摘要：設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志，也是現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要建設(shè)任務(wù)。我國(guó)的設(shè)施農(nóng)業(yè)較國(guó)外起步晚，在設(shè)施建設(shè)、技術(shù)研究、裝備研發(fā)、資金投入等方面都與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家存在較大差距。為了促進(jìn)我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，推動(dòng)設(shè)施農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步，在綜述世界設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，分別從國(guó)外和國(guó)內(nèi)2個(gè)方面總結(jié)設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展的特點(diǎn)，剖析我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)存在的不足，并提出針對(duì)性的對(duì)策建議，以期為我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供一些經(jīng)驗(yàn)和啟示。
設(shè)施農(nóng)業(yè)（protected agriculture）是指利用新型生產(chǎn)設(shè)備、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程技術(shù)、管理技術(shù)調(diào)控溫室、塑料大棚等保護(hù)設(shè)施內(nèi)蔬菜、果樹(shù)、花卉、雞鴨、豬牛等動(dòng)植物生長(zhǎng)的溫、光、水、土、氣、肥等環(huán)境參數(shù)因子，對(duì)動(dòng)植物的生長(zhǎng)發(fā)育環(huán)境進(jìn)行整體或局部范圍的改善，使動(dòng)植物生長(zhǎng)不受或很少受自然條件制約，在有限的土地上投入較少的勞動(dòng)力，建立動(dòng)植物周年連續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)植物高效優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)的一種現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，是屬于生產(chǎn)可反時(shí)令性、生產(chǎn)可類型多樣化的高投入、高產(chǎn)出、高效益產(chǎn)業(yè)。美國(guó)稱“設(shè)施農(nóng)業(yè)”為“可控環(huán)境農(nóng)業(yè)（controlled environmental agriculture）”，在歐洲及日本等則稱為“設(shè)施農(nóng)業(yè)（protected agriculture）”，而在我國(guó)曾使用過(guò)“工廠化農(nóng)業(yè)（industrializedagriculture）”的概念，這些名稱只是在文字表達(dá)上有所不同，但其實(shí)質(zhì)內(nèi)涵是一致的。隨著傳感器技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到越來(lái)越多的應(yīng)用。溫室大棚可以通過(guò)人工的手段構(gòu)建出適宜農(nóng)作物生長(zhǎng)的生產(chǎn)環(huán)境，隔絕外部氣候變化的影響，實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物的全天候生長(zhǎng)。國(guó)內(nèi)外相關(guān)企業(yè)與科研機(jī)構(gòu)紛紛投入大量的人力、物力，通過(guò)研發(fā)智能溫室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，降低溫室的運(yùn)營(yíng)成本，進(jìn)而提高溫室的綜合經(jīng)濟(jì)效益。
1 世界設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展概況
依據(jù)自然氣候條件、地理位置、經(jīng)濟(jì)水平和飲食文化等因素，可將世界設(shè)施園藝大致劃分為亞洲、地中海沿岸、歐洲、美洲、大洋洲和非洲六大區(qū)域。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，設(shè)施農(nóng)業(yè)整體上呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展的趨勢(shì)。
