荷兰设施蔬菜生产经验对国内蔬菜生产的启示
2020-12-15李云乐黄国俊张文菲
李云乐,黄国俊,张文菲
(太原市农业科学研究院,山西 太原 030027)
荷兰是一个海拔低于海平面的国家,属于温带海洋性气候,这里空气清新、气候宜人,环境优美、干净整洁,不仅有誉满全球的郁金香、风车,还有发达的海、陆、空交通,快捷高效的物流体系,世界领先的教育资源,更有居于世界领先水平的设施蔬菜生产。笔者曾经有幸参加了中国国家外国专家局的“智能连栋温室蔬菜无土栽培技术”赴荷兰培训项目,通过21 d的学习和实践,对荷兰的设施蔬菜生产有了一定的认识和了解。众所周知,荷兰是欧洲的一个小国,本土面积仅约4万km2,而其农业发展水平却仅次于美国位居第二,蔬菜和花卉产量稳居世界前列。中国是农业大国,也是世界上第一设施大国,重视设施农业尤其设施蔬菜产业的发展,对确保中国食品安全具有极其重要的作用。荷兰设施蔬菜无论是在政策、生产上,还是新型技术应用上,都有值得借鉴之处。近年来,我国设施蔬菜研究也取得了一定的进展,然而依旧存在不少问题,如环境调控力差、设施水平低、规模化管理缺乏等。如何将荷兰的先进技术有针对性地引入我国,是当前面临的最大难题。本文针对我国设施蔬菜存在的问题,通过学习、借鉴荷兰发展经验,有针对性地提出发展建议。
1 荷兰设施农业基本情况
荷兰以生产马铃薯、小麦、甜菜为主,是世界上最大的马铃薯出口国,园艺生产在荷兰农业中占相当大的份额,主要是蔬菜、水果、花卉等,蔬菜出口居世界第一,鲜花占全球市场的60%。大部分蔬菜鲜花在温室内生产,温室产业是荷兰最具特色的农业产业,居世界领先地位。目前,荷兰温室建筑面积为11亿m2,占全世界玻璃温室面积的1/4,主要种植鲜花和蔬菜。由于荷兰耕地不足,其比任何国家都更注重提高劳动生产率;因此,大多农业企业都采用集约化、规模化的生产方式。荷兰温室农业无论是蔬菜还是花卉,一般都是专业化生产,多品种经营。
2 荷兰设施农业的特点
2.1 先进的全自动、智能化设施控制系统
荷兰的玻璃温室经过几十年的发展,已经由单一的、小型的、人工管理的、家族式经营的简单设施发展成为大型智能化的连栋温室,温室内的温度、湿度、光照、二氧化碳、水肥供给、排液等日常管理几乎全部靠计算机系统控制完成。1座1 hm2的玻璃温室除特殊季节外平时只需要3~4个管理人员即可,真正做到了全自动、智能化;而且其蔬菜产量、质量相当高,番茄产量最高可以达到85 kg/m2。在荷兰温室实习操作时发现,当阴天光照不足时,温室内的补光系统会立即启动,根据蔬菜的需光量开启相应的补光灯,十分灵敏。
2.2 先进的光能、温度和湿度管理技术
2.2.1 熟练运用光合作用
荷兰人最大化地利用自然光能,在新建的温室内安装漫反射玻璃,使蔬菜和花卉最大化接受光照,同时每年多次清洗玻璃,使温室玻璃透光率保持在70%以上。以太阳光为中心,合理调控水分、保持二氧化碳浓度以及植物最佳的叶面积指数,使植物的光合作用达到最佳;通过温度控制,在植物光合作用最佳状态下,寻求植物呼吸作用耗能最小时的温度值,从而使光合作用和呼吸作用的差值最大,实现蔬菜的优质、高产。
2.2.2 合理调控温室温度
从光合作用前2 h就开始进行温度调控,让温室温度缓慢升高,使植物提前进入最佳生长状态,从而使蔬菜在进行光合作用时达到最佳状态,获得高产。
2.2.3 创新研究湿度控制方法
荷兰的农业专家研究了在封闭状态的玻璃温室内进行蔬菜生产的办法,目前处于试验推广阶段,力图在最节能的情况下实现对温室环境的可控制,创造蔬菜生长的最佳环境。在封闭状态下,温室内湿度是最不易控制的,于是研制了1套空气专用加热设备,利用向温室内输入干热空气的办法来调节温室的湿度,再加上温室空气循环系统和重新获取能量系统,不仅可以降低湿度,同时也提高了温度,一举两得。
2.3 先进的节能环保理念
2.3.1 节能环保理念贯穿到每个细节
