设施农业生产方式与生物环境控制技术进展

农业生物环境与设施农业工程李保明教授水利与土木工程学院农业部设施农业工程重点实验室Tel:010-62736904Email:[e-mail]2013年11月25日农业工程导论课-20132.5设施农业的环境要求设施环境的调控因素光环境空气环境水（根圈）环境2.5设施农业环境与调控技术设施农业生产对光的关系–光的强度与动植物生产的关系–光照时间与动植物生产的关系–光的颜色（光谱）的影响–光照分布（空间分布的均匀性）——光照与设施农业2.6设施农业环境及其调控技术包括：空气的温度、湿度、气体成分–空气温度的影响（控制阈值、变温波幅等）–相对湿度的影响–空气成分：O2需求和有害气体浓度的控制–温室提供CO2——农业设施的通风技术——空气环境2.7设施农业环境及其调控技术包括：生活用水的质和量–水质标准–水温控制–水的活性–园艺作物水肥一体化调控技术——水环境2.8案例：水培番茄（13000个/棵）水培番茄根案例：水培黄瓜（3300条/棵）案例：水培网纹甜瓜（90个/棵）案例：中国的西红柿树3发达国家设施农业工程的发展动态设施园艺工程——以荷兰为代表设施养殖工程——以德国为代表猪——福利型养殖新工艺鸡——非笼养工艺技术与装备开发牛——大规模奶牛养殖世界各国的温室特点——荷兰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AirflowAirinletAiroutletDischargedairductControlledcleanairDischargedairduct案例：日本的密闭式植物生产系统案例：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低段密植立体栽培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引进，筛选或培育适合中国人口味的优质高产，抗逆新品种研究提出适合我国国情的设施生产工艺模式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。发展无公害优质农产品，创名牌效益。4.中国设施农业发展的思考4.1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）蒙古沙冬青百合木兰杜鹃开张龙胆茶花西藏虎头兰葡萄我国园艺产业的瓜果资源优势哈密瓜甜瓜人参红豆衫我国药用植物设施栽培铁皮石斛4.2我国设施农业产业面临的新形势面积与规模——世界设施农业生产大国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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年代产品发达国家设施农业工程发展启示基于动植物健康的设施生产方式的改变基于畜禽健康养殖的动物福利生产新工艺增加畜禽运动空间、提高自身抵抗力的方式利用动物玩具、提高群体的和谐度、减少应激基于节能和减排的环境调控技术创新畜禽设施养殖的臭味控制设施及通风设备的节能技术设施农业工程技术创新——案例研究环境调控技术兼顾夏季降温与冬季保温加温的技术春秋季节变换的环境调控技术冬季通风与保温的兼顾技术动物福利与健康养殖技术满足动物行为与健康要求的设施技术健康养殖过程控制技术蛋鸡叠层笼养工艺模式国外蛋鸡养殖饲养新模式荷兰新型蛋鸡养殖系统富集型蛋鸡笼是否满足福利要求？妊娠母猪定位饲养工艺模式荷兰新建福利化养猪场案例-2011投产妊娠母猪大群饲养分娩舍限位饲养荷兰新建福利化养猪场案例防压分娩床母猪位置可自动升降，当母猪站起来时猪床自动升起约30cm，可有效防压荷兰新建福利化养猪场案例猪的舍饲散养清洁生产工艺模式猪对温度环境的需求猪床的概念与温度调控舒适的猪床系统德国Nürtinger暖床系统猪的舍饲散养模式及配套设备On-linecoughrecognitionalgorithminpigstables通过在线声音识别监测猪的健康Labelingpig’scoughGruntdoorcoughcoughcoughTimeSoundenergy(dB)microMAINFUTUREAPPLICATIONSREDUCINGTHEUSEOFANTIBIOTICSClimatecontrollerV(t)TQ(t)AntibioticssoundTherapeuticdecisioninfectionSoundanalysismicroSpeakinganimalcomestrue?5001000150020002500300035004000450050005500-0.3-0.2-0.100.10.2OriginalsignalTIMEAMPLITUDEOn-lineTranslatorGrrrgrrrgrrrrgrrrrrrrrrhugggrrrOhfarmer…Iamhungry!Firstthingsfirst…Urhggrrurgh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研究开发节能型现代农业设施设备开发利用我国特色品种的工业化生产模式Thankyouforattention!謝謝！(^o^)李保明教授水院楼308室Tel:62736904Email:[e-mail]: