園藝設(shè)施學(xué)教案

第一章園藝設(shè)施發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢提要：1．介紹設(shè)施園藝意義與發(fā)展2．了解國內(nèi)外設(shè)施園藝發(fā)展現(xiàn)狀3．展望設(shè)施園藝技術(shù)的發(fā)展方向第一節(jié)設(shè)施園藝的意義及發(fā)展我們把在溫室和大棚等保護(hù)設(shè)施里，利用室內(nèi)外配備的各種設(shè)備調(diào)節(jié)環(huán)境條件和栽培土壤條件下進(jìn)行的園藝生產(chǎn)叫做設(shè)施園藝。從最簡易的陽畦、風(fēng)障到大型的溫室和植物工廠，設(shè)施結(jié)構(gòu)種類繁多，形形色色。從幾毫米厚的薄膜到大型鍋爐、加溫、照明、灌溉設(shè)備機器，包括著成百上千種材料和類型。我們就是把它們合理的利用起來，進(jìn)行園藝作物生產(chǎn)，概括起來就是設(shè)施園藝生產(chǎn)。一、設(shè)施園藝在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的意義人類也同其他動物一樣為了生存就要采集，獵取和獲得糧食，也屬于自然生態(tài)系中的一員。從刀耕火種的農(nóng)業(yè)出現(xiàn)，人類開始脫離自然生態(tài)系，從自然制約中沖破出來，開始了改造自然，掌握自然的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。隨后逐步發(fā)展到有畜農(nóng)業(yè)和機械農(nóng)業(yè)，使糧食生產(chǎn)飛躍般的大增產(chǎn)。這些農(nóng)業(yè)技術(shù)變革的特征就是向耕地投入的能量形態(tài)不同，是投入更多的能量技術(shù)的開發(fā)過程。只有大量向耕地投入能量，才會使耕地更進(jìn)一步從自然生態(tài)系統(tǒng)中解脫出來，創(chuàng)造耕地生態(tài)系，使植物增強生產(chǎn)能力。表1－1－1表示了農(nóng)耕方式和能量投入量的關(guān)系。事實表明人類要想得到更多的糧食，就必須開發(fā)向耕地投入新能源的形態(tài)。表1－1－1各種農(nóng)業(yè)耕種形式的能源效率農(nóng)業(yè)耕種形式能源(KCal/m2)能量效率現(xiàn)在的國名投入能量獲得能量狩錯采集時代0.00.42.5×10－7亞馬孫河刀耕火種時代3.619.51.3×10－7烏干達(dá)有畜農(nóng)耕時代36.0250.01.7×10－4印度機械化農(nóng)耕時代241.01000.06.7×10－4日本*年間日射量以1.5×106KCal/m2計算設(shè)施農(nóng)業(yè)耕種就是一種具有新能源形態(tài)的農(nóng)業(yè)耕種形式。它是在人為的設(shè)備條件下，調(diào)節(jié)土地和大氣的環(huán)境條件栽培作物，無疑向耕地投入了較大的能量，必然帶來高的生產(chǎn)能力。正如日本的著名專家矢吹所指出的那樣：“到現(xiàn)在為止的農(nóng)業(yè)技術(shù)方向是圍繞適宜作物為中心，環(huán)境調(diào)節(jié)的對象完全是土壤。比這個高一層水平的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的話，對大氣環(huán)境的變動幾乎無法調(diào)節(jié)，即使有規(guī)律的氣候年變化，農(nóng)家也很困難適應(yīng)其變化，因而，今后應(yīng)該開發(fā)的技術(shù)是地上部的環(huán)境調(diào)節(jié)”。設(shè)施園藝不僅是一種最新能源的投入形態(tài)，而且是能夠調(diào)節(jié)地上和地下部環(huán)境條件進(jìn)行生產(chǎn)的，其本質(zhì)是將農(nóng)業(yè)從自然生態(tài)中脫離出來，產(chǎn)生更高的生產(chǎn)能力。這就是設(shè)施園藝在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的最大意義。二、園藝設(shè)施的發(fā)展簡史世界園藝設(shè)施的發(fā)展大體上分三個階段：第一、原始階段：約2000多年前，我國使用透明度高的桐油紙作覆蓋物，建造溫室。古代的羅馬是在地中挖成長壕或坑，上面覆蓋透光性好的云母板，并使用銅的煙管進(jìn)行加溫，此時可以說是溫室的原始階段。第二、發(fā)展階段：主要是二次世界大戰(zhàn)后，玻璃溫室和塑料大棚等真正發(fā)展起來，尤其以荷蘭，日本為首的國家發(fā)展迅速，而且附加設(shè)備增多起來。第三、飛躍階段：七十年代后，大型鋼架溫室出現(xiàn)，自動控制室內(nèi)環(huán)境條件已成現(xiàn)實，世界各國覆蓋面積迅速增加，室內(nèi)加溫、灌水、換氣等附加設(shè)備廣泛運用，甚至出現(xiàn)了植物工廠，完全由人類控制作物生產(chǎn)。今后將向著節(jié)能、高效率、自動管理的方向發(fā)展。荷蘭溫室已有100多年歷史，目前溫室結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)管理水平都處于世紀(jì)領(lǐng)先地位。荷蘭農(nóng)民從19世紀(jì)末就開始把玻璃盆覆蓋在植物上用于透光和保溫，后來采用不足0.5m高的玻璃溫箱種植作物，這是溫室農(nóng)業(yè)的最初形式。20世紀(jì)50年代初建起了木質(zhì)結(jié)構(gòu)的人字形玻璃溫室，開始了保護(hù)地規(guī)模化生產(chǎn)。荷蘭溫室結(jié)構(gòu)主要選用鋁合金框架和玻璃覆蓋材料，也有少部分PC板材溫室，溫室生產(chǎn)基本實現(xiàn)了光、溫、水、肥、氣全面自動化控制。我國的設(shè)施園藝雖然開始較早，但真正大面積運用生產(chǎn)是70年代初開始，至1978年，我國塑料大棚的面積已達(dá)8萬畝。1982年塑料薄膜地面覆蓋已達(dá)31萬畝。2000年已突破2000萬畝。特別是“九五”期間，我國研制開發(fā)了華北型、東北型、西北型、華東型、華南型以及東南沿海等不同生態(tài)類型區(qū)和氣候條件的新型、適用的溫室及配套設(shè)施，提高整體園藝設(shè)施水平。同時，我們又自建或引進(jìn)了一批荷蘭型溫室，日本及美國型塑料溫室，開展了工廠化育苗的技術(shù)研究，大面積采用了薄壁鍍鋅鋼管裝配骨架的塑料大棚，使我國保護(hù)地生產(chǎn)以塑料大棚為主體的體系發(fā)揮著更高的生產(chǎn)效益。第二節(jié)設(shè)施園藝生產(chǎn)的現(xiàn)狀與展望一、園藝設(shè)施面積及內(nèi)部裝備到目前為止，世界上主要園藝設(shè)施國的溫室面積統(tǒng)計如表1－2－1所示。

表1－2－1世界各國溫室和大棚面積國家面積(公頃)國家面積(公頃)國家面積(公頃)中國1396000比得時2000日本100000智利1600西班牙35000保加利亞1350韓國22000德國1300荷蘭17000突尼斯1100士耳其9800埃及1000波蘭6500捷克800法國6000丹麥750俄羅斯6000澳大利亞600匈牙利5500約旦500阿爾及利亞5000南斯拉夫500美國4500塞浦路斯300希臘4240瑞典200羅馬尼亞3000瑞士200以色列3000南非200哥侖比亞2600摩洛哥200葡萄牙2500哥斯達(dá)黎加200英國2300加拿大2100合計1645840

從設(shè)施總面積上看，中國據(jù)世界第一，日本位于第二。但從玻璃溫室和人均溫室面積上看，荷蘭占據(jù)世界第一。從設(shè)施內(nèi)栽培的作物來看，蔬菜生產(chǎn)占到總生產(chǎn)面積的80%左右，其中果菜類可占90%左右，果菜中最多的是草莓、黃瓜、甜瓜、番茄、西瓜、茄子、甜椒等蔬菜，而我國西甜瓜在溫室內(nèi)生產(chǎn)較少，剩余20%是花卉和果樹，又以花卉為主?；ɑ苌a(chǎn)主要是切花類、缽物類和花壇用苗類。果樹生產(chǎn)，主要栽培葡萄、桃、柑桔、梨等?？蓮谋?－2－2上看這一具體數(shù)據(jù)。表1－2－2設(shè)施園藝作物生產(chǎn)面積（日本、1985年）蔬菜(ha)花卉(ha)果樹(ha)作物面積比率%作物面積比率%作物面積比率%總面積35.582100