荷兰人为了达到环保节能,想尽了一切办法。如地面铺上反光布,既能反射太阳光又能降低温室内的湿度;营养液的排液经过消毒处理后循环利用,避免污染环境;室外配备大型雨水收集系统,利用收集到的雨水配制营养液;用过的椰糠基质回收后供百合种植户再利用,岩棉基质用完后回收制成砖块铺路;应用熊蜂授粉、生物防控技术(天敌如捕食螨、丽蚜小蜂等),减少甚至不使用化学农药;照明时发电机产生的能量和二氧化碳用于温室中植物生长。节能环保的理念已经体现在荷兰农业的方方面面。
2.3.2 二氧化碳的循环应用
二氧化碳是光合作用不可缺少的重要原料,进行蔬菜生产离不开二氧化碳;而石油工业在生产中要排放大量的二氧化碳,污染大气。于是,荷兰的蔬菜种植公司或农户与壳牌公司签定合同,把其生产中产生的二氧化碳净化后用管道输送到温室进行蔬菜生产,农户只需交给壳牌公司少量管道维护费,而壳牌公司也节省了大量的环保投入,从而实现双赢。
3 荷兰设施蔬菜生产经验对我国的启示
3.1 我国设施蔬菜产业存在的问题
虽然我国设施蔬菜产业起步较晚,但我国对设施蔬菜产业的市场需求十分大,近年来更是进入迅速发展阶段,设施蔬菜产业已经成为我国蔬菜产业的中流砥柱。在“菜篮子”工程的推动下,我国不仅大量引进国外的生产技术设施,同时将更多人力、物力注入技术研发领域,设施蔬菜产业发展形势喜人,但也应看到我国设施农业发展还存在以下问题:第一,未经充分考察,盲目引进现代化设施装备。在引进现代化温室设备前未经过实用性和可行性的充分论证,引进之后才考虑怎样利用。第二,照搬国外成熟技术,技术应用水平较低。许多国外设施蔬菜成熟技术是具有针对性的,不完全适应我国的气候条件,例如荷兰的温室集中在西部沿海一带,四季温和,冬暖夏凉,室温调控耗能少;我国北部冬季寒冷,加温耗能、成本高,南部夏季炎热,降温难度大、成本高。第三,缺乏规模化的种植体系和服务体系,导致农户素质较低。目前我国小规模的蔬菜生产企业较多,其资金、技术相对匮乏,不利于先进技术和设施设备的推广应用,机械化设施传播覆盖不到位,很多都是使用手工播种和收获,种植方式落后,再加上许多农户对核心技术和精髓没有进行系统的学习,导致设施蔬菜产业雪上加霜。
3.2 荷兰设施蔬菜产业对我国的启示
我国幅员辽阔,各地海拔、温度、光照、降雨量等影响蔬菜生长的条件不尽相同,应结合各地实际情况,引进国外先进的农业设施。
3.2.1 因地制宜地自主开发和引进关键技术,建造适宜的温室系统
近年来,随着我国经济的快速发展,发展现代农业的步伐也在加快,于是各地盲目引进国外大型智能连栋温室,但使用情况普遍不理想,我国的温度、湿度、光照等气候状况与荷兰不同,荷兰的温室系统注重采光和自动化程度,而我国的温室系统更注重的是冬季的保温。建议温室结构专家结合我国实际,因地制宜地设计出符合我国特色的现代化温室系统,自主开发和关键技术引进相结合,逐步建立具有地方特色的高效设施蔬菜栽培技术体系和生产基地,从而为我国的现代农业提供技术保障。
3.2.2 开发拥有自主知识产权的智能控制系统
在劳动力成本日趋昂贵的现代社会,一套先进的智能控制系统,不仅可以按照作物需求精准控制温室内的温度、湿度、光照、养分及二氧化碳等蔬菜生长所需条件,而且可以减轻劳动强度,降低劳动力成本,从而提高蔬菜产品的标准化程度和质量,给温室蔬菜生产带来丰收和利润。目前,我国自有的控制系统还很落后,主要依赖进口,而进口系统的核心技术尤其是软件对我国实行技术封锁,使其很难被仿制。建议政府加大鼓励相关企业和科研院所积极开展这方面的研究,开发、研制拥有自主知识产权的下一代5G智能控制系统,提高我国温室产业的现代化程度;鼓励相关企业和科研院所加强与农户或农业企业合作,加快相关领域科技成果转化,实现我国农业现代化技术的突破。
4 小结
设施蔬菜产业现在已经成为我国蔬菜产业的主流。经过多年的发展,我国设施蔬菜产业的生产技术和应用水平虽然已经得到了较大的提升,但与国际一流水平相比,仍然存在着较大的差距。要在国内现有技术的基础上,融入新技术、新品种、新的管理理念;同时要引进、消化国外先进技术并不断创新。总的来说,我国设施蔬菜不应盲目追求高大上,需结合我国实际,开发出具有中国自主知识产权的软硬件设施。