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摘 要： 摘要：21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)設(shè)施園藝取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，已經(jīng)成為全世界設(shè)施園藝面積最大的國(guó)家，占世界總面積的85%以上，在農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展、鄉(xiāng)村振興中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。本文從我國(guó)園藝設(shè)施的類型、種植結(jié)構(gòu)、規(guī)模、效益和國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位等方面，簡(jiǎn)述
摘要：21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)設(shè)施園藝取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，已經(jīng)成為全世界設(shè)施園藝面積最大的國(guó)家，占世界總面積的85%以上，在農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展、鄉(xiāng)村振興中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。本文從我國(guó)園藝設(shè)施的類型、種植結(jié)構(gòu)、規(guī)模、效益和國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位等方面，簡(jiǎn)述我國(guó)設(shè)施園藝發(fā)展概況，并總結(jié)了我國(guó)設(shè)施園藝在工程裝備、地域分布、標(biāo)準(zhǔn)化、節(jié)本增效、連作障礙防控、無(wú)土栽培、物聯(lián)網(wǎng)等方面取得的主要成就，概括了我國(guó)設(shè)施園藝的主要特點(diǎn)，并從產(chǎn)業(yè)布局、裝備水平、產(chǎn)品質(zhì)量、科技支撐、社會(huì)服務(wù)化水平、生產(chǎn)效益、產(chǎn)品保鮮加工等方面，分析了我國(guó)設(shè)施園藝發(fā)展進(jìn)程中存在的問(wèn)題和不足，最后結(jié)合近年來(lái)設(shè)施園藝領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步和最新發(fā)展動(dòng)態(tài)，探討了我國(guó)設(shè)施園藝今后的發(fā)展趨勢(shì)。
關(guān)鍵詞：設(shè)施園藝,概況,發(fā)展趨勢(shì)
設(shè)施園藝(protectedhorticulture)是指在固定保護(hù)設(shè)施內(nèi)進(jìn)行園藝作物生產(chǎn)的方式，具有環(huán)境可控和集約高效的特點(diǎn)，能夠顯著提高園藝作物生產(chǎn)效率，大幅提高單位面積產(chǎn)量、明顯改善品質(zhì)，不僅實(shí)現(xiàn)園藝產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)，而且可以保證新鮮園藝產(chǎn)品的均衡和周年供應(yīng)，是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代園藝產(chǎn)業(yè)高效、優(yōu)質(zhì)、可持續(xù)發(fā)展的重要途徑，也是我國(guó)實(shí)施“鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略”的優(yōu)選項(xiàng)目。因此，近30年來(lái)設(shè)施園藝得以快速發(fā)展，已成為部分國(guó)家或地區(qū)農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè)。
