐大的系統需要人才、技術、資金、管理等方面的集成

優勢，統一協調，順利發展，最后形成強大的產業集團，走向市場，走向世界。

6.開展無公害蔬菜生產技術的研究設施栽培中最容易發生的問題是連作障害，是土

壤連茬栽培后積累了大量鹽類物質和病蟲害。大量農藥和有害物質積累嚴重污染蔬菜，人們

食用后造成中毒，危害人們身體健康。另外，也由于連作障害影響溫室生產，限制了設施農

業的發展。因此，防止連作障害，減少農藥化肥污染，生產無公害蔬菜已是今后設施栽培中

重點研究內容之一。特別是加入WTO后，創匯農業也要求生產無污染產品。

7.培養設施農業管理的專門人才我國設施農業與世界先進國家的差距，其本質上是

人才的差距。所以，政府應重視人才工程，大力培養專門人才，提高管理者和生產者素質，

才能盡快趕上世界水平。

第三節設施園藝生產技術變革

一、技術革新

其突出表現為：

（一）開發和改良設施構造和覆蓋材料

從結構上，由簡易到復雜，由土木到鋼鐵骨架，變化較大。例如我國保護地生產上就是

從陽畦到土曖房，從小拱棚到節能日光溫室、大棚、溫室、從鞍山式日光溫室、北京改良溫

室到大型連棟溫室。從完全人工操作管理到半自動、全自動控制管理結構和設備。

從覆蓋材料上，由油紙，草簾到塑料薄膜，玻璃，由各種軟，硬質塑料材料到無滴、無

塵、各種顏色的薄膜，都是從透光性、耐久性及選光性等特點上確定，開發和普及。

（二）育苗技術工廠化，省力化

育苗自古以來就是在陽畦、平地上進行，而且費事費時。隨著生產發展，目前已采取工

廠化育苗的方法，即從苗子最佳生長狀態中確定育苗期最適宜的溫、光、水分和養分的管理

指標進行管理。育苗基質是稻草、熏炭、蛭石、海棉泡沫等材料，把種子播在裝有這種基質

的育苗盤或箱上，放在育苗室內進行適宜環境條件管理。由于放在育苗架上，移動方便，管

理得當，環境控制容易，再加上苗子的嫁接技術，有利于防止病蟲害。這種育苗方法管理方

便、時間短、苗壯、并能成批出苗，節省了大量人力和時間。

（三）調節環境條件，適應作物生長。

設施園藝生產的最大特點就是人為調節、改善栽培環境條件，栽培作物。因而，從光、

溫、水分、氣體等方面，采用了一系列實用技術和設備。從溫度管理上，有保溫、省能源的

保溫幕、有鍋爐加熱，地熱，太陽能，電熱等技術，也有濕簾、遮光膜等降溫技術。在氣體

管理上，有半自動和全自動通風設備，也有C02施肥裝備。在光照管理上開發了日光燈，高

壓納燈等補光設備，使蔬菜工廠化成為現實。自動化管理是高層次技術結構，利用電子計算

機監視，控制和調節環境因子，滿足作物生長要求，使產品變商品成型出廠，使蔬菜生產周

年進行，產量上升，品質提高。

（四）防止連作障害，推廣無土栽培技術。

在設施園藝生產中，連續3~5年在固定溫室內生產后，由于土壤鹽類積累和病蟲害侵害，

帶來連作障害，造成產量下降。為此，設施園藝生產工作者又開發了嫁接技術，普遍運用到

番茄、黃瓜、西瓜、茄子、甜瓜等作物上，有利防止了根系病蟲害感染。也開展蒸氣消毒，

太陽熱消毒等栽培床消毒工作，消滅土壤病蟲害。更吸引人的是推廣了無土栽培技術，出現

了巖棉塊，NFT營養膜，蛭石，礫培，袋培等設備裝置形式，將作物栽培在無土基質和栽

培床上，供給了營養液進行生產。這種干凈、無病，穩定而高產的生產系統產生，是農業生

產一大變革。

二、今后的展望

設施園藝發展到今天，已經從結構，管理技術初步形成一定的規格化，也在園藝生產中

占有重要地位，但從長遠地看，還有以下幾方面的技術開發需要進一步探討、研究。

（-）開發利研制更合理，更經濟實用的構造材，覆蓋材和附加設備，提高溫室設施性

能。

（二）研究省能源實用技術和環境調節技術，盡量地普及和推廣于大面積生產中，保證

周年生產穩定進行。

（三）進一步研究綜合防止連作障害和病蟲害對策和技術。

（四）向高度裝置化，技術集約化和自動化管理方向進軍.

（五）應用信息技術，研究與開發植物工廠化生產技術體系。

思考題

1.園藝設施發展的意義及作用

2.國內外設施園藝技術上的差異點是什么？

3.我國設施園藝急待解決的問題是什么？

第二章溫室和大棚的建造計劃

提要：1.了解溫室大棚建造的場地選擇與布局要求

2.掌握投資計劃的制定方法

第一節溫室和大棚的建筑特點與設計要求

一、必須適合于作物的生長和發育

溫室和大棚是栽培園藝作物的場所。為了適于作物的生育，要求具有白天能充分利用太

陽光能，獲得大量光和熱的結構；高溫時應有通風換氣等降溫設備，夜間應有密閉度高，保

溫性能好的結構，低溫時應有保溫采暖等設備；調節土壤水分應有排灌設備；還要求有理化

性質好的土壤。總之，為了滿足作物生長發育所要求的環境條件應盡可能使溫室和大棚的結

構設計合理，以便發揮更好的效果。

二、嚴格調控環境

為了取得高產優質的產品，要隨著作物的生育和天氣的變化，不斷地調控室內的小氣候。

特別是高濕高溫條件。不僅影響作物的生育，還容易發生病蟲害，所以要求具有靈敏度高，

容易調控的結構和設備。

三、良好的生產條件

內部環境要適于作物生育，便于勞動作業和保護勞動者的身體健康。如采暖、灌水等管

道配置不合理或立柱過多時，要影響耕地等作業；結構過于高大，影響扣膜作業，而且也不

安全，再如室內高溫高濕容易使勞動者疲勞，降低勞動效率；還因病蟲害多，要經常撒農藥,

直接影響勞動者的健康。其殘毒也要間接地影響消費者的健康。此外還要考慮換下來的I日薄

膜和營養液栽培時廢液的處理問題，否則易造成公害。所以要求有處理設備，或使用無毒的

薄膜。

四、為