天津市设施园艺科研的方向与重点
摘要:针对天津市设施园艺发展的现状和存在的问题,提出了天津市设施园艺科研的方向与重点,即设施园艺可持续发展的战略研究、设施专用新品种选育、温室节能技术与设备、温室资源高效利用技术、温室智能化控制技术、食品安全质量控制技术、采后保鲜加工技术等。
中图分类号:S62文献标识码:A文章编号:1006—6500(2009)02—0059—04。
Trends and Topics in the Study of Facilities Horticulture in Tianjin。
GUO Ying,ZHAO Heng,LIU Geng—chun。
(Tianjin Academy of Agricultural Sciences,Tianjin 300192,China)。
Abstract:Based on the current state of development and existed problems on facilities horticulture in Tianjin, the major research trends and topics in the future were suggested, which included the study on sustainable development of facilities horticulture strategies, breeding of new varieties using special facilities, greenhouse energy conservation technologies and facilities, effective utilization of greenhouse resources, intelligent control technologies for greenhouses, food quality control technologies, and technologies for post—harvest fresh—keeping and processing and so on.
Key words: facilities horticulture;scientific research;direction。
设施农业是随着农业工程技术的突破迅速发展起来的一种集约化程度高、环境设施和技术及相应操作管理方法配套的综合农业生产技术体系。它通过人工控制环境因子,为园艺作物提供最佳或较自然、适宜的生长发育空间,从而部分乃至完全克服了传统露地栽培存在的自然气候条件下土地状况的制约,便于进行环境控制并利于提高产品质量,是实现农业生产高产、优质、高效的重要途径,并从时间和空间上提高了土地利用率及光温等自然资源的利用率,是现代农业的重要标志。
2007年,天津市委市政府将设施农业列为“推进城乡一体化发展战略、加快社会主义新农村建设”的20件实事之一,极大地调动了农村广大干部群众的积极性,设施农业呈现出前所未有的发展速度。2008年天津市新增的新型设施园艺面积已达6 667 hm2,相当于过去十几年的面积总和。设施农业的发展为新农村生态环境的建设、提高农民收入提供了基础和条件。同时,如何充分发挥设施的功能,提高设施生产水平,保持设施良好的生产环境和生产效益,实现设施园艺的又好又快发展和持续增长等,已成为摆在科研单位面前的新课题。
天津市的设施园艺生产在国内起步较早,20世纪50年代即开始了保护地栽培,70年代与国内先进地区同步引进了塑料薄膜覆盖技术,80年代中期小棚、大棚、玻璃温室已在生产上应用。进入90年代,随着农村种植结构调整力度的不断加大,先后引进了法国瑞奇双层充气膜温室、美国胖龙充气膜温室、荷兰玻璃温室和西班牙薄膜温室等一批大型现代化温室,建成了一批不同设施水平和不同技术特点的农业高科技示范园区,标志着天津市现代设施农业已进入了一个新的发展阶段。