隨著21世紀(jì)尖端科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，設(shè)施園藝已發(fā)展成為生物、工程、環(huán)境、信息等多學(xué)科技術(shù)綜合支持的高技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，以高效、集約、可控以及可持續(xù)發(fā)展為特征。近年來(lái)，設(shè)施園藝的裝備水平越來(lái)越高，生產(chǎn)方式越來(lái)越多，集約化經(jīng)營(yíng)越來(lái)越突出，呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的良好態(tài)勢(shì)。實(shí)現(xiàn)從全球面積最大的設(shè)施園藝大國(guó)，邁入到科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力水平居世界先進(jìn)水平的設(shè)施園藝強(qiáng)國(guó)，乃是我國(guó)設(shè)施園藝產(chǎn)業(yè)發(fā)展的未來(lái)目標(biāo)。
1我國(guó)設(shè)施園藝發(fā)展現(xiàn)狀
1.1我國(guó)設(shè)施園藝發(fā)展概況
21世紀(jì)以來(lái)，隨著工程技術(shù)、生物技術(shù)、信息技術(shù)的不斷發(fā)展，工業(yè)化生產(chǎn)方式與設(shè)施農(nóng)業(yè)深度融合，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展輪廓逐步清晰起來(lái)。園藝產(chǎn)品因其生產(chǎn)周期短、產(chǎn)量高、效益好、市場(chǎng)需求量大等優(yōu)勢(shì)，使得我國(guó)設(shè)施園藝產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，并成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的典型代表，呈現(xiàn)出機(jī)械化水平不斷提升、生產(chǎn)領(lǐng)域不斷擴(kuò)展、承載功能日趨豐富、標(biāo)準(zhǔn)化取得長(zhǎng)足進(jìn)步、低碳節(jié)能和生態(tài)友好型生產(chǎn)得到重視、資源利用效率逐步提高的好勢(shì)頭。
自2008年農(nóng)業(yè)部發(fā)布了《關(guān)于促進(jìn)設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展的意見(jiàn)》以來(lái)，設(shè)施園藝產(chǎn)業(yè)在政策推動(dòng)、需求帶動(dòng)、技術(shù)引領(lǐng)、投資拉動(dòng)下，在我國(guó)得到了長(zhǎng)足發(fā)展。多年以來(lái)，我國(guó)設(shè)施園藝一直保持世界第一生產(chǎn)大國(guó)的地位，占世界總面積的85%以上，其中蔬菜和西甜瓜面積占世界總面積的90%以上，年人均供應(yīng)量近200kg[1]，人均占有設(shè)施園藝面積為27m2，僅次于以色列，居世界第二位[2]。截至2017年，全國(guó)(不含港澳臺(tái))設(shè)施園藝總面積為370萬(wàn)hm2，其中玻璃溫室面積9000hm2，大棚(包括中小拱棚)面積270萬(wàn)hm2，塑料溫室面積99萬(wàn)hm2[3]。
我國(guó)設(shè)施蔬菜面積占設(shè)施園藝面積的95%以上，設(shè)施蔬菜的發(fā)展?fàn)顩r基本代表了我國(guó)設(shè)施園藝發(fā)展的整體情況。據(jù)2016年統(tǒng)計(jì)，我國(guó)設(shè)施園藝年產(chǎn)值超過(guò)9800億元(不含西甜瓜)[4]，部分省市農(nóng)民純收入的50%以上來(lái)自于設(shè)施園藝。與露地生產(chǎn)相比，由于園藝保護(hù)設(shè)施創(chuàng)造了作物優(yōu)越的生長(zhǎng)環(huán)境條件，從而使園藝作物單產(chǎn)大幅提升，產(chǎn)值提高3~5倍[1]。
日光溫室全國(guó)平均產(chǎn)投比為2.62，以北方中部地區(qū)最高，為3.17，北方西部地區(qū)最低，為2.05;塑料大棚全國(guó)平均產(chǎn)投比為2.63，南方地區(qū)最高，為3.63，北方中部和東部地區(qū)相差較小[5]。同時(shí)，設(shè)施園藝產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造了近7000萬(wàn)個(gè)就業(yè)崗位[6]，為農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展、鄉(xiāng)村振興和農(nóng)民生活水平改善作出了巨大貢獻(xiàn)。
1.2我國(guó)設(shè)施園藝取得的重要成就
