天津市设施农业工程技术发展现状、存在问题及前景分析[管理资料]

天津市设施农业工程技术发展现状、存在问题及前景[管理资料] 天津市设施农业工程技术发展现状、存在问题及前景分析 张宝乾 谢敏 (天津市农业机械试验鉴定推广站，300020) 摘要 本文阐述了天津市设施农业工程技术中温室设施及机械设备的发展现状、存在问题， 并对我市设施农业工程技术的推广应用前景及应采取的措施进行了论述。 主题词:设施农业 温室 机械设备 1、设施农业的基本概念及其技术体系 设施农业是通过采用现代农业工程技术，改变自然环境，为动植物生产提供相对可控制甚至最适宜的 温度、湿度、光照、水肥等环境条件，而在一定程度上摆脱对自然环境的依赖进行有效生产的农业，具有高投入、高技术含量、高品质、高产量、高效益等特点，是最有活力的农业新产业。设施农业是现代农业技术与工程技术的集成(主要设施以温室和塑料大棚为代表)，涉及建筑、、机械、环境、自动控制、品种、栽培、管理等多种学科和多种系统，是农业现代化的重要组成部分。广义设施农业包括设施栽培和设施养殖，狭义设施农业一般是指设 施栽培。本文涉及的设施农业是狭义设施农业，即设施栽培，可充分发挥作物的增产潜力，增加产量，改善品质，并能使作物周年生长，在有限的空间中生产出高品质的作物。设施农业工程技术包括温室设施(大棚、日光温室、智能温室等)及机械设备两部分。 2、天津市设施农业工程技术的发展现状及存在问题 2.1 发展现状 近几年来，天津的设施农业发展已经起步，特别是在蔬菜、瓜果、花卉的温室大棚栽培、果树温室育苗方面发展较快。在设施方面已先后建成各级蔬菜工厂化农业科技示范区22个，既有自行的新型节能日光温室，也有从国外引进或国内生产的连栋温室及智能温室。全市设施蔬菜栽培面积约21.5万亩，其中日光温室5.2万亩，大棚6.8万亩，中小棚8万亩，设施蔬菜总产量15.46亿kg，总产值23.19亿元。但从整体而言，天津市设施农业规模不大，水平不高，缺乏像荷兰、以色列那样的高科技投入、高资金投入、超高效益的高度集约型工厂化设施农业，与目前发达国家的 设施农业发展还有很大差距，与国内北京、上海等地的设施农业发展相比也存在一定差距。在机械设备方面已开发生产出适于温室应用的耕作、卷帘、节水灌溉等机械设备，引进了育苗、嫁接、增温、补光等设备，取得了一些成绩。但从整体而言，目前设施内的机械化作业水平仍很低，劳动强度大，工作环境差，效率低而且作业质量差，与发达国家相比存在很大差距，是综合设施技术中的薄弱环节，对设施技术的进一步发展已构成约束。 2.2 存在的问题 目前我市发展和应用较多的主要有塑料大棚、新型节能日光温室和连栋温室，也有少量采用先进工程技术的智能型温室。前者反映现阶段我市设施农业的技术水平，而智能型温室则代表设施农业的发展方向，是设施农业的较高技术层次;机械设备指适合设施农业耕作、栽培、收获等农艺特点的各类农业机械。我市设施农业所需设施近些年的发展很快。相比之下，设施内的机械设备发展较慢，作业机械应用较少，机具配套水平不高。 2.2.1 设施 日光温室:我市传统日 光温室的主要特点是三面土墙作护围，土墙厚度为100cm左右，采用竹木、水泥立柱和竹木桁梁，温室一般为长60m左右，宽8,10m，高2.3-2.5m，采光用普通农膜、草帘覆盖，每亩日光温室投资为5000元左右，日光温室无配套机械和设施，作业靠人力。近几年，传统温室在结构、材料等方面开始逐步完善，向新型节能日光温室转变，主要表现为:一是结构尺寸的变化，高度增加到2.8-3.5m，温室跨度减少到5,7m，前屋面弧度的优化设计使采光更加合理。二是温室建造所用材料的变化，主要是部分墙体采用砖墙加保温材料，骨架采用镀锌管钢架无立柱结构，便于机械作业;覆盖采用新型保温覆盖材料，农膜也普遍采用了防老化无滴膜;三是部分温室应用了滴灌、渗灌设备，配套安装了卷帘机械、二氧化碳气肥增施装置、微耕机等。