邹志荣：我国设施园艺技术进展与短板分析

　　我国设施农业规模已居世界首位，2021年，我国设施农业产品总产量达5.02亿吨，占全国农产品消费总量26.5%，其中生产了2.65亿吨蔬菜（占全国蔬菜总产量1/3）、水果与西甜瓜0.50亿吨、畜禽产品1.35亿吨、水产品0.52亿吨。

　　我国设施农业产值约5.9万亿元，占农牧渔业总产值42.2%. 其中畜牧业产值3.99万亿元、设施水产1.45万亿元、设施园艺产值约1.46万亿元。

　　全国设施园艺面积4720万亩，设施园艺产值约1.46万亿元，设施园艺产业仅用耕地的4%，生产出占园艺总产值44.2%、占农业总产值25.3%、占农牧渔业产值13.3%的产品。

　　其中设施蔬菜产值达万亿元，占蔬菜产值45%，占农业产值的16%，占农牧渔业产值近10%；设施果树产值491亿元，设施花卉产值430亿元，设施西甜瓜产值1450亿元，设施食用菌产值1830亿元。

　　设施蔬菜3500万亩，年生产总量从1981年的25万吨发展到2020年的2.65亿吨，人年均设施蔬菜占有量从1981年的0.2kg发展到2020年的190kg，年人均占有量提高了950倍。产值达万亿元，占蔬菜产值45%。

　　设施果树栽培种类以浆果类和核果类为主，最重要的包含草莓、葡萄、蓝莓、桃、杏、樱桃(中国樱桃、西洋樱桃)、李、枣、早熟梨、柑桔、无花果、番石榴、佛手、香蕉、火龙果等。其中草莓栽培面积最大，占总面积的65%以上；葡萄、桃、杏、樱桃次之；其他树种相对较少。截至2015年，全国已有果树设施栽培面积约205.5万亩，年产量517万吨，产值491亿元。

　　设施花卉栽培面积300万亩，仅仅占全国花卉种植培养面积的13.3%。设施花卉产值430亿元。其中温室36.9万亩，温室中的节能日光温室16.5万亩，大（中、小）棚71.1万亩，遮荫棚66.3万亩。

　　根据中国农业机械工业年鉴统计：2015年以来中国设施规模总面积下降13%。主要变化是日光温室和塑料大棚面积分别下降18.2%和11.8%，连栋温室却增加29.2%。说明设施单体面积在增长，现代化程度在提高。近几年我国的大型温室建设规模逐步扩大，仅2020—2022年我国大型连栋温室新建面积累计1288.34公顷（约 19325亩）。

　　构建作物类囊体膜-亚细胞-叶片-植株-群体尺度光效提升理论，扩展功能光谱利用机理。

　　构建温室环境多因子协同调控模型，创新环境VPD调控蔬菜水分生产力理论与技术。

　　设施新材料研发及应用。如透光覆盖材料：全光谱太阳光综合利用材料。蓄能保温材料：新型保温墙体材料及蓄能技术。

　　设施结构设计理论创新。设计新型大跨度外保温大棚结构14项。研发日光温室结构参数设计软件。

　　3.宜机化设施高效生产系统与装备体系--构建“农艺-农机-设施”融合的工程工艺

　　“构建宜机化标准农艺-筛选研制专用农机装备-建改宜机化设施”，“三步走”发展模式.形成成套化耕整地、嫁接移栽、植保等专用机具，设施果菜种植全程机械化率提升至70%。

　　突破种苗分级移栽、自动运输路径优化、育苗扦插关键技术，研发种苗分级、苗床物流立体运输系统。创新光温耦合动态智能调光技术，实现叶菜综合能耗降至8.25 kWh/kg。研发超高层植物工厂全流程机械化、微环境均匀调控等核心技术，生产效率为露地栽培120倍。

　　园艺设施大型化——适应本地气候的现代化生产的基本工艺与大型化配套设施。荷兰单栋规模超过2公顷的温室已占70%以上，大于1.0公顷温室已占90%以上。为满足果菜长季节栽培需求、提升环境均匀性，温室结构高度多增加至6.5~7.5m。

　　设施园艺生产绿色化——基于作物状态感知、需求决策的精细调控模式。欧美研发出系列环境、生理、生物等传感器、构建不同作物生育模型模型，通过大数据和AI手段，基于与植物实时对话（SPA）技术实现精细化调控，绿色化生产。单位用水量减少30%~40%、用肥量减少35%~40%，光能利用率达75%~90%。

　　设施园艺管控智慧化——生产自动化，管控智慧化，形成智能生产模式。欧美、日本等利用机器人逐渐取代人工播种、收割和运输作业，日本80%以上的设施园艺农场应用了自动化或机械化技术，美国农业机器人市场达到75亿美元。荷兰90%以上的温室配备自动化环境控制管理系统，利用智能传感和AI优化作物生长环境。

　　基于工艺的大型化设施我国处于跟跑阶段。国际：大型连栋温室，智能环境控制，全程机械化为主。我国：低成本节能设施，机械化率不到40%。

　　绿色低碳生产技术方面也处于跟跑阶段。国际：无土，精控水肥药，肥利用率70%，水80%。我国：土培，水肥效率约为国际1/2；非耕地需求迫切。

　　智慧管控技术及装备方面处于总体跟跑、部分并跑阶段。国际：智能环境监视测定与调控、机器人巡检及病害防控。我国：智能环控国际接轨，种苗生产、物流仓储等环节机器代人，对外依存度高。

