劉霓紅，蔣先平，程俊峰，李惠玲，李 葦 ，薛坤鵬 ，侯 露 ，熊 征 ※

（1.廣東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備研究所，廣州 510640；2.廣東弘科農(nóng)業(yè)機(jī)械研究開發(fā)有限公司，廣州 510530）

0 引 言

設(shè)施農(nóng)業(yè)作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)主要形式之一，已經(jīng)成為世界各國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)[1]。歐美國(guó)家及日本等發(fā)達(dá)國(guó)家在發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)過程中，不僅能高水平地進(jìn)行設(shè)施建設(shè)和能源利用，并且配套有先進(jìn)的栽培、管理技術(shù)，獲得極高的經(jīng)濟(jì)效益，并成為其支柱產(chǎn)業(yè)[2]。中國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)近年來也得到了前所未有的迅猛發(fā)展，主要表現(xiàn)為：設(shè)施建設(shè)逐步向大型化、規(guī)?；l(fā)展；設(shè)施裝備逐步向機(jī)械化、智能化發(fā)展。設(shè)施園藝技術(shù)逐步向標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展；作物品種逐步向設(shè)施專用化發(fā)展[3-6]。但是中國(guó)設(shè)施園藝產(chǎn)業(yè)在數(shù)量不斷增加的同時(shí)，其產(chǎn)業(yè)內(nèi)部長(zhǎng)期積累的生態(tài)環(huán)境惡化問題及由此帶來的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全問題也日益凸顯[7]。

自然子刊《Nature Plant》撰文表明：在面對(duì)21世紀(jì)人口激增、氣候變化和環(huán)境惡化等問題，新有機(jī)農(nóng)業(yè)是可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展的主力軍[8]。盡管通常認(rèn)為有機(jī)農(nóng)業(yè)產(chǎn)量雖然低于常規(guī)農(nóng)業(yè)10% ~ 20%，但在經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境影響、社會(huì)效益等方面都超過常規(guī)農(nóng)業(yè)，更在提供營(yíng)養(yǎng)、適應(yīng)氣候變化、增進(jìn)土壤健康、保護(hù)生物多樣性、增加就業(yè)和創(chuàng)造新的經(jīng)濟(jì)模式等方面有著積極表現(xiàn)[8-9]。因此，一種有機(jī)設(shè)施園藝（organic greenhouse horticulture, OGH，歐盟也稱為BioGreenhouse）被提出解決設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展的瓶頸問題[10]。本文將在下面介紹國(guó)外有機(jī)設(shè)施園藝發(fā)展現(xiàn)狀及對(duì)中國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的啟示。

1 國(guó)外有機(jī)設(shè)施園藝發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 有機(jī)設(shè)施園藝產(chǎn)生的背景

國(guó)外有機(jī)設(shè)施園藝是在全球有機(jī)農(nóng)業(yè)供需不足背景下產(chǎn)生的。2016年Willer和Lernoud統(tǒng)計(jì)出自1999年以來，全球有機(jī)農(nóng)業(yè)耕種面積增長(zhǎng)4倍，2014年達(dá)到4300萬hm2[11]。除酵母花、可可、椰子、咖啡豆、堅(jiān)果、橄欖和茶等有機(jī)種植面積外，有機(jī)園藝共有133萬hm2，它包括290 137 hm2的有機(jī)蔬菜，835 315 hm2的有機(jī)水果，49 225 hm2的有機(jī)漿果，146 657 hm2的有機(jī)藥用植物，以及706 hm2的有機(jī)苗圃和觀賞花卉。全球十大有機(jī)蔬菜產(chǎn)地分別是美國(guó)(59 669 hm2)、墨西哥(46 573 hm2)、波蘭(26 664 hm2)、意大利(25 930 hm2)、中國(guó)(22 331 hm2)、法國(guó)(15 554 hm2)、西班牙(11 690 hm2)、德國(guó)(10 392 hm2)、烏克蘭(8014 hm2)、荷蘭(6003 hm2) （圖1）[11]。

與有機(jī)種植面積增長(zhǎng)相比，全球有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品的銷售額增長(zhǎng)更快。2014年有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品銷售額比1999年增長(zhǎng)了5倍，達(dá)到了800億美元。其中，美國(guó)是最大的有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品消費(fèi)市場(chǎng)，達(dá)到359億美元，占全球市場(chǎng)的45%，年增長(zhǎng)超過11%；歐洲是第二大的有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品銷售市，2014年銷售額達(dá)到262億歐元，年增長(zhǎng)超過7.6%（圖2）。Dorais和Cull認(rèn)為有機(jī)蔬菜種植面積雖然僅占全球蔬菜種植面積的0.5%，但是全球消費(fèi)者對(duì)有機(jī)果蔬的需求高達(dá)30%至 40%[12]。隨著消費(fèi)者進(jìn)一步對(duì)食品健康安全問題的擔(dān)憂，比如農(nóng)藥殘留、激素殘留、抗生素殘留，轉(zhuǎn)基因風(fēng)險(xiǎn)和環(huán)境保護(hù)的意識(shí)進(jìn)一步提高，有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品消費(fèi)將會(huì)日益普及。預(yù)計(jì)2018年，全球有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)零售銷售額將會(huì)達(dá)到1500億美元[8-11]。