據(jù)2017年調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，全世界設(shè)施農(nóng)業(yè)總面積達(dá)到460萬(wàn)hm2，主要分布在亞洲的中國(guó)、韓國(guó)和日本，歐洲的荷蘭和阿爾巴利亞，美洲的美國(guó)、墨西哥和委內(nèi)瑞拉[6，9]，非洲的埃塞俄比亞和埃及以及地中海沿岸諸國(guó)。其中，亞洲是世界設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展最快、面積最大的地區(qū)，僅中國(guó)、日本和韓國(guó)3個(gè)國(guó)家的設(shè)施農(nóng)業(yè)面積之和就占世界設(shè)施農(nóng)業(yè)總面積的82.90%。
在設(shè)施農(nóng)業(yè)體量上，中國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)面積達(dá)370萬(wàn)hm2，居世界第一，約占世界設(shè)施農(nóng)業(yè)總面積的80%，意大利緊隨其后位于第二，第三、第四分別為土耳其和韓國(guó)。荷蘭在人均設(shè)施農(nóng)業(yè)溫室面積上位居世界第一。
1.1設(shè)施類型
從設(shè)施類型上看，有近292萬(wàn)hm2的設(shè)施農(nóng)業(yè)類型是塑料大棚（含中小拱棚），占比約為63.5%，主要分布在中國(guó)、韓國(guó)、日本以及地中海延岸諸國(guó);塑料溫室類型面積達(dá)130萬(wàn)hm2左右，占比約為28.3%，在中國(guó)的江蘇省、遼寧省、山東省等地被廣泛使用;玻璃溫室類型面積達(dá)6萬(wàn)hm2左右，占比約為1.2%，結(jié)構(gòu)大多為文洛型（venlo）連棟溫室，主要集中在亞洲的中國(guó)、非洲的埃及、地中海沿岸的土耳其、意大利和西班牙、荷蘭及北歐一些國(guó)家;其他類型溫室面積占比約為7%。
1.2設(shè)施作物
從栽培作物看，蔬菜占設(shè)施園藝總面積的85%以上，以番茄、黃瓜、茄子、甜椒等為主;其次為鮮切花和盆栽花卉。從種植地域分布來(lái)看，中國(guó)、日本和地中海沿岸國(guó)家主要種植蔬菜、草莓和葡萄，歐美一些發(fā)達(dá)國(guó)家以高附加值的鮮切花和盆栽花卉生產(chǎn)為主，如荷蘭花卉的生產(chǎn)全部在溫室內(nèi)進(jìn)行，生產(chǎn)的鮮切花、觀賞植物約占世界溫室市場(chǎng)的80%，每年出口總額占國(guó)際市場(chǎng)花卉貿(mào)易的60%，占?xì)W洲市場(chǎng)的70%。
1.3栽培技術(shù)
從栽培技術(shù)看，荷蘭、美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家的設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)處于領(lǐng)先水平。發(fā)達(dá)國(guó)家在設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展過(guò)程中非常重視環(huán)境保護(hù)和資源循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)了生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)的經(jīng)營(yíng)模式;此外，隨著溫室結(jié)構(gòu)優(yōu)化、設(shè)施配套及栽培技術(shù)體系完善，能夠用計(jì)算機(jī)對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育的各種環(huán)境因子進(jìn)行調(diào)控，使設(shè)施作物生長(zhǎng)不受或很少受自然條件制約，實(shí)現(xiàn)作物周年連續(xù)生產(chǎn)供應(yīng)，產(chǎn)出的溫室產(chǎn)品能獲得高產(chǎn)量、高品質(zhì)、高利潤(rùn)，暢銷國(guó)際市場(chǎng)。
2 國(guó)外設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展的特點(diǎn)
2.1單體溫室大型化，溫室結(jié)構(gòu)輕簡(jiǎn)化
