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我國大型連棟玻璃溫室建造要點與生產(chǎn)管理現(xiàn)狀

2018-03-23 06:45么秋月
關(guān)鍵詞:溫室玻璃

近年來,我國新建了很多大型連棟玻璃溫室,這些新建溫室單棟面積大、設(shè)計建造水平高、管理方法先進。筆者先后赴北京、天津、山東、甘肅等地,調(diào)研了北京宏福國際農(nóng)業(yè)科技有限公司、北京極星農(nóng)業(yè)有限公司、北京翻翻高技派樂活農(nóng)場、北京瑞雪環(huán)球科技有限公司、天津濱海國際花卉科技園區(qū)、凱盛浩豐(德州)智慧農(nóng)業(yè)有限公司、平?jīng)龀睫r(nóng)業(yè)有限責任公司等企業(yè)的大型連棟玻璃溫室以及北京京鵬環(huán)球科技股份有限公司、北京航天華陽環(huán)境工程有限公司、昆山永宏溫室有限公司等溫室建造企業(yè),調(diào)研中的大型連棟玻璃溫室單體面積最大的為30 hm2,最小的為2 hm2。這類大型連棟玻璃溫室(圖1)不僅增加了溫室的實際種植面積,還便于大型機械、智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用,為溫室的規(guī)?;?、集約化生產(chǎn)奠定了良好基礎(chǔ)。目前,歐美等發(fā)達國家在發(fā)展設(shè)施園藝過程中,不僅能高水平地進行設(shè)施建設(shè)和能源利用,還配套有先進的栽培管理技術(shù),獲得極高的經(jīng)濟效益,并逐漸向多樣化發(fā)展[1-3]。為此,筆者結(jié)合文獻與實際調(diào)研情況,分析了我國大型連棟玻璃溫室的設(shè)計、建造、選材要點以及環(huán)境控制、生產(chǎn)管理等現(xiàn)狀,并提出了相關(guān)建議。

溫室設(shè)計建造與選材

大型連棟玻璃溫室是現(xiàn)代化溫室的發(fā)展趨勢之一,但單體面積的增加會對建造設(shè)計造成一定難度,設(shè)計時需考量各種荷載以及極端天氣影響,并為機械設(shè)備、智能化系統(tǒng)的進入留出端口,還要將生產(chǎn)區(qū)域的面積最大合理化。經(jīng)過精密核算后設(shè)計建造的溫室可以為后續(xù)生產(chǎn)節(jié)省能源,降低運營成本。

場地選擇

大型連棟玻璃溫室場地選擇主要考慮地形及環(huán)境的限制,在冬季有季節(jié)風的地區(qū),最好選擇在迎風面有山、防風林或高大建筑物等擋風的區(qū)域建造溫室,還需綜合考慮交通、地形高差、能源、景觀位置等因素,當然也要充分考慮冰雹、地震等自然災(zāi)害的影響。調(diào)研過程中,昆山永宏溫室有限公司的溫室設(shè)計者談到大型連棟玻璃溫室的選址依據(jù)時表示,①盡可能的避開基本農(nóng)田和一般農(nóng)田,盡可能減少溫室建造對農(nóng)田的侵占。②盡可能選擇靠近有熱源的地方,如熱電廠,可以充分利用熱電廠的熱水進行加溫,降低其運營成本。③盡可能選擇靠近主營銷區(qū)域,降低倉儲和運輸成本。④在現(xiàn)代化大型溫室和大棚的實際生產(chǎn)中需要用電,因此,應(yīng)考慮電力供給,線路架設(shè)等問題。要力爭進電方便,路線簡捷,并能保證電力供應(yīng)。在有條件的地方,可以準備兩路供電設(shè)備或自備一些發(fā)電設(shè)施,供臨時應(yīng)急使用。⑤盡量遠離有污染的區(qū)域。溫室的土壤、水源、空氣如果受到污染,會給作物生產(chǎn)帶來安全隱患,影響消費者健康。因此,在污染性工廠附近最好不要建造溫室,特別是這些工廠的下風或河道下游處。