5432100

4575100草莓792922.3切花類433179.7葡萄323970.8黃瓜752021.1

柑桔113024.7普通甜瓜597016.8缽物類100818.6梨671.5番茄556315.6

枇杷511.1西瓜34009.6花壇用931.7無花果290.6

苗類

桃220.5茄子17705.0

其他36.90.8甜椒15004.2

溫室甜瓜12703.6

生菜4701.3

南瓜1900.5

其次，我們再看一下設(shè)施內(nèi)的設(shè)備。見表1－2－3。表1－2－3溫室內(nèi)部裝備狀況（日本，1987年）種類項目玻璃溫室（100m2）塑料溫室（100m2）總面積比率％總面積比率％設(shè)施總面積18.912100402.355100加溫面積16.17635.5127.62131.7自動灌水裝備10.81957.2134.57633.4CO2發(fā)生裝備3.46618.25.2151.3一層保溫幕8.18343.3141.59735.2多層保溫幕6.24533.045.71011.4設(shè)有保溫幕14.42876.3187.30746.6自動天、側(cè)窗開閉8.41744.512.4723.1換氣窗4.99126.456.72814.1水耕栽培1.0575.61.3930.3從表1－2－3可見，溫室內(nèi)裝備有加溫、多層幕、換氣扇、自動灌水、CO2氣體施肥以及水耕栽培設(shè)施，為自動控制環(huán)境因子創(chuàng)造了條件。二、國外設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢以荷蘭、美國、日本、法國、以色列等國家為代表，其明顯的特征是設(shè)施結(jié)構(gòu)多樣化，生產(chǎn)管理自動化，生產(chǎn)操作機械化，生產(chǎn)方式集約化，是以現(xiàn)代工業(yè)裝備農(nóng)業(yè)，現(xiàn)代科技武裝農(nóng)業(yè)，現(xiàn)代管理經(jīng)營農(nóng)業(yè)。(一)設(shè)施面積較大，發(fā)展程度不同世界設(shè)施農(nóng)業(yè)比較發(fā)達(dá)的國家有：北美的加拿大和美國；西歐的英國、法國、荷蘭、意大利和西班牙；中東的以色列、土耳其；亞洲、大洋洲的日本、韓國、澳大利亞等國家。據(jù)不完全統(tǒng)計，世界上溫室和大棚的面積大約有1645840公頃。其中西北歐國家由于常年天氣較冷，夏季短，氣溫不高，以玻璃溫室為主，而亞洲、南歐、北美以塑料溫室為主。(二)設(shè)施結(jié)構(gòu)與建筑材料多樣化1．設(shè)施結(jié)構(gòu)的多樣化縱觀國外設(shè)施農(nóng)業(yè)，其結(jié)構(gòu)主要有三種類型：(1)小拱棚用支撐物托住塑料薄膜，高度在1米(2)塑料大棚外型有篷型、屋頂型，以塑料膜為覆蓋物，內(nèi)部設(shè)施較少，主要用于春、夏、秋季生產(chǎn)。(3)溫室大約有三個等級：第一，是初級溫室，指一般小型溫室，不具備調(diào)溫、通風(fēng)等設(shè)備。第二是現(xiàn)代化溫室，指聯(lián)棟大型溫室，可以實行耕種機械化，管理自動化。第三是工廠化溫室，它是一座比較完善的工廠，其中有各種工序所需要的廠房、車間，按工序進(jìn)行流水作業(yè)，即每天按同一規(guī)格和一定數(shù)量進(jìn)行播種，育苗，促其生長和收獲，它不需要土壤，作物也不一定固定生長，而可以隨機械轉(zhuǎn)動進(jìn)行移動生長，它的栽培是高度密集化的，操作是高度機械化的，經(jīng)營是高度集約化的，它的生長時間短，采收時間長，年產(chǎn)量比露天作物高10倍，比現(xiàn)有的塑料大棚、普通溫室高5倍。2．建筑材料的多樣化在建筑材料上，國外溫室建筑與工業(yè)材料的發(fā)展密切相關(guān)，是隨著建筑材料發(fā)展而變化的。如美國溫室建筑大體可分為3個階段：第一階段(1950—1969年)當(dāng)時建筑的溫室以木結(jié)構(gòu)為主，覆蓋材料幾乎全部用玻璃，溫室的數(shù)量不少，但面積很少有超過1.5公頃的，有加溫設(shè)備和自然通風(fēng)，室內(nèi)以土壤栽培為主。自動化設(shè)備很少應(yīng)用。第二階段(1970—1989年)金屬骨架溫室逐步增加，20世紀(jì)80年代以后建的溫室，幾乎全部用鍍鋅鋼、鍍鋅管和鋁合金的屋頂，覆蓋材料除了玻璃以外，出現(xiàn)了玻璃鋼，F(xiàn)RP板和雙層充氣薄膜溫室，這樣可以減輕屋架的重量，降低建筑成本。80年代中期，二氧化碳施肥技術(shù)、應(yīng)用計算機控制溫室環(huán)境及滴灌技術(shù)、無土栽培技術(shù)已普遍應(yīng)用，溫室降溫采用電扇強力通風(fēng)，用冷水墻加強通風(fēng)的技術(shù)也比較普及。第三階段(1990年到現(xiàn)在)聚碳酸酯板(PC)已進(jìn)入實用階段，該板透光與保溫性能好，耐用，不易破損，防火性能強，可制成三層的中空板，保溫性能更佳。另外，光譜選擇薄膜發(fā)展很快，如在塑料薄膜中加入類似硫酸銅的染料，就可降低遠(yuǎn)紅外光的透射率，使溫室內(nèi)溫度降低。(三)溫室管理向電子化、機械化、專業(yè)化發(fā)展，基本實現(xiàn)自動化管理技術(shù)溫室管理主要由于采用了電子計算機控制環(huán)境和無土栽培技術(shù)，使植物在最佳小氣候條件和根系環(huán)境中生長，產(chǎn)量水平得以突破。荷蘭的溫室面積中的70％以上已采用無土栽培，其中絕大部分采用巖棉栽培，微電腦控制溫室的生產(chǎn)達(dá)90％以上，使作物栽培向自動化、工廠化發(fā)展。加拿大溫室的一半以上采用無土栽培，90年代與80年代相比，戶均經(jīng)營面積增加了70％，產(chǎn)值增加了144％，總雇工減少了10．9％，總能源消耗減少35％，雙層充氣塑料溫室面積增加了66％，每米2番茄產(chǎn)量平均達(dá)35－40千克，最高達(dá)到48－50千克。黃瓜達(dá)到每米250－70千克。計算機在溫室中調(diào)控的環(huán)境因素除了空氣溫度、相對濕度、二氧化碳和光照外，還有定時定量灌水以及營養(yǎng)液的精確注入、空氣流速等。以加拿大不列顛哥倫比亞省制作的Argus軟件系列為例，其與IBM兼容，可以從16個不同的方面考慮同一因子的控制。比如降溫，首先控制冷熱水交換閥，減少熱水進(jìn)入溫室的流量，減少鍋爐燃料供應(yīng)量，若溫度仍高，再啟動開天窗、遮陰、噴霧或水簾等降溫設(shè)施。所有程序按照順序運行，如果陰天光照極弱，溫度極低，可覆蓋保溫幕保溫并開燈補光，以節(jié)約燃料能源。因此，節(jié)能效果極好。日本除了溫室內(nèi)安裝計算機控制系統(tǒng)，把工程技術(shù)作為一個專家系統(tǒng)(咨詢系統(tǒng))已引入設(shè)施園藝栽培中，溫室控制的管理規(guī)則，正在向可以通過一系列的正規(guī)控制指令來實現(xiàn)的方向發(fā)展。(四)溫室的科研成果不斷轉(zhuǎn)化，推動著生產(chǎn)迅速發(fā)展研究目的明確，新技術(shù)、新成果推廣應(yīng)用迅速，并且相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也得到應(yīng)有的重視。包括溫室的結(jié)構(gòu)建造、病蟲害綜合防治技術(shù)、節(jié)能技術(shù)和品種的改良，也為溫室的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)管理技術(shù)起到重要作用。日本對溫室的科學(xué)研究一直比較重視，據(jù)《日本農(nóng)業(yè)新聞》報道，一種利用氣壓支撐的塑料大棚溫室，目前在日本農(nóng)村已經(jīng)廣為使用。這種氣壓式塑料大棚，比傳統(tǒng)的和鋼架支撐的塑料大棚價格便宜，而且透光性好，可控制溫度，因此受到歡迎。對溫室的廢舊塑料的處理方法已研制成功。美國在溫室研究中推出了以下新技術(shù)：1．太陽能水墻溫室美國東北部已開發(fā)成功一種能獨立解決能源問題的太陽能溫室，該溫室分兩層，第一層為骨架結(jié)構(gòu)，面積約370m2,第二層是溫床，面積為167m2。溫室東西北三面墻上均裝有15厘米厚的帶玻璃罩的太陽能聚脂電池板，該裝置的絕熱性能相當(dāng)于4塊玻璃，它的光通過量比2塊還多，能將熱儲存在兩邊可容納13626升的水墻里，使水溫上升到2．無土栽培美國溫室的無土栽培蔬菜作物主要為番茄、黃瓜和生菜，其他葉菜也占一定比重，甜瓜的比重不大，大多數(shù)溫室用于種花。50年代到70年代，無土栽培的方式以水培為主，以石礫、砂等固定根系，營養(yǎng)液循環(huán)利用，這種方式成本高，以后逐漸減少。80年代開始用營養(yǎng)液膜系統(tǒng)、袋培系統(tǒng)，基質(zhì)為草炭、蛭石、珍珠巖和各種泡沫塑料的廢腳料，同時也從歐洲引進(jìn)少數(shù)巖棉栽培系統(tǒng)。