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生态系统研究与管理简报 |
| 我国工厂化农业的现状与展望 |
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关键字：农业
时间: 2004-05-28 点击率: 190423 |
摘 要： 一、对工厂化农业的理解
工厂化农业不同于一般农业，它是现代生物技术、现代信息技术、现代环境控制技术和现代新材料不断创新和在农业上广泛应用的结果。那么我们如何区别过去常说的保护地栽培、设施园艺、设施农业和工厂化农业呢？简而言之，保护地栽培主要是指在人工保护条件下进行作物生产的方式，它不仅包括大型设施，也包括风障、阳畦及地膜覆盖等简易设施； |
一、对工厂化农业的理解
工厂化农业不同于一般农业，它是现代生物技术、现代信息技术、现代环境控制技术和现代新材料不断创新和在农业上广泛应用的结果。那么我们如何区别过去常说的保护地栽培、设施园艺、设施农业和工厂化农业呢？简而言之，保护地栽培主要是指在人工保护条件下进行作物生产的方式，它不仅包括大型设施，也包括风障、阳畦及地膜覆盖等简易设施；设施园艺主要是指在各种设施内进行园艺作物生产的方式，它主要是在较大型的设施内进行；设施农业主要是指在各种设施内进行农业生产的方式，它与设施园艺的不同主要在于设施园艺生产的是园艺作物，而设施农业生产的不仅是植物，而且还有动物，就是说设施农业生产的生物种类更多，不仅包括种植业，也包括养殖业。工厂化农业则主要是指在相对可控环境下，采用现代工业的生产方式进行农业生产的方式，也就是说农业生产需要有标准、生产工艺、生产车间，而且是常年不间断生产，生产出来的产品需要有品牌、商标、标准、包装。但是目前的农业生产距离工厂化生产还相差甚远，包括发达国家在内的农业生产的绝大部分仍然不是工厂化生产。可以说目前工厂化农业生产还只是一个目标，需要我们经过几十年甚至更长时间的努力才能实现。
那么，目前我们所讲的工厂化农业生产及科技攻关，实际上重点是设施园艺朝着工厂化生产方向迈进的过程，尚未涉及到养殖业及更多的种植业，因此这只是工厂化农业的一个开端。如果将这种开端就当作已实现了工厂化农业的目标的话，或者认为组织一两次科技攻关就能实现工厂化农业的目标的话，那是不正确的，也是不现实的。
二、过去20年来我国设施园艺生产的贡献
我国设施园艺生产已成为农业可持续发展中的重要方面之一。自20世纪80年代以来，以日光温室为主体的设施园艺得到快速发展。目前全国设施园艺面积已超过210万公顷，居世界首位。其中日光温室面积占设施园艺面积的30%左右，占温室和大棚等大型设施总面积的50%以上,北方地区约占整个温室和大棚面积的80%左右。勿庸置疑，设施园艺生产已为我国国民经济发展和人民生活水平提高做出了历史性贡献。主要表现在如下几方面。
1.丰富了城乡菜篮子，解决了长期困扰我国北方地区的冬淡季蔬菜供应问题
根据有关资料，全国设施蔬菜的人均占有量：1980～1981年度只有0.2公斤；1998～1999年度增加到59公斤，增长了290多倍，平均每年增加3.11公斤；2001年全国设施蔬菜生产总量8700多万吨，人均占有量67公斤。其中，有近40%是由日光温室提供的。而且冬季设施蔬菜的90%以上是日光温室生产的。这些蔬菜不仅满足了我国北方地区蔬菜市场，解决了长期困扰我国北方地区的蔬菜冬淡季供应问题，而且已经有部分出口创汇，同时，也提供了部分鲜花、水果和畜禽及水产品，丰富了城乡的菜篮子。