新型节能日光温室具有采光、保温及蓄热性能好、室内无立柱便于机械作业、适于我市气候特征等特点，应大力发展。但目前建成的新型节能日光温室仍存在着一些缺点和不足，主要体现在:结构参数不规范、设备配套不齐全，温室墙体有砖墙、 土墙等多种形式，骨架普遍未进行受力分析，环境的调控能力和抗御自然灾害能力较差。在大风、大雪、大雨、寒流灾害气象时，均有倒塌、压跨、变形等造成减产损失。今后应加强新型节能日光温室化设计建造技术推广。 连栋温室及智能温室:目前我市已经从荷兰、西班牙、法国、以色列等国引进了多座现代化连栋及智能温室，进行育种栽培，花卉栽培等。这些现代化温室虽然在技术等方面具有较大的优越性，调控能力强，自动化程度高，产品品质好，但由于耗能大、运行费用高，产品市场价格低，效益差。不宜盲目引进。 2.2.2 机械设备 本文把适合设施农业耕作、栽培、收获等农艺特点的农业机械简称为设施农业机械。我市设施农业起步晚，发展快。相比之下，设施农业机械发展较慢，作业机械应用较少，作业机具的配套水平不高。 耕作机械:国外设施农业耕作机械已经非常成熟，作业性能稳定，功能齐全，小巧轻便。日本、意大利、荷兰和以色列等国家的产品广泛用于旋耕、犁耕、开沟、作畦、起垄、中耕、培 土、铺膜、打孔、播种、灌溉、施肥等作业项目。我国设施农业机械的配套水平不高，特别是大棚内名种栽培所需作业机具有些还是空白，而大棚内的耕作机械更是用户急需的，但现有产品的机型不多，应用不普及，多为借用现有的露地用小型耕耘机械，适应性差，生产效率低，作业质量差。近些年，我市出现了几家生产微耕机的企业，但同国外及国内厂家相比仍存在较大差距，主要体现在作业质量差，故障率高等，均未能很好地推广。 卷帘机械:为减少寒冷季节温室生产加温耗能，通常采用草帘、复合保温被、纸被等作为日光温室前屋面的保温覆盖材料。为降低农民的劳动强度，延长光照时间，解决人工卷铺覆盖物费时费力的问题，使用机械卷帘装置可以实现机械化卷帘作业。目前国内市场对卷帘机械的需求较大，我市已开发生产出多种形式的卷帘机，走在全国的前列，但在实际应用中仍存在着较大问题，主要体现在可靠率低，故障率、返修率高等，尚需不断完善和提高。 二氧化碳气肥增施设备:国外于20世纪60-70年代开始进行增施CO2气 肥的试验研究，肯定了它对蔬菜作物的增产效果，并达到了实用阶段，在荷兰、日本等发达国家的温室生产中已得到了普遍应用，方法主要有天然气直接燃烧法和使用液态CO2法，并装有自动控制系统，这些方法的成本太高，还不适合我国目前的国情。我国自20世纪80年代后期，日光温室、塑料大棚等蔬菜保护地栽培在农村得以迅速普及，CO2施肥技术也得以应用发展，特别是在最近几年，有关部门研制生产出一些适于我国应用的CO2发生装置，使得这一技术在我国进入实用阶段，方法主要有硫酸与碳铵反应式、燃煤式、液化气燃烧式、缸瓶等多种形式，但推广应用面积还较小，使用中还存在着较麻烦等不足。 温室加温设备:冬季温室的加温设备，一般采用空间加热线，地热线、暖气、暖墙等加温形式，这些加温形式的缺点是;升温慢、温差大、热效率低和成本高。近些年我市引进推广了农业部规化设计院研制生产的DRF-系列"温室供暖燃煤热风炉"，具有投资少、升温快、供热均匀、耗煤少等优点，比较适合我市应用。 3、 天津市设施农业设施设备发展前景展望 设施农业设施设备是设施农业的重要组成部分，它与设施农业配套程度及水平如何，反映设施农业的发展阶段和技术层次。概括地说，设施农业技术体系的升级包含设施农业设施设备的发展优化，设施农业设施设备发展滞后就会制约设施农业技术层次的提高。 设施农业的环境由人工控制，条件比一般大田简单得多。所以较系统的智能化系统有可能在智能型温室中率先实现，智能化仪器、设备和机器等智能化技术在设施农业上普通采用。智能型设施农业机械大量采用机电一体化技术，使传统机械无法作业的项目实现了机械化，如日本研制了收获樱桃、西红林的机械(机器人)，还有用机器视觉鉴别作物和杂草的机械。