1.2.1溫室建造工程技術(shù)、裝備水平和環(huán)境控制技術(shù)不斷提高
在日光溫室光熱環(huán)境模擬分析，保溫覆蓋材料傳熱特性與保溫性能測(cè)試裝備，溫室太陽(yáng)能利用技術(shù)與裝備，溫室環(huán)境綜合調(diào)控技術(shù)與生產(chǎn)管理配套裝備以及溫室工程標(biāo)準(zhǔn)化等方面成果豐富。針對(duì)溫室、大棚等空間相對(duì)狹小的耕作環(huán)境，研制并應(yīng)用了一批多功能耕作機(jī)械，如整地起壟覆膜一體機(jī)、移栽機(jī)等小型農(nóng)業(yè)機(jī)械，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率。開(kāi)發(fā)出針對(duì)我國(guó)不同區(qū)域、不同設(shè)施類型的新材料、新裝備和新設(shè)施，如保溫材料、新型復(fù)合骨架材料，加溫設(shè)施、肥水一體化裝備、機(jī)械卷簾設(shè)備等[7]，有效促進(jìn)了當(dāng)?shù)卦O(shè)施園藝的自動(dòng)化水平。
開(kāi)發(fā)出自動(dòng)化精量播種生產(chǎn)線、產(chǎn)品采收運(yùn)輸機(jī)、果品蔬菜清洗分級(jí)機(jī)等裝備，顯著提高了設(shè)施園藝生產(chǎn)的機(jī)械化水平。開(kāi)發(fā)出系列化環(huán)境控制系統(tǒng)，如溫室環(huán)境數(shù)據(jù)采集與智能控制系統(tǒng)、肥水一體化自動(dòng)灌溉施肥系統(tǒng)[8]、管理專家系統(tǒng)和基于信息融合的環(huán)境優(yōu)化調(diào)控的決策支持系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)溫室環(huán)境因子的精準(zhǔn)、高效和智能控制。在溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)與控制方面，基于云技術(shù)、無(wú)線傳感器的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，近年來(lái)在設(shè)施園藝生產(chǎn)中也得到了應(yīng)用。
1.2.2設(shè)施園藝生產(chǎn)領(lǐng)域不斷拓展，都市農(nóng)業(yè)成為新的增長(zhǎng)極
目前，我國(guó)幾乎所有的省、市、自治區(qū)都有設(shè)施園藝發(fā)展，生產(chǎn)地域廣、輻射范圍大，從我國(guó)最東端的撫遠(yuǎn)縣到最西端的新疆烏恰市、從最南端的海南三沙市永興島到最北端的黑龍江漠河縣北極村都有設(shè)施園藝作物生產(chǎn)。此外，設(shè)施栽培的園藝作物種類已從單一的黃瓜、番茄、辣椒等蔬菜作物拓展到瓜果、花卉、茶樹(shù)、食用菌、中草藥等多種作物，其中設(shè)施蔬菜以果菜類、葉菜類、豆類、食用菌、芽苗菜及特菜等為主，設(shè)施果樹(shù)主要以草莓、葡萄、桃、大櫻桃、藍(lán)莓為主，設(shè)施花卉主要以鮮切花和中高檔盆花為主[9]，設(shè)施食用菌以金針菇、杏鮑菇、香菇等為主[10]。
設(shè)施園藝也逐步向不適宜傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的沙漠、戈壁、海島等地域擴(kuò)展，甘肅、新疆、寧夏等部分省份利用荒漠戈壁和充足的光照資源，以畜禽糞便、秸稈、砂石等為原料，混配形成栽培基質(zhì)進(jìn)行蔬菜等園藝作物生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了非耕地有效利用[8]，取得了很好的效果，開(kāi)辟了我國(guó)合理開(kāi)發(fā)利用戈壁資源的先河，實(shí)現(xiàn)了戈壁農(nóng)業(yè)的新突破。
設(shè)施園藝的功能也從以往單一的生產(chǎn)功能向觀光、旅游、休閑、采摘、示范、生態(tài)保護(hù)和文化傳承為標(biāo)志的都市農(nóng)業(yè)方向拓展。隨著我國(guó)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的深化，為了解決都市農(nóng)業(yè)資源的先天不足，滿足城市居民休閑娛樂(lè)需求，我國(guó)東部沿海發(fā)達(dá)地區(qū)以及北京、上海等特大城市已把設(shè)施園藝的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向發(fā)展都市型休閑農(nóng)業(yè)，有效緩解都市人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的對(duì)健康休閑的需求與城市資源限制之間的矛盾。設(shè)施園藝是休閑農(nóng)業(yè)的重要載體，在提升休閑農(nóng)業(yè)觀賞性的同時(shí)，也提高經(jīng)濟(jì)效益[11]。
