温室智能装备系列之十四我国设施农业装备技术发展方向

【摘要】在分析国外设施农业装备技术现状和我国的发展现状特点的基础上，指出我国设施农业装备技术水平较低，突出表现在设施生产机械化、自动化水平低，设施栽培装备技术缺乏，设施环境调控能力差。进一步提出我国设施农业装备技术发展重点设施农业生产关键环节装备技术，设施环境调控自动化装备技术，精准生产装备技术，设施栽培介质消毒装备技术，设施植物生理生态信息获取技术装备。

【关键词】设施农业：装备技术；发展

引言

设施农业作为现代农业的重要组成部分，其综合集成了农业生物技术、农业机械与建筑工程技术、环境控制技术、信息技术和管理技术等多领域科学技术。是以此进行集约化种植业生产和养殖业生产的农业生产方式，实现了农业的高产、高效和优质生产。设施农业是在非传统农业生产环境条件下进行的，它突破了自然气候和季节性制约，真正实现了周年生产，全年供应，从而进一步大大提高了种植业的单位面积产量。也使养殖业个体生产量得到大幅度增长。据统计，我国设施园艺面积已超过250万公顷，总面积已经居世界第一，2000年统计面积210万公顷，已是20世纪80年代初期的300多倍，每年人均消费蔬菜量的20％是由设施栽培提供。然而这一体现必须由相关技术含量高的设施装备来实现，因此，设施农业装备技术的发展对发展我国设施农业尤为重要。

我国设施农业装备技术现状及问题

在国外，荷兰、以色列、美国、日本等设施农业发达国家。设施农业已经发展到较高水平，已形成了成套的技术和完整的设施装备，这些设施设备小型、轻便、多功能、性能高，涵盖了耕作、播种育苗、灌溉施肥以及自动嫁接等，普遍实现了播种、育苗、定植、管理、收获、包装、运输等作业的机械化，自动化程度高。而且国外不断追求规模效益，在欧美温室生产中每个经营者的栽培面积由原来的2hm2以下增加到4hm2以上，而这种规模的扩张都是通过先进的管理，特别是先进的设施农业装备技术来完成的。

经过多年的发展，我国设施农业相应技术装备先后不断突破，也已有了许多配套的装备技术。然而，我国设施农业装备技术还相对落后，拥有的小型耕作机械虽然可进行多项作业，但大多都存在操作灵便性差、耕作质量差、生产率不高和适应性较差等问题：种植设备中移栽机尚处于研发攻关阶段，对于播种行距、穴距及播深的自动调节，以及精确播种、覆土、喷淋等系列工序的自动控制，仍然不能满足生产实际作业要求：灌溉和施肥设备，目前已有喷灌、滴灌、渗灌以及施肥等设备，但整体性能及可靠性还不稳定，施肥和灌溉还不能实现按作物需求进行精确作业：环境调控设备，主要还存在环境调控能力不强的问题。在占我国温室面积90％以上的日光温室，绝大部分都没有环境自动控制设备，基本靠人为经验进行人工操作，极大地影响产品品质和产量。

在我国，设施装备化、机械化、自动化、智能化水平低，环境控制能力差，生产技术水平不高，已成为我国设施园艺进一步发展的瓶颈。生物技术、工程技术和信息技术的集成运用还不成熟，特别是占中国设施面积90％以上的目光温室，仍未能实现环境控制自动化、生产环节机械化，以致劳动生产率低、产量和质量及效益不高，产品的市场竞争力差。据统计，在山东，蔬菜面积有86.7万多公顷，商品量占到99％，但出口只有4％。而且大棚数量多，且多样，装备技术层次不齐，靠经验多，科学、抗自然灾害强的装备技术缺乏完善，直接影响着产品的市场竞争。