　　与国际领先水平相比，总体跟跑、部分并跑。我国设施园艺设施单体规模小，环控能力与机械化水平低，机械化率仅40%左右；绿色生产和资源利用技术落后，肥料利用率不足35%，水利用率不足60%；智慧化管控技术落后，高端传感器、智能控制装备等对外依存度高达90%。工程科学技术基础研究方面，针对我国特色品种的产热产湿、畜禽-环境-装备互作等工程理论基础，明显不足。核心技术存在卡点：专用传感器、智能环控器、挤奶机器人等尖端产品与欧美发达国家存在比较大差距。

　　大型温室种植的番茄和花卉品种因产量高、品质好等特点一直被国外品种占领市场。比如：番茄的普罗旺斯、莎泡乐；玫瑰切花的品种。

　　普罗旺斯是中果型番茄品种，它的特点是品质好、耐低温，适合冬春茬生产。但果实软，不耐长途运输。同时也不抗病毒病。法国的莎泡乐是樱桃番茄类型，其主要特征是果穗不长，但果实大小均匀，成熟期一致，品质也不错。我国的樱桃番茄果穗长，但果实大小不均匀，成熟期不一致。分析原因：主要是我国番茄种植模式是一年两茬为主。很重视产量与抗病性。所以，品种选育的目标与方法有差异。

　　花卉以基因编辑、智能设计育种、数字化为核心的新兴技术为产业带来翻天覆地变化。云南省花卉自主知识产权市场占有率不足20%，本土资源利用率低、自主研发品种市场占有率不高、部分种源依赖进口等短板一直是制约我省花卉产业高水平发展的重要的条件。其原因：

　　一是面对全球头部育种企业的激烈竞争。全球前五名的月季公司都在云南设立推广机构或基地，每年引进云南试种推广的国外月季新品种不少于300个。自主选育新品种常面临尚未进入市场就被淘汰的局面。

　　二是育种规模差距巨大。国外中大型的切花月季育种公司，每年要完成3000个以上的杂交组合，获得10万粒杂交种子，推出约3000个优良株系进入测试。云南农科院花卉所，每年完成3000个杂交组合，获得5万粒种子，约有1000个优良株系进入测试，省内大部分企业育种体系和平台不完善，育种基地建设不系统，与国外大型育种公司尚有很大的差距，难以形成竞争。

　　三是品种商业推广体系还未形成。国外育种公司60%的研发经费用于品种的后续测试和推广，通过自建或行业协会在全球主产区建立全球品种测试基地，形成了全球推广网络。云南省的花卉品种推广主要是依靠育种单位和育种企业自主推广，自身投入不足且没形成有效的合作机制。仍然处于各自为战、低水平重复、内卷严重的初级状态，严重制约了云南省品种市场占有率的提高。

　　目前我国大型温室绝大多数都是荷兰的温室结构，种植的作物80%-90%是番茄、草莓、黄瓜、生菜等，其智能控制管理系统来自荷兰的豪根道、普瑞瓦等公司。我国自主研发的大型温室智能控制管理系统较少，主要是起步晚，数据积累少，自主研发的传感器仅仅在10%左右，大多数作物没有研发出相应的作物模型，也不可能形成控制“芯片”。另外，我们过去比较重视独立环境指标与作物相互关系的生长模式研究，缺乏多因素系统控制的研究与应用。在新形势下，我们应该建立多作物多因素的智能控制管理系统，不断补短板，提高水平。

　　目前我国温室利用的智能装备与机械较少。特别是大型温室应用的智能装备与机械靠引进国外设备。据统计我国设施农业机械利用率仅仅达到42%，根本原因是温室空间较小，作物种类较多，小型机械研发较少，智能控制装备就更少。目前主要的短板研发力量少，研究起步晚。特别是大型温室面积小，往往随着温室建设一起引进。在普通设施机械方面，主要短板是移植和收获两个部分。这个与作物栽培模式，农艺农机配合不一致。

　　目前大型温室花卉无土栽培的基质材料靠进口。据兰州新区玫瑰种植区调查，近年来每条岩棉块的价格由原来2.2元涨价到3.4元，价格提高55%。我们国家生产的岩棉存在的吸排水的功能较差，透气性能不好，影响花卉生长。要求我们加强研发工作，提高基质的性能。

　　设施园艺的机械化、自动化、智能化将得到加快速度进行发展。设施园艺将成为现代工业和高新技术的集聚体。节能环保和安全生产已成为设施园艺发展的主流方向。设施园艺正向产业集群化、产品品牌化、流通电商化、经营多样化方向发展。设施园艺物联网技术将得到更广泛应用。

　　设施结构模块化装配式开发利用——全面实现设施结构升级与装备标准化：重点是轻简化、装配式、宜机化、自动化、装备化、低能耗。

　　设施农业环境精准控制与信息化管理——设施环境可控与自动化管理：重点是建立大数据库、实现环境控制自动化管理。

　　设施作物种苗集约化标准化生产关键技术——设施种苗集约化生产：重点是品种优良化、育苗标准化。

　　设施农业轻简省力化生产关键技术——设施机械化装备生产：重点是开发小型全产业链机械设备，改革传统农艺方式，实现机械化操作。

　　设施农业作物绿色高效安全生产管理技术体系——重点是绿色化投入、精准化管理、高品质生产。

　　设施园艺清洁能源开发与利用——设施低碳节能生产，重点是开发利用太阳能、风能、生物能、地源能等新能源。

　　设施园艺产业运作模式创新与利用——设施园区智能化管理与运作：重点是利用新型经营模式，开展规模化生产、集团化运营、智能化管理，品牌化销售的产业模式。

　　版权声明：以上内容由“中农富通”根据第十四届中国县域现代农业发展高层会议嘉宾发言内容整理，已获得授权发布；图片来源于包图网、中农富通图库，转载请注明来源。

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