設(shè)計與建造

溫室荷載

大型連棟玻璃溫室的建造成本相對較高,在設(shè)計時需充分考慮溫室運營過程中可能會遇到的一切荷載情況,并進行驗算,以保證溫室的強度要求及安全運行。在設(shè)計過程中,屋頂?shù)暮奢d必須考慮當?shù)仫L荷載及雪荷載的情況來進行計算(包括不同作物的栽培方式及內(nèi)外遮陽的因素,要在溫室整體結(jié)構(gòu)中計算荷載)。風載與雪載需根據(jù)項目建設(shè)地的氣象資料為依據(jù),按照國家現(xiàn)行結(jié)構(gòu)規(guī)范進行計算,屋面等上部荷載應(yīng)考慮作物吊掛、其他設(shè)備管線以及最大雪覆蓋等重量進行計算。

溫室設(shè)計建造

溫室結(jié)構(gòu)設(shè)計要充分考慮作物的生長需求,大型連棟玻璃溫室結(jié)構(gòu)設(shè)計與普通溫室相比更為嚴格,需充分考慮設(shè)計布局的合理性、材料的熱脹冷縮以及各種數(shù)據(jù)的積累誤差,同時還需考慮溫室內(nèi)環(huán)境的均勻性。在設(shè)計建造過程中,應(yīng)實地考察,進行合理布局。北京航天華陽環(huán)境工程有限公司的溫室設(shè)計者表示,建造過程中應(yīng)該按照相關(guān)標準,選用質(zhì)量與加工精度、加工工藝合格的材料,并在安裝過程中及時校正,減少積累誤差。同時,大型連棟玻璃溫室的安裝(圖2)必須配置吊裝及起重設(shè)備,以確保溫室安裝的質(zhì)量及安全。另外,溫室的基礎(chǔ)埋置深度需根據(jù)溫室的類型,如跨度、高度及建造場地的地質(zhì)勘探資料等確定,一般要求在項目所在地冰凍線以下,基礎(chǔ)開挖到老土層。還需提前做好極端天氣防御措施,例如融雪系統(tǒng)的設(shè)置等,減少自然災(zāi)害對生產(chǎn)的影響。大型連棟玻璃溫室的覆蓋材料需綜合考慮種植作物的習性要求、當?shù)氐臍夂驐l件以及用戶投資力度等因素來確定,北京京鵬環(huán)球科技股份有限公司設(shè)計者表示通常情況下推薦使用散射鋼化玻璃,由于該覆蓋材料的高散射特性,其溫室內(nèi)部無陰影,光照均勻,葉面無灼傷,溫室氣候更溫和,減少植物光抑制,植物底部可吸收更多陽光,增加植物底部光合作用,減少植物底部灰霉病的發(fā)生,可以提高作物品質(zhì)。

溫室環(huán)境調(diào)控

溫室內(nèi)部(圖3)的溫度、濕度、光照、CO2濃度等環(huán)境因素與植物生長有密切的關(guān)系[4],而在大型連棟玻璃溫室中,栽培面積的增大會導致病蟲害破壞力成比例增長,因此對環(huán)境調(diào)控的要求與病蟲害預(yù)警的要求會更為嚴格。另外,為提高溫室產(chǎn)品的規(guī)模化效應(yīng),還需保證環(huán)境以及各種操作工序的一致性,提高產(chǎn)品商品性,從而增加收益。