90年代以來，巖棉系統(tǒng)占絕大多數(shù)，不用基質(zhì)的水培系統(tǒng)已經(jīng)很難見到了。美國宇航中心采用最先進(jìn)的無土栽培技術(shù)，生產(chǎn)人類在太空中生活必需的食物，已獲得成功，最新技術(shù)每平方米可種1萬株小麥，1.2平方米的小麥就可滿足一個人食用。玉米株高僅40~50厘米就成熟了，番茄每平方米種100~120株，此外還有綠豆、菜豆和馬鈴薯等作物已試驗成功。目前在太空中吃的東西包括麥、薯、豆菜等，每人只需6平方米就夠了，這些作物從種到收一般為50~60天。3．二氧化碳的應(yīng)用近20年來，美國溫室內(nèi)已普及增施二氧化碳的技術(shù)，增施的濃度達(dá)到空氣二氧化碳的3倍，主要是采用燃燒碳?xì)浠衔锏姆椒ā?．熊蜂授粉從1991年開始，把振蕩授粉改為熊蜂授粉。熊蜂比普通蜜蜂個頭大，身體強壯，而且不傷人。一般采用這種方法能使作物產(chǎn)量提高20％左右。人工授粉不如熊蜂均勻，熊蜂的工作時間是日出授粉，日落休息。熊蜂由專業(yè)戶飼養(yǎng)，可以租用，每個蜂箱80只蜂，能授1500平方米的面積，平均每只蜂授粉面積為20平方米，租金很便宜，蜂箱每月更換一次。5．機器人移苗現(xiàn)在蔬菜、花卉和苗木數(shù)量不斷增加，美國南北各地，都有許多專門生產(chǎn)蔬菜、花卉和觀賞植物的苗木農(nóng)場，穴盤育苗在全國各地普遍應(yīng)用。播種時先播在小苗孔的穴盤上，過一段時間再移栽到大苗孔的穴盤上。由于育苗中移苗工作需要很多人工。因此，應(yīng)用機器人移苗技術(shù)就應(yīng)運而生。所謂機器人，實際上是一個機器手，前面有兩個類似大針的觸角傳感器，將苗盤上小苗孔的幼苗，移到大苗孔的苗盤上，平均1.2秒移一株，移栽幾十萬株幼苗的繁殖勞動，對機器人來說是很容易的事。機器人能辨別苗的好壞，把不好的苗拋到一邊，只移栽好苗。6．基質(zhì)消毒現(xiàn)在正在研究太陽能消毒法，因為這樣可以節(jié)約能源，而且消毒效果也是可以接受的，雖然不能百分之百地把病蟲害全部殺死，但可以大大減輕病蟲的傳播，因為蒸氣消毒太貴，化學(xué)消毒法污染環(huán)境，太陽能消毒法是比較理想的發(fā)展途徑。據(jù)報道，前蘇聯(lián)莫斯科建筑物理科學(xué)研究所創(chuàng)造的自然能溫室，采用的節(jié)能型墻板填充料是新型無毒物質(zhì)――桑拉膠。墻板上充滿空氣，也是貯熱體，一到晚上，物質(zhì)逐漸變冷、變硬，同時放出白天積蓄的全部熱量。這種墻板積蓄的能力比水強4倍。（五）溫室生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化體系已完整運行許多國家很重視溫室產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)和發(fā)揮農(nóng)業(yè)的總體效益。例如：美國的蔬菜產(chǎn)業(yè)化主要是采前的服務(wù)體系、產(chǎn)中的規(guī)?；?、機械化生產(chǎn)體系和產(chǎn)后的銷售與加工體系相配套，發(fā)揮了整體作用。1．產(chǎn)前的種苗和肥料農(nóng)藥公司在美國，早在40年前就已實現(xiàn)了種苗商品化。目前，所有移栽的蔬菜苗，都是由專業(yè)育苗公司提供。有世界最大的年產(chǎn)10億株商品苗的SPEEDLING種苗公司，中等生產(chǎn)規(guī)模年產(chǎn)商品苗1億株的種植者育苗公司以及年產(chǎn)1000萬~2000萬株商品苗的山本種苗場和SANTAFENURSERY種苗公司。主要育苗蔬菜有芹菜、生菜、青花菜等，同時還有花卉、煙草等。各個種苗公司育苗生產(chǎn)的共同特點是：苗生長整齊、成本低、育苗科技含量高。2．產(chǎn)中的機械化生產(chǎn)體系美國的菜田機械化從40年代即已開始，此后菜田機械繼續(xù)增加，機械功率增長快于臺數(shù)的增長，顯示了機械大型化的發(fā)展趨勢。蔬菜生產(chǎn)從整地施肥、起壟作畦、移栽(或直播)、中耕、打藥、除草、收獲等作業(yè)都有配套機械。目前，綠菜花、芹菜、生菜等移栽作業(yè)正從半機械化移栽發(fā)展到使用全自動蔬菜移栽機田間作業(yè)。3．產(chǎn)后的銷售與加工體系美國蔬菜大部分為超級市場銷售，但也有定期開放的農(nóng)貿(mào)市場(一般每周1—2次)。經(jīng)過預(yù)冷的蔬菜，按固定的銷售渠道運往批發(fā)市場或直接運到超級市場。超級市場零售蔬菜均有冷氣柜臺。美國零售市場蔬菜90％以上不包裝，為了防止失水，有的超級市場蔬菜冷柜還設(shè)有噴霧裝置，美國蔬菜生產(chǎn)成本價占1／3，收獲、包裝、預(yù)冷成本占l／3，流通利潤與損耗占1／3。荷蘭是一個人多地少的國家，種植糧食在經(jīng)濟上是不合算的，因此就集中力量發(fā)展經(jīng)濟價值相對較高的鮮花和蔬菜生產(chǎn)。目前，荷蘭已建成1．1萬公頃的玻璃溫室(約占全國土地面積的0.5％，占全世界玻璃溫室面積的1／4)，專門用于種植蔬菜和鮮花，生產(chǎn)率極高。無土栽培的辣椒高3米，單產(chǎn)為30千克／米2；番茄秧長30多米，單產(chǎn)達(dá)60一70千克／米2。同時，由于實行專業(yè)化集約生產(chǎn)，花卉品種不斷增多，質(zhì)量不斷提高，競爭力不斷增強。目前，荷蘭共有7000多農(nóng)戶從事花卉栽培，培育出近1億個品種，每天向世界出口1700萬枝鮮花和1700萬盆花。荷蘭鮮花在世界鮮花市場的占有率已達(dá)60％以上，僅此一項全國每年獲得的收益達(dá)112.5億美元，成為該國的主要支柱產(chǎn)業(yè)，所創(chuàng)造的產(chǎn)值占全國農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的35％左右。1985~1990年，荷蘭人均凈創(chuàng)匯由1.8萬美元上升到5.7萬美元，而美國同期僅由2310美元上升到6310美元。荷蘭每個農(nóng)業(yè)勞動力可供養(yǎng)112人，高于美國的60~70人，為英國、法國和德國的10倍。三、國內(nèi)設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展概況與趨勢(一)基本情況我國蔬菜的溫室生產(chǎn)在一個相當(dāng)長的時間內(nèi)是初級的紙窗溫室。解放后，將紙窗溫室改為玻璃溫室，即北京式溫室。1966年有了塑料大棚，70年代溫室種菜迅速在全國發(fā)展。從80年代初，北京、天津等地都開始引進(jìn)或自建若干現(xiàn)代化自動控制的大型聯(lián)棟溫室，擬采取國外的生產(chǎn)技術(shù)方式解決北方冬季蔬菜供應(yīng)問題，但主要由于三高一低(高投資、高能耗、高成本、比較效益低)的原因，絕大部分相繼停止運行。我國蔬菜生產(chǎn)在北方采用傳統(tǒng)的加溫溫室由于煤火費用太高，產(chǎn)量效益相對低下，這在能源短缺的我國，無法大面積發(fā)展，節(jié)能型日光溫室便應(yīng)運而生了。1985年，遼寧省在海城地區(qū)采用塑料日光溫室，冬季不加溫生產(chǎn)黃瓜取得成功，并且由第一代節(jié)能型日光溫室發(fā)展到第二代節(jié)能型日光溫室。1987－1989年農(nóng)業(yè)部組織北方地區(qū)進(jìn)行適應(yīng)性開發(fā)研究，在日光溫室種植番茄、茄子、辣椒等喜溫果菜類和多種葉菜類獲得成功，并取得高產(chǎn)，面積發(fā)展到1000公頃。1990年，財政部、國家科委、農(nóng)業(yè)部立項開發(fā)推廣，成立了“日光溫室高效節(jié)能蔬菜裁培技術(shù)開發(fā)協(xié)作網(wǎng)”，使此項技術(shù)迅速推廣應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計，1994年我國節(jié)能型塑料日光溫室的面積為4300多公頃，比1989年擴大39倍，占同年設(shè)施蔬菜栽培面積的12.7％，占塑料溫室面積的56.3％，主要分布在山東、河北、遼寧、河南等省，平均每667m2產(chǎn)量8000千克，平均產(chǎn)值超萬元。至1997年，各種溫室大棚己發(fā)展到86.67萬公頃，成為世界上設(shè)施栽培面積最大的國家，其中溫室面積22.67萬公頃，大棚面積23.33萬公頃，中小棚40.67萬公頃。1999年全國設(shè)施栽培面積達(dá)139.6萬公頃，其中，溫室面積36.7萬公頃，大棚面積45.66萬公頃，中小棚面積57.24萬公頃(表1－2－4)。80年代末90年代初又迅速發(fā)展遮陽網(wǎng)覆蓋栽培，至1997年達(dá)到6萬公頃(主要在南方)。至1997年底無土栽培面積達(dá)到165.7表1－2－4全國設(shè)施農(nóng)業(yè)種類面積（萬公頃）年份溫室大棚中小棚合計19780.527

