江苏省园艺设施发展现状与趋势

张 姚，曹 凯，鲍恩财，代伟伟，吴宜文，夏礼如，伍德林，孟 蕊，公伟明

（1安徽农业大学工学院，合肥 230036；2江苏农业科学院农业设施与装备研究所/农业农村部长江中下游设施农业工程重点实验室，南京 210014；3盐城海升现代农业科技有限公司，江苏盐城 224200）

0 引言

被赋予“鱼米之乡”的江苏，位于中国大陆东部沿海地区，东经 116°18′—121°57′，北纬30°45′—35°20′，与安徽、浙江、上海并称为长江三角洲地区，自然条件适宜，属于温带向亚热带过渡性气候，具有南北方的独特气候，地形多以平原为主，农副产业和工业都相对发达[1]。

园艺设施是江苏省农业经济发展的重要一环，同时江苏省的科技水平较高，为设施园艺的现代化发展奠定基础。前人研究发现现阶段中国的园艺设施发展规模化、集约化、现代化程度均较不高，而江苏省水土地势、自然条件及设施建设均有利于园艺设施的长足发展[2]。本研究从江苏省设施类型、种植模式及未来趋势为切入点，进行归纳总结，分析符合江苏省园艺设施绿色、健康、迅速发展的途径，为江苏省园艺设施发展提供未来道路的参考，以期为江苏省园艺设施产业未来发展提供借鉴。

1 江苏省园艺设施概况

近些年来江苏省的园艺设施建造面积不断扩大，截至2018年，江苏省的温室建造面积达到了33.94万hm2，占据全国总温室建造面积189.42万hm2的17.92%（数据来源于农业农村部农业机械化管理司，下同），是中国的设施建造面积最大的省份，其中塑料大棚建造面积最多。如图1所示[3]，自2008年至2018年，现代化产业的发展促进了塑料大棚、连栋温室及日光温室的建造面积不断增加，从侧面反映出江苏省的园艺设施的发展迅速且高效，极大地增强了园艺产品的生产能力[4]。

图1 江苏省园艺设施面积逐年变化图（2008—2018年）

2 江苏省园艺设施发展现状及特点

为响应国家农业产业的高效性、多样性、可持续性的快速发展，江苏不断进行产业结构的调整，制定了一系列的农业政策，推动园艺设施产业的快速发展。目前设施园艺已成为江苏省的标志性农业[5]，其高效性的经营，增添了农业的收益，同时提高了农户的收入。随着现代化农业的高速发展，园艺设施及配套设备也变得丰富多样，价格更低，适用性更强。其中现代设施农业产业园、农光旅三产融合示范园、大型智能植物工厂的出现也给江苏省的农业产业带来新的机遇[6]。园艺设施也由之前的地膜覆盖、小拱棚，中大棚，变成了现在的塑料大棚、连栋温室及日光温室[7]。总的来看，塑料大棚在江苏的园艺设施建设和使用中占主导地位，同时温室机械化、自动化程度偏低，制约了设施园艺智能化的发展[7-8]。

2.1 设施类型

2.1.1 塑料大棚 塑料大棚是一种简易适用的拱形栽培设施结构。优点在于建造简易、使用方便、前期投入较少，被农户所喜爱。按取材结构类型可分为竹木结构、钢架无柱结构、装配式镀锌钢管结构及钢木混合结构[9]。在江苏省，苏中地区GLP－8424型连栋大棚的单层薄膜覆盖棚和双层薄膜棚应用最多[10]，为江苏省的主导棚型，其建设的高效性、实用性和可持续性得到广大农户的肯定。

2.1.2 连栋温室 连栋温室，即将单一的温室用科学方法连在一起，构成一种连跨的相对大的单体温室。其特点在于，比传统大棚种植面积更大，经济收益更高，且连栋温室具有统一化模式、科学化管理、高效化经营等优势。按照材料可分为薄膜连栋温室、玻璃连栋温室、阳光板连栋温室[11-12]。江苏地区，连栋温室随处可见，其建造性虽没有塑料大棚广泛，但是近几年的发展，大大加强了连栋温室的实用性，内遮阴、内保温拉幕系统以及湿帘风机系统等配套设备的使用，使得连栋温室的生产效益更高[13]，而且大型连栋温室一般采用高架栽培模式，减少了土壤耕作需求，同时以无机营养液栽培，实现了作物的高产多产[14]。

2.1.3 日光温室 作为中国独具特色的园艺设施产物，日光温室可以通过后墙吸收白天的太阳辐射蓄热，并于夜间释放后墙蓄热层热量升高室内气温。一般只在连续阴天或极端寒冷天气才少量加温[15]。江苏地区一般按照后墙结构可分为土墙结构和砖墙结构。苏南部分地区发展日光温室采用秸秆砌块墙体，保温性能好、造价便宜[16]。近些年来日光温室结构上的优化以及后墙蓄热材料的引入，突破了保温与蓄热性能的限制，实现了作物的周年优质高产[17]。

