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我国温室现状与发展趋势调查

文:田世杰【8号】

摘要:温室产业作为我国设施农业产业中的主体,近年来已成为农业种植业中效益最高的产业。它为解决长期困扰我国北方地区冬季的蔬菜淡季供应、增加农民收入、节约能源、促进农业产业结构调整、带动相关产业发展、安置就业、避免温室加温造成的环境污染、提高城乡居民的生活水平、稳定社会等均做出了历史性贡献。本文就我国日光温室发展的过去、现状加以介绍,并提出笔者关于温室发展的一些建议。

关键词:温室;设施农业;发展

1.我国日光温室的发展历史与现状

1.1我国日光温室的发展历史

我国日光温室发展可以分为初创时期、大规模发展初期、全面提升与发展期和现代化发展期四个阶段。

日光温室初创时期可以追溯到20世纪初,辽宁省海城市感王镇和瓦房店市复州城镇开始利用日光温室生产冬春鲜细蔬菜,直到上世纪30年代后期传到鞍山郊区。这一时期日光温室主要是土木结构玻璃温室,山墙和后墙用土垒成或用草泥垛成,后屋面用柁和檩构成屋架,柁下用柱支撑,3m一柁,故 3m一开间;屋架上用秫秸和草泥覆盖;前屋面玻璃覆盖,晚间用纸被、草苫保温。这一生产方式一直延续到20世纪80年代初期。

日光温室大规模发展初期是自20世纪80年代初期至末期,这一时期首先是从辽宁省海城市感王镇和瓦房店市复州城镇的农家庭院开始的,逐渐发展到农田,此时的日光温室结构主要采用竹木结构,拱圆形或一坡立式,日光温室前屋面覆盖材料开始由玻璃改为塑料薄膜,被称为第一代普通型日光温室。到20世纪80年代末期,全国已推广第一代普通型日光温室2万hm²左右,其中辽宁省有0.7万hm²左右。

日光温室全面提升与发展期起始于20世纪90年代初期,直到本世纪初期。这一时期大面积推广了节能型日光温室。这一时期日光温室实现了两个飞跃:一是面积上的飞跃,全国推广面积达到50万hm²。二是日光温室结构性能和配套技术上的飞跃,实现在最低气温-25°地区少加温生产喜温果菜并获得高产突破,彻底解决了长期困扰我国北方地区冬季鲜细菜供应问题,同时增加农民的收入,成为许多地区的支柱产业。

日光温室现代化发展期起始于21世纪初。目前已经研制出第三代节能型日光温室,开始了日光温室环境控制自动化、蔬菜生产标准化、无害化、机械化等研究,这一时期将完成日光温室环境控制自动化,园艺作物生产机械化、规范化、无害化、标准化,产品质量优质化的技术创新研究与普及。

1.2我国日光温室的发展现状

自20世纪80年代以来,以日光温室为主体的设施园艺得到快速发展。截至

2003年底,全国含小拱棚的园艺设施面积已达250余万hm²,其中大型连栋温室仅有700 hm²左右,而日光温室面积达60余万hm²(图1),占温室和大棚等大型设施总面积的50%左右。东北地区约占整个温室和大棚面积的80%左右。温室和大棚等大型设施占世界设施农业生产面积的85%以上。目前日光温室总面积的95%以上仍以生产蔬菜为主,但近年来日光温室果树、花卉等种植业及养殖业也在快速发展。日光温室发源地辽宁省的设施园艺面积22.5万hm²,占耕地面积的5.4%,而设施蔬菜面积20.1万hm²,占耕地面积的4.8%。日光温室蔬菜面积为10.5万hm²,占耕地面积的2.6%,但设施园艺总产值却占种植业总产值的35%。其中设施蔬菜总产值占种植业总产值的31.8%,日光温室蔬菜总产值占种植业总产值的26.9%,因此,日光温室蔬菜已经成为辽宁省的支柱产业。

图1:中国设施园艺面积的年度变化

目前我国生产上应用的日光温室类型多样,但仍以竹木结构普通型日光温室居多,不加温温室类型占总量的95%。节能型日光温室的保温、加温、放风、灌溉、二氧化碳施肥等环境调控设施设备不断完善,热风加温系统、电动卷帘保温系统、放风系统、滴灌系统等开始广泛应用,个别温室开始了简单的环境自动监测与控制。

