(一)发达国家设施农业的基本情况
第二次世界大战后的几十年来,世界形势相对比较平稳,各国都在致力于自身经济的发展。因此,经济迅速恢复和快速发展,人民生活质量大幅度提高,对农产品提出了更高的要求,设施农业在全球迅速崛起。
50年代以来,设施农业的发展,取得了巨大进步。设施栽培的设施设备、专用品种、栽培和管理技术形成完整的技术体系,克服了严寒、炎热等不利气候影响,实现了周年生产、均衡上市,而且使产量成倍增长、品质大幅度提高;设施养殖实现了大规模、集约化、工厂化生产,从设施设备、专用品种,到全价配合饲料饲料、防疫、饲养管理等全套的技术体系,实现了革命性的变革。以肉鸡生产为例,40多年来,大体上饲料消耗下降了一半、饲养周期缩短了一半(料肉比1.8~2.2:1,饲养周期54天)。
目前发达国家的设施农业,已形成成套技术、完备的设施设备、生产规范、产量的可靠性与质量的保证性强,并在向高层次、高科技和自动化、智能化方向发展,将形成全新的技术体系。
荷兰是土地资源非常紧缺的国家,靠围海造田等手段扩大耕地,人均耕地1000平方米。全国有13000多公顷玻璃温室,并大力发展设施养殖和畜产品深加工,依靠设施园艺高新技术和畜产品,使农业迅猛发展,设施园艺已成为国民经济的支柱产业,使农产品出口值高达450亿美元,成为仅次于美、法的世界第三大农产品出口国。荷兰的花卉产业十分发达,主要靠设施栽培,是世界第一大花卉出口国,是世界花卉贸易中心,从荷兰拍卖市场出口的鲜切花占世界贸易出口额的70%,其中荷兰自身生产的占60%(我国仅占1%),因此荷兰市场花卉的成交价被作为国际价格动向的指标。
日本是个岛国,人均耕地资源低于我国,从60年代以来,高速发展蔬菜、花卉的设施园艺生产,实现了产品的高品质、多样化和周年均衡上市,80年代大体上就能达到每天上市的品种在14个以上,日本的栽培设施主要是塑料大棚和临时采暖的塑料温室,也有一些玻璃温室,比较低,夏季通风降温有一定的问题。日本的设施栽培主要是蔬菜和花卉,也有一些瓜果类,如网纹甜瓜、草莓、葡萄等。
法国、西班牙等国,由于气候条件较好,冬天不太冷、夏天不太热,因此主要是塑料温室。
以色列的设施栽培发展的很快,由于其干旱、沙漠气候、地理因素,其节水灌溉技术先进,利用光热资源的优势和节水灌溉技术,主要生产花卉和高档蔬菜,采用大型塑料温室,全自动控制,花卉生产温室1800公顷,年产10.7亿支鲜切花,出口量占世界第三位。
美国是个大国,其总的指导思想是搞适地栽培。由于国土横跨几个气候带,有条件搞适地栽培,通过公路和空运解决均衡上市,对设施栽培不十分重视。但近几年来,随着人们生活质量的提高,对蔬菜、花卉等产品的品质和新鲜度提出了更高的要求,因此设施栽培有较快发展的趋势。另外美国对设施栽培的尖端技术的研究非常重视,比如在太空中的设施生产问题,已有成套的、全部机械手操作的全自动设施栽培技术。
另外,像韩国、哥伦比亚以及一些非洲国家也都在迅速发展设施农业生产。
(二)世界设施农业发展的现状
设施农业的发展在欧洲已经有100多年的历史了。荷兰农民从十九世纪末就开始把玻璃盆覆盖在植物上用于透光和保温,但大规模的现代型设施农业是近年来随着农业环境工程技术的突破而迅速发展起来的一种集约化程度很高的农业生产技术。随着现代工业向农业的渗透和微电子技术的应用,集约型设施农业在美国、荷兰、日本等一些发达国家得到迅速发展,并形成了一个强大的支柱产业。
由于设施农业摆脱了传统农业生产条件下的自然气候、季节的制约,不仅使单位面积产量及畜禽个体生产量大幅度增长,而且保证了农牧产品,尤其是蔬菜、瓜果和肉、蛋、奶的全年均衡供应。近年来,世界各国发展设施农业主要包括以下内容:
(1)地膜覆盖栽培
目前世界大多数国家的大田所用的塑料薄膜一般厚为0.2~0.3毫米的聚乙烯透明薄膜(只用1季)。用地膜覆盖农田,可以提高地温,保持土壤水分,促进有机质的分解,提高作物产量。应用地膜覆盖可使喜温作物向北推移2~4个纬度,即延长无霜期10~15天,提高旱地水分利用率30%~50%,在中、轻盐碱地上,配合营养钵育苗移栽,使棉花、玉米保苗率达80%~90%。现在已研制出吸光、抑制杂草滋生的塑料地膜,同时用生物技术正在研制可降解、无公害的生物地膜。另外,配合地膜覆盖栽培研制出铺设地膜的各种型号的覆盖机具。
(2)园艺作物的温室栽培