2.大幅度提高了农民的收入，为调整农业产业结构提供了重要途径
设施园艺的发展，大幅度提高了农民的收入。就日光温室而言，据调查，20世纪90年代初期至中期，每亩日光温室可获产值1.5～4.0万元，其中去除成本，可获0.7～2.5万元效益（含人工费）。这一效益是大田作物的70～250倍，是露地蔬菜的10～15倍。所以日光温室被喻为农民发财致富奔小康的富民产业，是农村区域经济发展的支柱产业。尽管20世纪90年代后期和本世纪初日光温室生产的经济效益有所下降，但仍是农业产业中效益较高的产业。应该说日光温室为调整农业产业结构提供了重要途径，目前全国已有500余万亩大田作物改种日光温室作物，每年可创造出高于大田作物几百亿元的经济效益。
3.高投入和高产出的生产方式，带动了其他产业的快速发展
设施园艺生产是一个高投入和高产出的生产，仍以日光温室为例，一般设施结构建筑投资每亩需要1.2万元（竹木土墙结构）至10万元（钢架砖墙保温板结构）不等，生产投资每年每亩需要0.5～0.8万元，因此，如果每年全国修建100万亩日光温室，就需要投资几百亿元；按现有日光温室700万亩计算，每年生产费用投入可达400亿元以上，这样可以带动建材、钢铁、塑料薄膜、肥料、农药、种苗、架材、环境控制设备、小型农业机械、保温材料等行业的快速发展，可以安置百万以上的人员就业。
4.光能的充分利用，节约了大量能源
具有我国特色的设施园艺?D?D日光温室园艺生产使我国北方地区作物不能生长的冬季变成了生产季节，是充分利用光能和土地资源的产业。据测算：与大型连栋温室相比，每亩日光温室可节约煤炭50吨左右（北纬35°地区30～40吨，40°地区40～50吨，45°地区60～70吨），这样，700万亩日光温室每年可节约煤炭3.5亿吨，节约资金1千亿元以上。同时也减少了由于温室加温造成的环境污染。
三、发展工厂化农业的必要性
1.是解决“三农”问题的一个重要途径
我国“三农”问题的核心是农村人口多，农业资源贫乏，劳动者科技文化素质低，劳动生产率低。因此，从根本上解决“三农”问题，需要减少农业人口，增加农业资源，提高劳动者素质和劳动生产率。然而要达此目的，除了通过发展第二和第三产业、加快农村小城镇建设来大量转移农业劳动力外，更重要的是以效益为核心增加农业资源。因为工厂化农业是高投入高产出的高效农业，是资源高效利用的农业，而且是劳动密集型的产业，因此，发展工厂化农业，不仅可以安排大量就业，而且可以提高农业效益，并能够通过工厂化农业的实施，使劳动者科技文化水平得到提高，劳动生产率提高，从而为彻底解决“三农”问题提供重要途径。
2.是出口创汇的重要措施
我国已加入WTO，各种产业都将参与到国际市场的竞争。就农业而言，我国具有较强市场竞争力的产品被认为主要有蔬菜、果品、畜产品、水产品、花卉等，其中工厂化农业属于具有较强竞争力产业。因为工厂化农业可以人为控制环境，使其满足作物生长发育需要，从而实现生产优质高产产品，达到国际市场要求。因此发展工厂化高效农业，有利于开拓国际农产品市场，发展农产品的出口创汇。
3.是增加就业的重要领域
工厂化农业是高投入高产出的产业，也是劳动密集型产业，它涉及设施、环境、种苗、建材、农业生产资料等许多方面，温室园艺作物产值是大田作物产值的70～250倍，因此与大田作物相比，每亩温室园艺生产需要的劳动力可提高数十倍。
4.是减灾防灾的重要方式
工厂化农业是环境相对可控的农业，因此，可以减轻由于干旱、冰雹、涝灾、低温等灾害性天气造成的损失。
