设施农业工程技术

农业工程导论——设施农业工程技术（一）李保明教授,博士生导师@cau.edu.cnTel:62736904Office:水院楼308ChinaAgriculturalUniversity内容提要第七讲：设施农业工程技术（1）——设施生产模式与工程配套第八讲：设施农业工程技术（2）——设施农业环境控制技术ChinaAgriculturalUniversity一、设施农业的概念与特点设施农业、设施农业工程的概念与内容设施农业工程的作用我国设施农业工程技术发展的现状发达国家设施农业工程技术的水平与发展趋势我国设施农业工程技术发展的特点和思路ChinaAgriculturalUniversity（一）设施农业工程的概念与内容1．设施农业的概念：所谓设施农业，是指在设施内进行农业生产；它是区别于传统的露地农业相比较而言。包括设施园艺、设施（舍饲）畜禽养殖、设施水产养殖等其最大特点是：可人为地调控动植物生长的气候环境，不受“老天爷”的影响——摆脱了“靠天吃饭”的被动局面。气候环境在农业生产中的作用？ChinaAgriculturalUniversity2.环境在农业生产中的作用制约现代农业发展的因素可以概括为二个——“遗传”与“环境”“遗传”—决定生产的潜力；“环境”—决定这种潜力能在多大程度发挥这里的“环境”是广义的环境，不仅是气候环境应是指除生物（自身）以外的所有其它事物的总和ChinaAgriculturalUniversity（CCTV）走近科学录像片设施农业案例介绍ChinaAgriculturalUniversity3．设施农业工程的概念所谓设施农业工程，是指为设施农业所提供的有关工程技术、设施设备的总和。包括：工艺模式、工程配套（建筑设施、设备）、环境等是农业设施？还是设施的农用？与设施农业的关系？ChinaAgriculturalUniversity4．设施农业工程的研究内容生产工艺方式的标准化与定型动植物生长过程的环境要求建筑设施设计与建造技术配套设备的开发与应用技术ChinaAgriculturalUniversity（二）设施农业工程的作用改变小气候——生物环境的作用——高产、优质、高效、安全农业工业化——工厂化农业的作用——标准化、集约化劳动减量化——降低劳动强度和改善环境传统产业升级——大幅度提高生产效益——提供资源利用的效率——带动相关产业发展ChinaAgriculturalUniversity（三）农业生物环境工程技术发展现状光环境调控技术发展热环境调控技术发展空气质量环境技术发展水环境调控技术发展ChinaAgriculturalUniversity（四）发达国家设施农业工程技术发展农业生产产量及性能指标标准化、专业化的生产工艺建筑设施、设备、环境控制等配套完善管理水平ChinaAgriculturalUniversity（五）我国设施农业工程技术发展的特点？我国的国情分析（人口、资源、环境）我国的气候条件分析产品市场分析ChinaAgriculturalUniversity我国设施农业工程产业面临的新形势面积与规模——世界设施农业生产大国设施园艺的面积人均超过13m2人均肉、蛋占有量接近发达国家水平产量与质量——同时需要提高设施产品总量与食品质量安全问题肉类产品紧缺、产品质量追溯与过程保障设施与设备——呼唤我国特色的标准产品基本仿照国外上世纪70年代产品中国设施农业工程技术的发展方向？ChinaAgriculturalUniversity我国设施农业发展历史的回顾中国设施蔬菜、花卉栽培始于两千年前的汉朝。1599年荷兰建成世界最早的玻璃温室。1948年美国首次建成了PVC塑料薄膜温室。1965年长春市郊建成中国第一栋竹木结构、PVC膜塑料大棚。1980年，中国引进PE薄膜生产线、钢管装配式塑料大棚。大型连栋温室的发展1978年北京玉渊潭兴建了第一栋大型钢架连栋玻璃温室。1979年北京四季青首次引进了连栋温室，并引发第一次引进温室热潮。四季青引进温室具有中国特色日光温室的兴起第二次引进温室热潮与农业科技园区的兴起1995年建立中以示范农场，引发第二次引进温室热潮。各级农业科技园区建设的兴起。1997年国家科委启动“工厂化高效农业重大科技产业示范工程”。中央决定在沿海发达地区率先实现农业现代化。