建造大型化溫室有利于提高土地利用率、方便機(jī)械化作業(yè)和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)、提升環(huán)境控制穩(wěn)定性以及節(jié)省投入資金。因此，國(guó)外的溫室普遍趨向溫室大型化、工廠化，溫室結(jié)構(gòu)的輕簡(jiǎn)化，溫室材料的研究熱點(diǎn)也集中于以下5個(gè)方面：降低設(shè)施結(jié)構(gòu)的遮光面積;提升結(jié)構(gòu)材料的隔熱性能;提高溫室和連接部件的密閉性;延長(zhǎng)設(shè)施溫室墻的使用壽命;便于溫室的安裝和拆修。美國(guó)加利福尼亞州新建造溫室的單體面積都在1 hm2以上，采用無(wú)土栽培技術(shù)生產(chǎn)的番茄產(chǎn)量可達(dá)75 kg/m2。荷蘭設(shè)施類型大多選用文洛型連棟溫室，布局采用平行三段式結(jié)構(gòu)，單體溫室面積在4～5 hm2（圖1）。溫室的北面為辦公管理區(qū)，中間區(qū)域?yàn)椴僮鬈囬g區(qū)，南面為作物栽培區(qū)，在每個(gè)溫室通道安裝自動(dòng)玻璃感應(yīng)門(mén)進(jìn)行隔斷，并對(duì)進(jìn)出人員執(zhí)行嚴(yán)格的消毒管理，以預(yù)防和控制病蟲(chóng)害的發(fā)生。此外，因鐵天溝散熱約占溫室散熱的16%，荷蘭、以色列等普遍采用中空鋁合金骨架代替?zhèn)鹘y(tǒng)溫室的單層鐵材質(zhì)天溝，不僅減少了設(shè)施溫室的支撐結(jié)構(gòu)，也降低了支撐結(jié)構(gòu)的遮光面積，還有效增加了設(shè)施溫室的采光，提升了保溫效果。
2.2溫室生產(chǎn)引入工業(yè)技術(shù)，設(shè)施農(nóng)業(yè)自動(dòng)機(jī)械化
美國(guó)、荷蘭、以色列等發(fā)達(dá)國(guó)家將工業(yè)領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)嫁接到設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理中，使設(shè)施農(nóng)業(yè)被賦予了“工廠化+農(nóng)業(yè)”的內(nèi)涵，溫室生產(chǎn)進(jìn)入高投入、高產(chǎn)出、高效率管理模式，并實(shí)現(xiàn)了將溫室各環(huán)境因子調(diào)控成作物生長(zhǎng)發(fā)育最適宜的條件，基本擺脫或免受外界環(huán)境因素對(duì)作物生長(zhǎng)的干擾，達(dá)到作物周年生產(chǎn)和均衡上市的目的。目前，以美國(guó)、日本、荷蘭、以色列為代表的發(fā)達(dá)國(guó)家已具備了設(shè)施農(nóng)業(yè)設(shè)備完善、技術(shù)規(guī)范、產(chǎn)量穩(wěn)定、質(zhì)量安全可靠等特點(diǎn)，也形成了溫室研究制造、生產(chǎn)要素聚集、生產(chǎn)資料配套、儲(chǔ)藏運(yùn)輸?shù)葹橐惑w的設(shè)施農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系。如荷蘭研制出溫室清洗裝置，用于清洗溫室屋面的落灰來(lái)提高溫室的透光率。用智能機(jī)器人取代人工生產(chǎn)管理來(lái)改善設(shè)施環(huán)境，以提升勞動(dòng)生產(chǎn)率和保證設(shè)施作業(yè)的均一性和一致性。
2.3設(shè)施農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)向低碳節(jié)能、綠色環(huán)保
國(guó)外在發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)過(guò)程中，以保護(hù)環(huán)境、低碳節(jié)能作為前提條件，在探索溫室能源高效利用、保護(hù)生態(tài)環(huán)境等方面進(jìn)行了大量的研究工作。節(jié)能新材料、新技術(shù)和新能源的利用是溫室領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)，其中相變儲(chǔ)熱技術(shù)和太陽(yáng)能的有效利用是最具發(fā)展前景的節(jié)能技術(shù)。一些國(guó)家通過(guò)對(duì)溫室的覆蓋材料進(jìn)行鍍膜處理來(lái)改變材料特性，使其具有阻止長(zhǎng)波向外輻射而減少熱損耗的特性來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。荷蘭瓦赫寧根大學(xué)研制出一種可應(yīng)用于溫室加熱降溫的太陽(yáng)能集熱器，該集熱器可將儲(chǔ)存的多余太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能，從而進(jìn)行冬季供暖與夏季降溫，節(jié)省能源消耗。歐盟明確要求溫室作物生產(chǎn)全部采用無(wú)土栽培，替代費(fèi)水、費(fèi)肥、費(fèi)工的傳統(tǒng)種植方式，可避免土壤連作障礙，生產(chǎn)出健康安全的農(nóng)產(chǎn)品。還有一些國(guó)家采用營(yíng)養(yǎng)液閉路循環(huán)系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)液無(wú)土栽培技術(shù)，通過(guò)對(duì)營(yíng)養(yǎng)液的回收、過(guò)濾、消毒等技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)節(jié)水30%～40%、節(jié)肥35%～40%，大大提高了營(yíng)養(yǎng)液的利用效率，也減少了營(yíng)養(yǎng)液過(guò)剩外排造成的面源污染。此外，探索溫室新型補(bǔ)光光源LED也是節(jié)能設(shè)備研制的熱點(diǎn)之一。