溫室環(huán)境是一種非線性、強耦合性、多干擾性、時滯性的動態(tài)環(huán)境系統(tǒng)[5-6],溫室內(nèi)環(huán)境因子與環(huán)境因子、植物生長情況與環(huán)境因子之間都存在復雜的能量關(guān)系。因此,如何高效經(jīng)濟地實現(xiàn)溫室內(nèi)多因子間的復合控制是溫室環(huán)境控制過程要解決的關(guān)鍵問題。據(jù)報道,當前溫室生產(chǎn)中冬季加溫、夏季降溫除濕等能源消耗占總生產(chǎn)成本的10%~40%,高緯度地區(qū)溫室能耗甚至占到溫室生產(chǎn)成本的50%~60%[7],筆者走訪多家大型連棟玻璃溫室也發(fā)現(xiàn),能源成本居高不下是制約大型連棟玻璃溫室盈利的關(guān)鍵因素。

溫度調(diào)控

作為一種高能耗抗逆性生產(chǎn)設(shè)施,溫室需對溫度進行控制來抵御外界的影響。溫室冬季對溫度的調(diào)控主要從“開源”與“節(jié)流”兩方面來進行,“開源”即增加加溫設(shè)備,此項對能源消耗有一定要求。“節(jié)流”則指通過增加溫室的密閉性以及增設(shè)保溫幕布來保證溫室內(nèi)熱量不外泄。因此北方以及部分南方溫室通常配有內(nèi)保溫幕布以及加溫系統(tǒng)來保證溫室內(nèi)的作物可以安全過冬。而溫室夏季溫度調(diào)控則主要從“外遮”與“內(nèi)散”兩方面來進行,“外遮”是指遮擋夏季強烈的太陽輻射,“內(nèi)散”則是指通過強制手段增加溫室內(nèi)空氣流通從而降低溫度。

冬季溫度調(diào)控

在溫室生產(chǎn)的能源消耗中,加溫占了能耗的絕大部分,因此減少溫室熱量流失,可以有效降低溫室冬季運營的加溫成本,所以大型連棟玻璃溫室冬季生產(chǎn)對于溫室的氣密性、保溫幕布的保溫性均有較高要求。除定期對頂窗、側(cè)窗等可能通風透氣的地方進行密閉性檢測外,還要保證保溫幕布的性能良好。凱盛浩豐(德州)智慧農(nóng)業(yè)有限公司與北京極星農(nóng)業(yè)有限公司的大型連棟玻璃溫室均采用了三段式保溫幕布(圖4),該幕布可以分段打開,協(xié)調(diào)了各個時段對于溫度與光照的不同要求。

另外,在溫室設(shè)計要對加溫環(huán)節(jié)予以特別重視。目前,溫室加溫主要有熱水循環(huán)加溫與熱風加溫2種方式。熱水循環(huán)加溫是溫室采用的最普遍加溫方式,其系統(tǒng)包括熱水鍋爐(燃煤、燃油、燃氣),上水、回水管道,熱水散熱器和控制閥[8]。隨著環(huán)保政策的出臺,建議大型連棟玻璃溫室采用燃氣鍋爐。為此宏福國際農(nóng)業(yè)科技有限公司充分利用燃氣鍋爐,將產(chǎn)生的氣體進行CO2分離提純(圖5),用于溫室內(nèi)的CO2氣肥補充,在一定程度上降低了成本。

加溫時,應(yīng)選擇熱效率較高、與熱負荷匹配的熱水鍋爐以及溫室專用的散熱效率高、所占空間小、防腐性能好的熱鍍鋅圓翼形高頻焊翅片散熱器或熱鍍鋅圓翼形纏繞式翅片散熱器。同時散熱器的位置也很重要,要根據(jù)溫室所需的總熱量以及溫室的散熱特點合理布局。熱水循環(huán)加溫(圖6)的優(yōu)點是熱穩(wěn)定性好,運行費用相對較低,使用可靠,但其一次性投資較大。因此,在采暖時間長、供熱量大、每天加溫時段長的北方寒冷地區(qū)宜采用熱水循環(huán)加溫的方式。