近年來(lái)，我國(guó)在園藝植物立體栽培、樹(shù)式栽培、墻式栽培、空中栽培、工廠化栽培以及景觀設(shè)計(jì)等方面取得了許多重要進(jìn)展，滿足了城鄉(xiāng)居民對(duì)園藝植物栽培新、奇、特和休閑娛樂(lè)的要求。
1.2.3設(shè)施園藝生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化取得長(zhǎng)足進(jìn)步，溫室工程標(biāo)準(zhǔn)體系初步建立
據(jù)統(tǒng)計(jì)[12]，截至2016年底，中國(guó)共發(fā)布與設(shè)施園藝相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)218項(xiàng)，其中國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)37項(xiàng)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)108項(xiàng)(農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)95項(xiàng)、機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)9項(xiàng)、其他4項(xiàng))、地方標(biāo)準(zhǔn)73項(xiàng)，其中包括溫室設(shè)計(jì)建造、溫室資材、設(shè)施裝備、節(jié)水灌溉以及蔬菜、花卉、食用菌等栽培技術(shù)。截止2017年，已發(fā)布中國(guó)溫室工程相關(guān)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)45項(xiàng)，其中國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)6項(xiàng)，農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)29項(xiàng)，機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)9項(xiàng)，物資行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)[12]，初步形成了我國(guó)溫室工程標(biāo)準(zhǔn)體系，對(duì)我國(guó)溫室行業(yè)的規(guī)范化起到積極作用。
在通用標(biāo)準(zhǔn)層面，設(shè)施園藝領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)體系按照設(shè)計(jì)、施工安裝驗(yàn)收、評(píng)價(jià)測(cè)試方法、工程管理4大類對(duì)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行歸類、補(bǔ)充，避免標(biāo)準(zhǔn)混淆、歸屬不清等問(wèn)題;在專用標(biāo)準(zhǔn)層面，參照國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)，按照日光溫室、塑料大棚、連棟溫室等大類，對(duì)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行合并，從而便于標(biāo)準(zhǔn)的貫徹、執(zhí)行;在標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容上，吸納國(guó)外設(shè)計(jì)、建設(shè)理論，提出適宜中國(guó)國(guó)情的設(shè)施園藝工程建設(shè)內(nèi)容。
1.2.4推行設(shè)施園藝低碳、節(jié)能和生態(tài)友好型生產(chǎn)，資源利用率逐步提高