2.4物聯(lián)網(wǎng)與農(nóng)業(yè)深度融合，助推“智慧農(nóng)業(yè)”
隨著互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云平臺(tái)等技術(shù)的普及，溫室環(huán)境控制逐步實(shí)現(xiàn)智能化、網(wǎng)絡(luò)化管理。荷蘭已將環(huán)境智能控制系統(tǒng)應(yīng)用于現(xiàn)代設(shè)施花卉生產(chǎn)中，可以依據(jù)花卉生長(zhǎng)階段對(duì)于不同環(huán)境因子的需求，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)包括溫度、光照、空氣、濕度、化肥等環(huán)境因子的多維調(diào)控，并結(jié)合遙感技術(shù)、管理專家系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)等高新技術(shù)對(duì)鮮花從移栽、生長(zhǎng)、采收、包裝儲(chǔ)運(yùn)、自檢自控等流程中的信息、圖像進(jìn)行信息化管理，實(shí)現(xiàn)了鮮花生產(chǎn)的高度自動(dòng)化。美國(guó)、日本、以色列等通過(guò)研究溫室作物生長(zhǎng)發(fā)育與環(huán)境、營(yíng)養(yǎng)之間的定量關(guān)系，構(gòu)建作物生長(zhǎng)發(fā)育模型和環(huán)境控制信息化模型應(yīng)用到溫室生產(chǎn)管理中，進(jìn)一步降低了溫室系統(tǒng)能耗和運(yùn)行成本。日本大力發(fā)展植物工廠系統(tǒng)，利用傳感器對(duì)溫室內(nèi)的環(huán)境因子進(jìn)行自動(dòng)化采集和校驗(yàn)，將數(shù)據(jù)傳輸至計(jì)算機(jī)、手機(jī)等終端，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化、智能化和可視化。截至2016年底，日本擁有254家植物工廠，其中超過(guò)200家都為密閉空間的“人工光型”及“人工光與太陽(yáng)光并用型”植物工廠，建立起農(nóng)作物周年連續(xù)產(chǎn)出。
3 我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展的特點(diǎn)
3.1因地制宜開(kāi)發(fā)地域性鮮明的設(shè)施類型
我國(guó)溫室結(jié)構(gòu)的發(fā)展經(jīng)過(guò)了4個(gè)時(shí)期：20世紀(jì)30年代的雛形時(shí)期，其結(jié)構(gòu)的典型特征為一面坡加立窗;20世紀(jì)50年代的改良時(shí)期，一面坡日光溫室結(jié)構(gòu)，取消了前立窗，采光角增至30°，后墻高度降至0.7～0.8 m，使后屋面坡角增至26°以上;20世紀(jì)70年代至90年代的發(fā)展時(shí)期，開(kāi)展了基于溫室的采光理論對(duì)不同緯度地區(qū)采光屋面形狀和采光面角度進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而確定溫室的建筑參數(shù)，代表性的溫室結(jié)構(gòu)有“感王式”和“鞍山Ⅰ型”;21世紀(jì)初至今的升級(jí)時(shí)期，我國(guó)各地結(jié)合區(qū)域、資源特點(diǎn)因地制宜地對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)溫室大棚的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造升級(jí)，形成具有鮮明特征的結(jié)構(gòu)類型，如薊春型、連棟型、陰陽(yáng)型、壽光7代等新型溫室。
3.2設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模逐年擴(kuò)大
