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农业设施学农业设施学任课教师：任课教师：王王维维学学时时数数：：1717周周3434学时学时2005,8~2005,122005,8~2005,12第一章农业设施发展现状与趋势提要1．介绍设施农业意义与发展2．了解国内外设施农业发展现状3．展望设施农业技术的发展方向第一节设施农业的意义及发展一、设施农业在农业生产上的意义概念：在温室和大棚等保护设施里，利用室内外配备的各种设备调节环境条件和栽培土壤条件下进行的农业生产叫做设施农业。表1－1－1各种农业耕种形式的能源效率能源(KCal/m2)农业耕种形式投入能量获得能量狩错采集时代0.00.42.5×10－7亚马孙河刀耕火种时代3.619.51.3×10－7乌干达有畜农耕时代36.0250.01.7×10－4印度机械化农耕时代241.01000.06.7×10－4日本能量效率现在的国名 二、农业设施的发展简史 •第一、原始阶段：约2000多年前，使用透明度高的桐油纸作覆盖物，建造温室。在地中挖成长壕或坑，上面覆盖透光性好的云母板，用铜烟管加温，是温室的原始阶段。 •第二、发展阶段：二次世界大战后，玻璃温室和塑料大棚等真正发展起来，尤其以荷兰，日本为首的国家发展迅速，而且附加设备增多起来。 •第三、飞跃阶段：七十年代后，大型钢架温室出现，自动控制室内环境条件已成现实，室内加温、灌水、换气等附加设备广泛运用，完全由人类控制作物生产。第一节设施农业的意义及发展第二节设施农业生产的现状与展望一、农业设施面积及内部装备表1－2－1世界各国温室和大棚面积从设施总面积上看，中国据世界第一，日本位于第二。国家面积(公顷)国家面积(公顷)国家面积(公顷)中国1396000比得时2000日本100000智利1600西班牙35000保加利亚1350韩国22000德国1300荷兰17000突尼斯1100士耳其9800埃及1000波兰6500捷克800法国6000丹麦750俄罗斯6000澳大利亚600匈牙利5500约旦500阿尔及利亚5000南斯拉夫500美国4500塞浦路斯300希腊4240瑞典200罗马尼亚3000瑞士200以色列3000南非200哥仑比亚2600摩洛哥200葡萄牙2500哥斯达黎加200英国2300加拿大2100合计1645840从设施内栽培的作物来看，蔬菜生产占到总生产面积的80%左右，其中果菜类可占90%左右，剩余20%是花卉和果树，又以花卉为主。表1－2－2设施农业作物生产面积(日本、1985年)蔬菜(ha)花卉(ha)果树(ha)作物面积比率%作物面积比率%作物面积比率%总面积35.58210054321004575100草莓792922.3切花类433179.7葡萄323970.8黄瓜752021.1柑桔113024.7普通甜瓜597016.8钵物类100818.6梨671.5番茄556315.6枇杷511.1西瓜34009.6花坛用931.7无花果290.6苗类桃220.5茄子17705.0其他36.90.8甜椒15004.2温室甜瓜12703.6生菜4701.3南瓜1900.5第二节设施农业生产的现状与展望温室内装备有加温、多层幕、换气扇、自动灌水、CO2气体施肥以及水耕栽培设施，为自动控制环境因子创造了条件。表1－2－3温室内部装备状况(日本，1987年)玻璃温室（100m2）塑料温室（100m2）总面积比率％总面积比率％设施总面积18.912100402.355100加温面积16.17635.5127.62131.7自动灌水装备10.81957.2134.57633.4CO2发生装备3.46618.25.2151.3一层保温幕8.18343.3141.59735.2多层保温幕6.24533.045.71011.4设有保温幕14.42876.3187.30746.6自动天、侧窗开闭8.41744.512.4723.1换气窗4.99126.456.72814.1水耕栽培1.0575.61.3930.3种类项目第二节设施农业生产的现状与展望二、国外设施农业发展现状与趋势以荷兰、美国、日本、法国、以色列等国家为代表，其明显的特征是设施结构多样化，生产管理自动化，生产操作机械化，生产方式集约化，是以现代工业装备农业，现代科技武装农业，现代管理经营农业。