智能型设施农业机械的工作更符合农艺要求，国外已经研制了根据土壤温度自动控制播种深度的智能型播种机，可将种子播入最合适的深度。所以，智能型设施农业机械是实现智能型温室的基础，关键机械及技术包括以下几方面。 作物生长环境的机器 识别与诊断:包括气候环境与土壤环境两大部分。机器能自动收集并在决策时充分考虑信息因素，而且还能预测其变化; 植物生长状态的机器识别与诊断:机器能判别作物生长的优劣，是否有病虫害，是否需要灌溉、施肥等，机器还应能识别杂草与作物; 作物生长要求的定量研究及检测; 机器能自动判别选择运行的最优化条件，自动判别调控，使机器处于最佳工作状态，满足作物或农艺上的要求。 4、天津市设施农业发展对策分析 设施农业是技术含量高、管理精细的一项系统工程，需要把生物,环境,工程结合成有机的整体，生产,服务,市场一齐开拓，才能真正发挥设施的作用，实现高产、优质、高效。我市今后发展设施农业的指导思想应是:以提高生产效率为中心、增加经济效益为目的，以科技为先导，坚持传统技术与现代化技术相结合，推广应用与科学研究相结合，以改造、提高现有冬暖式大棚，改革传统的栽培管理技术为主攻方向，因地 制宜合理选择不同档次的发展模式，加强管理，完善服务，控制发展规模，提高档次和水平。应逐步实现日光温室建造规范化、标准化，主要生产环节机械化。为促进我市设施农业健康发展，提出以下建议与对策。 4.1 科学规划，分层次发展 根据各地的自然条件，经济水平等发展情况，作出统一规划，分类指导。对于城郊和已有基础的设施农业基地，应在现有设施的基础上发展档次较高的设施模式，有经济实力的单位可从国外引进先进技术和设备，进行消化吸收，为示范推广打下基础;对已进行设施生产的经济水平一般的县区、乡镇，应认真总结经验，巩固发展，逐步对现有设施条件进行改造更新，提高设施农业效益。无论是哪一类地区，在设施农业发展上首先要注意总结自己的经验，发展有当地特色的设施农业，并把主攻方向放在改进提高现有设施水平和加强管理上，不能脱离实际，一切靠引进，贪大求洋，盲目发展。必须下大力气，把培养人才纳入规划之中，作出近期培训计划，通过举办设施农业技术培训班,培 养管理和技术人才,提高我市设施农业的整体管理和技术水平。同时建议农业院校开设设施农业专业，培养专业管理和技术人才。 4.2 因地制宜，大力推广应用设施农业新技术 应按照符合国情、先进、实用的技术路线，从实际出发，因地制宜，搞好新技术推广工作。今后一段时间设施农业技术的推广重点，一是大力推广传统温室改造技术，按照保温效果好、坚固耐用、透光性强、适于机械化作业，建造成本低的要求进行改造。二是推广应用各种温室配套设施与机械，主要是微灌设备、新型保温材料、卷帘机械、气体施肥装置、耕整地机械、各种新型棚膜和遮阳网等新型设施和设备。随着科技和农村经济的发展，各种先进的温室、加温降温设备、育苗机械、移栽机械、自动控制设备等也应逐步推广示范。配套设施设备技术推广工作，应从实际出发，成熟一项，改造一项，推广一项，不可不顾条件搞一刀切。 4.3 加强管理，搞好配套服务 设施农业是随着现代化的农业生产发展起来的，过去没有综合协调的管理 部门，没有专门的技术推广机构。应明确由农机部门主管设施农业工作。各级农机部门必须明确专门机构和人员，搞好管理、技术指导和技术推广工作。要认真做好设施农业的设施设备和技术引进、试验研究、示范推广、人员培训和信息服务，并与有关部门配合协作，做好产前、产中和产后的各项服务工作。各级农机管理部门的计划财务，科技推广，管理、供应部门，都应结合各自的分工，围绕设施农业的发展需要，积极做好各项管理和服务工作。农机技术推广部门，要制定出设施农业的技术标准和设施设备应用的技术规范，使我市设施农业尽快实现技术标准化，管理规范化。 作者单位:天津市农机试验鉴定推广站 单位地址:天津市和平区万全道46号 电 话:27300072