日光温室蔬菜种植种类已超过100种,西甜瓜、山野菜以及国外珍稀蔬菜和南方蔬菜的种植已经超过80种,形成了冬春茬、春夏茬、秋冬茬、春茬、秋茬、秋冬春夏周年生产茬等栽培制度,高产典型已经实现番茄30kg/m²,黄瓜27kg/m²,茄子27kg/m²。日光温室果树栽培种类主要有葡萄、草莓、大樱桃、桃、李、杏等。日光温室花卉栽培种类主要有百合、月季、非洲菊、菊花、杜鹃、大花惠兰以及其他盆花等。

目前每平方米日光温室的平均造价为15--100元,生产成本为7--30元,纯收益5-25 元。据调查结果,造价最高日光温室的收益最高,造价最低日光温室的收益最低,也就是说投资少,温室性能不好,效益也低。(表1)

2.我国日光温室的分类与各自特点

2.1 玻璃温室

玻璃温室是以透明玻璃为覆盖材料的温室,透光率一般为60%-70%。这类温室的骨架为镀锌钢管,门窗框架、屋脊为铝合金轻型钢材。玻璃温室在设施栽培中,是使用寿命最长的一种结构类型,但从引进温室使用情况来看,由于在我国气候适应性较差,成本较高,安装维护不方便,大部分经营亏损,经济效益差。在我国通常只有在晚秋和冬春季节用来栽培花卉、蔬菜育苗及农业科研上的作物种植和观赏示范,因此,玻璃温室在我国发展得很慢。玻璃温室包括单坡面玻璃温室、双坡面玻璃温室。

2.2 塑料棚温室

塑料大棚又称塑料棚温室,是我国南方地区主要的园艺设施类型。塑料大棚是以塑料薄膜为覆盖材料,以竹、木、水泥与钢筋混合柱(近年来又发展了镀锌钢管支架和金属线材焊接支架)为骨架材料的不加温单跨拱屋面温室。塑料大棚的主要作用是冬季保温、夏季遮阳,用于冬季茄果类、瓜类等喜温性蔬菜育苗和蔬菜的秋延后、春早熟栽培。由于塑料大棚光照强度较弱,空气相对湿度过高,目前为一种季节性栽培设施而被利用。

2.3 塑料日光温室

塑料日光温室是我国北方地区传统的温室,近年来发展迅速。与玻璃温室相比,其重量轻、骨架材料用量少、造价低、结构件遮光率小、使用寿命长、生产效益好、环境调控能力基本上可达到玻璃温室的同等水平,所以,在全世界范围内用户接受能力远远高出玻璃温室,几乎成了现代温室发展的主流。但是由于塑料薄膜透光性低于玻璃,这种温室存在春冬季采光不足,室内空气污染,夏季后墙挡风,温度过高的缺点,与现代化温室相比,环境调控能力和土地生产力水平都比较低。

2.4 活动屋面温室

活动屋面温室是20世纪90年代中期发展起来的一种栽培设施,在气候温和、无雪的地区使用较多。这种温室屋面采用高强度塑料薄膜或遮阳网,配自动控制拉幕系统,能根据室外条件的变化适时启动拉幕系统,以达到充分利用自然能源、降低成本、提高效益的目的。活动屋面温室包括单层活动屋面遮荫棚、单层活动屋面温室和两者兼顾的双层活动屋面温室。

3.我国日光温室发展的特点

塑料大棚、中棚及日光温室为我国主要设施结构类型。其中能充分利用太阳光热资源、节约能源、减少环境污染的日光温室为我国所特有。1997年我国日光温室面积已超过近16.7万公顷。由农业部联合有关部门试验推广的新一代节能型日光温室,每年每亩可节约燃煤约20吨。采用单层薄膜或双层充气薄膜、PC 板、玻璃为覆盖材料大型现代化连栋温室,具有土地利用率高、环境控制自动化程度高和便于机械化操作等特点。