2.2 配套设备

江苏设施种植面积达全国第一，离不开经济发展的巨大优势，在农业机械化的大力推广下，设施内的深松、施基肥、旋耕（深耕）、开沟、起垄、覆膜等机械作业的使用量大大提高，从而减少了劳动力。目前设施内推广的机械主要为田园管理机械和微型耕种机械，翻耙机与施肥机械的实用性尚欠缺[18]。

此外育苗移栽机械的适配型机械，如基质处理、装填、精播、催芽、育苗、嫁接的育苗作业环节机械和三种常用移栽作业机械（塑料穴盘育苗、泡沫穴盘育苗、基质块育苗）都是目前主要设备，可以有效提高播种移栽速度减少劳动力，但不足之处是国产配套设备自动化程度低，稳定性差，使用率低[19]。

2.3 种植模式

农业种植模式，可分为以下四种模式，详情如图2所示。根据江苏省的区域特色并融合四大种植模式，使设施园艺呈现标准化、多样化、现代化的发展趋势，最终形成江苏特色的种植模式。

图2 新型设施园艺种植模式图

设施农业模式，即通过工程技术的手段来改变自然光照强度、相对温湿度等环境条件来创造动植物优质生长的内环境，从而达到高效、高产、安全、标准化生产的一种模式，有效提高作物的产量[20-21]。在园艺设施中，高档智能温室、日光温室、防虫设施以及避雨设施的应用均发挥巨大的作用[22]。

观光农业模式将农业与休闲观光旅游有效结合起来，形成一种以农业为背景，提升农业与旅游综合效益的模式，使得休闲观光农业与相关产业相互融洽，相互渗透，促进新行业的高效、健康发展，形成江苏的特色农业模式[21-22]。

无土栽培模式是江苏省的特色，可分为水培、气培、基质栽培等多种方式，其中基质栽培应用较为广泛。如苏南地区温室，塑料大棚居多，适宜盆装基质栽培、袋装基质栽培蔬菜，同时配备灌溉设备和供水系统，便于集约化管理[23]。苏北地区的水培技术中常采用自来水或地下水，配备一定浓度的营养液即可使作物高效成长[24]。

精准农业模式是一种现代农业结合物联网技术的新型模式[25]。由网络化信息将设施园艺中的各种情况进行定位、定时、定量的统计分析并实行对应措施。但精准化农业前期投入较多，适配设备不先进，准确实行较为困难。正如文献[26-28]中所述针对江苏地区可进行分阶段、分区域发展的精准农业，可先行发展节水、节肥、环保的精确农业技术为主，最后再推广发展。

3 存在的问题

3.1 园艺设施发展水平低

江苏大多数地区园艺设施采用的都是简易塑料大棚和日光温室，其中塑料大棚占86.8%[29]，而连栋温室与日光温室占比很少。虽然江苏近十年来经济发展迅速，人均GDP位居中国前列，但园艺设施的发展程度相对较低，相关农业设施装备标准尚未建立，因此优化设施成为了农业可持续发展的重点，也是提高设施农业发展水平的有力措施[30-31]。

3.2 科技含量低、产量低

塑料大棚缺少加温及环控设备，造就了塑料大棚的低成本和建造工艺简单的特点，同时也伴随着科技含量低，最终导致其设施种植的产量相对较少。2019年江苏全省蔬菜种植面积达到了143.4万hm2，位居全国第四，但与之不成比例的则是其产量只有5520万t，为中国蔬菜总产量的7%[32]。

3.3 机械化作业低，劳动强度大

在江苏省园艺设施中，常采用的种植机械有：动力施肥机械、灭茬旋耕机械、田间管理机械、蔬菜精密直播机械及节水灌溉系统/水肥一体化等配套设施[33]，但其普遍设施配套水平不高，设施作业效率偏低，利用率只有30%。大多数塑料大棚生产还是以人工为主。究其原因还是农艺－设施－农机融合程度低，未能找到适宜机械化生产的园艺设施[34-35]。

3.4 运行管理水平低，经济效益低

江苏有着不可替代的经济市场，但园艺设施的发展并不理想，未能达到物联网技术与设施农业市场紧密结合的程度，同时还需要有产品－包装－销售巧妙结合、相互推动，并与市场相适应的运行管理机制。目前，江苏还没有建立该管理机制，仍以经验和粗放的管理手段为主，导致市场建设和开拓能力弱，设施农业市场占有率低，未形成完善的市场流通服务体系，品牌的经济效益也随之降低[36]。

3.5 智能化水平低

智能化，即为了得到更好的作物生长环境而通过智能设施进行自动化调节[37]，多通过在温室中配备环境控制设备，并利用传感器进行监测，以及时对温室内环境进行如加温或降温等调控[38]。但江苏省大部分温室都缺乏智能化调控系统，数据传感器较少，温室内缺少同步数据的传递，环控调整多凭经验进行，最终造成经济损失[39]。