近年來(lái)，農(nóng)產(chǎn)品安全生產(chǎn)受到廣泛關(guān)注，生態(tài)環(huán)境保護(hù)空前重視，設(shè)施園藝產(chǎn)品無(wú)害化生產(chǎn)及環(huán)境無(wú)污染化成為必然，一批環(huán)境友好、資源高效利用技術(shù)在設(shè)施園藝生產(chǎn)中得到推廣應(yīng)用。針對(duì)不同地區(qū)的自然資源和環(huán)境特性，研發(fā)了具有明顯地域特色的新型節(jié)能日光溫室結(jié)構(gòu);開(kāi)發(fā)出透光率高、抗老化、流滴性好、高保溫的溫室復(fù)合覆蓋材料，應(yīng)用新型保溫覆蓋材料、高效降溫設(shè)備和新型溫室墻體等;將淺層地源熱泵技術(shù)應(yīng)用于溫室生產(chǎn)。
在華南、華東、華北和西北等區(qū)域不同氣候條件下，采用連棟溫室和日光溫室節(jié)能技術(shù)，使連棟溫室綜合節(jié)能率達(dá)到11.6%～38.5%，日光溫室每667m2節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤25t[13]。
1.2.5連作障礙防控取得突破性進(jìn)展
“十一五”期間，隨著農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整，設(shè)施園藝產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，呈現(xiàn)規(guī)模化、專業(yè)化、多茬次和周年生產(chǎn)特點(diǎn)，但高度的專業(yè)化、集約化種植，造成復(fù)種指數(shù)高，連作障礙問(wèn)題突出，成為制約設(shè)施園藝作物高效安全生產(chǎn)的瓶頸問(wèn)題。
我國(guó)設(shè)施園藝科技工作者歷經(jīng)20余年，明確土壤初生障因消除和蔬菜根系抗性增強(qiáng)是防控的核心;攻克土壤連作障礙因子消除技術(shù)難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)從化學(xué)消毒向環(huán)境友好型消毒的重大技術(shù)變革，實(shí)現(xiàn)了化學(xué)農(nóng)藥零投入的土壤連作障礙因子消除技術(shù)體系;發(fā)明了蔬菜作物根系抗性誘導(dǎo)技術(shù)，解決了蔬菜優(yōu)質(zhì)品種因線蟲(chóng)等高發(fā)而難于連作的產(chǎn)業(yè)瓶頸;創(chuàng)建“除障因、增抗性、減鹽漬”三位一體的連作障礙防控系統(tǒng)解決方案，為設(shè)施蔬菜安全可持續(xù)生產(chǎn)提供了技術(shù)保障[14]。
南京農(nóng)業(yè)大學(xué)等單位采用土壤高溫高濕+石灰氮消毒技術(shù)殺滅土傳病蟲(chóng)害，利用生物秸稈反應(yīng)堆、基質(zhì)土壤調(diào)理劑、生物有機(jī)菌肥施用和水肥一體化等技術(shù)修復(fù)土壤，結(jié)合水旱輪/間作新模式控制土壤病蟲(chóng)害、消減鹽分和自毒物質(zhì)，形成連作土壤消毒與生態(tài)修復(fù)技術(shù)體系;利用優(yōu)質(zhì)多抗新品種，采用功能型基質(zhì)穴盤(pán)育苗、抗性砧木嫁接換根栽培、生防菌和植物源生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑施用等技術(shù)，形成園藝作物主動(dòng)防御連作障礙危害的技術(shù)措施。
1.2.6用于無(wú)土栽培的基質(zhì)產(chǎn)品研發(fā)取得明顯進(jìn)步
我國(guó)無(wú)土栽培系統(tǒng)主要包括基質(zhì)培和水培兩大類，其中基質(zhì)培面積占95%以上。無(wú)土栽培技術(shù)主要用于生菜、番茄、黃瓜、甜椒、甜瓜等蔬菜作物的設(shè)施栽培[8]，也有部分花卉、果樹(shù)采用了無(wú)土栽培技術(shù)，近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的園藝植物工廠化育苗幾乎都采用了無(wú)土栽培技術(shù)。目前，我國(guó)無(wú)土栽培面積不足溫室和大棚面積的0.1%，其中有機(jī)基質(zhì)無(wú)土栽培占全國(guó)無(wú)土栽培總面積75%以上。有機(jī)基質(zhì)無(wú)土栽培技術(shù)的快速發(fā)展，迫切需要開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、使用效果好、可以代替天然草炭的基質(zhì)產(chǎn)品。