熱風加溫是采用熱風爐直接或間接加熱空氣,通過輸送管道把熱風均勻地送到溫室各處。熱風加溫設(shè)備簡單,只有熱風爐和輸風管道。熱風加溫最大的優(yōu)點是一次性投資低、升溫快、調(diào)控方便,但存在著停止供熱后降溫也快,熱穩(wěn)定性差,總體上運行費用高等問題。因此,在采暖期較短,每天供熱時段也短,總體補熱量較小的南方地區(qū)宜采用熱風加溫方式。

為了節(jié)能,在設(shè)計溫室時就應(yīng)考慮利用溫室建造地的天然優(yōu)勢,例如天津濱海國際花卉科技園區(qū)就利用了當?shù)刎S富的地熱資源來進行溫室加溫,而平?jīng)龀睫r(nóng)業(yè)有限責任公司的番茄星球溫室生產(chǎn)基地則利用了附近設(shè)有電廠這一優(yōu)勢,用電廠余熱來加溫,均大幅度的降低了能耗。其中,番茄星球生產(chǎn)基地還采用了ATU空氣處理系統(tǒng),冬天,該系統(tǒng)可以利用電廠余熱進行室內(nèi)加溫,夏天還能配合風機濕簾實現(xiàn)室內(nèi)降溫,而且該系統(tǒng)對于溫度的控制較為靈敏,可以在半小時內(nèi)完成對生產(chǎn)區(qū)的溫度調(diào)控。同時,為了節(jié)約能耗,溫室研發(fā)人員還設(shè)計了地源熱泵和空氣源熱泵,其中地源熱泵適合中國北方溫室,空氣源熱泵則適合中國長江以南地區(qū)使用[9]。柴立龍等試驗證實,地源熱泵供暖、天然氣供暖、燃煤熱水供暖以及燃油熱風供暖的相對運行費用分別為1.20、1.31、1.00、3.36,與燃煤熱水采暖系統(tǒng)相比,地源熱泵系統(tǒng)供暖可節(jié)約42%的能耗,整體對比情況見表1[10]。

對于溫室的溫度調(diào)控,Lacroix等通過對不同溫度設(shè)定模式的節(jié)能效應(yīng)模擬,開發(fā)了積溫模擬控制器,可以降低7%的溫室能耗[11]。Aslyng等通過建立作物葉片的光合作用、呼吸作用及光輻射吸收的預(yù)測模型,根據(jù)自然光照來控制溫室內(nèi)的溫度來達到節(jié)能的效果[12]。Korner等研究結(jié)果表明,利用積溫的方法可以比常規(guī)溫度調(diào)控降低9%的能耗[13-15]。伍德林等研究表明,將溫室作物整個生長階段分為營養(yǎng)生長階段、生殖生長階段。在不同生長階段采用不同的調(diào)控策略,既保證了作物正常生長的需要,又兼顧了節(jié)能降耗[16]。李志偉等[17]將作物1天中生長所需要的溫度劃分為若干階段,以此實現(xiàn)溫室加溫環(huán)境的節(jié)能管理。因此,溫室溫度管理節(jié)能的關(guān)鍵點是基于植物生長最佳條件和環(huán)境控制成本最低來優(yōu)化溫度控制參數(shù)。

夏季溫度調(diào)控

夏季太陽輻射量過大,室內(nèi)溫度偏高會影響作物正常生長,溫室內(nèi)降溫方式常見的有通風、遮陽等。大型連棟玻璃溫室大多采用開啟頂部通風窗進行自然通風來達到降溫的目的,通風窗口的數(shù)量、尺寸、傳動方式以及開啟的角度等都對溫室的溫度控制產(chǎn)生重要影響,在調(diào)研過程中筆者了解到,凱盛浩豐(德州)智慧農(nóng)業(yè)有限公司溫室的頂窗為雙向連續(xù)開窗(圖7),大大改善了室內(nèi)的通風效果。調(diào)研中的一些溫室內(nèi)還配有渦流風機與高壓噴霧,增大室內(nèi)降溫效果。目前,研究人員已經(jīng)研發(fā)出了模擬計算方法,通過控制開窗的各個參數(shù)以及設(shè)置在溫室內(nèi)的干濕溫度計收集數(shù)據(jù),實現(xiàn)溫度的自動控制。