2008年,天津市新增高标准栽培设施基地0.667万hm2,设施园艺的总面积达到了2.667万hm2。设施农业规模化、集约化生产格局正在逐步形成。已初步形成了蓟县津蓟高速(蓟县段)两侧设施蔬菜生产聚集区,武清区北部河西务、下伍旗、大良、河北屯设施蔬菜生产聚集区,静海县沿运河两侧设施蔬菜生产聚集区,宁河蓟运河东岳龙、丰台、板桥、苗庄四镇设施蔬菜生产聚集区,宁河中东部造甲城、潘庄、七里海等乡镇设施蔬菜生产聚集区等。而且有些聚集区已经打破了区县界限,如西青区辛口镇和静海县北部独流、台头、良王庄等乡镇的设施聚集区已连成一片[1]。
配合天津市设施园艺的发展,市有关部门和科研单位将技术引进与自主研发相结合,开展了温室设施、设备研发,设施环境控制,设施专用新品种选育,设施栽培和生防技术及设施新技术示范推广等大量相关研究。 根据天津市科技成果库资料统计,自2003年以来,天津市取得了“温室自动移动式微喷设备”、“温室环境参数监控分析仪”、“双拱高效节能温室技术”、“温室液化气加温增CO2设备”、“日光温室卷帘机”、“冬季日光温室生产克服障碍性天气关键技术”、“温室滴灌施肥智能化控制系统”、“日光温室优化设计及环境控制技术”、“设施农业信息技术集成与应用”、“各种设施专用蔬菜新品种”、“温室虫害生防技术”、“设施化菜田主要土传病害的综合防治技术”、“盐碱地果树设施栽培综合配套技术”等科技成果60余项。自主研制的系列设施专用的黄瓜、菜花、甜瓜、甜椒、芹菜等新品种成为天津市及我国设施蔬菜的主栽品种。
在引进消化吸收和技术示范推广方面,引进了设施栽培专用品种如荷兰黄瓜、甜椒、硬果肉耐贮运番茄、球茎茴香、稀特菜等新品种及长周期高产高效栽培技术。先后示范推广了设施栽培专用品种、新型节能日光温室综合配套技术、设施蔬菜有机生态型无土栽培技术、测土配方施肥、设施果树标准化栽培技术等。
虽然设施农业对推动天津农业结构调整和农业科技进步发挥了重要作用,但从整体而言,天津市的设施农业规模、水平及效益不高,与国内外设施农业发达地区相比存在一定差距。
2.1布局分散,缺乏整体规划。
天津市设施园艺多为自发形成,没有与产地市场发育结合,经常出现整体市场结构性的、季节性的、地区性的过剩或短缺。没有形成专业化、区域化生产,种植效益不稳定。同时,由于设施的建造没有和市场相结合,设施建造忽视用途,缺乏专用性。种植蔬菜、水果、食用菌等不同作物的温室设施结构雷同,不仅加大了一些专用温室的建造成本,而且降低了温室的效应。
据天津市园艺学会对11个区县调查,传统温室(包括大、中、小棚,简易温室)占总面积的70%,2代温室和连栋温室(现代温室)仅占20%左右。设施简陋、采光、保温以及抵御自然灾害的能力差,生产的安全性和效益不高,缺乏智能控制技术,不适应现代化大生产的要求。
2.3生产环境日趋恶劣,连作障碍日趋严重。
设施内不合理施肥以及长期连作造成土壤次生盐渍化和连作障碍日趋严重。据调查,天津市设施农业低温高湿型病害(如灰霉病、菌核病等)为害严重,发病率一般20%～40%。目前,本市常年发生的设施病虫害多达100种以上,造成严重危害的有40余种,许多病虫害在药剂选择压力下已产生了严重的抗药性,增加了防治难度,同时大量使用农药严重影响了天津市农产品的安全。土传病害造成的连作障碍严重影响了蔬菜的生长发育,作物减产一般在20%左右,严重的可达50%以上,效益明显降低。
2.4土壤营养失调,缺乏科学施肥的技术和手段。
目前,天津市保护地蔬菜中有近一半的面积为种植5年以上的老保护地。多年来,由于不合理的施肥已造成土壤次生盐渍化、营养失调、土壤中磷钾积累、地下水硝酸盐污染严重等问题。一方面增加了设施栽培的成本,另一方面,畸形果、缺素症等生理性病害比露地栽培高20%以上,使作物明显减产(一般在10%以上),商品性差,种植效益不高。而在新建的设施面积中,土壤肥力普遍低下,加上部分土壤存在盐碱、土质粘重等问题,急需加快土壤培肥,否则设施栽培的优势难以在短时间内发挥。
2.5农民劳动技能水平低,劳动生产率低下。
设施农业面积迅速增长,但大部分从业农民缺少种植经验,技术水平参差不齐,急需政策、技术、信息等方面的系统培训。
针对天津市设施农业发展中存在的问题,对政策、市场、技术进行全面分析和预测,提出发展对策和措施,为领导决策、设施农业规划提供依据。