我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)和人口大國(guó)，由于人均土地資源的日益匱乏和對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的數(shù)量與質(zhì)量的需求，我國(guó)就必須堅(jiān)定不移地走“設(shè)施強(qiáng)農(nóng)”之路。20世紀(jì)70年代，我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)面積僅為0.7萬(wàn)hm2，到20世紀(jì)90年代末，我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)面積達(dá)到86.7萬(wàn)hm2，絕對(duì)面積躍居世界第一。隨著適合不同地區(qū)、不同自然條件的設(shè)施技術(shù)不斷提升，財(cái)政資金及外界資本的持續(xù)投入，我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模逐年擴(kuò)大。截至2017年底，我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)面積突破了370萬(wàn)hm2，在短短20年間體量翻了4～5倍，已成為世界設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國(guó)，面積和產(chǎn)量都居世界第一。
3.3設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)裝備從引進(jìn)走向自主研發(fā)
20世紀(jì)70年代，我國(guó)從荷蘭、日本、美國(guó)、以色列等國(guó)家引進(jìn)先進(jìn)的設(shè)施裝備和配套的環(huán)境監(jiān)控技術(shù)。到20世紀(jì)90年代，我國(guó)學(xué)者在對(duì)國(guó)外設(shè)施裝備和技術(shù)引進(jìn)、消化、吸收的基礎(chǔ)上進(jìn)行集成創(chuàng)新，逐步形成了一些自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的裝備技術(shù)，并應(yīng)用到不同的設(shè)施作物生產(chǎn)中，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。毛罕平等成功設(shè)計(jì)了植物工廠系統(tǒng)，該系統(tǒng)由溫濕度子系統(tǒng)、光照子系統(tǒng)、加熱子系統(tǒng)、灌溉子系統(tǒng)等多個(gè)系統(tǒng)組成，是我國(guó)典型的國(guó)產(chǎn)化溫室測(cè)控系統(tǒng)。將互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信和嵌入式等技術(shù)引入到設(shè)施農(nóng)業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)中，解決了我國(guó)地域廣闊、氣候復(fù)雜等因素帶來(lái)的農(nóng)業(yè)多樣性問(wèn)題，并克服了農(nóng)業(yè)“最后一公里”的問(wèn)題。我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)從單一環(huán)境因子的控制研究轉(zhuǎn)向相互作用耦合的多元變量調(diào)節(jié)，控制技術(shù)從定值開(kāi)關(guān)控制轉(zhuǎn)向多種智能控制技術(shù)（模糊控制技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、遺傳算法、專家控制系統(tǒng)、無(wú)線傳感及物聯(lián)網(wǎng)等）的集成融合。國(guó)內(nèi)自主研發(fā)的信息管理系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和訪問(wèn)的統(tǒng)一管理、系統(tǒng)的可伸縮性、溫室設(shè)備的模塊化和產(chǎn)前產(chǎn)中產(chǎn)后管理。
3.4農(nóng)業(yè)公司和公司化的實(shí)體發(fā)揮帶頭作用
中共中央連續(xù)15年（2004—2018年）的“一號(hào)文件”都以發(fā)展農(nóng)業(yè)為主題。在現(xiàn)有的高度行政、放任市場(chǎng)2種農(nóng)業(yè)發(fā)展模式下，提出了別的模式如專業(yè)合作社、家庭農(nóng)場(chǎng)、龍頭企業(yè)等[33]。農(nóng)業(yè)公司和公司化的實(shí)體是實(shí)現(xiàn)與農(nóng)民共贏的一種農(nóng)業(yè)發(fā)展模式，其與農(nóng)民有著共同的發(fā)展目的，以利益為紐帶，提高設(shè)施農(nóng)業(yè)的效益，以獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益[34]。