(一)设施面积较大，发展程度不同(二)设施结构与建筑材料多样化(1)小拱棚(2)塑料大棚(3)温室第二节设施农业生产的现状与展望二、国外设施农业发展现状与趋势2．建筑材料的多样化第一阶段(1950—1969年)当时建筑的温室以木结构为主，覆盖材料几乎全部用玻璃第二阶段(1970—1989年)金属骨架温室逐步增加，80年代以后建的温室全部用镀锌钢、镀锌管和铝合金的屋顶，覆盖材料除了玻璃以外，出现了玻璃钢，FRP板和双层充气薄膜温室，第三阶段(1990年到现在)聚碳酸酯板(PC)已进入实用阶段，另外，光谱选择薄膜发展很快，如在塑料薄膜中加入类似硫酸铜的染料，就可降低远红外光的透射率，使温室内温度降低。第二节设施农业生产的现状与展望二、国外设施农业发展现状与趋势(三)温室管理向电子化、机械化、专业化发展，基本实现自动化管理技术(四)温室的科研成果不断转化，推动着生产迅速发展温室研究中推出了以下新技术：1．太阳能水墙温室2．无土栽培3．二氧化碳的应用4．熊蜂授粉5．机器人移苗6．基质消毒第二节设施农业生产的现状与展望二、国外设施农业发展现状与趋势（五）温室生产产业化体系已完整运行1．产前的种苗和肥料农药公司2．产中的机械化生产体系3．产后的销售与加工体系第二节设施农业生产的现状与展望三、国内设施农业发展概况与趋势(一)基本情况第二节设施农业生产的现状与展望表1－2－4全国设施农业种类面积（万公顷）年份温室大棚中小棚合计19780.5271.0671.59419850.9580.7472.5864.29119902.5472.7998.57913.925199514.20611.68831.06156.955199722.67023.33040.67086.670199936.7045.6657.24139.6表1－2－5全国主要地区的设施状况（万公顷）地区设施总面积日光温室大棚中小棚分布点山东40.0012.006.6721.33寿光、临淄、苍山、聊城、荷泽等河北24.89.25.410.2定州、成安、廊坊、徐水、固安等辽宁9.876.001.332.53辽西、辽南江苏8.200.532.804.87淮河河南10.672.002.006.67陇海沿线、驻马店、周口陕西4.000.800.872.33西安、咸阳、渭南、延安、榆林、宝鸡新疆2.000.801.000.2乌鲁木齐、昌吉、石河子、喀什、库尔勒黑龙江1.470.330.800.33北京1.050.290.260.50上海0.170.0020.030.03第二节设施农业生产的现状与展望据各地统计资料显示，高效节能日光温室栽培技术示范点1990~1995年每667m2年产值在9386.6~17656.8元之间，一般在11000~12000元左右，纯收入在2593.5~6991.4元之间，高低相差一倍多，一般在3000~4000元左右；塑料大棚每667m2年收人在4000~11000元之间，年纯收入在1000~3000元之间；中小棚的年收入，在北京郊区春秋两茬相加也可达到近10000元。1．温室结构和性能与效益的关系2．种植种类与效益的关系3．茬口安排与效益的关系4．地理位置与效益的关系第二节设施农业生产的现状与展望(二)高效设施农业产业示范园区已初步建成1．上海蔬菜高科技推广中心占地约85.3公顷，其中包括从荷兰引进的智能型温室两栋，每栋占地1000m2，每公顷费用1200万元。智能温室主要可控因素有温度、湿度、光照、水、肥。2．沈阳市蔬菜科技示范区占地约3.3公顷，共建成22栋日光温室，每栋占地约400~467m2，每栋造价约4.5万元。