3.2 设施专用新品种选育。
据统计分析,近50年来在我国影响农作物单产提高的诸多因素中,良种的作用约占30%~35%,而在发达国家其作用已达50%~60%。缺少设施栽培,特别是缺少适宜现代温室集约化栽培的品种是天津市乃至全国设施农业存在的主要问题。重点要针对不同设施结构、生产季节培育、引进、筛选专用品种,开展新品种及配套优质、安全、高效栽培技术的研究与应用。
据统计,在北纬40 ℃左右地区,其能源消耗占总生产成本的40%～50%,若加上夏季降温,耗能还会更高[2]。与山东等地方比较,设施节能是天津市设施园艺提高效益、实现持续发展的根本要求。发挥天津市工业对农业的强大支撑优势,重点研究适宜我国现实生产和经济水平的新型设施保温覆盖材料、太阳能利用技术、新能源开发利用技术、地热及余热回收利用等技术和设备。
提高设施种植效益是天津市设施农业持续发展的前提。提高设施种植效益最有效的方法是充分利用自然资源和资源的集约化管理技术。包括工厂化育苗技术、雨水收集利用技术、封闭式无土栽培技术、水肥一体化技术、营养液的闭路循环技术等。另外,创新栽培茬口模式,研究不同结构温室茬口模式、间套作、复种、轮作换茬技术、加茬套种和立体种植技术等。
设施农业规模化、标准化、集约化发展的基础是智能化的控制和管理。以荷兰为代表的欧美国家设施园艺规模大、自动化程度高、生产效率高,设施农业主体设备温室内的温、光、水、气、肥等均实现了智能化控制,从品种选择、栽培管理到采收包装形成了一整套完整规范的技术体系,番茄、黄瓜等实现了一年一大茬的长季节无土栽培,平均产量60 kg/m2 ,创造了当今世界的最高产量和效益水平[3]。为了适应设施现代化大生产的目标,应研究自动化、标准化生产技术,重点开展智能温度、湿度传感器,光照传感器,温室环境监测专用传感器,图像监视等系统,实现温室设备自动化管理,提升天津市设施的科技水平和生产能力。
3.6食品安全质量控制技术。
随着设施种植年限的延长及长期连作,天津市设施蔬菜病虫害加重,土壤、环境及产品污染,土壤次生盐渍化和连作障碍等凸现,一方面增加了种植的成本,另一方面降低了产品的质量,减少了产出。研究重点一是多途径开展蔬菜病虫害综合防治,控制农药污染。包括高效的虫害诱杀、人工捕杀、高温消毒等物理控制技术,植物源农药、天敌利用等生物控制技术;二是培育壮苗、平衡施肥等栽培控制技术,控制土体污染。同时,强化农产品的安全管理,建立农产品安全监控系统,实现其信息在整个供应链上的共享,实现农产品的可追溯能力,从而达到从“农田到餐桌”端到端的监控[4]。
3.7采后保鲜加工技术。
据发达国家的经验,蔬菜采后商品化处理可增值40%～60%,精(深)加工可增值2～3倍。发达国家的蔬菜商品化处理包装率几乎100%,精(深)加工率大多在40%以上,而我国蔬菜商品化处理包装率仅为1/4,精(深)加工率不足10%。我国蔬菜产品采后缺少整理、分级,质量参差不齐,包装简陋,档次低,冷链设施和贮运保鲜技术缺乏,新鲜蔬菜货架期短,损耗大,内销和出口半径小。据资料报道,荷兰的黄瓜、番茄的分级已从原来简单的按质量分级发展到目前的按外形尺寸、外观质量(斑点、成熟度)、果实品质等标准的多重分级系统,将视觉技术、计算机控制技术、液压技术高度集成[5]。因此,创造了世界设施园艺产业之最。采后保鲜加工技术包括产地快速预冷、产后分级、包装、从产地到销地的冷链物流等技术。
参考文献:。
[1] 何会文.现代农业和新农村建设突破口[N].天津日报,2008—04—18(1).
[2] 张志斌.关于我国设施蔬菜生产可持续发展的探讨[J].沈阳农业大学学报,2000(1):15—17.
[3] 张晓文.中国设施农业的发展现状与展望[C]//2005年中国农业工程学会学术年会论文集.北京:中国农业工程学会,2005.
[4] 杨海东,周洺.基于RFID 的农产品安全监控系统研究[J].微计算机信息,2008,24(5):190—192.
[5] 杨仁全,张晓文,周增产,等.荷兰设施园艺工程最新进展[J].农业工程技术.温室园艺, 2006(6):9—11.