要想在國(guó)際上與土地資源稟賦豐富和農(nóng)業(yè)高度機(jī)械化的國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)，我國(guó)必須同樣依賴規(guī)模農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。目前，國(guó)家政策確實(shí)把對(duì)未來(lái)的主要希望寄予農(nóng)業(yè)規(guī)?；e極支持家庭農(nóng)場(chǎng)、專業(yè)大戶、專業(yè)合作社、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化龍頭企業(yè)等新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)主體，以及高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)等現(xiàn)代農(nóng)業(yè)項(xiàng)目。近年來(lái)，隨著我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展，農(nóng)民企業(yè)逐步壯大，出現(xiàn)了越來(lái)越多的家庭農(nóng)場(chǎng)、專業(yè)合作社乃至重點(diǎn)龍頭企業(yè)。
4 我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)不足之處
4.1設(shè)施投入與國(guó)外相比有差距，設(shè)施水平有待提高
從數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)來(lái)看，我國(guó)多數(shù)日光溫室為使用者土法上馬建造而成，缺乏科學(xué)的理論指導(dǎo)，其投資不高于100元/m2。以色列現(xiàn)代化塑料溫室須投資500元/m2，美國(guó)設(shè)施溫室僅覆蓋的聚碳酸酯硬質(zhì)塑料板就須要投資190元/m2。雖然我國(guó)已經(jīng)出現(xiàn)一些投入使用的設(shè)施環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，但因國(guó)內(nèi)缺乏相關(guān)的技術(shù)規(guī)范，各個(gè)廠家的產(chǎn)品往往自成一家，相互之間并不兼容，且大多存在價(jià)格高、可靠性差、地域匹配率低等弊病，導(dǎo)致設(shè)施環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)難以在全國(guó)范圍內(nèi)進(jìn)行大面積推廣。雖然國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的溫室及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)化與智能化程度較高，具備先進(jìn)的科技和完備的生產(chǎn)工藝，也擁有很高的可靠性，但從國(guó)外引進(jìn)其價(jià)格昂貴，后期維護(hù)成本也高，難以在我國(guó)市場(chǎng)進(jìn)行大規(guī)模推廣應(yīng)用。對(duì)比國(guó)外，我國(guó)設(shè)施配套投入低，日光溫室多與土墻結(jié)合，費(fèi)工費(fèi)力，不利于機(jī)械化作業(yè)，但是符合我國(guó)的基本國(guó)情和目前廣大農(nóng)村地區(qū)的生產(chǎn)力水平。
4.2設(shè)施栽培土壤質(zhì)量低，無(wú)土栽培推廣應(yīng)用難
我國(guó)一些農(nóng)業(yè)設(shè)施溫室大棚經(jīng)過(guò)多年耕種后，土壤質(zhì)量問(wèn)題已經(jīng)明顯顯現(xiàn)，土壤中的亞硝酸鹽含量嚴(yán)重超標(biāo)，不溶于水的礦物質(zhì)（如鈣、鎂等）在土壤中聚集，從而造成土質(zhì)變硬板結(jié)，農(nóng)藥殘留問(wèn)題突出，致使微生物含量減少[36]。土壤質(zhì)量的下降，直接影響到設(shè)施農(nóng)業(yè)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。無(wú)土栽培掙脫了土地的束縛，相較于傳統(tǒng)土壤種植優(yōu)勢(shì)明顯，但因目前無(wú)土栽培生產(chǎn)成本較高，配套設(shè)施不健全，經(jīng)濟(jì)效益不顯著，尚未被農(nóng)民接受。無(wú)土栽培技術(shù)盡管較成熟，但主要還是用在觀光農(nóng)業(yè)示范園以及科學(xué)研究上。
4.3設(shè)施農(nóng)業(yè)人才流入較少，涉農(nóng)人員水平有待提高