十多年來(lái)，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)等高校、科研院所的科技工作者利用工農(nóng)業(yè)廢棄物資源，研發(fā)有機(jī)廢棄物基質(zhì)化利用快速發(fā)酵技術(shù)，研制出性能穩(wěn)定、功能齊全的系列有機(jī)基質(zhì)產(chǎn)品，創(chuàng)制發(fā)酵和基質(zhì)生產(chǎn)的關(guān)鍵裝置和設(shè)備，建立快速發(fā)酵工藝流程和產(chǎn)品智能化生產(chǎn)線，并在園藝植物無(wú)土栽培中產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，取得了顯著的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益。
研發(fā)出廢棄物快速發(fā)酵關(guān)鍵技術(shù)，與傳統(tǒng)發(fā)酵工藝相比發(fā)酵時(shí)間縮短10~20d，并能保障發(fā)酵質(zhì)量;研制出適于園藝作物育苗、栽培和水稻育秧的通用型、專用型、功能型基質(zhì)產(chǎn)品及配套應(yīng)用技術(shù)，形成產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系。與傳統(tǒng)草炭相比，生產(chǎn)成本降低30%，經(jīng)試驗(yàn)示范，蔬菜枯萎病發(fā)病率降低24%~58%，根結(jié)線蟲(chóng)防治效果達(dá)68%~85%，使蔬菜壯苗指數(shù)提高27%~36%、增產(chǎn)12%～22%。
1.2.7物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展
近幾年來(lái)，我國(guó)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展速度驚人。2011年，農(nóng)業(yè)部啟動(dòng)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程項(xiàng)目，先后有多個(gè)地區(qū)實(shí)施了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)區(qū)域試驗(yàn)工程[15]，與設(shè)施農(nóng)業(yè)相關(guān)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用占全部農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的50%[16]。北京市相關(guān)部門(mén)的科技人員開(kāi)發(fā)了土壤墑情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，開(kāi)展物聯(lián)網(wǎng)在設(shè)施園藝方面的應(yīng)用示范，實(shí)現(xiàn)了設(shè)施園藝作物生產(chǎn)的環(huán)境監(jiān)測(cè)和水資源精細(xì)化管理[17];新疆自治區(qū)生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)作物節(jié)水、節(jié)肥、減藥和精準(zhǔn)生產(chǎn)。
江蘇省利用物聯(lián)網(wǎng)智能農(nóng)業(yè)管理平臺(tái)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)生產(chǎn)環(huán)境，并進(jìn)行設(shè)施農(nóng)業(yè)的精準(zhǔn)化生產(chǎn)管理;中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)在內(nèi)蒙古開(kāi)展高效節(jié)能日光溫室集群的物聯(lián)網(wǎng)試點(diǎn)工作;南京農(nóng)業(yè)大學(xué)國(guó)家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心，根據(jù)我國(guó)溫室設(shè)施特點(diǎn)研發(fā)出“溫室娃娃”監(jiān)測(cè)設(shè)備和配套的墑情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[18]。除此之外，許多物聯(lián)網(wǎng)公司也開(kāi)發(fā)出設(shè)施環(huán)境智能監(jiān)測(cè)、灌溉施肥控制、作物生產(chǎn)管理等方面的硬件設(shè)施設(shè)備和應(yīng)用軟件系統(tǒng)[19]，推動(dòng)了設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展。
2我國(guó)設(shè)施園藝發(fā)展的特點(diǎn)