此外,還可以增加外遮陽與內(nèi)遮陽來降低溫室夏季輻射,但這種降溫方式存在一次性投入成本大,造成不必要遮光帶等缺點,由此衍生出了在屋頂玻璃上噴灑白色涂層的技術(shù)[18],瑞雪環(huán)球小湯山基地的溫室就使用了該技術(shù),將一種名為“利索”的白色涂料噴灑在玻璃表面,以減少夏季的太陽輻射,進而達到降溫的目的。秋冬季節(jié),通過清洗可全部去除外涂層,同時還能清潔溫室屋頂,保證冬季采光需求。

水肥調(diào)控

大型連棟玻璃溫室為更精準的把控水肥用量,大多采用無土栽培技術(shù),常用基質(zhì)有巖棉、椰糠2種,但由于巖棉需要每年更新,廢棄的巖棉必須由專門的公司回收處理,而國內(nèi)缺乏相關(guān)專業(yè)公司,因此調(diào)研中的大型連棟玻璃溫室生產(chǎn)大多采用椰糠基質(zhì),筆者在調(diào)研中發(fā)現(xiàn),為了更精準、靈活的調(diào)控幼苗期營養(yǎng)液的EC與pH,溫室的無土栽培槽多為組合型(圖8)。無土栽培技術(shù)可以不受土壤類型的影響,實現(xiàn)栽培過程水肥精準可控,作物產(chǎn)品質(zhì)量得到明顯提高,而且無土栽培技術(shù)杜絕了土傳病害的發(fā)生,減少了土壤消毒等投入品的使用。

在大型連棟玻璃溫室中為提高水肥利用率,大多引進了水肥一體化管理系統(tǒng)與滴灌技術(shù)

(圖9),水肥通過同一個管道運輸并在每個分支前端有一過濾網(wǎng)中雜質(zhì)堵塞滴灌出水口[19]。施肥系統(tǒng)采用A液和B液混合施用,防止礦物離子出現(xiàn)沉降現(xiàn)象。整套系統(tǒng)通常由中央處理計算機統(tǒng)一控制,具有以下特點:①根據(jù)水質(zhì)、作物種類、生長階段、回液反饋調(diào)節(jié)等確立營養(yǎng)液配方;②根據(jù)季節(jié)、作物種類和生長階段確定供液量;③根據(jù)季節(jié)、作物種類及對品質(zhì)的要求調(diào)整EC;④監(jiān)測回液及基質(zhì)內(nèi)營養(yǎng)液成分,當離子(Na+、C1-、HCO3-)含量超標時可以及時沖洗;⑤可以采用紫外線輻射、加熱、慢砂過濾等新技術(shù)進行營養(yǎng)液消毒。

溫室CO2調(diào)控

CO2施肥能提高作物的光合作用效率,促進作物生長發(fā)育,增加作物的株高、莖粗和葉片面積,有利于作物的新陳代謝,加速植物對養(yǎng)分的吸收運輸與光合產(chǎn)物的運輸,能使植株生長健壯,抗逆性增強,顯著增加產(chǎn)量,改善產(chǎn)品品質(zhì),投入產(chǎn)出比可達到1:30[20]。據(jù)報道,當溫室CO2濃度從350 μL/L增加到450 μL/L時,可實現(xiàn)增產(chǎn)12%;而從1000 μL/L增加到1100 μL/L時,僅可增產(chǎn)1.5%,因此溫室CO2最經(jīng)濟的控制濃度一般設(shè)定在450~500μL/L[21]。CO2施肥一般有6種方式,分別為通風換氣法、土壤施肥法、生物生態(tài)法、化學反應(yīng)法、燃燒法、液態(tài)CO2法。考慮到利用費用問題,國內(nèi)大型連棟玻璃溫室可利用天然氣在鍋爐燃燒后產(chǎn)生的煙氣一部分排出室外,另一部分由引風機引出,經(jīng)過檢測合格后的CO2通過白色塑料軟管散播到溫室各處。白色塑料軟管一般設(shè)置于植物下端,上布滿小孔,以供CO2溢出(圖10)。