1.0671.59419850.9580.7472.5864.29119902.5472.7998.57913.925199514.20611.68831.06156.955199722.67023.33040.67086.670199936.7045.6657.24139.6據(jù)統(tǒng)計資料，我國設(shè)施栽培面積最大的省份是山東、河北、河南、遼寧、江蘇和陜西。而高效節(jié)能日光溫室面積最大的省份為山東、河北、遼寧等省(表1－2－5)。表1－2－5全國主要地區(qū)的設(shè)施狀況（萬公頃）地區(qū)設(shè)施總面積日光溫室大棚中小棚分布點山東40.0012.006.6721.33壽光、臨淄、蒼山、聊城、荷澤等河北24.89.25.410.2定州、成安、廊坊、徐水、固安等遼寧9.876.001.332.53遼西、遼南江蘇8.200.532.804.87淮河河南10.672.002.006.67隴海沿線、駐馬店、周口陜西4.000.800.872.33西安、咸陽、渭南、延安、榆林、寶雞新疆2.000.801.000.2烏魯木齊、昌吉、石河子、喀什、庫爾勒黑龍江1.470.330.800.33

北京1.050.290.260.50

上海0.170.0020.030.03

據(jù)各地統(tǒng)計資料顯示，高效節(jié)能日光溫室栽培技術(shù)示范點1990~1995年每667m2年產(chǎn)值在9386.6~17656.8元之間，一般在11000~12000元左右，純收入在2593.5~6991.4元之間，高低相差一倍多，一般在3000~4000元左右；塑料大棚每667m2年收人在4000~11000元之間，年純收入在1000~3000元之間；中小棚的年收入，在北京郊區(qū)春秋兩茬相加也可達(dá)到近10000元。北京市的資料還表明：該市設(shè)施蔬菜栽培面積，占蔬菜栽培總面積的24％，而收入占整個菜田收入的60％，露地蔬菜和設(shè)施蔬菜的純收入比為1∶5，設(shè)施大桃栽培每667m2純收人30000元，與露地桃收益比為10各種設(shè)施的效益與其設(shè)施狀況、所處地理位置，該地區(qū)市場發(fā)育水平、種植作物種類以及栽培者技術(shù)水平和生產(chǎn)中投入，都有很大的相關(guān)性：1．溫室結(jié)構(gòu)和性能與效益的關(guān)系如在北京順義大孫各莊鄉(xiāng)大塘村，同是種冬春茬黃瓜，因溫室始建年份不同而技術(shù)參數(shù)不同，兩棟各333m2的日光溫室，1997~1998年的冬春茬黃瓜收人分別是：1994年建的為9000元，1997年新建的為130002．種植種類與效益的關(guān)系如河南滎陽市，日光溫室種植黃瓜、番茄等大宗菜，每667m2年純收入平均4000元，高的8000~20000元，種植盆、切花的，年純收益40000~50000元，種植油桃、櫻桃、葡萄的年純收益20000~30000元。在山東，日光溫室黃瓜最高產(chǎn)值可達(dá)4萬元，日光溫室種植香椿最高的年產(chǎn)值達(dá)10萬元(投入5萬元)3．茬口安排與效益的關(guān)系茬口安排不合理，致使上市時間不對，效益就不高。河南滎陽市王村鎮(zhèn)一戶農(nóng)民，黃瓜12月中旬育苗，3月份才上市，每千克黃瓜僅0.4－0.6元，如在元旦、春節(jié)上市，每千克黃瓜均在2元以上。4．地理位置與效益的關(guān)系不同的地理位置對產(chǎn)品所售價格影響很大。如城郊區(qū)與邊遠(yuǎn)地區(qū)相比，價格大不一樣，同在山東省，壽光地區(qū)的市場發(fā)育良好，其蔬菜設(shè)施生產(chǎn)的效益就比其他地區(qū)好得多。在壽光市場上，沒有賣不出去的萊，也沒有買不到的菜。但在有些市場發(fā)育不成熟，栽培技術(shù)不過關(guān)的地區(qū)，盲目發(fā)展成片的日光溫室及大棚，致使旺季時滯銷，爛菜嚴(yán)重，很多棚的產(chǎn)出不能保本。(二)高效設(shè)施農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)示范園區(qū)已初步建成為推動我國蔬菜工廠化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展步伐，國家科委把工廠化農(nóng)業(yè)技術(shù)研究和示范項目列入“九五”農(nóng)業(yè)科技攻關(guān)重點課題，在上海、北京、沈陽、浙江、廣東等地建立了蔬菜和苗木工廠化高效生產(chǎn)示范區(qū)。1．上海蔬菜高科技推廣中心占地約85.3公頃，其中包括從荷蘭引進(jìn)的智能型溫室兩棟，每棟占地1000m2，每公頃費用1200萬元，智能溫室主要可控因素有溫度、濕度、光照、水、肥。該中心的其余設(shè)施為大棚，每個大棚占地約667m2，費用為2．沈陽市蔬菜科技示范區(qū)占地約3.3公頃，共建成22棟日光溫室，每棟占地約400~467m2，溫室結(jié)構(gòu)采用的是鞍山型的二代，磚墻式結(jié)構(gòu)，跨度6米，高度2米，原種蔬菜，現(xiàn)改種花卉，并在溫室內(nèi)加有暖氣片，內(nèi)有無土栽培技術(shù)。每棟造價約4.5萬元?，F(xiàn)在正在新建1棟占地667m3．北京蔬菜高科技示范園按規(guī)劃設(shè)計，每個示范區(qū)占地26.7公頃，建標(biāo)準(zhǔn)日光溫室100棟，大棚50棟，并設(shè)有試驗區(qū)和加工區(qū)?？偼顿Y2700萬元(每個區(qū)675萬元)，其中北京市無償投入l600萬元，占60％；貼息貸款800萬元，占30％；鄉(xiāng)自籌300萬元，占10％。每棟日光溫室設(shè)計造價4.7萬元，大棚設(shè)計造價1.7萬元。示范區(qū)建設(shè)的總體目標(biāo)要達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平，具體體現(xiàn)在6個方面：①保護(hù)地設(shè)施結(jié)構(gòu)技術(shù)先進(jìn)；②最新綜合配套栽培技術(shù)；②科學(xué)布局、設(shè)施配套、環(huán)境良好；④集科技、試驗、示范與產(chǎn)加銷于一體；⑤周年生產(chǎn)供應(yīng)，高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效益；⑧科技示范交流，體現(xiàn)京郊蔬菜生產(chǎn)水平。順義縣沿河鄉(xiāng)“蔬菜高科技示范園區(qū)”占地30公頃，計劃投資1200萬元，己投入1000萬元，其中市投入480萬元，日光溫室生產(chǎn)上采用6項新技術(shù)：①特種蔬菜品種(四個系列100個品種)；②溫室生產(chǎn)農(nóng)機配套設(shè)備(20臺套)；②工廠化育苗；③滴灌；④遮陽網(wǎng)；⑤立體裁培?，F(xiàn)已實現(xiàn)每667m2日光溫室年產(chǎn)值1.5萬元，利潤0.6萬元，大棚年產(chǎn)值1萬元，利潤0.4萬元。示范園區(qū)經(jīng)營管理采取以下7項措施：①園區(qū)由鄉(xiāng)多種經(jīng)營公司領(lǐng)導(dǎo)，建立園區(qū)管委會；②各溫室、大棚集體經(jīng)營，個人承包；③菜農(nóng)來自本鄉(xiāng)，用期1~2年；④園區(qū)列為農(nóng)業(yè)部綠色蔬菜特供基地；⑤蔬菜注冊商標(biāo)“沿特”、“京沿”；⑥產(chǎn)品直銷飯店、超市；⑦園區(qū)每年投入生產(chǎn)保險金5最近，北京錦繡大地農(nóng)業(yè)公司又投資1.2億元建成了現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)示范園區(qū)，包括無土栽培、現(xiàn)代養(yǎng)殖、觀光農(nóng)業(yè)等內(nèi)容，展示了21世紀(jì)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展模式。陜西省在楊凌投資3000萬元建立了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范園，主要展示現(xiàn)代化溫室生產(chǎn)技術(shù)和進(jìn)行人才培訓(xùn)。(三)我國設(shè)施栽培面臨的問題及對策1．?dāng)?shù)量較大，質(zhì)量較差全國設(shè)施栽培面積已達(dá)139.6萬公頃，如按城鄉(xiāng)人均占有面積來看，現(xiàn)人均達(dá)到10.7m2，比80年代中每人0.36m2增長了29.7倍，若以當(dāng)前產(chǎn)量20千克／m2計算，則人均占有蔬菜143.4千克，如加上露地蔬菜，人均年占有蔬菜300多千克，比80年代人均占有量僅73千克，增長了4.1倍，這樣每人每日可吃到從設(shè)施水平上看，溫室和大棚80％以上是結(jié)構(gòu)簡易類型，以竹木、水泥桿為骨架，厚厚的土墻降低了土地利用率，僅40％~50％；作業(yè)空間小，立柱多，不便于機械操作，只能靠手工作業(yè)，更談不上自動化管理；保溫、采光性能差，強度弱，難以抵御雨雪沖擊，年年維修，年年沖垮。對于農(nóng)戶而言，一家一戶還能隨時補修，只不過增加維修費。對于企業(yè)來說，大規(guī)模專業(yè)化生產(chǎn)，年年維修是很不協(xié)調(diào)的。所以要搞設(shè)施農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化就必須從設(shè)施水平和管理水平上提高。具體來說，改造普通型溫室，逐步升為提高型溫室。要改土墻為磚墻，改竹木水泥為鋼架骨架，改草簾為保溫被覆蓋，改手工操作為小型農(nóng)機操作，改單純溫室骨架為內(nèi)部裝備調(diào)節(jié)環(huán)境功能的設(shè)備，逐步向現(xiàn)代化、自動化方向發(fā)展。2．設(shè)施種類齊全，內(nèi)部功能較差設(shè)施農(nóng)業(yè)也被稱為控制環(huán)境農(nóng)業(yè)，即人工控制環(huán)境因素來滿足蔬菜最佳生長條件，從而取得最大經(jīng)濟效益?？諝狻⒏禍囟?、光照、水、相對濕度、二氧化碳和植物營養(yǎng)等因素，都可以實行人工控制。從我國設(shè)施農(nóng)業(yè)來看，雖然有溫室、大棚、中小棚、遮陽棚、陽畦等種類齊全的設(shè)施，但內(nèi)部控制環(huán)境的設(shè)備較少。比如調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度高低仍靠人工打開窗戶，拉開薄膜進(jìn)行自然通風(fēng)散熱；灌溉仍然照露地那樣大水漫灌，而不是噴滴灌；施肥仍是盲目追化肥，而不是定量定時施用。因此，可以說我國的設(shè)施水平還是比較落后，耗費的能源、材料、人工是較大的，必須逐步改善，才能提高設(shè)施水平。3．4．生產(chǎn)面積較大，社會化服務(wù)體系與市場發(fā)育不健全據(jù)統(tǒng)計，1996年全國蔬菜播種面積為l046.7萬公頃，其中反季節(jié)，超時令蔬菜的總產(chǎn)量達(dá)2700多萬噸。我國最大的蔬菜生產(chǎn)與銷售基地山東省，1995年蔬菜產(chǎn)量3695萬噸，有2000萬噸銷往省外或國外，年產(chǎn)值200多億元。如此龐大的銷售量，要靠市場良性循環(huán)才行。而我國小生產(chǎn)與大市場、大流通的矛盾突出，分散性的經(jīng)營格局，隨意性的種植制度，不確定的品種數(shù)量和質(zhì)量，小生產(chǎn)很難與蔬菜大市場、大流通對接。因此，在發(fā)展設(shè)施生產(chǎn)的同時，就必須建立市場流通場所，配套的社會化服務(wù)體系要跟上。要宏觀管理，及時收集和發(fā)布市場信息，指導(dǎo)農(nóng)民及時調(diào)整種植計劃，減少盲目性，以穩(wěn)定農(nóng)民的收入。同時抓好市場管理，尋找銷路，完善社會服務(wù)體系，包括生產(chǎn)資料市場，產(chǎn)品市場，產(chǎn)品采后處理、運銷等，提高整體生產(chǎn)效益。(四)設(shè)施栽培的發(fā)展趨勢針對我國設(shè)施栽培發(fā)展的大好形勢，今后一段時間的發(fā)展重點應(yīng)該是，大力發(fā)展以高效節(jié)能型日光溫室為龍頭的設(shè)施栽培，要制定各種類型的設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)，建立低成本、低能耗的設(shè)施設(shè)備成套技術(shù)體系，高效設(shè)施栽培管理體系和設(shè)施生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化體系，從機械化、電氣化、專業(yè)化著手，提高設(shè)施結(jié)構(gòu)與設(shè)備檔次，進(jìn)一步發(fā)展為工廠化高效農(nóng)業(yè)。要集成國內(nèi)外農(nóng)業(yè)高新技術(shù)，以市場為導(dǎo)向，科技為先導(dǎo)，大幅度提高單位面積產(chǎn)量與效益，走出一條適合我國國情的，并與世界先進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式接軌的農(nóng)業(yè)新興模式。1．開發(fā)新型溫室結(jié)構(gòu)，制定設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)體系我國今后設(shè)施結(jié)構(gòu)發(fā)展要抓住兩個重點，一是設(shè)施結(jié)構(gòu)類型，以塑料棚為主；二是高效節(jié)能。雖然玻璃溫室在西歐等國家較普遍，但是有兩個原因不適合我國發(fā)展，一是氣候條件不同，像荷蘭、西班牙等西歐國家，屬于海洋性溫帶闊葉林氣候，夏季涼爽，氣溫多在25℃左右，超過30在“六五”至“九五”期間，我國在塑料大棚、日光溫室的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面都做了不少研究工作，而且取得了許多成果。但是，目前只有鋼管裝配式塑料大棚和玻璃溫室結(jié)構(gòu)有國家標(biāo)準(zhǔn)，而節(jié)能型日光溫室及配套設(shè)備仍無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，需要進(jìn)一步制定。另外，面對21世紀(jì)農(nóng)業(yè)，需要開發(fā)新型墻體材料、保溫材料和骨架材料，要設(shè)計出大跨度、高空間、透光保溫好和便于機械化操作的新型溫室結(jié)構(gòu)，以提高結(jié)構(gòu)性能與檔次。2．開發(fā)設(shè)施內(nèi)環(huán)境控制技術(shù)與設(shè)備21世紀(jì)農(nóng)業(yè)明顯的特征是高科技的工廠化高效農(nóng)業(yè)。工廠化農(nóng)業(yè)是指在相對可控環(huán)境條件下采用工業(yè)化生產(chǎn)，實現(xiàn)集約高效及可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)代化生產(chǎn)方式。針對我國設(shè)施可控水平低、機械不配套的現(xiàn)狀，應(yīng)盡快提高環(huán)境控制能力，促進(jìn)改變靠天吃飯進(jìn)程，縮小與發(fā)達(dá)國家的差距。因此，重點研究溫室環(huán)境指標(biāo)(包括溫度、濕度、光照等)和自動化控制技術(shù)，對加溫、降溫、灌溉、通風(fēng)、排濕、補光、二氧化碳施肥等環(huán)境調(diào)節(jié)技術(shù)實行優(yōu)化組合，便于應(yīng)用。對以上各種環(huán)境調(diào)節(jié)設(shè)備進(jìn)行開發(fā)應(yīng)用。要注重信息技術(shù)和專家系統(tǒng)的應(yīng)用研究。3．新品種引進(jìn)與配套栽培技術(shù)研究優(yōu)良的溫室品種與成熟的管理技術(shù)是獲得高產(chǎn)高效優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的根本保證，所以，要開展新品種及配套高產(chǎn)栽培技術(shù)的研究。要采用抗病、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的良種，立體栽培及營養(yǎng)液栽培新技術(shù)，植物生長調(diào)節(jié)技術(shù)，以生物措施為主的病蟲害綜合防治技術(shù)和產(chǎn)品產(chǎn)后處理技術(shù)，建立從品種選擇，栽培管理到采收包裝一整套完整的規(guī)范化的技術(shù)體系。4．開發(fā)與應(yīng)用設(shè)施生產(chǎn)機械作業(yè)技術(shù)主要是開發(fā)研制一系列溫室小型農(nóng)機具，并能夠進(jìn)行溫室內(nèi)耕翻、定植、鋪膜、消毒、嫁接、作埂、開溝、施肥、打藥、清洗、包裝等機械作業(yè)，使人們從簡單繁重的勞動作業(yè)中解放出來，走機械化道路。可以把引進(jìn)和開發(fā)研制結(jié)合起來，吸收國外先進(jìn)的小型農(nóng)機具和園藝資料，開發(fā)適合我國實用的小型機械與農(nóng)具。5．開展設(shè)施生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化體系及經(jīng)營管理模式的研究作為產(chǎn)業(yè)化體系應(yīng)該包括設(shè)備設(shè)施與環(huán)境工程、種子工程、產(chǎn)后處理工程、蔬菜工廠化種植工藝工程等部分，是設(shè)計、制造、生產(chǎn)、銷售一條龍，農(nóng)科貿(mào)一體化系統(tǒng)。所以，要實行企業(yè)經(jīng)營管理，走公司加農(nóng)戶道路，形成求實高效的運行管理體制。為順利運轉(zhuǎn)整體系統(tǒng)，還需要建立社會服務(wù)體系、人才培訓(xùn)體系、信息收集與分析體系等，這樣龐大的系統(tǒng)需要人才、技術(shù)、資金、管理等方面的集成優(yōu)勢，統(tǒng)一協(xié)調(diào)，順利發(fā)展，最后形成強大的產(chǎn)業(yè)集團(tuán)，走向市場，走向世界。6．開展無公害蔬菜生產(chǎn)技術(shù)的研究設(shè)施栽培中最容易發(fā)生的問題是連作障害，是土壤連茬栽培后積累了大量鹽類物質(zhì)和病蟲害。大量農(nóng)藥和有害物質(zhì)積累嚴(yán)重污染蔬菜，人們食用后造成中毒，危害人們身體健康。另外，也由于連作障害影響溫室生產(chǎn)，限制了設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展。因此，防止連作障害，減少農(nóng)藥化肥污染，生產(chǎn)無公害蔬菜已是今后設(shè)施栽培中重點研究內(nèi)容之一。特別是加入WTO后，創(chuàng)匯農(nóng)業(yè)也要求生產(chǎn)無污染產(chǎn)品。7．培養(yǎng)設(shè)施農(nóng)業(yè)管理的專門人才我國設(shè)施農(nóng)業(yè)與世界先進(jìn)國家的差距，其本質(zhì)上是人才的差距。所以，政府應(yīng)重視人才工程，大力培養(yǎng)專門人才，提高管理者和生產(chǎn)者素質(zhì)，才能盡快趕上世界水平。第三節(jié)設(shè)施園藝生產(chǎn)技術(shù)變革一、技術(shù)革新其突出表現(xiàn)為：(一)開發(fā)和改良設(shè)施構(gòu)造和覆蓋材料從結(jié)構(gòu)上，由簡易到復(fù)雜，由土木到鋼鐵骨架，變化較大。例如我國保護(hù)地生產(chǎn)上就是從陽畦到土暖房，從小拱棚到節(jié)能日光溫室、大棚、溫室、從鞍山式日光溫室、北京改良溫室到大型連棟溫室。從完全人工操作管理到半自動、全自動控制管理結(jié)構(gòu)和設(shè)備。從覆蓋材料上，由油紙，草簾到塑料薄膜，玻璃，由各種軟，硬質(zhì)塑料材料到無滴、無塵、各種顏色的薄膜，都是從透光性、耐久性及選光性等特點上確定，開發(fā)和普及。(二)育苗技術(shù)工廠化，省力化育苗自古以來就是在陽畦、平地上進(jìn)行，而且費事費時。隨著生產(chǎn)發(fā)展，目前已采取工廠化育苗的方法，即從苗子最佳生長狀態(tài)中確定育苗期最適宜的溫、光、水分和養(yǎng)分的管理指標(biāo)進(jìn)行管理。育苗基質(zhì)是稻草、熏炭、蛭石、海棉泡沫等材料，把種子播在裝有這種基質(zhì)的育苗盤或箱上，放在育苗室內(nèi)進(jìn)行適宜環(huán)境條件管理。由于放在育苗架上，移動方便，管理得當(dāng)，環(huán)境控制容易，再加上苗子的嫁接技術(shù)，有利于防止病蟲害。這種育苗方法管理方便、時間短、苗壯、并能成批出苗，節(jié)省了大量人力和時間。(三)調(diào)節(jié)環(huán)境條件，適應(yīng)作物生長。設(shè)施園藝生產(chǎn)的最大特點就是人為調(diào)節(jié)、改善栽培環(huán)境條件，栽培作物。因而，從光、溫、水分、氣體等方面，采用了一系列實用技術(shù)和設(shè)備。從溫度管理上，有保溫、省能源的保溫幕、有鍋爐加熱，地?zé)?，太陽能，電熱等技術(shù)，也有濕簾、遮光膜等降溫技術(shù)。在氣體管理上，有半自動和全自動通風(fēng)設(shè)備，也有CO2施肥裝備。在光照管理上開發(fā)了日光燈，高壓納燈等補光設(shè)備，使蔬菜工廠化成為現(xiàn)實。自動化管理是高層次技術(shù)結(jié)構(gòu)，利用電子計算機監(jiān)視，控制和調(diào)節(jié)環(huán)境因子，滿足作物生長要求，使產(chǎn)品變商品成型出廠，使蔬菜生產(chǎn)周年進(jìn)行，產(chǎn)量上升，品質(zhì)提高。(四)防止連作障害，推廣無土栽培技術(shù)。在設(shè)施園藝生產(chǎn)中，連續(xù)3~5年在固定溫室內(nèi)生產(chǎn)后，由于土壤鹽類積累和病蟲害侵害，帶來連作障害，造成產(chǎn)量下降。為此，設(shè)施園藝生產(chǎn)工作者又開發(fā)了嫁接技術(shù)，普遍運用到番茄、黃瓜、西瓜、茄子、甜瓜等作物上，有利防止了根系病蟲害感染。也開展蒸氣消毒，太陽熱消毒等栽培床消毒工作，消滅土壤病蟲害。更吸引人的是推廣了無土栽培技術(shù)，出現(xiàn)了巖棉塊，NFT營養(yǎng)膜，蛭石，礫培，袋培等設(shè)備裝置形式，將作物栽培在無土基質(zhì)和栽培床上，供給了營養(yǎng)液進(jìn)行生產(chǎn)。這種干凈、無病，穩(wěn)定而高產(chǎn)的生產(chǎn)系統(tǒng)產(chǎn)生，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)一大變革。二、今后的展望設(shè)施園藝發(fā)展到今天，已經(jīng)從結(jié)構(gòu)，管理技術(shù)初步形成一定的規(guī)格化，也在園藝生產(chǎn)中占有重要地位，但從長遠(yuǎn)地看，還有以下幾方面的技術(shù)開發(fā)需要進(jìn)一步探討、研究。（一）開發(fā)和研制更合理，更經(jīng)濟實用的構(gòu)造材，覆蓋材和附加設(shè)備，提高溫室設(shè)施性能。（二）研究省能源實用技術(shù)和環(huán)境調(diào)節(jié)技術(shù)，盡量地普及和推廣于大面積生產(chǎn)中，保證周年生產(chǎn)穩(wěn)定進(jìn)行。（三）進(jìn)一步研究綜合防止連作障害和病蟲害對策和技術(shù)。（四）向高度裝置化，技術(shù)集約化和自動化管理方向進(jìn)軍。（五）應(yīng)用信息技術(shù)，研究與開發(fā)植物工廠化生產(chǎn)技術(shù)體系。思考題1．園藝設(shè)施發(fā)展的意義及作用2．國內(nèi)外設(shè)施園藝技術(shù)上的差異點是什么？3．我國設(shè)施園藝急待解決的問題是什么？第四章溫室通風(fēng)換氣與降溫設(shè)備第一節(jié)通風(fēng)設(shè)備提要：本節(jié)主要講述通風(fēng)方式，通風(fēng)量的計算及影響通風(fēng)量的因素等內(nèi)容。一、通風(fēng)原理所謂通風(fēng)就是把室內(nèi)污濁空氣直接或經(jīng)凈化后排至室外，把新鮮空氣經(jīng)適當(dāng)處理后（如凈化、降溫、加熱等）補充進(jìn)來，從而保持室內(nèi)空氣環(huán)境符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和滿足工藝的需要。對溫室等園藝設(shè)施而言，通常只要求保持室內(nèi)空氣新鮮清潔，并在一定程度上改善室內(nèi)氣象參數(shù)（空氣溫度、相對濕度和氣流流動速度）。其通風(fēng)措施比較簡單，無論對進(jìn)風(fēng)或排風(fēng)一般都不進(jìn)行復(fù)雜的處理。溫室等設(shè)施通風(fēng)的目的有三個：①排除設(shè)施內(nèi)的余熱，使室內(nèi)的環(huán)境溫度保持在適于植物生長的范圍內(nèi)。②排除余濕，使室內(nèi)環(huán)境相對濕度保持在適于植物生長的范圍內(nèi)。③調(diào)整空氣成分，排去有害氣體，提高室內(nèi)空氣中CO2的含量，使作物生長環(huán)境良好。在不同的季節(jié)里通風(fēng)的目的也不相同，夏秋季節(jié)通風(fēng)主要是進(jìn)行降溫，靠通風(fēng)消除室內(nèi)余熱，在盛夏余熱值最大，所需的通風(fēng)量也最大。冬季通風(fēng)主要是調(diào)節(jié)溫室的濕度和氣體成分，對溫室等設(shè)施冬季通風(fēng)的同時也要帶走大量的熱，為了節(jié)約能源，僅維持最低的通風(fēng)量即可。通風(fēng)方法一般有兩種：①自然通風(fēng)在溫室等設(shè)施的適當(dāng)位置設(shè)置窗戶靠熱壓和風(fēng)壓作用進(jìn)行通風(fēng)，并可以通過調(diào)節(jié)窗戶的開度來調(diào)節(jié)通風(fēng)量。②機械通風(fēng)依靠風(fēng)機產(chǎn)生的壓力強迫空氣在設(shè)施內(nèi)流動。二、通風(fēng)量的計算通風(fēng)量的計算，主要是用來確定風(fēng)機的數(shù)量，進(jìn)風(fēng)窗、排風(fēng)窗孔的面積，以滿足溫室正常生產(chǎn)的需求。由于太陽能輻射熱負(fù)荷正比于溫室地面面積，故溫室單位面積的通風(fēng)量，即通風(fēng)率的定義為在單位時間內(nèi)每單位溫室地面面積所交換的空氣容積（單位為：m3/m2.min）。對于適度遮蔭溫室，當(dāng)室內(nèi)最大太陽輻射強度在50000Lx左右時，每平方米地面面積的基本通風(fēng)量達(dá)到2.5m3/min，即可大體上滿足溫室的降溫需求。基本通風(fēng)量的計算見式4－2－1。V1=2.5L·B(4－2－1)式中：V1—基本通風(fēng)量，m3/min；2.5—每平方米地面面積的基本通風(fēng)量，m3/m2min；L—溫室長度，m；B—溫室寬度，m。實際的設(shè)計通風(fēng)量還要考慮溫室所在地區(qū)的海拔（>300m）、室內(nèi)太陽輻射強度（>50000Lx）、溫室內(nèi)允許溫升（4℃ψ=ψ1·ψ2·ψ3（4－2－2）式中：ψ1—海拔高度調(diào)整系數(shù)見表4－2－1ψ2—光照強度調(diào)整系數(shù)見表4－2－2ψ3—空氣溫升調(diào)整系數(shù)見表4－2－3表4―2―1海拔高度調(diào)整系數(shù)海拔高度m<30030060090012001500180021002400ψ11.001.041.081.121.161.201.251.301.36表4－2－2光照強度調(diào)整系數(shù)最大室內(nèi)光照強度Lx40004500050000550006000065000700007500080000ψ20.800.901.001.101.201.301.401.501.60表4―2―3空氣溫升調(diào)整系數(shù)空氣溫升Δt(℃)5.55.04.443.32.82.2ψ30.700.780.881.001.171.401.75另一個影響設(shè)計通風(fēng)量的因素是濕簾與風(fēng)機間的距離。當(dāng)距離很短時，即使設(shè)計通風(fēng)量足以滿足熱平衡的需求，但因通過溫室斷面的氣流速度很低，從而引起室內(nèi)氣流不暢。為避免這種情況的發(fā)生，應(yīng)保證足夠的氣流速度。當(dāng)風(fēng)機與濕簾間的距離D，小于30米時，應(yīng)以下述風(fēng)速系數(shù)ψf對基本通風(fēng)量加以修正。ψf=5.5/(4―2―3)式中D——風(fēng)機與濕簾間距，m。當(dāng)風(fēng)機與濕簾間距大于30米時，可不考慮ψf的影響，即忽略ψf僅按ψ1進(jìn)行修正。當(dāng)風(fēng)機與濕簾間距小于30米時，設(shè)計通風(fēng)量用ψ1和ψf中較大者進(jìn)行修正。風(fēng)速系數(shù)ψf見表4－2－4。表4－2－4風(fēng)速系數(shù)風(fēng)機濕簾間距離m7.629.1410.6712.1913.7215.2416.7618.29ψf2.001.831.691.581.491.411.351.29風(fēng)機濕簾間距離m19.8121.3422.8624.3825.9127.4328.9630.45ψf1.241.201.151.121.081.051.031.00在確定適當(dāng)?shù)恼{(diào)整系數(shù)后，溫室降溫系統(tǒng)總通風(fēng)量可由溫室地面積乘以基本通風(fēng)量和相應(yīng)的調(diào)整系數(shù)來確定。Vx=2.5L·B·ψ（4―2―4）式中Vx—設(shè)計通風(fēng)量，m3/min。當(dāng)ψf大于ψ值時，用ψf代替ψ計算Vx值。為了保證室內(nèi)最佳氣流速度和便于濕簾安裝，風(fēng)機與濕簾間距離最好在30~70米之間。對于超長溫室，應(yīng)考慮將濕簾安裝在兩側(cè)端墻，而將排風(fēng)機安裝在溫室中部側(cè)墻或屋頂，使冷卻空氣從兩側(cè)端墻進(jìn)入，從溫室中部排出。對于冬季機械通風(fēng)，通風(fēng)過程同樣提供了冷卻效果。但使用風(fēng)機來提供適當(dāng)?shù)耐L(fēng)量和氣流分布所依據(jù)的氣流原理在冬季和夏季卻有很大的差別。冬季室外的空氣太冷，不能直接吹向作物。冬季通風(fēng)要求氣流必須為紊流。通風(fēng)量則應(yīng)大小適度。當(dāng)空氣流量在每平方米溫室地面面積為0.45~0.61m3/min時，室內(nèi)空氣溫度可保持在室外溫度以上8~11℃的范圍內(nèi)。很明顯，增加通風(fēng)量將降低室內(nèi)外溫差，反之亦然。表4－2－5列出了基于室內(nèi)外溫差的冬季通風(fēng)設(shè)計調(diào)節(jié)系數(shù)ψd。表4－2－5室內(nèi)外溫差冬季通風(fēng)設(shè)計調(diào)節(jié)系數(shù)室內(nèi)外溫差℃10.009.448.898.337.787.226.676.115.565.00ψd0.830.880.941.001.071.151.251.371.501.67同樣，溫室所在地的海拔和溫室內(nèi)的光照強度對秋、冬、春各季溫室內(nèi)空氣溫度控制所需要的通風(fēng)量也有直接的影響。夏季所用的高度系數(shù)和光照系數(shù)同樣適合于冬季的溫室通風(fēng)設(shè)計。Vd=0.45ψ1·ψ2·ψdm3/m2.min（4－2－5）三、自然通風(fēng)設(shè)施（一）自然通風(fēng)換氣方式通過通風(fēng)窗利用風(fēng)壓和熱壓產(chǎn)生的通風(fēng)，稱為自然通風(fēng)。溫室自然通風(fēng)的通風(fēng)量與室外風(fēng)速、風(fēng)向、通風(fēng)窗位置、通風(fēng)窗面積及溫室的室內(nèi)外溫差有關(guān)系。熱壓是利用溫度差而產(chǎn)生室內(nèi)外空氣的壓力差，使室外低溫空氣流向室內(nèi)高溫空氣，形成熱壓作用的自然通風(fēng)。風(fēng)壓是利用室外氣流吹向建筑物時，在迎風(fēng)面形成正壓，背風(fēng)面形成負(fù)壓，氣流由正壓區(qū)開口流入，由負(fù)壓區(qū)開口排出，形成風(fēng)壓作用的自然通風(fēng)。決定熱壓通風(fēng)量大小的主要因素是：溫室內(nèi)外溫差，通風(fēng)窗高度差及面積。對于溫室的熱壓通風(fēng)，室內(nèi)熱空氣通過屋面通風(fēng)窗向外排出，室外空氣通過側(cè)墻通風(fēng)窗進(jìn)入溫室。對于固定式屋面垂直通風(fēng)窗（如鋸齒形溫室、屋脊窗溫室等），其通風(fēng)效率要高于同樣通風(fēng)面積的側(cè)墻通風(fēng)窗。風(fēng)壓通風(fēng)量的大小主要取決于室外風(fēng)速的大小、風(fēng)向和通風(fēng)窗孔面積。垂直于溫室側(cè)墻方向的風(fēng)，對溫室迎風(fēng)側(cè)墻和溫室第一跨迎風(fēng)面屋面將形成正壓，對溫室其它圍護(hù)表面均形成負(fù)壓；垂直于溫室的墻方向的風(fēng)，除迎風(fēng)墻面為正壓外，其余各面均為負(fù)壓。一般正壓面的風(fēng)壓高出負(fù)壓面的風(fēng)壓約一倍。實際運行中垂直于某個側(cè)面的風(fēng)向一般很少出現(xiàn)，大部分都與溫室形成一定角度。不論哪個方向的風(fēng)，對屋面的風(fēng)壓分布影響都不大，主要影響在于側(cè)墻，也就是說，在溫室側(cè)墻通風(fēng)口布置時，要充分考慮當(dāng)?shù)氐闹鲗?dǎo)風(fēng)向。溫室的主要通風(fēng)降溫季節(jié)為晚春到中秋，所以，溫室側(cè)墻通風(fēng)口設(shè)計要盡量布置在上述季節(jié)的主導(dǎo)風(fēng)向。（二）自然通風(fēng)開、關(guān)窗的機械設(shè)備溫室所用開、關(guān)窗系統(tǒng)主要包括：卷膜開窗系統(tǒng)和齒條開窗系統(tǒng)。1．卷膜開窗系統(tǒng)主要用于塑料溫室的側(cè)墻開窗和屋頂卷膜開窗。卷膜開窗是將覆蓋膜卷在鋼管上，通過轉(zhuǎn)動鋼管，將覆蓋膜卷起或放下。一般卷膜鋼管長度在60米左右。分手動和機動兩種，傳動方式有軟軸傳動和直接傳動兩種。一般屋頂卷膜用機械傳動或用軟軸傳動，側(cè)墻卷膜用手動或機械直接傳動方式。對卷膜器的基本要求是在通長方向上卷膜軸不能有太大的變形，卷膜器在卷起過程中要能自鎖，不能在重力作用下自行將卷起的幕膜打開。帶自鎖功能的卷膜器，是利用卷膜器中的齒扣在卷膜時自動鎖定反方向轉(zhuǎn)動，當(dāng)反方向操作打開卷膜時，只要按下鎖定器按鈕，可使卷膜器靠重力作用反轉(zhuǎn)。側(cè)墻的卷膜系統(tǒng)還必須設(shè)卷膜限位器。一般卷膜限位器用DN20的鋼管，每隔3~6米設(shè)置在溫室的通風(fēng)口外側(cè)。2．齒條開窗系統(tǒng)齒條開窗系統(tǒng)大都為機械傳動，也有少量用手鏈傳動的。塑料溫室用齒條開窗機構(gòu)和玻璃溫室基本相同，只是前者由于通風(fēng)窗口重量較后者小，電機的負(fù)荷大大減??；從而每臺電機的服務(wù)范圍得到了擴大，也就是說塑料溫室內(nèi)電機數(shù)量比等面積玻璃溫室少，一次性投資也相應(yīng)降低，運行費用也相應(yīng)降低。（三）換氣窗的自動控制換氣窗的開啟與否，主要取決于溫室內(nèi)的溫度和相對濕度。目前，主要監(jiān)測室內(nèi)溫度。對換氣窗控制設(shè)定溫度檔分“設(shè)定點”、“啟動溫差”和“環(huán)境溫度”三個溫度區(qū)。平時運行時，旋鈕拔在“環(huán)境溫度”檔，指示傳感器的實際溫度（排風(fēng)窗口溫度），當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到“設(shè)定點”后，通風(fēng)窗電機開啟運行，打開天窗，進(jìn)行自然通風(fēng)，使溫室內(nèi)溫度降低到“設(shè)定溫度”上限溫度值以下。運行后，若溫度未降到規(guī)定范圍內(nèi)，再次啟動電機加大天窗開度，直至符合規(guī)定的溫度范圍。如果利用自然通風(fēng)，還未能達(dá)到要求，控溫儀就啟動遮蔭系統(tǒng)降溫，使室內(nèi)溫度達(dá)到要求；如果還未能達(dá)到要求，控制溫儀就啟動風(fēng)機濕簾降溫系統(tǒng)或噴霧降溫系統(tǒng)，從而達(dá)到目的。這樣不僅降低了溫室內(nèi)溫度，而且使溫室內(nèi)空氣保持清新。當(dāng)溫室里溫度低于“設(shè)定溫度”下限值時，應(yīng)先關(guān)閉風(fēng)機濕簾降溫系統(tǒng)或噴霧系統(tǒng)；如果還低于其下限值，則逐漸關(guān)小天窗開度。使溫室內(nèi)的溫度升高到下限溫度以上。四、強制通風(fēng)設(shè)施（一）換氣扇的結(jié)構(gòu)和安裝設(shè)計目前溫室內(nèi)安裝的換氣扇是9FJ系列軸流式節(jié)能通風(fēng)機，依靠風(fēng)機排氣來實現(xiàn)溫室的強制通風(fēng)。該類型風(fēng)機采用了新型空間撓曲扭面葉型，具有全壓低、流量大、耗電少、噪音低、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、安全可靠和百葉窗自動開閉等特點。適合于輸送溫度不大于70℃，相對濕度不大于90%，含塵量或其它固體雜質(zhì)含量不大于100毫克/米3的氣體。是溫室強制通風(fēng)的理想設(shè)備。溫室采用9FJ系列風(fēng)機通風(fēng)時，一般均為負(fù)壓通風(fēng)，即從溫室內(nèi)抽空氣，且和濕簾降溫系統(tǒng)配套設(shè)計。風(fēng)機數(shù)目必須滿足在25.4帕空氣靜壓下所需要的通風(fēng)量，風(fēng)機數(shù)目還取決于風(fēng)機的大小，其大小的選擇應(yīng)保證溫室排氣側(cè)相鄰風(fēng)機的間距不大于7.62米；風(fēng)機排風(fēng)口之間的凈距或其與鄰近障礙物之間的距離不小于風(fēng)機直徑的1.5倍。如有可能，設(shè)計時最好將風(fēng)機布置在下風(fēng)側(cè)或溫室端墻。如果必須將風(fēng)機布置在上風(fēng)側(cè)，設(shè)計通風(fēng)量至少應(yīng)增加10%，風(fēng)機電機功率必須大于0.55kw。當(dāng)設(shè)計風(fēng)機數(shù)量在3臺以下時，其中一臺應(yīng)為雙速調(diào)節(jié)風(fēng)機，以便滿足不同通風(fēng)量的需求。目前溫室的濕簾降溫系統(tǒng)，均采用縱向通風(fēng)的方式進(jìn)行設(shè)計；縱向通風(fēng)是使溫室內(nèi)的氣流方向與溫室縱軸相平行，通風(fēng)效率高。通常將濕簾布置在溫室一個端墻，將通風(fēng)機布置在另一落面端墻。安裝風(fēng)機后對溫室側(cè)墻的日光透過率有一些影響。（二）吸氣口的面積和安裝由于溫室的強制通風(fēng)是由濕簾降溫和風(fēng)機來共同實現(xiàn)的。對于吸氣口也應(yīng)和濕簾降溫部分一并來進(jìn)行考慮設(shè)計。鑒于風(fēng)機低全壓、大流量的特點以及溫室的長度較大，空氣阻力較大，進(jìn)風(fēng)口應(yīng)較大，才能夠保證溫室通風(fēng)系統(tǒng)的正常工作。一般吸氣口的面積約為3倍的排風(fēng)口面積。若濕簾面積不能保證進(jìn)風(fēng)面積時，需增加進(jìn)風(fēng)口，以保證通風(fēng)要求。復(fù)習(xí)思考題1．什么是通風(fēng)？通風(fēng)的目的是什么？2．通風(fēng)量的計算在夏季和冬季有何作用？3．影響自然通風(fēng)量的因素有哪些？4．強制通風(fēng)設(shè)備的布置方式是什么？第二節(jié)降溫設(shè)備內(nèi)容提要：本節(jié)主要講述溫室降溫的方法以及各種降溫方式的原理、特點等內(nèi)容。溫室生產(chǎn)為了保證其良好的經(jīng)濟效益，必須保證一年四季都進(jìn)行生產(chǎn)。當(dāng)溫室內(nèi)溫度超過35℃時，溫室內(nèi)就不能正常生產(chǎn)。為了維持溫室內(nèi)氣溫、地溫在作物生長發(fā)育適溫范圍內(nèi)，需將流入溫室內(nèi)的熱量強制排除，以達(dá)到降溫的目的。溫室降溫方式依其利用的物理條件可分為以下幾類：加濕（蒸發(fā)）降溫法采用室內(nèi)噴霧、噴水或設(shè)置蒸發(fā)器（濕墻、濕簾），通過水分蒸發(fā)“消除”太陽輻射熱能。遮光