目前，我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)主要分布在遠(yuǎn)離城市中心的農(nóng)村，這些地區(qū)生活和醫(yī)療條件較差、交通不便利、教育資源稀缺。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相對(duì)艱苦，工作強(qiáng)度較大，農(nóng)業(yè)行業(yè)利潤(rùn)較低，經(jīng)營(yíng)主體前期基于成本壓力也難以承擔(dān)較高的待遇支付，難以與其他行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)，無(wú)法吸引人才就業(yè)。年輕人特別是大學(xué)畢業(yè)生經(jīng)過(guò)10多年的寒窗苦讀，再回家去種地或多或少都有一些不甘心，他們更希望到大城市生活工作，經(jīng)營(yíng)主體只能降低招工的要求。此外，設(shè)施農(nóng)業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)大多都是基于計(jì)算機(jī)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的，對(duì)于從業(yè)人員的專業(yè)知識(shí)和系統(tǒng)的操作使用有較高的要求，人員技能欠缺就很難充分發(fā)揮農(nóng)業(yè)設(shè)施的生產(chǎn)作用。因此，普遍存在用人難、留人難、人才培養(yǎng)成本高等問(wèn)題，特別是管理人才、經(jīng)營(yíng)人才和技術(shù)人才的缺乏，直接制約著設(shè)施農(nóng)業(yè)的建設(shè)和發(fā)展。
5 對(duì)策與建議
5.1設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)裝備優(yōu)化升級(jí)
雖然設(shè)施生產(chǎn)作業(yè)的機(jī)械化、環(huán)境調(diào)控的自動(dòng)化及生產(chǎn)過(guò)程的低碳節(jié)能是世界范圍內(nèi)設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向，但是我國(guó)現(xiàn)有的設(shè)施農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)應(yīng)分成2個(gè)部分發(fā)展，一部分是對(duì)低檔設(shè)施溫室大棚進(jìn)行改造、提檔升級(jí)，研發(fā)特定設(shè)施作物種類的專家系統(tǒng)，并結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)單個(gè)溫室大棚個(gè)性化控制;另一部分設(shè)施產(chǎn)業(yè)向國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家學(xué)習(xí)，尤其是在我國(guó)西北地區(qū)擁有廣闊的地域、充足的光照資源，如果能充分利用這些優(yōu)勢(shì)，借助相變儲(chǔ)熱新材料、熱泵-水罐儲(chǔ)熱、地下空間儲(chǔ)熱等技術(shù)，將設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與可再生能源（太陽(yáng)能、風(fēng)能等）生產(chǎn)有效地結(jié)合起來(lái)，開(kāi)發(fā)出適宜非耕地生產(chǎn)的設(shè)施農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)類型，低成本、小型化、穩(wěn)定可靠的環(huán)境控制系統(tǒng)以及智能決策生產(chǎn)管理平臺(tái)，推動(dòng)設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)進(jìn)一步優(yōu)化升級(jí)，達(dá)到設(shè)施動(dòng)植物的種養(yǎng)要求控制滿足最佳生產(chǎn)環(huán)境和高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、安全、周年生產(chǎn)的目的，實(shí)現(xiàn)集約化、商品化、產(chǎn)業(yè)化，進(jìn)而有力地推動(dòng)我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程。
5.2因地制宜發(fā)展簡(jiǎn)易實(shí)用的無(wú)土栽培