光照調(diào)控

光照作為作物光合作用的能量來源,是影響作物生長的最關(guān)鍵環(huán)境因子之一,設(shè)計出合理的溫室光照控制系統(tǒng)是保證作物良好生長與避免能源浪費的有效手段。當前對于設(shè)施內(nèi)補光的研究也逐漸趨于精細化,例如在2017國際設(shè)施園藝大會上,加拿大農(nóng)業(yè)和農(nóng)產(chǎn)品中心的Hao通過試驗證實,對于番茄等蔬菜來說,優(yōu)化光譜可以促進冠層生長。他們利用14C同位素示蹤技術(shù),發(fā)現(xiàn)垂直光照條件會使溫室番茄和迷你黃瓜的葉片光合作用、葉片大小、果實產(chǎn)量和品質(zhì)產(chǎn)生顯著差異,并得出優(yōu)化后的垂直光照條件可以提高植物全年生長量以及果實產(chǎn)量、品質(zhì)的結(jié)論。美國密歇根州立大學園藝學院的Park則發(fā)現(xiàn)紅光與遠紅外光的比例(R:FR)可以調(diào)控光敏色素介導的光形態(tài)建成響應(yīng),以促進植物在遮陽條件下對輻射的捕獲量和留存量[22]。雖然各種研究證實補光對于植株生長具有相當?shù)拇龠M作用,但在大型連棟玻璃溫室內(nèi)進行補光,首先要考慮的是投入回報比。無論是一次性投入還是后續(xù)電能的耗費,都會對溫室的運營成本造成影響。調(diào)研過程中,筆者發(fā)現(xiàn)溫室內(nèi)在育苗區(qū)應(yīng)用補光燈的較多,生產(chǎn)中則由于成本的制約以及補光方案的不成熟,很多溫室管理者還持觀望態(tài)度,并嘗試進行不同補光燈的對比試驗(圖11),探索提高產(chǎn)出/投入的方法。因此,選用適宜的補光燈以及補光方案具有重要意義。

溫室生產(chǎn)管理

溫室面積擴大后,作物產(chǎn)量有所提升,后續(xù)的銷售以及溫室的運營管理都需要更為嚴謹?shù)陌芽亍4笮瓦B棟玻璃溫室運營要求溫室種植者不僅要成為精湛的園藝專家,更要成為優(yōu)秀的管理者。

人工管理

大型連棟玻璃溫室的人工管理需要通過對人工進行合理分配,把握工作效率與質(zhì)量之間的平衡才能提高工作效率。調(diào)研過程中筆者發(fā)現(xiàn),翻翻高技派樂活農(nóng)場(圖12)的管理者將溫室內(nèi)的各項工作進行合理拆解、組合,并通過早期獎勵、專人專崗、計件管理等方式激勵員工工作,幫助員工提高工作效率,將傳統(tǒng)農(nóng)民轉(zhuǎn)變?yōu)槁殬I(yè)農(nóng)民。而有的溫室則引進了勞工管理系統(tǒng)(圖13),可根據(jù)管理者的設(shè)置給相應(yīng)的員工分配工作任務(wù),從而提高員工的工作效率。凱盛浩豐(德州)智慧農(nóng)業(yè)有限公司則在溫室正式運營前在青島基地做過兩年預(yù)種植試驗,把番茄種植過程中各個步驟進行逐項拆分,由公司的IE部門進行優(yōu)化。例如繞蔓這個工序,是先做動作1,還是先做動作2呢?是順時針還是逆時針繞呢?該部門對這些問題都進行了嚴格的試驗和工效計算,并通過綜合比較,選出最優(yōu)方案。該公司還對這些技術(shù)進行了標準化、系統(tǒng)化整理,匯編成員工操作手冊(SOP),不同地區(qū)的溫室均可以直接用來進行員工培訓,大大提高了工作效率。

產(chǎn)品營銷

大型連棟玻璃溫室生產(chǎn)的產(chǎn)品具有商品性強、可持續(xù)供應(yīng)、可安全生產(chǎn)等優(yōu)勢,在一定程度上與現(xiàn)代農(nóng)產(chǎn)品的消費習慣相匹配。從調(diào)研的結(jié)果來看,大型連棟玻璃溫室生產(chǎn)的產(chǎn)品主要有2種銷路,一是商超,進行訂單式合作。這種銷售方式對于產(chǎn)品的穩(wěn)定供應(yīng)有較高要求,而且根據(jù)用途對口感會有所要求。以番茄為例,鮮食類番茄品種要求甜度高、沙瓤、籽粒飽滿、口感上乘,而對于切片類番茄則要求貨架期長、硬度高。二是高端私人訂制。此類銷售模式多與電商、高檔餐廳、商場等進行合作,對于產(chǎn)品的口感、外觀均有較高要求(圖14)。由于大型連棟玻璃溫室內(nèi)環(huán)境可控,并且采用無土栽培模式,因此生產(chǎn)的果蔬極少施用農(nóng)藥,生產(chǎn)過程較為安全,迎合高收入人群的消費習慣。但在制定營銷方案時需先進行市場調(diào)研,確定產(chǎn)品的定位,才能保證供需合理。

存在問題

大型連棟玻璃溫室的顯著特點是以高新技術(shù)和大面積溫室為基礎(chǔ)載體進行設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn),創(chuàng)造較高的經(jīng)濟和社會效益。在一定程度上,大型連棟玻璃溫室是設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展到一定程度的必然趨勢,但還存在以下問題。

前期投入成本高

隨著面積的增大,溫室的設(shè)計以及建造成本均會有所增加,各式環(huán)境調(diào)控設(shè)備的進入也增加了溫室的前期投入。因此,建造大型連棟玻璃溫室首要面對的就是前期投入的問題,而且農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)周期較長,短期內(nèi)很難收回成本,對于投資者具有一定挑戰(zhàn)。

專業(yè)化分工缺乏

資料顯示,很多設(shè)施園藝強國已經(jīng)進行大型連棟玻璃溫室研究很多年,其中荷蘭政府將具有港口優(yōu)勢和以溫室園藝生產(chǎn)為主的5大區(qū)域定義為綠色區(qū)域(Greenport),堅持走以市場為導向的特色園藝產(chǎn)品生產(chǎn)的發(fā)展道路,形成了農(nóng)工商聯(lián)合體(圖15)[23]。而國內(nèi)還缺乏相關(guān)政策,各個行業(yè)間的專業(yè)分工也不明確,產(chǎn)業(yè)鏈條有所缺失,不利于整體發(fā)展。

自主創(chuàng)新技術(shù)不夠完善

目前中國大型連棟玻璃溫室的很多技術(shù)來源于荷蘭、以色列等設(shè)施大國,而國內(nèi)自身溫室科技創(chuàng)新能力相對薄弱。荷蘭園藝的基礎(chǔ)研究和技術(shù)研發(fā)能力較強,受到世界園藝界的關(guān)注,在溫室建造設(shè)計、種植技術(shù)、能源利用、肥水管理、物流運輸?shù)确矫娴募夹g(shù)較為成熟。而中國無土栽培面積僅有1000余hm2,只占設(shè)施栽培面積的0.1%,遠遠低于發(fā)達國家50%的水平[24]。生產(chǎn)中缺乏具有自主知識產(chǎn)權(quán)的設(shè)施栽培專用品種,在商品品質(zhì)、復合抗病性、抗逆性等方面的育種水平與國外差距較大,大型溫室生產(chǎn),成套操作技術(shù)規(guī)范較少,缺少量化指標。