现在正在新建1栋占地667m2的新型智能温室，总造价约为150万元。3．北京蔬菜高科技示范园每个示范区占地26.7公顷，建标准日光温室100栋，大棚50栋，并设有试验区和加工区。总投资2700万元(每个区675万元)第二节设施农业生产的现状与展望建设的总体目标要达到国内先进水平，具有示范带头作用，具体体现在6个方面：①保护地设施结构技术先进；②最新综合配套栽培技术；③科学布局、设施配套、环境良好；④集科技、试验、示范与产加销于一体；⑤周年生产供应，高产、优质、高效益；⑥科技示范交流。第二节设施农业生产的现状与展望(三)我国设施栽培面临的问题及对策1．数量较大，质量较差2．设施种类齐全，内部功能较差3．种植种类较多，栽培技术不规范4．生产面积较大，社会化服务体系与市场发育不健全第二节设施农业生产的现状与展望(四)设施栽培的发展趋势1．开发新型温室结构，制定设施标准体系2．开发设施内环境控制技术与设备3．新品种引进与配套栽培技术研究4．开发与应用设施生产机械作业技术5．开展设施生产产业化体系及经营管理模式的研究6．开展无公害蔬菜生产技术的研究7．培养设施农业管理的专门人才第二节设施农业生产的现状与展望第三节设施农业生产技术变革一、技术革新(一)开发和改良设施构造和覆盖材料(二)育苗技术工厂化，省力化 (三)调节环境条件，适应作物生长。 (四)防止连作障害，推广无土栽培技术。二、今后的展望 （一）开发和研制更合理，更经济实用的构造材，覆盖材和附加设备，提高温室设施性能。（二）研究省能源实用技术和环境调节技术，尽量地普及和推广于大面积生产中，保证周年生产稳定进行。 （三）进一步研究综合防止连作障害和病虫害对策和技术。（四）向高度装置化，技术集约化和自动化管理方向进军。（五）应用信息技术，研究与开发植物工厂化生产技术体系。第三节设施农业生产技术变革思考题1．农业设施发展的意义及作用2．国内外设施农业技术上的差异点是什么？3．我国设施农业急待解决的问题是什么？第一章农业设施发展现状与趋势第二章温室设计与建造上篇温室和大棚的建造计划提要：1．了解温室大棚建造的场地选择与布局要求2．掌握投资计划的制定方法第一节温室和大棚的建筑特点与设计要求一、必须适合于作物的生长和发育要求具有白天能充要求具有白天能充分利用太阳光能，分利用太阳光能，获得大量光和热的获得大量光和热的结构；高温时应有结构；高温时应有通风换气等降温设通风换气等降温设备，夜间应有密闭备，夜间应有密闭度高，保温性能好度高，保温性能好的结构，低温时应的结构，低温时应有保温采暖等设有保温采暖等设备；调节土壤水分备；调节土壤水分应有排灌设备；还应有排灌设备；还要求有理化性质好要求有理化性质好的土壤。的土壤。二、严格调控环境 第一节温室和大棚的建筑特点与设计要求为了取得高产优质为了取得高产优质的产品，要随着作的产品，要随着作物的生育和天气的物的生育和天气的变化，不断地调控变化，不断地调控室内的小气候。特室内的小气候。特别是高湿高温条件。别是高湿高温条件。不仅影响作物的生不仅影响作物的生育，还容易发生病育，还容易发生病虫害，所以要求具虫害，所以要求具有灵敏度高，容易有灵敏度高，容易调控的结构和设备。调控的结构和设备。三、良好的生产条件 第一节温室和大棚的建筑特点与设计要求内部环境要适于作物生育，便于劳动作业和保护劳动者的身体健康。内部环境要适于作物生育，便于劳动作业和保护劳动者的身体健康。四、透光率高，结构简单，强度坚固第一节温室和大棚的建筑特点与设计要求为了使温室和大棚充为了使温室和大棚充分透过太阳光，要使分透过太阳光，要使用透光率高的透明覆用透光率高的透明覆盖物，要求结构简盖物，要求结构简单，材料细小，体单，材料细小，体轻，强度坚固，能耐轻，强度坚固，能耐积雪、暴风降雹等自积雪、暴风降雹等自然灾害。屋面要求有然灾害。屋面要求有一定坡度，能使水滴一定坡度，能使水滴顺利流下。 顺利流下。 五、廉价的建筑物第一节温室和大棚的建筑特点与设计要求温室和大棚的产温室和大棚的产品是农产品，价品是农产品，价格低