5.是充分利用资源的重要有效方法
工厂化农业可以实现农业的全季节生产，因此它可以充分利用太阳光能和土地资源，同时也可以充分利用具有一定水资源的盐碱地、沙漠及滩涂、海岛等地，从而得以扩大食物生产的面积，保证未来的食品安全。此外工厂化农业还能大大节约水资源。
四、我国工厂化农业研究开发现状与技术发展趋势
我国从“六五”开始就注意加强设施园艺高效节能栽培技术研究，20多年来已取得了百余项科研成果，为进一步进行配套组装，开发高效生产技术体系提供了条件，同时，与发达国家建立了良好的合作关系，为跟踪国际先进水平，提高研究质量创造了有利条件。
“六五”期间，分别对塑料大棚的骨架结构、自然光照人工气候室环境机理与调控技术进行了探索性研究，并对半可控环境下蔬菜育苗技术改革进行了系统研究，初步探讨了工厂化育苗的可行性；“七五”期间，开展了塑料大棚结构优化与蔬菜栽培技术研究。“八五”期间，开展了日光温室结构性能优化及高产栽培技术、工厂化育苗设施及配套技术和高产优质低成本的蔬菜无土栽培技术等三个方面研究。“九五”期间，是我国可控环境下农业生产发展的辉煌时期，启动了科技攻关重大产业化工程项目?D?D工厂化高效农业示范工程项目，主要涉及种子种苗工程、种植工艺工程、采后处理工程、设施环境控制工程、相关产业工程等5大方面。项目的实施不仅使工厂化高效农业技术在许多方面取得重大突破，而且带动了我国工厂化农业及相关产业的发展。在温室设施、良种选育、种植工艺、采后处理加工及产品检测等方面都取得了长足的进展。大型连栋温室基本实现了国产化；研究设计出了一系列适于不同气候生态型的温室，其结构和相关配套技术研究取得了重大突破，形成了一批具有一定生产规模的现代温室生产厂家，扭转了我国大型温室长期依赖进口的被动局面；初步建立了工厂化育苗技术体系和蔬菜优质高产高效栽培技术体系；工厂化专用品种筛选和选育也初步取得成效；产后处理设施设备及技术水平得到提高。项目的完成，不仅在技术、物质储备与人才的培养方面卓有成效，而且其社会经济效益也极为显著。
然而，工厂化高效农业示范工程是一个庞大的系统工程，涉及的技术领域较多，需要有计划、有步骤地研究解决，并逐步加以完善，不可能在短短五年就能实现总体目标。也就是说，尽管“九五”“工厂化高效农业示范工程”项目取得了一定的成就，“十五”期间国家重点科技攻关、“863”计划和国家自然科学基金又启动了一批相关项目，但工厂化高效农业项目无论是在工程的整体配套设施的完善程度上，还是在生产的稳定性、产业化程度和现代化水平上，都还只能算是工厂化农业的雏形，与发达国家的农业现代化相比，仍有相当距离，特别是温室生产环境自动控制系统、耐低温弱光温室长季节栽培专用品种、工厂化育苗技术规范和标准、温室生产技术规范和标准、温室生产专家管理系统、温室生产小型机械和覆盖材料等方面还相差甚远。总而言之，截止目前我国设施园艺还远没有完全实现可控环境下生产，因此，加强这一方面的技术创新和研究将是一项长期的任务。
五、工厂化农业的展望
（一）工厂化农业生产发展的战略性调整方向
1.以实现产业化为重点，全面提升设施园艺整体生产水平
近二十年来我国设施园艺生产面积不断扩大，生产技术也不断提高，尤其是在最低气温-20℃条件下基本不加温可以生产喜温果菜，开创了世界高寒地区不加温生产喜温果菜的先例。但是，与发达国家设施蔬菜生产相比，我国的设施生产水平还很低，距农业现代化的要求更是相差甚远。然而，设施园艺生产是一个庞大的系统工程，单靠目前一家一户的小规模作坊式生产经营方式很难全面提升其整体水平。因此，有必要以产业化为重点，在产业化发展中全面提升整体生产技术水平。