2.1設(shè)施園藝作物以蔬菜為主體，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)大
“十二五”期間，我國(guó)設(shè)施蔬菜呈現(xiàn)出生產(chǎn)面積穩(wěn)步增加的態(tài)勢(shì)，至2016年播種面積達(dá)到393萬(wàn)hm2以上，產(chǎn)量2.6億t、占蔬菜總產(chǎn)量的33.1%，產(chǎn)值約9800億元、占蔬菜總產(chǎn)量的46.7%、約占農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的17.9%，占農(nóng)村居民可支配收入的9.5%。設(shè)施蔬菜使人均增收約993.45元，重點(diǎn)地區(qū)對(duì)農(nóng)村人均年純收入的貢獻(xiàn)額超過(guò)3000元。2017年，新鮮蔬菜、冷凍蔬菜、加工保藏蔬菜和干制蔬菜成為最重要的出口類型，出口貿(mào)易順差達(dá)141.9億美元，同比增長(zhǎng)11.47%，成為平衡逆差的第一大農(nóng)產(chǎn)品[20]。
2.2區(qū)域化分布特征明顯
我國(guó)設(shè)施園藝主要集中在黃淮及環(huán)渤海灣地區(qū)，該地區(qū)面積約占全國(guó)設(shè)施園藝總面積的60%;長(zhǎng)江中下游地區(qū)次之，面積約占全國(guó)的20%;西北地區(qū)面積約占全國(guó)的10%[14]。設(shè)施園藝面積最大的省份是山東，其次為江蘇、遼寧、河北、浙江、寧夏、內(nèi)蒙古、上海等省、市、自治區(qū)，現(xiàn)階段發(fā)展比較突出的有吉林、山西、陜西、四川、甘肅、湖北等地區(qū)。
從設(shè)施類型上看，連棟溫室、日光溫室、塑料溫室面積分別占設(shè)施園藝栽培總面積的3.0%、32.7%、64.3%[8]。此外，設(shè)施結(jié)構(gòu)類型區(qū)域化分布明顯，南方以塑料大棚和夏季簡(jiǎn)易設(shè)施為主，在北緯33°～46°地區(qū)則以高效節(jié)能日光溫室為主;在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)或大中城市郊區(qū)，現(xiàn)代化玻璃溫室作為都市農(nóng)業(yè)、觀光農(nóng)業(yè)發(fā)展比較迅猛，近年來(lái)也向黃淮海地區(qū)和亞熱帶南方地區(qū)集中。
2.3多元化經(jīng)營(yíng)格局初步形成
目前，我國(guó)設(shè)施園藝的經(jīng)營(yíng)類型主要包括：工商資本投資企業(yè)經(jīng)營(yíng)、集體經(jīng)營(yíng)、農(nóng)民家庭經(jīng)營(yíng)、集體流轉(zhuǎn)土地個(gè)人承包經(jīng)營(yíng)、工商資本流轉(zhuǎn)土地企業(yè)和個(gè)人承包混合經(jīng)營(yíng)5種。工商資本投資企業(yè)經(jīng)營(yíng)，以公司形式經(jīng)營(yíng)，規(guī)模較大。集體經(jīng)營(yíng)一般以政府為投資主體，先由政府或村集體組織進(jìn)行土地流轉(zhuǎn)，政府投資農(nóng)業(yè)設(shè)施，然后由集體經(jīng)營(yíng)或出租給農(nóng)民經(jīng)營(yíng)，一般規(guī)模較大。農(nóng)民家庭經(jīng)營(yíng)是我國(guó)設(shè)施園藝經(jīng)營(yíng)的主要類型，此類型各地均有，規(guī)模較小。
近年來(lái)農(nóng)民合作社發(fā)展迅速，以蔬菜專業(yè)合作社為例，我國(guó)蔬菜專業(yè)合作社大約超過(guò)6萬(wàn)個(gè)[21]。家庭農(nóng)場(chǎng)大量涌現(xiàn)，以家庭為單位從事設(shè)施園藝集約化、規(guī)模化、商品化經(jīng)營(yíng)，規(guī)模可達(dá)幾十畝至數(shù)百畝，這種形式的經(jīng)營(yíng)方式，以設(shè)施園藝收入為家庭主要收入來(lái)源，呈現(xiàn)出旺盛的發(fā)展活力。
3我國(guó)設(shè)施園藝發(fā)展過(guò)程中存在的問(wèn)題
我國(guó)設(shè)施園藝栽培面積與人均供應(yīng)量已居于世界首位，但由于設(shè)施類型多樣，地域環(huán)境差別較大，相關(guān)的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究起步晚，在設(shè)施結(jié)構(gòu)、品種選育、環(huán)境調(diào)控、栽培技術(shù)等方面與發(fā)達(dá)國(guó)家差距較大。以設(shè)施蔬菜產(chǎn)量為例，我國(guó)溫室蔬菜平均年產(chǎn)量約為90000kg·hm-2，是世界設(shè)施園藝發(fā)達(dá)國(guó)家如荷蘭的1/3，我國(guó)設(shè)施花卉平均產(chǎn)值為11萬(wàn)元·hm-2，單位面積產(chǎn)值僅是荷蘭的10.36%[22]。
