上海设施立体农业综合开发模式探讨

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1、上海设施立体农业综合开发模式探讨 顾晓君 （上海市农业科学院，上海201106） 摘 要 设施农业是随着农业现代化和农村种植业结构调整而逐步发展起来的新型产业，是应用现代工业和现代科技武装，全方位利用时空条件的立体农业。从20世纪70年代开始，设施农业就已经是上海科研立项的重点，“九五”以来，更是重点资助研究的领域。上海发展都市农业的功能定位，使得设施农业将发挥更大的作用。上海设施农业的发展是与上海的经济发展水平和长期的技术积累密切相关的。本文主要阐述在农业发展的新阶段、新形势下，上海在发展设施园艺、工厂化食用菌生产以及设施养殖等方面的研究进展。并就该领域今后应进一步加强科技攻关的重点作一探讨

2、。 关键词 都市农业；设施农业；设施园艺；工厂化食用菌生产；陆基水产养殖 所谓设施农业，是利用工程技术手段和工业化生产方式，为种植业、养殖业以及产品的储藏保鲜等提供适当的环境条件，使其在最经济的生长空间内，获得速生、高产、优质、安全的农产品。是应用现代工业和现代科技武装，全方位利用时空条件的立体农业。设施农业在一定程度上打破了传统农业地域和时季的“自然限制”，克服了传统农业难以解决的限制因素，加强了资源的集约高效利用，从而大幅度提高了农业系统的生产力，使单位面积产出成倍乃至数十倍地增长。具有高投资、高科技、高产出、高效益、少污染、可持续发展等特征。是一种有别于传统立体农业的现代立体农业。 一、

3、设施农业在都市型现代农业中的地位与作用 发展都市农业，必须首先加快发展设施农业，因为设施农业具有工业装备农业、科技武装农业的鲜明特征，是现代工程技术、生物技术的综合运用，是农业中最具活力的新兴产业之一。 1.1 设施立体农业是推进农业现代化的一个重要手段 长期以来，农业只是局限于种植业和畜牧业上，这一传统观念已被农村的经济发展所打破，农业的范畴扩大到包括产前、产中、产后整个农业生产过程。因此，加快发展设施农业建设步伐，既是传统农业向现代化农业转变的根本途径和建设“都市农业”的重要手段，也是衡量农业现代化水平高低的重要标志。 1.2 发展设施立体农业是为了进一步提高土地生产率 我国人口众多，土地

4、资源相对不足，而上海作为全国经济最发达的地区之一，更感到土地资源的严重不足，上海现有的耕地面积为430万亩，由于工商业、道路交通发展的需要，农村小城镇建设的态势，耕地面积每年以8-10万亩的速度减少，尽管人增地减的矛盾日益尖锐，但人们对食品的需求，特别是对绿色食品、水产品需求日益增加，不提高土地生产率，农业现代化就难以实现，而发展设施立体农业是提高土地生产率最有效的途径，可以在有限的土地上，依靠科技进步，建立多物种共栖、多层次配置的立体生产结构，生产出更多更好的农副产品。 1.3 发展设施立体农业是为了进一步增加农民收入 上海郊区人口550万，其中农村户籍人口366万人，286万农村劳动力中从

5、事一产的有86万人，从事二产的有137万人，从事三产的有63万人。尽管上海郊区农村的乡镇工业和个体工商业比较发达，农民的收入主要来自于工业和第三产业，但是仍有相当一部分农民的收入来源于农业或主要来源于农业，从事工业生产的农民，其收入间接来自于农业，因此搞好农业生产是关系到农业增效、农民增收、农村稳定的大事。2003年上海农民人均收入达到6650元，在全国处于领先水平，但要看到与城市居民相比差距还在扩大，还存在脆弱性及与市民收入不协调等问题。通过设施农业立体综合开发，充分利用自然资源，实行分区布局，多元结构和种养加相结合，是农村发展商品经济和农民致富的有效途径。 1.4 发展设施立体农业是为了进

6、一步提高生态效益 与传统农业“保障供给”的单一功能相比，都市农业具有生态功能。上海农业不仅要养好上海人的“胃”，还要保护好上海人的“肺”，郊区是城市的后花园，要保护好居住、旅游环境， 设施立体农业是在同一块土地上实行多品种的搭配，多茬种植增加了土地的覆盖度，减少蒸发和降水对地面的冲刷，增加了水土保持能力，同时也增强了净化空气的能力。立体种植不但有利于培养地力，而且还可以减少病虫草的危害，减少化肥、农药的施用量，减轻对环境的污染，促使农业生态系统向良性循环发展。 二、设施农业是时空集约的现代农业 我国人多地少，人均资源稀缺，特别是东部沿海地区，发展设施型、工厂化农业则可能是新世纪农业发展的一种必