2.以生产无公害产品为重点，全面提高产品质量
追求高产无疑是提高经济效益优先考虑的目标。目前我国设施蔬菜最高生产水平也仅为荷兰温室蔬菜的二分之一，其增产潜力还很大。然而，在设施蔬菜生产面积剧增，蔬菜市场竞争激烈，特别是随着生活水平的提高，人们更加珍惜生命和生活的今天，单纯追求高产而不注意产品质量已没有市场竞争力。因此，提高设施园艺产品质量已成为提高经济效益的重要方面。当前提高设施蔬菜产品质量应从以下几方面入手。一是强化政府职能，建立与完善管理体系；二是建立和完善环境及产品检验检测体系；三是建立和完善蔬菜无害化生产的技术体系；四是建立和完善蔬菜产品质量保证技术体系；五是强化蔬菜无害化生产技术的创新；六是加强生态环境的普查。
3.以经济效益为中心，发展多样性产品
设施园艺生产是高度商品化的生产，而商品化生产的核心是追求效益。要做到这一点，必须根据各种作物对环境、技术的要求以及市场对产品的需求，实行专业化生产和多样性生产的结合。
专业化生产可分为三个层次。第一层次是地区性设施蔬菜生产的专业化。这种专业化所涉及的地域较广，选择生产的蔬菜种类也较多，具有明显的适应当地各种生产资源和市场的特征。这种专业化可按设施蔬菜生产区划来逐步加以确定和完善。第二层次是区域性设施蔬菜生产的专业化。这种专业化是在地区性专业化的基础上，选择某一个或几个蔬菜种类作为主栽品种，以增强本区域蔬菜的市场竞争力。第三层次是生产单位的设施蔬菜生产专业化。这种专业化一般一个生产单位在一季中只选择一个蔬菜种类，这样也便于栽培管理，便于栽培技术的精易求精，以便获得高产高效益。
多样性生产主要是根据不同地区环境、技术、社会经济等条件的特点而定。其重点应考虑以下几方面：一是种植种类和品种要多样化，也就是说尽管一个基地的种植种类和品种不能太杂，但就一个区域来说，应开发多种类的蔬菜作物，甚至除了蔬菜以外，还应适当开发果树、花卉及瓜果等作物，另外除种植业外，还应适当发展养殖业等。二是经营方式的多样化，即从现在的家庭联产承包责任制的经营方式，逐步向规模化生产方面发展，同时适当发展设施蔬菜企业。三是种植茬口的多样化。
4.以面向出口为重点，全方位开拓国内外市场
开发市场包括开发国内市场和国际市场两方面，特别是在我国加入世界贸易组织后，面对经济全球化的市场竞争，开发国际市场具有战略意义。开发市场首先应增强市场意识，进行市场预测，开发适应市场需求的蔬菜产品，并在一定的范围内引导消费市场；其次是建立市场开发策略，利用现代交通工具与信息网络，积极拓宽市场空间；第三是树立市场形象，它包括尊重市场规则，建立市场信誉，展示公司文化底蕴等。
建设市场包括建设有形市场和无形市场两个方面，有形市场是指建立多层次的批发市场和产品销售体系，无形市场是指建立市场信息网络。蔬菜是特殊商品，它以鲜嫩器官为产品上市，而且它的价格易受市场的直接影响波动较大。因此建立一个简便快捷的蔬菜产品销售体系非常重要。目前我国应建立国家、集体、个人多层次的设施蔬菜产品销售体系，即在整个蔬菜产品销售体系中，国家应根据规划在各大区内建起大型蔬菜批发市场的骨架，各地区应根据国家蔬菜批发市场骨架的辐射状况，建起地区内的二级蔬菜批发市场。同时应积极培育蔬菜产品批发商和销售商，组建各种股份制销售公司或个人销售商店。做到国家宏观调控，发挥各方积极性，既要管而不死，又要活而不乱。
5.以可持续发展为目标，全面规划设施园艺生产布局