無(wú)土栽培雖然具有十分誘人的廣闊發(fā)展前景，但不能全盤(pán)照搬某一國(guó)家或某一區(qū)域的生產(chǎn)模式，要考慮到各地方自然資源、生產(chǎn)技術(shù)、市場(chǎng)環(huán)境等因素，盡量簡(jiǎn)化生產(chǎn)技術(shù)，降低生產(chǎn)成本，向著實(shí)用、有效、簡(jiǎn)易的方向發(fā)展，便于推廣應(yīng)用。如栽培基質(zhì)的選擇，應(yīng)在作大量研究的基礎(chǔ)上，探索本地資源的充分利用。因各地區(qū)氣候環(huán)境差異和居住人群飲食習(xí)慣不同，無(wú)土栽培的作物種類和安排作物生產(chǎn)上市的時(shí)間不同;因各地區(qū)的水體質(zhì)量、施用肥料種類等因素影響，制定的無(wú)土栽培營(yíng)養(yǎng)液配方也應(yīng)有所不同。因此，研制配套專用化栽培槽、商品化基質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)液的自動(dòng)檢測(cè)等專用設(shè)施、設(shè)備，將特定設(shè)施作物品種的無(wú)土栽培技術(shù)編制成操作手冊(cè)，各操作步驟均有“指導(dǎo)”可循，而農(nóng)民只須按此“指導(dǎo)”操作即可。
5.3培育新型職業(yè)農(nóng)民和建設(shè)人才團(tuán)隊(duì)
加大設(shè)施農(nóng)業(yè)從業(yè)人員培訓(xùn)是提高設(shè)施農(nóng)業(yè)管理水平和技術(shù)應(yīng)用的重要途徑[39]。堅(jiān)持把科教興農(nóng)、人才強(qiáng)農(nóng)作為支撐設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展的重大戰(zhàn)略，鼓勵(lì)各類涉農(nóng)科研高校、職業(yè)教育學(xué)校大力培養(yǎng)設(shè)施農(nóng)業(yè)人才，吸引鼓勵(lì)廣大青年報(bào)考設(shè)施農(nóng)業(yè)相關(guān)的院校，并以培育和建設(shè)技術(shù)創(chuàng)新、應(yīng)用推廣、生產(chǎn)管理的人才團(tuán)隊(duì)為重點(diǎn)，按照現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)要求，建立設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)裝備示范基地、生產(chǎn)管理和系統(tǒng)操作實(shí)訓(xùn)基地、委托培養(yǎng)或聯(lián)合培養(yǎng)人才孵化基地，構(gòu)建一支有文化、懂技術(shù)、善經(jīng)營(yíng)、會(huì)管理的專業(yè)型人才、復(fù)合型設(shè)施農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)人才隊(duì)伍，破解人才缺乏問(wèn)題，為建立和完善設(shè)施農(nóng)業(yè)新技術(shù)、新裝備推廣服務(wù)體系提供人才基礎(chǔ)。此外，政府部門(mén)要結(jié)合當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)特點(diǎn)、工資水平研究出臺(tái)政策，對(duì)新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)主體給予一定的資金補(bǔ)貼，形成“經(jīng)營(yíng)主體+政府”的工資支付模式，提高設(shè)施農(nóng)業(yè)從業(yè)人員的收入水平，讓從業(yè)者進(jìn)得來(lái)、留得下、干得久[38]。
5.4加強(qiáng)政策扶持，引導(dǎo)和監(jiān)管投入資金的使用
政策扶持是設(shè)施農(nóng)業(yè)的根本保證。加快設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展，必須出臺(tái)強(qiáng)有力的法規(guī)政策加以引導(dǎo)和推動(dòng)，逐步建立起設(shè)施農(nóng)業(yè)管理制度和政策扶持措施，如設(shè)施用地、財(cái)政投入、信貸、保險(xiǎn)、應(yīng)急救助等政策。同時(shí)，加大財(cái)政資金投入力度，尤其要引導(dǎo)和撬動(dòng)金融資金和社會(huì)資本進(jìn)入，充分調(diào)動(dòng)起不同層次、不同市場(chǎng)主體投身發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)的積極性，建立和完善資金投入保障制度，從而形成多渠道、多元化、多層次的投入格局和保障機(jī)制。此外，還要加強(qiáng)對(duì)資金投入的引導(dǎo)和監(jiān)管，確保資金使用的質(zhì)量、效率、安全。加大科技創(chuàng)新投入力度，重點(diǎn)支持重大關(guān)鍵技術(shù)課題研究，特別是政府資金要向技術(shù)含量高、生產(chǎn)效果好、種養(yǎng)殖戶亟需的設(shè)施農(nóng)業(yè)裝備傾斜。
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