發(fā)展建議與對策

在大型溫室產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展進程中,科學種植管理是農(nóng)業(yè)發(fā)展的一個必然趨勢,越多的先進技術(shù)能夠應(yīng)用到溫室大型化的生產(chǎn)中,就可以讓溫室生產(chǎn)更加自動化、智能化,提高溫室的產(chǎn)品質(zhì)量。中國的大型連棟玻璃溫室發(fā)展應(yīng)充分發(fā)揮本土資源優(yōu)勢,因地制宜、因勢利導地發(fā)展優(yōu)勢產(chǎn)業(yè),以有效利用資源、保護生態(tài)環(huán)境為前提,實現(xiàn)“高效、安全、節(jié)能”生產(chǎn),并打造建造施工、物流運輸、配套服務(wù)等專業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)體系。

優(yōu)化溫室結(jié)構(gòu),強化技術(shù)創(chuàng)新

與荷蘭相比,中國的氣候條件更為適宜,日光資源更為充足,因此未來應(yīng)利用自身優(yōu)勢,結(jié)合氣候地域特點,以低碳節(jié)能設(shè)施為重點,優(yōu)化設(shè)施結(jié)構(gòu),加強對能量循環(huán)型溫室的研發(fā),實現(xiàn)溫室能源轉(zhuǎn)換的更大效益,更經(jīng)濟有效地利用太陽能,降低溫室能源消耗,研究智能環(huán)境控制及生產(chǎn)管理信息化系統(tǒng)和溫室控制專用傳感器、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和云技術(shù),實現(xiàn)對溫室內(nèi)光、溫、水、氣、肥等諸多因子的優(yōu)化精準控制,研發(fā)出適合中國國情的大型連棟玻璃溫室栽培模式,提高經(jīng)濟效益與大型連棟玻璃溫室生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展能力。

加大政策鼓勵,完善鏈條體系

荷蘭具有完善的農(nóng)產(chǎn)品拍賣市場與冷鏈運輸,以色列有完善的灌溉系統(tǒng)以及專門的研究服務(wù)部門,為生產(chǎn)者進行專業(yè)性指導[25]。因此強化政策支持、科技支撐、產(chǎn)業(yè)配套、利益聯(lián)結(jié)等舉措,加大對大型連棟玻璃溫室關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)力度,加大補貼,完善信貸和保險服務(wù)對于大型連棟玻璃溫室的發(fā)展具有重要意義。要強化政府、科研機構(gòu)和農(nóng)戶之間的合作,構(gòu)建以生產(chǎn)需求為導向的設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)裝備創(chuàng)新體系和新技術(shù)推廣體系,打造中國自主知識產(chǎn)權(quán)的大型連棟玻璃溫室關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備體系。

致謝 本文得到了北京宏福國際農(nóng)業(yè)科技有限公司、北京極星農(nóng)業(yè)有限公司、北京翻翻高技派樂活農(nóng)場、北京瑞雪環(huán)球科技有限公司、北京京鵬環(huán)球科技股份有限公司、北京航天華陽環(huán)境工程有限公司、天津濱海國際花卉科技園區(qū)、凱盛浩豐(德州)智慧農(nóng)業(yè)有限公司、平?jīng)龀睫r(nóng)業(yè)有限責任公司、昆山永宏溫室有限公司等多位一線溫室設(shè)計建造者、運營管理者的大力支持,在此瑾向各位老師致以誠摯的謝意!

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[引用信息]么秋月.我國大型連棟玻璃溫室建造要點與生產(chǎn)管理現(xiàn)狀[J].農(nóng)業(yè)工程技術(shù),2017,37(34):10-19.

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