不僅如此，我國(guó)設(shè)施園藝還存在生產(chǎn)環(huán)境較差、受自然災(zāi)害影響較大、勞動(dòng)強(qiáng)度較大、自動(dòng)化程度較低、土地產(chǎn)出率較低(設(shè)施蔬菜平均7kg·m-2，溫室蔬菜10kg·m-2)、勞動(dòng)生產(chǎn)率較低(每人平均經(jīng)營(yíng)1000m2)、肥藥水土地等資源利用率較低、產(chǎn)品質(zhì)量不高、生產(chǎn)效益波動(dòng)較大等問(wèn)題，我國(guó)設(shè)施園藝作物的單位面積產(chǎn)量、質(zhì)量、效益與勞動(dòng)生產(chǎn)率與國(guó)外相比，還存在較大差距。同時(shí)，目前我國(guó)設(shè)施園藝仍以家庭經(jīng)營(yíng)方式為主，產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化水平較低，其效益優(yōu)勢(shì)不能充分體現(xiàn)。隨著世界人口、資源、環(huán)境問(wèn)題的日益突出，作為設(shè)施園藝高級(jí)形態(tài)的植物工廠生產(chǎn)系統(tǒng)。
近年來(lái)得到了快速發(fā)展，受到了全世界前所未有的關(guān)注和青睞。植物工廠系統(tǒng)是高技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)的綜合體，在一定程度上能夠解決人口、資源、環(huán)境以及應(yīng)對(duì)全球氣候變化問(wèn)題，具有其他生產(chǎn)方式無(wú)法比擬的突出優(yōu)勢(shì)。植物工廠是一種高投入、高技術(shù)、精裝備的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系，與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式相比，其優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)為[38]：生產(chǎn)計(jì)劃性強(qiáng)，可不受自然環(huán)境影響，實(shí)現(xiàn)周年均衡生產(chǎn)。
營(yíng)造了植物生長(zhǎng)最佳環(huán)境，增加光照時(shí)間，科學(xué)配水施肥，能夠獲得較高的單位面積產(chǎn)量;采用機(jī)械化半機(jī)械化作業(yè)，勞動(dòng)生產(chǎn)率大幅提高;實(shí)行封閉式生產(chǎn)，嚴(yán)格投入品管理，少施肥不用藥，產(chǎn)品更加安全健康;采取立體栽培模式，大幅節(jié)省土地與能源;采用垂直封閉結(jié)構(gòu)和人工光技術(shù)，能夠與現(xiàn)代城市建設(shè)緊密結(jié)合，為大中城市居民就近供應(yīng)大量新鮮、健康的園藝產(chǎn)品。
因此，植物工廠被認(rèn)為是未來(lái)解決資源緊缺、新生代勞動(dòng)力不足、食物需求不斷上升等問(wèn)題的重要途徑，也是未來(lái)航天工程、太空探索過(guò)程中實(shí)現(xiàn)食物自給的重要手段，將會(huì)受到世界各國(guó)的廣泛重視，并具有廣闊的發(fā)展應(yīng)用前景。
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農(nóng)業(yè)類刊物推薦：《農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究》創(chuàng)刊于1980年，本刊為雙月刊，主編：王克林。國(guó)內(nèi)統(tǒng)一刊號(hào)：CN43-1132/S，國(guó)際刊號(hào)：ISSN1000-0275。《農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究》是由中國(guó)科學(xué)院主管，中國(guó)科學(xué)院農(nóng)業(yè)研究委員會(huì)和中科院長(zhǎng)沙農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究所主辦、科學(xué)出版社出版的農(nóng)業(yè)綜合性科技期刊。