我国设施农业装备技术发展方向

从国外设施农业的发展看，设施农业装备技术逐步标准化、大型化，作业机械化，设施环境监控系统自动化、智能化、网络化，农业生产工厂化成为发展的趋势。目前。我国正处在发展现代农业的重要阶段，亟需建立资源节约型、环境友好型的设施农业生产体系，着力提高设施农业可持续发展能力。目前，我国的设施农业已从蔬菜生产扩展到了花卉、瓜果以及畜禽、水产养殖、林木育苗、中药材等的种植和养殖。随着设施农业的不断扩大和需求的增多，对相关设施装备技术的功能、质量都不断出现新的要求。未来我国设施农业装备技术的发展，必须首先兼顾我国耕地面积急剧下降、灌溉水资源日益匮乏、生态环境逐步恶化、农业生产成本显著提高的现实背景，因此我国设施农业装备技术重点要在考虑提高能源利用率、土地产出率的前提下，研究出符合中国国情特点的节约型设施农业生产模式，提升设施农业生产优质、高产、安全产品的能力，增强设施农业生产对农民增收、农业增产的牵引功能。

根据我国设施农业特点，目前需重点完善和开发以下装备技术：

设施关键环节装备技术

开发专用微型耕整地作业机械装备，要求体积和质量小．兼顾动力，操作性强，能减轻操作者的劳动强度，配套动力在2.0 kW～4.5 kW之间，作业主机应选择电动机为宜，并开发相应的配套机具，可完成复式作业。开发适合设施内作业的小型精量播种装备，能实现行距、穴距及播深可调。开发相关育苗移植装备，尤其开发与微型耕作机配套的小型钵苗移栽机，实现多穴攫取秧苗和栽植自动作业，并能自动检测坏苗，主攻半自动机型，逐步系列化、标准化实现全自动。开发具有可操作性的自动嫁接技术装备，中耕植保装备，采摘、收获技术装备，以及采后清选、分级和加工包装等装备。

环境调控装备技术

在强调改善环境来提高生产率的同时，结合相应生产模式，开发可以根据设施动植物等生长需求特性的环境自动控制装备技术，实时调节动植物的生长环境，优化创造动植物在可控环境下适宜的成长发育条件，提高设施产品实现高产、高效、优质、安全、生态。

精准生产装备技术

根据植物生长和土壤特性和需求，开发精准变量施肥、施药，灌溉施肥、施药一体装备，以及精准灌溉的装备技术产品，精准、精量的进行设施农事作业装备，以最大限度地优化使用各项农业投入，获取最高产量和最大经济效益，提高资源利用效率，同时减少、杜绝化学物质使用，保护农业生态环境，保护土地等自然资源，提供绿色、有机、安全食品。

设施栽培介质消毒装备技术

设施栽培中，尤其育苗基质的消毒，可防治枯萎病、根线虫病等，而消毒装备当以物理方式环保、安全。而我国还没有成熟的装备技术，重点需借鉴国外装备技术，开发适应性好，消毒彻底，安全、环保的设施栽培介质消毒装备。

设施生理生态信息获取装备技术

开发能够实时获取动植物生理、生态特性的装备技术。重点通过集成先进的机械、电子和控制开发出实时监控动植物生理、生态特性的生物传感装备，最大限度地获得动植物生长需求信息，最大限度减少人为影响，以进行科学生产和信息化管理。

结语

设施农业是依靠科技进步而形成的农业高新技术产业，是实现农业高产、优质、高效的有效措施，也是农业现代化程度的集中体现。我国设施农业起步晚，设施农业装备技术发展较慢，配套水平也不高。在借鉴国外先进经验的基础上，必须加强设施设备技术研发的自主创新，开发适合我国设施农业特点的具有独立知识产权的设施农业装备技术核心产品，提高设施农业整体装备技术水平，在发展中以节能为中心，以提高设施产出率、能源和资源利用率为重点，提升配套装备技术，制定生产标准，提高设施装备技术水平，园地制宜，从而充分挖掘设施农业生产潜能。