近代园艺作物温室栽培主要包括塑料大棚温室栽培和现代化玻璃温室栽培两类。目前世界上塑料大棚最多的国家是中国、意大利、西班牙、法国、日本等国。现代化玻璃温室主要以荷兰、日本、英国、法国、德国等国家为最多。由于这种温室可以自动控制室内的温度、湿度、灌溉、通风、二氧化碳浓度和光照,每平方米温室一年可产番茄30~50千克,黄瓜40千克,或产月季花180枚,相当于露地栽培产量的10倍以上。当前,现代化温室发展的主要问题是能源消耗大、成本高,因此近年来一些发达国家大力研究节能措施。如室内采用保温帘、双层玻璃、多层覆盖和利用太阳能等技术措施,节省能源50%左右。另外,有些国家,如美国、日本、意大利等国开始把温室建在适于喜温作物生长的温暖地区,也减少了能源消耗。
(3)温室无土栽培技术
无土栽培技术是随着温室生产发展而研究采用的一种最新栽培方式。由于它所用的基质营养液或无基质营养液中完全具有、甚至超过土壤所供给的各种营养物质,因此更有利于各类作物的生长发育。目前世界上已有100多个国家将无土栽培技术用于温室生产。
(4)植物工厂
植物工厂是继温室栽培之后发展的一种高度专业化、现代化的设施农业。它与温室生产不同点在于,完全摆脱大田生产条件下自然条件和气候的制约,应用近代先进设备,完全由人工控制环境条件,全年均衡供应农产品。目前,高效益的植物工厂在某些发达国家发展迅速,初步实现了工厂化生产蔬菜、食用菌和名贵花木等。美国正在研究利用“植物工厂”种植小麦、水稻以及进行植物组织培养和快繁、脱毒。由于这种植物工厂的作物生产环境不受外界气候等条件影响,蔬菜如生菜种苗移栽2周后,即可收获,全年收获产品20茬以上,蔬菜年产量是露地栽培的数十倍,是温室栽培的10倍以上。此外,在植物工厂可实现无土栽培,不用农药,能生产无污染的蔬菜等。目前,世界上只有28个植物工厂,由于设备投资大,耗电多(占生产成本一半以上),因此研究降低成本是今后主要课题。
2。畜禽环境工程和设施技术
(1)工厂化养畜禽技术
工厂化养畜禽的实质是:以畜禽舍创造最适宜的卫生环境和小气候,以机械、电器代替手工劳动,以先进的畜牧业技术(包括饲料配合、现代饲养管理方式及先进的繁殖技术)改善生产流程,从而取得高的劳动生产率,良好的饲养效率,最大的经济效益,达到高产、高效、优质、低耗的目标。
工厂化养畜禽自70年代兴起,现在已发展到工厂化养鸡、养猪、养肉羊和养奶牛诸生产领域。其中以工厂化养鸡规模最大、效益最高,现广泛被采用。
(2)塑料暖棚养畜禽技术
在寒冷地区,冬季用塑料棚养畜禽,因成本低廉,近年也获较多应用,一般用厚度300μm的两层薄膜,中间用聚笨乙烯填充保温,内壁膜一般用白色或银色以反射光和热,外层多用黑色塑料膜以增加热量吸入,目前主要用于养鸡、猪、羊等。
(3)草地围栏及供水系统
太阳能、电围栏以及放牧场防冻供水系统是现代化草地建设最基本的措施,美国、澳大利亚等国已普遍采用。
(4)其它畜牧业的设施
目前国外研制出的畜牧业设施还有:比较先进的装卸和运输家畜(禽)的装置和设备;保护畜禽免受气候、疾病和应急因素影响的设施;饲料贮藏、调制加工的装置和设备;有效地处理和利用畜禽粪便的装置等。
(三)世界设施农业发展的六大趋势
根据有关方面的调查研究资料(国家科技部、农业部)及有关专家的分析,近期及未来全球“设施农业”发展的趋势可归为以下6个方向:
1.无土栽培发展迅速
在发达国家的设施农业中,无土栽培与温室面积的比例,荷兰超过70%,加拿大超过50%,比利时达50%。美、日、英、法等国的无土栽培面积分别达到250~400公顷。
2.覆盖材料的多样化
北欧国家多用玻璃,法国等南欧国家多用塑料,日本应用聚氯乙烯膜,美国多用聚乙烯膜双层覆盖。覆盖材料的保温、透光、遮阳、光谱选择性能渐趋完善。
3.温室生物防治技术得到进一步发展
为防治温室内部的化学物质污染,发达国家重视在温室内减少农药使用量,大力发展生物防治技术。如荷兰温室的甜椒生物防治的商品率已经达到80~90%。
4.广泛建立和应用喷灌、滴灌系统
以往,发达国家灌溉是以土壤含水量或水位为依据进行喷灌管理,现在世界上正在研究以作物需水信息为依据的自动化灌溉系统。
5.向大型化方向发展
有关资料显示,目前农业技术先进的国家,每栋温室的面积基本上都在0.5公顷以上。连栋温室得到普遍推广,温室的栋高在4.5m以上,玻璃面积增大。温室空间扩大后,可进行立体栽培和便于机械化作业。
6.向机械化、自动化方向发展
设施内部环境因素(如温度、湿度、光照度、二氧化碳浓度等)的调控由过去单因子控制向利用环境、计算机多因子动态控制系统发展。发达国家的温室作物栽培,已普遍实现了播种、育苗、定植、管理、收获、包装、运输等作业的机械化、自动化。
信息来源:华中蔬菜网