4 江苏省园艺设施未来发展趋势

国家“十四五”规划中提出，在质量效益明显提升的基础上，可实现经济持续健康发展。在设施园艺中，随着农业基础的进一步夯实，现代化设施的实用性会更加先进。可从以下四个方面对江苏省园艺设施的未来发展进行展望，详情如图3。

图3 江苏省园艺设施发展趋势图

4.1 产品市场趋势

随着生活水平的提高，人们对于农产品的需求也变得越来越高，而园艺设施可以周期性供应优质、安全、丰富的农产品。同时，设施园艺可以兼顾观赏、休闲、食用的需求，消费者在品尝优质农产品的同时，还可以体验农场的生活方式。第三，其发展对教育事业和保健行业也有一定帮助，如功能性园艺产品的生产，家庭园艺的知识教育甚至是园艺养生与治疗产品的发展达到治疗疾病的作用[40]。最后，对于特定场所的供应需求，在海岛上、沙漠中、极地地区、太空中都是可以看到园艺的身影。因此园艺设施的发展应与市场供求关系紧密结合，通过市场的需求来优化其生产模式和品种结构[41]。

4.2 产业提升趋势

江苏省的经济发展，对园艺设施产业有着巨大的推动作用，为该产业的提升提供了新的思考。第一，更新园艺设施。如对单体塑料大棚、节能型日光温室、环境调控、生产管理轻简化装备进行提档升级[42]。第二，优化栽培模式以及提升资源利用率。规范化的种苗生产以及栽培模式的标准化实施，可以有效提高土地利用率、优质水资源利用率和大量农业废弃物二次利用率[43]。第三，设施园艺生产模式规模化以及产业服务网络化。开展以农场为主，个体为辅的规模化生产，其中产业服务可由政府主导，企业辅助并将技术、信息、设施设备、生产、产后等服务形成一条强大的服务体系链[44]。园艺设施的产业提升所带来的经济发展也将为江苏省的发展提供新的机遇。

4.3 现代化发展趋势

连栋温室以及节能型日光温室是重要的现代化园艺设施，其中节能型日光温室的标准化和装配化发展提高了日光温室的收益与投入比重[45-46]。连栋温室设施内环境调控优化、围护结构性能提升、农艺技术层次提升均是现代化发展的必然趋势[47-48]，如小型设施环境自动化控制装备与系统（物联网的应用，卷帘、保温、灌溉、遮光、放风自动化）的高效应用和水肥一体化现代装备与系统的优化改造，以及农业机器人（嫁接机器人、管理机器人）的大量使用，这些自动化机械装备带动了园艺设施现代化的发展，并加快了园艺设施的智能化生产管理进程。

4.4 智能化生产趋势

近年来，政府积极提倡三大绿色农业理念，即农业生产绿色化、农产品无公害化、生产过程无污染化，这与智慧农业体系不谋而合[49]。农业生产链中农业物联网的应用、农机车载终端设备的投入并与人工收集系统的相互融合，进一步实现了农业生产全领域、全过程、全覆盖的实时动态监测，因此园艺设施的智能化生产也是未来的一种趋势[50]。园艺设施的发展应采用先进工业技术与农艺技术相融合的发展模式[42]，如将农艺－设施－农机高度融合，筛选适合不同种类园艺种植作物生长发育的光质配方及光量、研制符合不同种类设施园艺工厂生产的低成本设施设备以及营养液配方及供应量等，形成江苏省独有的设施园艺工厂，并通过设施内环境调控实现作物资源的有效利用和生产管理的大幅提升[51-52]。

4.5 江苏省园艺设施未来趋势

江苏省园艺设施产业多数分布在连云港、徐州等地，并形成园艺产业群体，是一条“节能、低成本、生态、安全、高产、优质、高效”的特色产业链。从江苏省未来发展战略来看，园艺设施的发展应以现代化为目的，以四大趋势为导向，坚持“一主四辅”五大方向，采用供给侧结构性改革的方法，完成园艺设施提档升级和提质增效，并在未来10年内实现园艺设施现代化。

5 结论

随着现代农业的快速发展，江苏现有的园艺设施及配套设备在技术层面和适用层次上与现代农业的差距日益凸显，影响了设施农业的效益水平，也制约了农业经济的提升，本文以江苏省的区域面积情况为基础，对江苏三大园艺类型的发展情况与配套设备，以及四大种植模式进行归纳总结，分析发现江苏省园艺设施目前存在发展水平低、科技含量低、机械化程度低、运行管理水平低、智能化程度低的问题。进而提出江苏省园艺设施未来发展应以园艺设施现代化为目的，以四大趋势为导向，高度融合农艺技术－园艺设施－农机水平，并与智慧农业接轨，发展具有江苏区域特色的园艺设施，以期为江苏省园艺设施产业的快速发展提供参考与借鉴。