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实施乡村振兴战略以来,我国现代农业发展的各种新模式和新业态不断涌现,乡村旅游、休闲观光农业、电商农业等为现代农业发展和农村经济发展提供源源不断的动力。年中央一号文件提出,到年农业农村现代化取得重要进展,农业基础设施现代化迈上新台阶。设施农业是现代农业的主要形式之一,对发展规模化现代设施农业促进对乡村振兴具有重要意义。中国设施农业主要包括设施蔬菜、花卉和畜牧产业,以设施蔬菜为规模最大,是中国设施农业的主导形式。规模化现代智能连栋温室作为农业现代化的重要推力,对优化农业结构,推进农业供给侧结构性改革,确保农产品质量安全,助力乡村振兴具有重要作用,能够推动一、二、三产业融合发展,使更多农民实现在家门口就业创业,为乡村振兴提供不竭动力。01
规模化设施农业对乡村振兴的促进作用
1.1规模化设施农业能够推动加快推进农业现代化中国是设施农业大国,但设施类型以简易设施为主,设施低矮、内部空间小,难以实现机械化生产,易受自然气候制约。规模化、工厂化、智能化的高效农业作为未来农业的发展方向,近年来在政策的支持下,其规模稳步扩大,并对周边农业生产起到科技示范和辐射带动作用。规模化设施农业园区有责任、有能力,也有动力与相关科研单位联合,开展实施相关生产技术提升改进和设施装备研发,促进中国现代设施农业的发展,推进农业现代化。1.2规模化设施农业有助于搭建乡村引才聚才平台乡村振兴,关键在人。规模化设施农业园区采用工厂化高效生产模式,运用农业物联网、农业大数据等先进农业技术,具有较高的生产技术水平和完善的运营模式,其软硬件设施齐全,能够吸引各类人才下乡返乡,在乡村振兴中建功立业。以中国南和设施农业产业集群为例,在辐射带动当地农业发展的同时,该园区年吸纳2名农学应届本科生就业,以及3名农学相关专业本科生和2名园艺专业硕士研究生返乡就业,为农业人才返乡下乡搭建了平台。中农富通视频中心出品—中国南和设施农业产业集群高效生产技术1.3规模化设施农业有利于吸引年轻农村劳动力规模化设施农业园区的工厂化工作环境和机械化生产方式有利于吸引年轻农村劳动力。目前,中国农村中从事农业劳动的农民多为50岁以上人员,传统农业生产面朝黄土背朝天,生产活动易受天气影响,对年轻农村劳动力缺乏吸引力,年轻人不会种地也不愿种地,规模化、机械化的现代温室利于吸引年轻农民和外出务工人员返乡,能够更大限度留住年轻农村劳动力。02
国内外设施农业产业发展概况
2.1国外设施农业产业发展概况世界设施农业产业主要分布在亚洲、欧洲和美洲,欧美国家以规模化农业生产为主。亚洲是世界设施农业产业发展最快、面积最大的地区,其中,以日本、韩国的设施农业发展水平较高。由于国土资源限制,日本、韩国设施农业生产规模与中国经营规模水平相近。欧美国家设施农业综合实力处于世界设施农业领先水平。欧美国家设施农业以规模化家庭农场主经营为主,栽培设施标准化和自动化水平高,设施内部环境控制实现自动化、智能化,其生产方式以水肥一体化的无土栽培为主。欧美设施农业发达国家围绕市场需求安排农业生产,其产品不仅限于满足国内市场需求,更大量出口到国际市场;温室种苗采用设施专用品种,实现了设施栽培多样化与特色化;温室设施规模庞大,先进系统农业技术普遍应用;设施蔬菜产品市场销售体系完善,设施产品出口量实现日益增长的趋势。从栽培技术看,荷兰等发达国家设施农业技术水平处于领先地位,发达国家在设施农业发展过程中非常重视环境保护和资源循环利用,温室结构优化、设施配套及栽培技术体系完善,能够用计算机对作物生长发育的各种环境因子进行调控,实现作物周年连续生产供应。其中,荷兰种植者将集成化工业技术应用在农业生产,发明了世界上最先进的玻璃温室。此外,欧美发达国家的现代设施农业已开始进入智慧农业革命阶段。智慧农业是以信息和知识为核心要素,通过将互联网、物联网、大数据、云计算、人工智能等现代信息技术与农业业深度融合,实现农业信息感知、定量决策、智能控制、精准投入、个性化服务的全新的农业生产方式,是农业信息化发展从数字化到网络化,再到智能化的高级阶段。2.2我国现代设施农业发展现状我国设施农业规模发展迅速,据统计,年中国农业设施总面积为.42万公顷,但以造价较低、抗风险能力较弱的塑料大棚为主,日光温室和连栋温室面积占比较低,分别为30%和3%。从栽培作物看,蔬菜占设施园艺总面积的85%以上,设施蔬菜栽培作物以番茄、黄瓜、甜椒等为主。近年来,我国现代连栋温室面积稳步发展,温室类型主要为荷兰的文洛(Venlo)型连栋玻璃温室。文洛型温室是荷兰最主要的温室结构类型,主体结构采用柱网支撑桁架的钢结构,屋面构件对温室内部遮光少,由于采用玻璃作为覆盖材料,温室的透光率较高。