日本设施园艺发展概况面积（万hm2）特点单产中小拱棚5.00镀锌管PVC、PO花15%大棚4.86机械通风16.5%菜72%温室0.27加温40%果13%雨障1.20多层覆盖45%番茄40kg/m2果树设施0.67CO2施肥17%小计2智能管理0.8%人均10m2/人美国、荷兰、以色列温室概况国别面积（万hm2）特点单产美国2.0全天候、基质番茄54kg/m2玻、PC、PE黄瓜50kg/m2荷兰1.2全天候、玻璃番茄60kg/m2（人均8m2）花60%、菜40%玫瑰320支/m2以色列0.33花40%、菜60%番茄50kg/m2玫瑰300支/m2荷兰温室美国夏普温室美国胖龙双层充气温室美国安普双层充气温室温室以色列温室法国瑞奇温室韩国多层覆盖水膜保温温室加拿大工厂化水培温室工厂化水培生菜系统水培生菜、草莓台湾三易温室三易温室喷灌、苗床设备三易温室花卉设施园艺工程的主要内容骨架材料与结构形式覆盖材料环境调控——光环境——空气环境（温度、湿度、空气组分）——水环境AirflowAirinletAiroutletDischargedairductControlledcleanairDischargedairduct密闭式植物生产环境控制系统水培番茄（13000个/棵）水培番茄根水培黄瓜（3300条/棵）水培网纹甜瓜（90个/棵）中国的西红柿树我国气候特点与设施园艺的问题中国气候特点：大陆性气候：温度年较差较同纬度平均高10-120C，冬季严寒，夏季酷暑。（季风明显：寒潮袭击突出）设施的地域性研究不到位设施标准化程度低、成本相对较高设备不配套，环境可控性差，劳动强度大，生产效率较低。中国设施农业发展的思考1、市场开拓与宏观调控相结合，根据光热资源与市场要求，加强规划，合理布局，提高规模。2、立足国内，引进、消化、吸收与创新相结合，建立适合中国国情的设施园艺技术体系，尽快消除与发达国家技术位差，向国际市场接轨。3、引进，筛选或培育适合中国人口味的优质，高产，抗逆新品种。4、优化设施结构与配套设备，实现设施设备标准化，系列化与产业化。5、发展无公害优质农产品，创名牌效益。中国设施农业发展的思考我国园艺产业的品种资源优势青藏高原、秦岭山脉、云南贵州一带是我国乃至世界花卉资源的宝库之地。陕西秦岭有直接观赏价值的植物57科358种。西藏的杜鹃、报春、龙胆属举世闻名的三大高山野生花卉。云南的观赏植物约有2000余种，是北半球观赏植物资源最丰富区域之一。青藏金莲花喜马拉雅野生花卉（大戟）蒙古沙冬青百合基地木兰杜鹃开张龙胆茶花西藏虎头兰我国园艺产业的瓜果资源优势新疆的葡萄，哈密瓜兰州的白兰瓜、西瓜陕西的猕猴桃、桃、杏、红枣等特色产业热带水果在北方的设施生产葡萄哈密瓜甜瓜我国药用植物设施栽培根茎类地膜覆盖栽培，如玄参、地黄、山药等人参、西洋参、天麻等的遮荫栽培人参、西洋参为提高有效成分含量进行彩膜栽培天麻、蒲公英育种时的隔离防风栽培红豆衫、铁皮石斛等药材等设施内种苗繁育天麻人参红豆衫铁皮石斛西北型双拱日光温室宁夏陕西立体栽培技术设施果树案例：密闭式立体育苗技术日本的密闭式育苗工厂设施太洋興業（株）製案例：日本的超级园艺计划一段密植栽培高糖度周年生产新工艺ChinaAgriculturalUniversity以常规的４～５倍的栽培密度，只收第１穗果实的短期栽培方法定植茎の誘引収穫ChinaAgriculturalUniversity低段密植立体栽培ChinaAgriculturalUniversity日本低段栽培技术开发目标经营規模夫妇（1.8人）经营面积为1ha的温室。年产量50t/10a品质：糖度6以上農業所得1,800万円（1億円粗収入－8,200万円的成本費）劳动时间（3600h（夫：2,000h，妻1,600h）番茄单价＝200円/kg，劳动時間＝40h/週/人→夫妇的小时收入5,000円ChinaAgriculturalUniversity日本低段栽培开发目标生产方法低段密植栽培（４～６批/年）长季节栽培，夏季高温期难以进行营养液栽培全年需要多用苗利用密闭式育苗设施ChinaAgriculturalUniversity本专题总结研究开发适合我国各地区域条件特色的设施农业生产新工艺模式研究动植物健康安全生产的环境条件研究开发低造价的节能型设施设备开发利用我国特色的品种与设施ChinaAgriculturalUniversity谢谢！