7、然选择。 高层建筑占天不占地，要想满足人口爆炸对粮食、食品的需求，就必须发展立体高效型农业。利用时间差、空间差立体种养，组成“高效复合生态系统”，从“平面式”向“立体式”发展，利用各种农作物在生长过程中的“时间差”和“空间差”进行各种综合技术的组装配套，充分利用土地、光照和作物、动物资源，形成多功能、多层次、多途径的高产高效优质生产模式，生产出高产优质农产品。 我国设施农业的发展以超时令、全季节周年生产的设施园艺作物的发展为主，且发展迅猛。1997年设施园艺作物栽培面积达86.7万公顷，较20世纪80年代初期的栽培面积约增长了128倍，2001年，我国设施园艺面积突破100万公顷。 设施园艺栽

8、培技术不断提高发展，新品种、新技术及农业技术人才的投入提高了设施园艺的科技含量。现已培育出一批适于保护设施栽培的耐低温、弱光、抗逆性强的设施专用系列品种，且可周年生产。工厂化育苗、嫁接育苗、二氧化碳施肥、喷灌、滴灌、无土栽培技术、小型机械、生物技术和微电脑自控及管理的使用，提高了劳动生产率，使栽培作物的产量和质量得以提高。 随着社会的进步和科学的发展，我国设施农业的发展将向着地域化、节能化、专业化发展，由传统的作坊式生产向高科技、自动化、智能化、规模化、产业化的工厂型农业发展，为社会提供更加丰富的无污染、安全、优质的绿色健康食品。三、设施农业的几种主要模式 目前，设施农业主要应用于高价值的园艺

9、作物、畜禽及水产品。设施农业产业化主要包括对已成熟的设施进行标准化、系列化开发，工厂化栽培植物、工厂化畜禽养殖及工厂化水产养殖技术环境参数及种植、养殖对象的生长全程化管理工艺的标准化等。设施农业的科技贡献率一般达60%80%，单产增加15%30%，劳动生产率提高13倍。 3.1 设施园艺的发展 设施农业是随着农业现代化和农村种植业结构调整而发展起来的新型产业。近20多年来，我国的设施园艺栽培总面积达世界第一；每年人均消费蔬菜量的20由设施栽培提供。设施园艺的发展基本上解决了我国长期以来蔬菜供应不足的问题，并实现了周年均衡供应，达到了淡季不淡，周年有余的要求。随着我国农业由传统农业向现代农业的转

10、变，农产品由数量型向质量效益型转变，各种现代化装备也在不断地进入设施农业领域。据不完全统计，我国的大型温室面积已超过700公顷，设施生产已从蔬菜扩展到了花卉、瓜果以及畜禽、水产养殖、林木育苗、食用菌、中草药等领域。近年来，大型连栋温室以每年超过100公顷的速度增长，温室工程为解决我国城乡居民菜篮子和农民增收，为推进农业结构调整发挥了重要作用，温室种植养殖已在农业生产中占据重要地位。上海市农业设施主要包括以智能温室为代表的温室设施，以及众多适应温室作业的耕作机械和农产品贮藏保鲜加工设备。以温室设施为例，已经走过了塑料大棚、连栋温室、智能温室个阶段，温室设施功能由简单的避雨、防风、抗寒，进步到温、

11、光、水、气、肥的自动控制，制造企业大约有十几家，每年生产各类温室300多万平方米，有70多万平方米提供给全国各地，其中上海都市绿色工程有限公司研制成的各类上海型智能温室已达到了国际先进水平，国产化程度达90%以上，成本仅及进口温室的一半。 当前，上海农业的比较优势在于种子、种苗等产业的快速发展。特别是以果蔬、花卉为代表的园艺产业，产生了不少拥有自主知识产权的优良种源和不断推向市场的升级换代产品。一批蔬果新产品选育成功，不仅使蔬果选育水平上了一个新的台阶，而且为上海市郊新一轮农业结构调整和长三角地区的农业生产提供了优质的种源。一大批高产、优质、抗劣性强，适宜于设施农业生产的品种将会得到进一步开发