通过引进荷兰先进的设计理念和先进设施设备,我国现代温室趋向高大化、规模化发展,温室环境调控管理能力显著增强;形成了以无土栽培为核心的系列技术,温室蔬菜产量大幅提升;引进温室内专用品种及生产管理技术,初步集成了工厂化生产技术体系;通过产品品牌化经营,提高了蔬菜销售价格;在生产运营过程中,培养了一批专业技术人员及操作工人;通过示范培训等方式将工厂化栽培技术辐射推广到周边普通设施生产中。2.3我国现代设施农业存在的问题2.3.1现代设施农业相关基础研究和技术积累薄弱发达国家的现代设施农业已进入智慧农业革命阶段。与之相比,我国智慧农业仍缺乏基础研究和技术积累,各项先进关键技术的研发仍处于研发、中试阶段,而发达国家多已进入产业化阶段。近年来,中国智慧农业发展迅速,但绝大多数的智能农业关键技术处于跟踪阶段,整体技术水平仍与发达国家相差15年至20年,主要表现在农业专用传感器落后,动植物模型与智能决策准确度低,智能化精准作业装备缺乏等。在智慧农业应用推广上,我国各省市都开展了智慧农业应用试点建设,但多处于展示示范阶段。2.3.2适宜现代设施环境种植的专用品种缺乏国内现代连栋温室种植品种类型单一,温室内种植作物种类及品种需要多样化、高值化。目前温室内采用的蔬菜品种多引自国外,缺乏自主优良品种,且引进品种在本地种植存在风味不足、抗病性差等问题,亟需筛选培育适合中国地区温室栽培的抗病能力强的口感型自主品种。2.3.3温室内设备研发和栽培管理技术有待整合完善国内大型连栋温室系统结构采用国外模式,灌溉、环控等核心设备依赖国外进口,一旦损坏维修周期长、成本高。因此,需要加强温室内设备自主化,提高设备维护技术。且国内温室环境调控、水肥管理、营养液配方、生长季植株管理等多引进国外生产经验,需要在生产实践基础上形成适合本地的生产技术系统规程。2.3.4设施生产管理等一线专业技术人员缺乏目前,国内规模化连栋温室专业生产管理人员缺乏,需要培养环控管理、种植技术、植保防护、标准制定、装备维护等一线技术人员,满足园区运营需求。规模化现代连栋温室配备智能环控装备和水肥一体化装备,生产装备的操作和维护需要掌握较高的专业技术水平;采用长季节栽培的规模化温室,与传统种植管理方式有诸多不同,作物的生育期较长,管理也较为精细,且多种病害和虫害在生产过程中累积,植保压力较大,需要在生产过程中积累总结系统的绿色防控技术体系;现代连栋温室采用工厂化种植模式,生产过程中需要将现代信息技术与农业深度融合,我国智慧信息农业还处于起步阶段,需要大量相关专业研发人才。03
现代设施产业发展展望
3.1开展现代设施农业基础研究农业信息技术的发展与现代设施农业产业发展关系密切,它是提高农业质量效益,促进我国农业现代化发展的新途径。我国需要进一步将现代信息技术与农业深度融合,大力发展智慧农业。农业行业具有生物特性,难以将信息技术直接用于农业领域,需开展基于农业生物特性的农业与信息科学交叉研究,揭示基础原理,用于农业生产,从而提高农业生产智能化和经营网络化水平,提高农业生产效率、效能、效益。3.2提高设施装备自主研发水平目前,我国现代设施农业园区采用的核心仪器装备多依赖国外技术,需要研发具有自主知识产权的高性能专用设备,包括高端传感器、仪表、智能化农机装备等,提高现代设施农业装备自主研发水平,降低园区设备购买和维护成本。3.3加大设施专用自主栽培品种育种力度当前国内设施蔬菜种质资源收集、创新和育种技术研究等基础工作研究薄弱,且种植的设施蔬菜种类和品种单一,国内设施蔬菜品种尚难以与进口品种抗衡,在番茄、甜椒、水果黄瓜以及设施蔬菜优良砧木等品种选育上,与国外先进国家相比存在较大差距,需要加大国内设施蔬菜专用品种的选育力度,选育具有自主知识产权的多样化设施专用蔬菜品种。3.4加强人才队伍建设农业现代化的实现需要掌握农业、信息科学、外语等多学科交叉知识的综合型人才,建议高校教育机构在课程中开设现代设施农业栽培管理、智慧农业等相关课程;积极开展技术培训,培养一支懂技术、会操作的现代设施农业园区生产管理人才。3.5创新改进温室结构我国目前大面积采用的荷兰“文洛”型连栋玻璃温室具有密封性好、透光率高、通风面积大等优点,但我国国土面积大,南北纬度跨度广,南北方气候条件差异大,该类型温室引入我国后使用效果不太理想,存在运行费用高,温室使用边际效应明显等问题。因此,在温室结构方面需要根据不同地区气候特点,在综合吸取各种先进设施结构优点的基础上,对设施结构进行创新改进。在冬季寒冷的北方应该考虑提高雪载和风载的能力,并配备适宜的加热系统。南方地区夏季炎热多雨,对温室排水能力有一定要求,应该适当加大天沟截面面积,并在温室顶部安装外遮阳系统和配备湿帘降温系统。文章来源:本文选自《中外农业概览》年第15期,未经许可不得转载。
作者:温璐华、武瑞娜、马冲、赵志伟/河北富硕农产品种植有限公司。