市场经济的一个显著特征就是经济的运行在一定程度上依靠市场调节，但市场调节并不是不要宏观调控和宏观规划。尤其是对于日光温室生产来说，加强生产布局规划、基地规划、设施结构的建造规划和作物种植及茬口安排规划等十分必要。根据各地的自然资源、市场情况、劳动力资源和素质以及社会经济状况，对设施蔬菜进行全面而系统地规划已势在必行。
6.以提高生产者素质为核心，完善技术服务体系
根据许多国家的经验和我国的实际情况，建立设施蔬菜生产的技术服务体系应采取两条腿走路方针，即除了完善政府主管下的科技普及推广体系外，还要建立地区菜农团体的技术服务组织网络。
下大力气尽快提高生产者的素质是设施蔬菜生产的又一重要问题。因为生产者的素质直接关系到设施蔬菜的可持续发展，关系到设施蔬菜现代化实现。而我国目前设施蔬菜生产者多数文化和农业科技素质较低，因此，需要建立完整的培训体系，首先培训一批符合设施蔬菜生产可持续发展要求的技术指导者，进而对不同层次的生产者进行职业教育。通过培训和教育，以提高整个生产水平。
7.以保质增值为重点，提高产品产后处理水平
要建立从地头到餐桌的产品保鲜技术体系，制订各种产品保鲜技术标准，实行产品的市场准入制度，以促进产品产后处理水平的提高，实现产品的保质增值。
（二）近期工厂化农业研究的主要方面
未来5～10年内，我国工厂化农业将继续以节能和无害化优质生产技术创新为核心，将我国具有特色的日光温室众多技术成果科学组装，带动整个工厂化农业产业的发展。同时要瞄准产品出口的总目标，重点围绕温室环境调控配套工程技术与设施，适于工厂化生产的农作物专用品种，工厂化农作物高效节能现代育苗技术体系及专家管理系统，土壤盐渍化障碍及主要作物生理障碍的发生机理及防止技术，园艺作物高效节能和无害化生产关键技术组装及专家系统建立与示范等技术体系加以创新；提高设施环境控制水平、工厂化育苗技术水平、种植工艺水平、产后处理技术水平。主要研究重点有如下方面。
1.工厂化农业设施与环境研究
主要开展工厂化农业生产基地的规划、温室结构设计及其配套设施研制、温室环境变化规律与自动控制系统和信息技术在工厂化农业生产上的应用等方面研究。
2.工厂化农作物专用品种研究
主要开展工厂化农作物品种资源引进、筛选及利用，设施园艺作物专用品种选育，生物技术在设施园艺作物品种改良上的应用，设施园艺作物品种资源遗传机制及分子生物学基础等方面研究。
3.设施园艺作物栽培基础研究
主要开展园艺设施内土壤营养运移规律及作物吸肥规律，设施园艺作物生理障碍发生机制，光合产物运转、代谢及分配规律，生长发育规律及生长模型，幼苗产后运输过程中生理变化规律，诱导抗病机理、逆境生理等方面研究。
4.设施园艺作物生产技术体系研究
主要开展设施园艺作物种植模式，工厂化节能育苗及幼苗运输技术体系，生理障碍综合防止技术，有机肥配方研制及施肥技术，节水生产技术，节能生产技术，高产、优质、无公害生产技术体系，生长发育调控物质及调控技术，栽培专家管理系统，综合防病虫技术体系等方面研究。
5.工厂化农业产后保鲜技术研究
主要开展设施园艺作物采后生理、采后处理及贮藏保鲜技术，园艺产品质量监测、化学农药残留检测技术，以及园艺产品标准制定等方面研究。
6.工厂化农业发展战略研究
主要开展工厂化农业布局、区划、产业化模式及技术体系等方面研究。
作者:李天来 沈阳农业大学 （沈阳 110161）
[来源:《中国科技成果》2003.24 中国科学技术信息研究所加工整理]
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