圖 1 全球10大有機(jī)蔬菜生產(chǎn)國(guó)Fig. 1 Top 10 countries producing organic vegetable

圖 2 全球有機(jī)食品市場(chǎng)消費(fèi)份額Fig. 2 Ratio of global market by 10 top countries

通常認(rèn)為有機(jī)農(nóng)業(yè)產(chǎn)量低于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，但是加拿大麥基爾大學(xué)的 Seufert等統(tǒng)計(jì)分析過去 66項(xiàng)有機(jī)農(nóng)場(chǎng)研究，結(jié)果表明一些有機(jī)農(nóng)場(chǎng)的產(chǎn)量幾乎和傳統(tǒng)農(nóng)場(chǎng)的一樣多，并且它們都有一個(gè)共同點(diǎn)：在特定的環(huán)境條件下，實(shí)施一定的管理實(shí)踐，某些作物品種的有機(jī)種植產(chǎn)量和傳統(tǒng)種植產(chǎn)量的差異非常小[13]。那么Seufert等指出的“這種特定的環(huán)境條件”，作為氣候環(huán)境可控的溫室或植物工廠，具有先天的優(yōu)勢(shì)。因此，在設(shè)施農(nóng)業(yè)里系統(tǒng)開展有機(jī)園藝已經(jīng)成為有機(jī)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向之一。

1.2 有機(jī)設(shè)施園藝定義、起源和目標(biāo)

有機(jī)設(shè)施園藝是指在氣候環(huán)境可控的溫室或植物工廠里，以對(duì)環(huán)境影響最少的外部投入，采用天然，非化學(xué)合成物質(zhì)進(jìn)行有機(jī)作物的栽培[10]。有機(jī)設(shè)施園藝最早是由國(guó)際有機(jī)農(nóng)業(yè)運(yùn)動(dòng)聯(lián)盟（international federal of organic agriculture movement, IFOAM）在2008年舉辦的“邁向可持續(xù)性和生產(chǎn)性的歐盟有機(jī)設(shè)施園藝”會(huì)議上被提出。當(dāng)時(shí)會(huì)議的焦點(diǎn)是現(xiàn)有的有機(jī)種植法規(guī)主要是針對(duì)露天有機(jī)生產(chǎn)系統(tǒng)的，很大程度忽略了當(dāng)時(shí)在歐美普遍存在溫室設(shè)施里的有機(jī)種植規(guī)范。隨后歐美專家成立工作小組對(duì)規(guī)范溫室有機(jī)生產(chǎn)的技術(shù)建議進(jìn)行了數(shù)年的專題討論。直到2013年國(guó)際有機(jī)農(nóng)業(yè)運(yùn)動(dòng)聯(lián)合會(huì)和歐洲有機(jī)保護(hù)栽培的技術(shù)平臺(tái)（TP organic）聯(lián)合發(fā)布了2份作業(yè)指導(dǎo)方針，分別是《溫室保護(hù)栽培生產(chǎn)最終報(bào)告》和《有機(jī)溫室生產(chǎn)意見書》[14]。報(bào)告將可持續(xù)性生產(chǎn)和消費(fèi)作為有機(jī)設(shè)施園藝的基本目標(biāo)，目的是在保護(hù)自然環(huán)境和生物多樣性同時(shí)，為消費(fèi)者種植健康、安全的水果和蔬菜[15]。至此，有機(jī)設(shè)施園藝開始在國(guó)外快速發(fā)展。

1.3 國(guó)外有機(jī)設(shè)施園藝認(rèn)證面積

歐美發(fā)達(dá)國(guó)家及其周邊的國(guó)家，通過有機(jī)認(rèn)證的設(shè)施園藝面積擴(kuò)張迅速[16]。截止2016年（表1），歐盟國(guó)家有機(jī)設(shè)施蔬菜經(jīng)過有機(jī)認(rèn)證的共有5236 hm2，其他非歐盟國(guó)家經(jīng)過有機(jī)認(rèn)證的有3066 hm2。其中歐盟內(nèi)的意大利和西班牙各有2000 hm2，法國(guó)有500~600 hm2，德國(guó)有263 hm2。歐盟外的墨西哥有1875 hm2，以色列有500 hm2，摩洛哥有 230 hm2，加拿大有 214 hm2以及美國(guó)有 186 hm2[12]。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，有機(jī)設(shè)施蔬菜的平均比例是 8.4%。德國(guó)、丹麥、美國(guó)和墨西哥占比均超過 20%以上，其中最多的是與美國(guó)相鄰的墨西哥，占比達(dá)到了 51%。墨西哥不僅擁有規(guī)模為116 hm2高科技有機(jī)設(shè)施園藝，而且90%以上墨西哥有機(jī)設(shè)施園藝生產(chǎn)商都有擴(kuò)大有機(jī)溫室種植規(guī)模的意愿[12]。

表 1 國(guó)外有機(jī)設(shè)施蔬菜種植面積及所占其比例[12,16]Table 1 Estimation of organic vegetable greenhouse area worldwide and share in terms of their respective country greenhouse vegetable greenhouse area[12, 16].

不僅如此，歐美國(guó)家的有機(jī)設(shè)施園藝推廣逐步形成規(guī)?；默F(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園和專用的溫室種業(yè)[17]。其中，意大利有機(jī)設(shè)施蔬菜產(chǎn)區(qū)主要集中在西西里島，共有1000 hm2；西班牙有機(jī)設(shè)施蔬菜產(chǎn)區(qū)主要集中在安大路西亞，共有1800 hm2；法國(guó)有機(jī)設(shè)施蔬菜產(chǎn)區(qū)主要集中在地中海地區(qū)，法國(guó)西北的布列塔尼和西南的阿基坦地區(qū)也有較為集中的產(chǎn)業(yè)園；美國(guó)有機(jī)設(shè)施蔬菜產(chǎn)區(qū)主要集中在加州、俄勒岡州、佛羅里達(dá)州和賓夕法尼亞州；加拿大有機(jī)設(shè)施蔬菜產(chǎn)區(qū)主要集中在魁北克省、哥倫比亞省和安大略省（表 2）。這些產(chǎn)區(qū)一個(gè)共同點(diǎn)是，以專用的溫室番茄、甜椒、黃瓜、生菜和草藥等品種為主。其中美國(guó)獲得有機(jī)認(rèn)證的溫室番茄種植面積有59.55 hm2，黃瓜有13.91 hm2，生菜有12.26 hm2，草藥有28.2 hm2（表3）；其中墨西哥有機(jī)設(shè)施園藝大部分除種植不同大小和不同品種的番茄、黃瓜，甜椒外，以草莓、藍(lán)莓和黑莓等漿果為主的第三代水果也開始有機(jī)設(shè)施種植。

表 2 美國(guó)和加拿大的有機(jī)設(shè)施蔬菜主要產(chǎn)區(qū)及其面積[12, 14, 17]Table 2 Main producing regions of organic greenhouse vegetables in USA and Canada[12, 14, 17].

表 3 美國(guó)有機(jī)設(shè)施蔬菜主要品種及其面積[17]Table 3 Main crops of organic greenhouse vegetables in USA[17]

1.4 有機(jī)設(shè)施園藝產(chǎn)量和盈利分析

從國(guó)外發(fā)展經(jīng)驗(yàn)來看，各種因素影響有機(jī)設(shè)施生產(chǎn)的高效可持續(xù)性，包括：氣候條件、消費(fèi)者需求、生產(chǎn)管理經(jīng)驗(yàn)、競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制和政府政策方針的支持。以高投入高產(chǎn)出為代表的高科技溫室，有機(jī)番茄產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到45~55 kg/m2，有機(jī)辣椒產(chǎn)量達(dá)到20~30 kg/m2，有機(jī)黃瓜產(chǎn)量達(dá)到50~60 kg/m2[12]。由于國(guó)外有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品的市場(chǎng)需求增長(zhǎng)遠(yuǎn)超其市場(chǎng)供應(yīng)，有機(jī)產(chǎn)品價(jià)格均表現(xiàn)出較高的溢價(jià)。以英國(guó)為例，即使有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量只有 14.82 kg/m2，但每 hm2的年毛利可達(dá)到 66 996美元[18]。加拿大有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品的價(jià)格數(shù)指數(shù)也表明，有機(jī)溫室農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格比傳統(tǒng)溫室產(chǎn)品高 170%~346%[19]。Crowder和Reganold采用meta分析了過去40 a全球的55種作物的市場(chǎng)價(jià)格規(guī)律，證明有機(jī)農(nóng)業(yè)比傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)更有利可圖[20]。他們認(rèn)為，不管是有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量較傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)低10%~18%，還是有機(jī)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)勞動(dòng)力成本高出傳統(tǒng)農(nóng)成本 7%~13%，亦或是有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品的市場(chǎng)溢價(jià)下降29%~32%，只要有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品溢價(jià)在5%~7%時(shí)，有機(jī)生產(chǎn)者就已經(jīng)和常規(guī)生產(chǎn)者盈利持平，有機(jī)農(nóng)業(yè)就可繼續(xù)擴(kuò)張。

隨著有機(jī)設(shè)施園藝市場(chǎng)的逐步發(fā)展和成熟，有機(jī)蔬菜市場(chǎng)的供應(yīng)增加和競(jìng)爭(zhēng)力加大，有機(jī)生產(chǎn)和傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)之間的利潤(rùn)空間將會(huì)逐漸被壓縮，其利潤(rùn)率和盈利能力可能隨之出現(xiàn)下降。但是從設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)來看，溫室有機(jī)品種的專用[21-22]、高效有機(jī)肥的投入[17,23]、可再生能源和資源的利用[24-25]、替代人工的園藝裝備上線[5]以及符合有機(jī)的植保技術(shù)研究[26,27]，有機(jī)設(shè)施園藝的運(yùn)行成本也會(huì)下降，產(chǎn)量也會(huì)逐步與傳統(tǒng)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量相持平，甚至超過傳統(tǒng)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量（表 4）。因此，盡管有機(jī)設(shè)施園藝的資金投入和市場(chǎng)壓力可能讓農(nóng)民或者中小企業(yè)面臨一些重大的挑戰(zhàn)，但它仍然被認(rèn)為是改善他們生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的解決方案之一[28]。

表 4 溫室番茄有機(jī)種植和傳統(tǒng)種植的產(chǎn)量對(duì)比分析Table 4 Contrastive analysis of organic yield and traditional planting of greenhouse Tomato

1.5 有機(jī)設(shè)施園藝基本形式及認(rèn)證規(guī)則要點(diǎn)

設(shè)施園藝是一種在局部范圍改善或創(chuàng)造環(huán)境，提供人為可控環(huán)境條件，進(jìn)行蔬菜、瓜果等集約化的種植方式，大多為有土栽培[31]。但常規(guī)的設(shè)施種植“高投入、高產(chǎn)出”的特點(diǎn)使得養(yǎng)分在設(shè)施土壤中大量積累，形成土壤次生鹽漬化、土壤酸化、土傳病害等土壤障礙因子[32]。近年來，以建立和恢復(fù)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo)的有機(jī)種植受到廣泛關(guān)注，主要包括有機(jī)肥替代化肥施用和輪作方式[33-35]。前者增加了一些土壤有益細(xì)菌數(shù)量，如固氮菌等，這些有益細(xì)菌使土壤元素從有機(jī)形態(tài)轉(zhuǎn)化成被植物吸收利用的形態(tài)，增加土壤肥力，促進(jìn)土壤養(yǎng)分循環(huán)和植物生長(zhǎng)[36-37]；后者可均衡利用土壤中的營(yíng)養(yǎng)元素、改善土壤理化特性、減少土傳病害[38]。此外，作為有效防止土壤連作障礙和土傳病害的有機(jī)無土栽培方式（主要是基質(zhì)栽培）在歐美多數(shù)國(guó)家也被視為一種有機(jī)設(shè)施園藝，其中美國(guó)對(duì)有機(jī)水培也可進(jìn)行有機(jī)認(rèn)證[12]，在這一點(diǎn)上，一些歐盟國(guó)家和加拿大有機(jī)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)對(duì)離開土壤基質(zhì)的純水培方式還不被接納，已經(jīng)引起一些學(xué)者關(guān)于無土栽培是否適合有機(jī)生產(chǎn)的爭(zhēng)議[39-40]。

為引導(dǎo)溫室生產(chǎn)商開展有機(jī)種植，歐盟委員會(huì)于2010年成立有機(jī)溫室生產(chǎn)的技術(shù)咨詢專家小組（EGTOP），2013年該小組向歐盟委員會(huì)遞交了關(guān)于溫室有機(jī)生產(chǎn)的最終報(bào)告，涉及氣候控制、種植材料、土壤肥力、水資源管理、病蟲害管理、節(jié)能以及可持續(xù)性[41]。結(jié)合最新文獻(xiàn)對(duì)有機(jī)設(shè)施園藝的規(guī)則要點(diǎn)總結(jié)如下：1）堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展作物有機(jī)溫室生產(chǎn)的理念，以維持公眾對(duì)有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品可持續(xù)性發(fā)展的信任[16,42]；2）堅(jiān)持利用可再生資源和能源供熱，優(yōu)化溫室隔熱和保溫技術(shù)。對(duì)沒有任何保溫措施的溫室，需要避免農(nóng)作物受霜凍(5 ℃以下)[43-44]；3）允許在秋季、冬季和早春季節(jié)使用人工補(bǔ)光，但只允許在黑暗、陰天以及白天延長(zhǎng)時(shí)間使用，且日光和人工補(bǔ)光總時(shí)長(zhǎng)不應(yīng)超過12 h[12,41]；4）可以施用CO2，但來源應(yīng)是可再生生物質(zhì)的燃燒或發(fā)酵。出于溫室氣體對(duì)環(huán)境影響的考慮，禁止在夏季燃燒化石燃料來施用CO2[45-46]；5）采用輪作、堆肥，堅(jiān)持施用有機(jī)肥。需計(jì)算每一種溫室作物的養(yǎng)分投入產(chǎn)出平衡點(diǎn)，以確定補(bǔ)充可溶性養(yǎng)分的用量，避免過度施肥和土壤鹽漬化的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)[47-48]；6）加強(qiáng)水肥管理。禁止用水清洗土壤或基質(zhì)，需對(duì)營(yíng)養(yǎng)液進(jìn)行回收處理，避免養(yǎng)分流失[49-50]；7）因泥炭土屬于稀缺資源，不接收泥炭土完全代替土壤種植，并且育苗時(shí)泥炭土不應(yīng)超過 80%，再生的泥炭土可被接收，另外盡量采用可替代泥炭土的材料作為栽培基質(zhì)，比如生物炭[41,51]；8）植物保護(hù)方面，采用天敵、物理防護(hù)為主，利用生物熏蒸（如十字花科或菊科植物殘?jiān)?，厭氧發(fā)酵）和熱處理（如：太陽能消毒、蒸汽消毒）為輔[52-54]；9）培育和選用優(yōu)良抗病耐受性強(qiáng)的適合溫室種植的有機(jī)農(nóng)作物品種[55-56]。10）設(shè)施農(nóng)業(yè)的有機(jī)認(rèn)證轉(zhuǎn)換期分為2種情況：一是在土壤中種植和露天種植一致；二是在基質(zhì)中栽培，從技術(shù)角度講，不需要轉(zhuǎn)換期，比如歐盟有機(jī)標(biāo)準(zhǔn)（EC 889/2008）沒有規(guī)定的蘑菇有機(jī)生產(chǎn)轉(zhuǎn)換時(shí)間，但是強(qiáng)調(diào)了溫室內(nèi)部必須整體同時(shí)清潔，規(guī)避污染風(fēng)險(xiǎn)，生產(chǎn)資材也必須符合有機(jī)生產(chǎn)的規(guī)則[41,57]。

由上可見，有機(jī)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不僅僅指在生產(chǎn)中完全或基本不用人工合成的肥料、農(nóng)藥、生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑和畜禽飼料添加劑這種狹隘的有機(jī)農(nóng)業(yè)觀點(diǎn)[58]。為了確保有機(jī)農(nóng)業(yè)能夠促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，有機(jī)法規(guī)需要更多地強(qiáng)調(diào)與最佳環(huán)境的匹配實(shí)踐，這對(duì)在設(shè)施溫室里開展有機(jī)園藝尤其如此[59-60]。

2 中國(guó)發(fā)展有機(jī)設(shè)施園藝的意義及存在的問題

近年來，中國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展迅速，已成為優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)[61]。中國(guó)學(xué)者結(jié)合中國(guó)的氣候、經(jīng)濟(jì)、資源、功能和技術(shù)等諸多因素，對(duì)中國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展思路提出了諸多的模式探討[62]，比如：區(qū)域發(fā)展型[63-65]，輕簡(jiǎn)增效型[66]，資源利用型[67]，休閑娛樂型以及新技術(shù)型[68-70]。當(dāng)前以產(chǎn)量為主的粗放發(fā)展模式，讓中國(guó)溫室數(shù)量和產(chǎn)量均居世界第一，占比達(dá)到 88%，但中國(guó)是設(shè)施農(nóng)業(yè)大國(guó)，卻不是設(shè)施農(nóng)業(yè)強(qiáng)國(guó)[71]。其中中國(guó)設(shè)施蔬菜發(fā)展最為迅速，產(chǎn)量占到蔬菜總產(chǎn)量的 34%以上，為蔬菜周年均衡供應(yīng)提供了重要保障。由于設(shè)施蔬菜生產(chǎn)周期長(zhǎng)，產(chǎn)量高，用肥量大、施肥結(jié)構(gòu)不合理，偏施氮肥現(xiàn)象嚴(yán)重，土壤次生鹽漬化等問題突出[72]。2017年農(nóng)業(yè)部印發(fā)《開展果菜茶有機(jī)肥替代化肥行動(dòng)方案》，要求以果菜茶生產(chǎn)為重點(diǎn)，實(shí)施有機(jī)肥替代化肥[73]。因此，開展有機(jī)設(shè)施園藝，對(duì)中國(guó)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展有著重要的意義[74]。