12、和应用。1973年上海育成了浦红一号番茄；1974年选育成早熟、丰产、抗病的上海黄瓜新品种；1976年育成茄子品种紫条茄；1985年育成抗TMV的番茄品种浦红6号，1989年育成抗TMV、中抗CMV的浦红7号、浦红8号；1987年和1988年分别育成黄瓜新品种沪58号和沪5号；1994年育成的抗TMV、中抗CMV，兼抗叶霉病的申粉3号、申粉4号番茄品种。1997年和1999年先后育成了黄瓜品种“沪116”，网纹甜瓜品种绿艳；1999年又育成茄子品种沪茄1号，1996-1999年又育成适于大型现代化温室的黄瓜新品种沪杂1号。2000年以来，又先后培育出了适于温室栽培的纯雌性华南型黄瓜杂交组合C9

13、6-06C96-03；甜椒组合P201-10；育成番茄品种“T-9”、“申粉918”、“浦红909”、“浦红962”；茄子“沪茄二号”、“沪茄三号”等设施栽培专用品种。又如西瓜新品种“早佳3号”、优质特种专用网纹甜瓜新品种“春丽”、毛豆新品种“交选1号” 、“交选2号”以及葡萄新品种“粉红亚都蜜” 、“奥古斯特”等，特别是上海市农业科学院通过实施市科技兴农重点攻关项目，成功培育出具有自主知识产权的中熟、优质、中果型的抗蔓枯病、枯萎病和炭疽病的西瓜新品种“抗病948”，其综合抗病性显著强于8424，亩产商品瓜3000千克以上。重点花木繁殖与研究项目获得成功，直接推动了上海园艺产业的发展，且对上海

14、生态环境保护具有显著意义。如“落羽杉的快速繁殖技术和苗木生产”项目实施以来，2001 2002年共繁殖苗木58817株，成活率30%，2003年上半年共插枝条30万株，预计可繁殖苗木10万株以上。 3.2 工厂化食用菌生产 1947年荷兰的Bels等首先在控制湿度、温度和通风的条件下栽培双孢蘑菇，使双孢蘑菇的栽培发展到了工业化生产。随后美国、德国、意大利等国相继实现了双孢蘑菇的机械化和工厂化生产。发展至今，欧美的双孢蘑菇从菌种制作、培养料发酵、覆土材料制作等已形成了专业化、规模化、工业化生产。如美国Sylvan公司已在全球建立了十多家蘑菇菌种生产连锁公司；BVB Euroveen 公司专业从事

15、蘑菇覆土材料的营养配置、生产销售；荷兰HEVECO培养料公司，建有大型发酵隧道，将发酵的优质培养料供应农户或播种好后供应农户种植。工业化生产带来了高产、高效，每平方米蘑菇产量达30-35千克，并且一年可种植6茬。日本20世纪70年代建立了瓶栽食用菌的工厂化生产，从装瓶、接种、搔菌、挖瓶均采用了机械化操作手段，智能化控制生长环境，实现了鲜菇生产周年化，产品质量标准化。80年代末韩国等国家也相继引进日本生产模式，韩国自1988年开始实行食用菌工厂化以来，现在已发展至200多家，日产规模最大的有20多吨。 国内自20世纪80年代中期开始引进国外设备和技术进行食用菌工厂化生产，其中走过一些弯路，至90

16、年代中期，山东九发食用菌股份有限公司引进国外设备和技术生产双孢蘑菇获得了成功。1999年4月，上海浦东天厨菇业有限公司引进国外设备和学习借鉴国外技术在中国率先建立金针菇工厂化生产，2000年7月实现了日产2吨鲜菇规模，生产设施和技术达到了国外发达国家水平。近年来，国内食用菌工厂化生产发展迅速，上海自1999年以来，日产2吨规模的企业发展至五家，其中已达到日产2吨鲜菇的有三家，鲜菇出口或内销供不应求，经济效益显著，上海食用菌工厂化的设施和技术在国内处于领先地位。上海丰科生物科技股份有限公司拥有国内最先进的自动化生产厂房和设备，规模化周年生产蟹味菇、杏鲍菇等珍稀食用菌产品，已成为国内最大的珍稀菇类