设施栽培技术的不断提高和发展,新品种、新技术及农业技术人才的投入,提高了设施园艺的科技含量。现已培育出一批适于保护设施栽培耐低温、弱光、抗逆性强的设施专用品种。工厂化育苗、嫁接育苗、喷灌、滴灌、无土栽培技术、小型机械、生物技术和微电脑自控及管理的使用,提高了劳动生产率,使栽培作的产量和质量得以提高。

目前我国温室的骨架多采用热镀锌管(板),覆盖材料多为玻璃、双层充气膜、PC板等;还自行研制设计了各种环境调控系统和微机监控系统等;对于无土栽培、优良品种选育的研究已达到国际领先水平,但是成果的应用还很有限;在温室内机械耕种方面,只有少量的育苗、移植等设备,大部分是靠引进设备或手工作业;在应用方面,缺乏有效的管理体制和机制,还未将生产、加工、销售有机地结合起来,有的温室结构简单、设备简陋,环境的综合调控难以实现,生产管理和运行水平还远低于国外。

我国设施农业目前存在着诸如土地利用率低、盲目引进温室、设施结构不合理、能源浪费严重、运营管理费用高、管理技术水平低、劳动生产率低及单位面积产量低等诸多问题。我国商品化温室普及率很低,高、中档次的商品化温室主要被一些机关团体、军队、农场和科研单位采用,很少被个体及一般农民采用,普通农户采用最多的是自建的简易拱棚,约占我国温室总量的60%以上。

4.我国日光温室发展需要解决的问题

4.1 完善并建立温室相关的国家标准。

目前只有《温室结构设计载荷》国家标准,天津市已制订实施了《新型节能日光温室建造技术规范》地方标准,温室国家标准化还有很多工作要做。现有的控制系统大都具有较强的针对性,由于温室结构千差万别,执行机构各不相同,对于控制系统的优劣缺乏横向可比性。借鉴国外经验,建立本国模式是温室行业国产化的必由之路。由于我国地域辽阔,气候多样,所以我国温室的研究设计单位应建立不同地区、不同气候条件下的温室模式,从而使我国温室产业的发展模式有据可依。可以尝试制订行业标准或地区标准,然后申请国家标准。

4.2 开发与我国国情相适应的温室优化控制软件。

目前我国引进温室的控制系统大多运行费用过高,而自行研制的控制系统缺乏相应的优化软件,大多仍使用单因子开关量进行环境因子的调节,而实际上温室内的日射量、气温、地温、湿度及CO2 浓度等环境要素是在相互间彼此关联着的环境中对作物的生长产生影响的,环境要素的时间变化和空间变化都很复杂,当我们改变某一环境因子时常会把其它环境因子变到一个不适宜的水平上,因此,结合温室内的物理模型,作物的生长模型和温室生产的经济模型,开发出一套跟我国温室生产现状相适应的环境控制优化软件是非常重要的。

4.3 需进一步加强对温室结构的研究。

不同地区的不同气候条件,应有相应的温室结构,温室结构的好坏直接影响到温室生产的经济性,例如:在我国的北方地区,应加强对温室保温性能研究,以减少冬季的热能耗;而在南方地区,则应加强对夏季通风装置的研究,以减少夏季的温室高热。

4.4 加紧对温室相关的技术的研究。

例如:开发适合温室生产的综合机械配套设研究温室内的管理技术,研制适合温室种植的优良品种等。

5.我国日光温室今后的发展方向

我国温室未来的发展,随着社会的进步科学技术的发展,我国温室的发展将向着域化、节能化、专业化发展发展,形成高科技、自动化、机械化、规模化、产业化的工厂型农业,为社会提供更加丰富的无污染、安全、优质的绿色健康食品。我国温室未来的发展呈现出现代化、精准化、多元化、都市型的特点。

5.1 温室现代化

在日光温室基础上排灌、施肥、光控、温控、湿控、植保等系统将实现自动化、智能化。并实现无污染、全天候、周年连续性生产。

5.2 精准化

精准化技术在温室生产中逐步推广应用。包括:精准化施肥技术,精准种植、精准施药、营养微量元素供给。

5.3 多元化

温室生产实现蔬菜、瓜果、花卉、水产品、畜牧养殖等多元化。