提到有機(jī)農(nóng)業(yè)，人們往往會(huì)與“低產(chǎn)”“低效”和“傳統(tǒng)”等概念劃等號(hào)。21世紀(jì)的有機(jī)農(nóng)業(yè)不僅僅是指不使用合成化肥農(nóng)藥，而是應(yīng)基于生物農(nóng)業(yè)原則，采取改進(jìn)品種多樣性、科學(xué)輪作、種養(yǎng)結(jié)合、保護(hù)土壤和水、加強(qiáng)生物防治以及綜合使用創(chuàng)新技術(shù)[8,75]。反觀中國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)正處在轉(zhuǎn)型的十字路口，推動(dòng)農(nóng)業(yè)由增產(chǎn)導(dǎo)向轉(zhuǎn)向提質(zhì)導(dǎo)向的“質(zhì)量興農(nóng)戰(zhàn)略”已經(jīng)進(jìn)入行動(dòng)期，未來的設(shè)施農(nóng)業(yè)應(yīng)該是有機(jī)農(nóng)業(yè)、集成農(nóng)業(yè)、種養(yǎng)結(jié)合等多種可持續(xù)發(fā)展模式的結(jié)合[76-77]。其中，中國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)開展有機(jī)園藝及其認(rèn)證方面相關(guān)信息相對(duì)較少[78]。究其原因有，1）缺乏針對(duì)溫室的有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。目前中國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)行業(yè)只有無公害農(nóng)產(chǎn)品和綠色農(nóng)產(chǎn)品的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，唯獨(dú)缺乏適用設(shè)施農(nóng)業(yè)的有機(jī)產(chǎn)品的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。加入世貿(mào)組織以后，中國(guó)農(nóng)產(chǎn)品出口頻遇“綠色屏障”，原因是發(fā)達(dá)國(guó)家常常以有機(jī)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)直接限制了中國(guó)農(nóng)產(chǎn)品的出口。理應(yīng)在有機(jī)設(shè)施園藝產(chǎn)品方面盡快與國(guó)際接軌[79]。2）溫室土壤生態(tài)環(huán)境惡化，導(dǎo)致有機(jī)園藝先天不足。中國(guó)設(shè)施土壤已經(jīng)出現(xiàn)土壤板結(jié)、次生鹽漬化、土壤酸化、土壤養(yǎng)分失衡等質(zhì)量退化問題，需要?jiǎng)?chuàng)新種植方式、合理輪作、科學(xué)施肥、加強(qiáng)田間管理、客土改良等設(shè)施農(nóng)業(yè)土壤改良對(duì)策[7,31]。3）缺乏專用的溫室種植品種。生產(chǎn)者出于收益的考慮，往往采用高肥力、高密度種植。在相對(duì)封閉的高溫、高濕、弱光溫室小氣候環(huán)境里，極易受到諸多病蟲害的侵襲危害，生產(chǎn)者又會(huì)大量用藥。目前溫室高產(chǎn)的背后是：“化肥+農(nóng)藥”，與國(guó)外相比，極其缺乏適合溫室的抗病害、耐弱光、高品質(zhì)高產(chǎn)量的專用品種[80]。4）針對(duì)有機(jī)溫室園藝的系統(tǒng)技術(shù)研究較少。現(xiàn)有的技術(shù)研究主要圍繞生產(chǎn)設(shè)施綠色食品的有機(jī)生態(tài)型無土栽培技術(shù)[81-83]、有機(jī)溫室水肥利用技術(shù)[84-86]、農(nóng)業(yè)廢棄物與溫室二氧化碳利用技術(shù)[87]、有害生物綜合防治技術(shù)[88]、有機(jī)溫室產(chǎn)品評(píng)估[89]以及節(jié)能技術(shù)利用上[90]。缺乏圍繞有機(jī)設(shè)施園藝認(rèn)證規(guī)則要點(diǎn)的技術(shù)集成研究和裝備開發(fā)。5）市場(chǎng)環(huán)境較差。一方面市場(chǎng)上以次充好、魚龍混雜的所謂有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品太多，已經(jīng)嚴(yán)重挫傷消費(fèi)者對(duì)有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品的信任。另一方面真正優(yōu)質(zhì)的有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品難有優(yōu)價(jià)，導(dǎo)致有機(jī)生產(chǎn)商長(zhǎng)期虧損，嚴(yán)重打擊生產(chǎn)者生產(chǎn)高品質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品的積極性[91]。

3 中國(guó)開展有機(jī)設(shè)施園藝的建議

農(nóng)業(yè)的發(fā)展關(guān)于國(guó)家食品安全，資源利用和生態(tài)平衡[92]。國(guó)外有機(jī)設(shè)施園藝在理念目標(biāo)、種植面積、產(chǎn)量和盈利狀況、基本形式以及認(rèn)證規(guī)則要點(diǎn)等方面的基本做法和成功經(jīng)驗(yàn)，對(duì)中國(guó)發(fā)展有機(jī)設(shè)施園藝具有寶貴的啟示作用。需要指出的是，國(guó)外有機(jī)設(shè)施園藝不能簡(jiǎn)單等同于“溫室+有機(jī)種植”，它是一個(gè)以可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo)，包含溫室環(huán)境控制、種植材料選擇，土壤肥力保護(hù)，水資源管理，病蟲害控制管理，節(jié)能和可持續(xù)盈利的有機(jī)統(tǒng)一體。當(dāng)前，中國(guó)設(shè)施蔬菜生產(chǎn)在內(nèi)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨著成本不斷增加、資源短缺、環(huán)境惡化、非農(nóng)用地大量擠占耕地等問題，對(duì)于資源稟賦本就不富足的中國(guó)農(nóng)業(yè)來說，中國(guó)開展有機(jī)設(shè)施園藝的基本形式在借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，應(yīng)立足國(guó)情合理利用并增殖自然資源，加快資源的循環(huán)利用并加速能量轉(zhuǎn)化，瞄準(zhǔn)生物技術(shù)培育出溫室專用有機(jī)品種，通過溫室農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備提高設(shè)施蔬菜生產(chǎn)效率，積極推廣有機(jī)無土栽培模式，生產(chǎn)出品質(zhì)安全且數(shù)量較多的有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品，滿足消費(fèi)者對(duì)有機(jī)產(chǎn)品日益增長(zhǎng)的需求，促進(jìn)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的持續(xù)發(fā)展。因此在借鑒上述國(guó)外有機(jī)設(shè)施園藝基礎(chǔ)上，應(yīng)開展以下工作：