17、生产基地，目前日产鲜姑5吨。但是与国外的工厂化生产相比，在品种和规模上乃出现很大差距。上海食用菌工厂化生产的品种只有金针菇、真姬菇、蟹味菇、杏鲍菇等几种，因此，培养特色、优质的食用菌工厂化生产新品种，以满足市场的需求，进一步增加出口量，提高经济效益，进一步扩大工厂的生产规模，以增强市场的竞争力，是当前上海食用菌工厂化生产的急迫任务。 3.3 设施立体养殖 陆基水产养殖技术是一种全面摆脱自然海、淡水水域，采用全封闭式水循环，运用高新技术组装的环保型、集约化养殖技术，体现了节水、环保和高密度养殖的要求。上海1999年就提出开展科技创新、研究适合中国国情的陆基水产养殖。上海市水产研究所、上海市水产技

18、术推广站经过艰苦攻关，陆基水产养殖模式获得了上海市科技进步一等奖。该技术还获得了发明专利和多项实用新型专利。更为可喜的是，在上海市科技兴农项目和科技部项目的共同支持下，这一集高投入、高产出、高科技于一身的现代化水产养殖新模式，已在上海市浦东、奉贤和青浦建造了总面积近万平方米的陆基水产养殖基地。拥有5000平方米水产养殖车间的上海浦东陆基水产养殖公司，应用陆基水产养殖技术，依托浦东机场的临空地域优势，建造了集养殖、观光、贸易多功能于一身的陆基水产养殖产业化基地。该基地由36套独立的陆基水产养殖系统组成养殖车间(一套系统组成一个18立方米的养殖池,其产量相当于一亩鱼塘)，可以节约用水95，循环利用

19、率达到99，满足了多种鱼类如淡水鱼、海水鱼（不同盐度）和暖水鱼等的养殖需要。如今，来自不同国家和地区的红吉、匙吻鲟、美国红姑鱼和罗非鱼(联合国粮农组织向世界各国推荐养殖的鱼类之一)等名特优海、淡水鱼新品种,在科学、健康、生态的养殖模式下生活得十分舒适。为继续开发满足不同层次消费者需求的水产品，扩大后备力量，今年，该公司将再试养海水石斑、牙鲆、大菱鲆等名贵水产品，加快新型现代水产养殖示范窗口的构建步伐，为拓宽出口创汇渠道，开拓上海鲜活水产品集散、配售、贸易产业奠定基础。据统计，目前上海市郊水产养殖面积为63万亩，其中特种水产养殖面积达60%以上。到2005年，上海特种水产的产值将占上海市水产养殖

20、业总产值的70%以上。陆基水产养殖顺应都市渔业、设施渔业、立体渔业的要求，前瞻性强，具有广阔的发展前景，是一项可持续发展的事业。陆基水产养殖的应用，将会大大提高特种水产生产的标准化、专业化、规模化程度，为丰富市民餐桌，提高水产经济效益做出新的贡献。 四、设施农业领域研究主要发展趋势4.1 进一步开发设计适应我国国情的智能化温室。加快我国温室关键技术的开发是我国温室产业走出发展瓶颈的重要一环。在引进、消化、吸收国外先进温室技术的情况下，设计开发出低能耗、环境控制水平较高，适宜于不同地区、不同生态类型的新型系列温室及相关设施的研究开发，提高我国自主创新能力和设施环境的自动化控制技术水平。 4.2

21、设施栽培专用品种选育研究。培育高产优质并具有自主知识产权的创新品种，改变我国设施园艺主栽品种长期依赖国外进口的局面。 4.3 设施栽培技术系列研究、营养生理与基质研究、昆虫利用和病虫防治研究。 设施农业高产优质栽培技术和不同品种、不同生态类型模式化栽培技术研究以及绿色产品生产技术、环境控制与污染治理技术、土壤和水资源保护技术等。 4.4 设施栽培标准化技术规范与产品生产标准化研究。包括温室及配套设施性能、结构、设计、安装、建设、使用标准；设施栽培工艺与生产技术规程标准；产品质量与监测技术标准等。 4.5 设施农业相关技术、管理、开发人才的培养。目前我国设施农业的技术开发、管理的高素质人才极度缺乏，温室的关键技术的开发管理与国外水平存在较大差距。加快设施农业高技术人才的培养，是设施农业迈上新台阶的关键。设施只是一个框架，不论是进口的，还是国产的，不论是小型的，还是大型的，能否产生效益是关键，而技术、劳动力素质和机制是其中的核心问题。