1）進(jìn)一步加強(qiáng)設(shè)施農(nóng)業(yè)可持續(xù)性發(fā)展的理論和實(shí)踐研究，形成國(guó)家和行業(yè)部門的管理法案、標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)踐指南的依據(jù)。有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品在國(guó)外有著嚴(yán)格的行業(yè)管理法案，比如美國(guó)由國(guó)家層面上制定的《有機(jī)食品法案》以及由美國(guó)農(nóng)業(yè)部市場(chǎng)服務(wù)司制定的《美國(guó)有機(jī)農(nóng)業(yè)條例》等，這些相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與管理措施對(duì)于美國(guó)有機(jī)農(nóng)業(yè)的正?？焖侔l(fā)展以及有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品的銷售都起到了積極的促進(jìn)作用[93]。從借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)來看，首先，應(yīng)確立可持續(xù)性發(fā)展為有機(jī)設(shè)施園藝發(fā)展目標(biāo)，加強(qiáng)通過有機(jī)設(shè)施園藝在提高土或基質(zhì)、種、肥、藥、水、光和二氧化碳等農(nóng)業(yè)資源高效利用的基礎(chǔ)理論和實(shí)踐研究；其次，以此為基礎(chǔ)由國(guó)家層面制定一部適合中國(guó)國(guó)情發(fā)展的有機(jī)溫室園藝法案，明確其發(fā)展目標(biāo)、技術(shù)要點(diǎn)、扶持重點(diǎn)、激勵(lì)機(jī)制、強(qiáng)制性處罰、政策保障等有關(guān)要求；最后，應(yīng)由行業(yè)部門制定與國(guó)際接軌的《有機(jī)溫室園藝生產(chǎn)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)》和《中國(guó)有機(jī)設(shè)施園藝實(shí)踐指南》，對(duì)可再生能源和資源的合理利用，對(duì)維持最佳生產(chǎn)力的溫室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，有機(jī)肥替代化肥方案，作物輪作和間作方式，有機(jī)無土栽培方法，生物防病，天敵除蟲和高效用水等方法做出具體明確的規(guī)定。

2）進(jìn)一步加強(qiáng)有機(jī)設(shè)施園藝共性關(guān)鍵技術(shù)研究，探索自然的生物學(xué)過程管理農(nóng)業(yè)方式，投入適當(dāng)能量和資源，維持系統(tǒng)最佳的生產(chǎn)力。相比傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，有機(jī)設(shè)施園藝由于杜絕化肥、農(nóng)藥等化學(xué)制劑的使用，因此對(duì)有機(jī)農(nóng)業(yè)相關(guān)作物的抗病性、抗逆性、病蟲害的抵抗性以及抵抗其他自然災(zāi)害能力有更高的要求，而這些要求的解決主要依賴于科學(xué)技術(shù)的指導(dǎo)[94]。從借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)來看，有機(jī)設(shè)施園藝涉及到農(nóng)業(yè)一些共性關(guān)鍵技術(shù)，比如：適合高溫高濕（南方）或低溫弱光（北方）等溫室環(huán)境的專用品種生物育種技術(shù)，土壤或基質(zhì)、種、肥、藥、水、光和二氧化碳等資源高效協(xié)同利用技術(shù)，有機(jī)水培及精準(zhǔn)施用技術(shù)，有益微生物促進(jìn)作物抗病、增產(chǎn)和提質(zhì)等關(guān)鍵技術(shù)。這些共性關(guān)鍵技術(shù)的解決，需要圍繞設(shè)施農(nóng)業(yè)加強(qiáng)生物學(xué)基礎(chǔ)研究，尤其應(yīng)探索自然的生物學(xué)過程管理農(nóng)業(yè)方式，投入適當(dāng)能量和資源，維持系統(tǒng)最佳的生產(chǎn)力。

3）進(jìn)一步加強(qiáng)匹配有機(jī)設(shè)施園藝技術(shù)要求的農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備開發(fā)，彌補(bǔ)人力不足，提高有機(jī)設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，轉(zhuǎn)變?nèi)藗儗?duì)有機(jī)農(nóng)業(yè)的 “低產(chǎn)”、“低效”和“傳統(tǒng)”等偏見。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2015年中國(guó)60歲及以上人口達(dá)到2.22億，占總?cè)丝诘?6.15 %，預(yù)計(jì)到2025年，中國(guó)60歲以上人口將達(dá)到 3億[95]。中國(guó)農(nóng)村人口老齡化進(jìn)程快于城市老齡化，而農(nóng)村青壯年勞動(dòng)力仍將每年以 500萬的速度逃離農(nóng)村，這就使留在農(nóng)村從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的勞動(dòng)力素質(zhì)整體下滑[96]。老齡化和農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力短缺問題將為中國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型帶來新挑戰(zhàn)。從借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)來看，應(yīng)由行業(yè)協(xié)會(huì)組織科研單位、大專院校、涉農(nóng)企業(yè)、專業(yè)合作組織共同研發(fā)出符合有機(jī)設(shè)施園藝需求的農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備，充分挖掘現(xiàn)代制造技術(shù)對(duì)自然生態(tài)利用和保護(hù)的潛力。

4）進(jìn)一步加強(qiáng)有機(jī)設(shè)施園藝技術(shù)集成示范與推廣應(yīng)用，構(gòu)建多元化的有機(jī)設(shè)施園藝推廣服務(wù)體系，引導(dǎo)全方位的市場(chǎng)參與者之間建立互信機(jī)制。誠(chéng)信體系是有機(jī)農(nóng)業(yè)發(fā)展的根基，一些生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)者投機(jī)取巧，弄虛作假，導(dǎo)致公眾對(duì)有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)疑，造成有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品叫好不叫座，歸根結(jié)底原因在于有機(jī)生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)不配套、不完善，病蟲害防治成本高以及生產(chǎn)地環(huán)境污染等問題，嚴(yán)重影響有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量。企業(yè)如果沒有效益，也就失去發(fā)展的動(dòng)力[97]。從借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)來看，首先，應(yīng)將有設(shè)施園藝作為一種系統(tǒng)工程來看，它涉及到生物、化學(xué)、農(nóng)學(xué)、機(jī)械工程、電子信息等多學(xué)科，需強(qiáng)化技術(shù)集成示范實(shí)踐研究，在實(shí)踐過程中發(fā)現(xiàn)問題，探索適合中國(guó)國(guó)情的解決辦法；其次，構(gòu)建以國(guó)家公益性推廣機(jī)構(gòu)為主體，科研單位、大專院校、涉農(nóng)企業(yè)、專業(yè)合作組織和消費(fèi)者共同參與的多元化有機(jī)設(shè)施園藝推廣服務(wù)體系，全方位地為種植戶和消費(fèi)者提供有機(jī)設(shè)施蔬菜生產(chǎn)消費(fèi)信息和技術(shù)服務(wù)，保障中國(guó)設(shè)施蔬菜產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

4 結(jié) 論

中國(guó)農(nóng)業(yè)已經(jīng)突破了產(chǎn)量難關(guān)，人們已經(jīng)從解決溫飽的需求，轉(zhuǎn)變到吃好、吃出品質(zhì)的需求。設(shè)施蔬菜以其良好地經(jīng)濟(jì)地位和社會(huì)效益成為發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵，然而中國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)總體上看大而不強(qiáng)，存在全要素生產(chǎn)率低，環(huán)境調(diào)控能力不足，機(jī)械化程度低，勞動(dòng)生產(chǎn)率低，生產(chǎn)管理粗放和生態(tài)持續(xù)水平低等問題，隨著勞動(dòng)力短缺和中產(chǎn)階級(jí)的消費(fèi)觀念轉(zhuǎn)變與消費(fèi)能力提升，必將倒逼中國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的轉(zhuǎn)型和升級(jí)。作為從事二十多年的設(shè)施農(nóng)業(yè)科研和市場(chǎng)推廣工作者來說，如何保障設(shè)施農(nóng)業(yè)持續(xù)盈利一直是一個(gè)不可回避的問題。國(guó)外有機(jī)設(shè)施園藝業(yè)已證明在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家和不發(fā)達(dá)國(guó)家均具有可持續(xù)性的生產(chǎn)和盈利，且以中低檔溫室為主，符合中國(guó)溫室 90%為中低檔設(shè)施的國(guó)情。中低檔設(shè)施溫室主要的問題是難以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)，勞動(dòng)效率低；另外通風(fēng)差導(dǎo)致有害病菌泛濫，必須用藥控制，不利于食品安全。如果能借鑒國(guó)外有機(jī)設(shè)施園藝的可持續(xù)發(fā)展理念和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，逐步把這些問題解決，筆者認(rèn)為有機(jī)設(shè)施園藝可成為一種農(nóng)藝與農(nóng)機(jī)相結(jié)合的設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展新模式，在保障國(guó)家食品安全，資源利用，生態(tài)平衡和提高農(nóng)民收入方面有著突出的作用。