国内外设施农业发展现状——兼论促进我国设施农业发展对策

朱 龙 陈 杰 吴筱栋 朱 悦 吴军辉 刘 俊

(1.上海市宝山区农机站，上海 201900 ； 2.同济大学新农村发展研究院 上海 200092)

设施农业(protected agriculture)是采用人工技术手段，改变自然条件，创造出适宜于植物或者动物生长的环境条件，使之能够不受外界环境因素制约全天候、周年化生产的农业生产系统。设施农业是农业生产中交叉型、综合型以及应用型的生产系统，它的主体就是环境安全型温室、圈舍以及菇房。设施农业的关键是利用各种建筑和设施，为植物或动物提供一种相对理想的生长环境，能够使得植物或动物在不适宜其生长的季节和气候条件下，也能正常的生长。它根据不同的种养品种需要设计成不同设施类型，同时选择适宜的品种和相应的栽培技术[1-3]。设施农业在农业生产中具备高科技、反季节和多样性的特色，在投入产出上属于高投入、高产出、高效益。不同的国家，设施农业，也可以称为工厂化农业、可控环境农业、保护地农业以及设施农业，这些名称只是在文字表达上有所不同，但其实质内涵是一致的[4]。伴随着当代信息技术的持续发展进步，设施农业也正朝着智能化、无人化、高效化的方向发展。

1 设施农业发展概况

据2017年调查数据显示，全世界设施农业总面积达到460万hm2，主要分布在亚洲、欧洲和美洲[5-9]，其中，东亚的中国、韩国和日本，欧洲的荷兰、美洲的美国都是设施农业面积较大的国家，特别是东亚三国，由于传统的饮食习惯，蔬菜的人均需求量较大，所以依托于蔬菜生产发展起来的设施农业发展也极为迅速，仅中国、日本和韩国3个国家的设施农业面积之和就占世界设施农业总面积的82.90%[10-15]。

1.1 设施类型

设施农业中用于生产的各类设施，可以按一定的规律进行分类。按结构分，可以分为文洛型(venlo)、圆拱形、全开型以及我国独有的坡面日光温室；按被覆的材料，可以分为玻璃温室、塑料薄膜温室和PC阳光板温室，比重是最大的是塑料薄膜温室(含中小拱棚)，面积接近292万hm2，占比为63.5%，以亚洲国家面积最多。玻璃温室近几年普及较快，构造大多为文洛型(venlo)连栋温室，面积约为6万hm2左右，占比约为1.2%，主要集中在欧洲荷兰及北欧和美国[7]。

1.2 设施作物

设施作物的生产对象首先是园艺作物，包括蔬菜、水果和花卉，在园艺作物中，又以蔬菜种植面积最大，蔬菜占整个设施栽培总面积的85%以上，以茄果类、瓜类和绿叶菜为主；其次，为观赏植物，大多数是盆花和切花。近几年，既可作为水果也可作为蔬菜的草莓设施生产发展迅速[16]。我国除了进行设施园艺作物生产以外，中草药和食用菌的设施生产也正在逐步发展[17-18]。欧美一些发达国家，特别是荷兰，大力发展高附加值的鲜切花和盆栽花卉设施生产，如荷兰花卉的生产全部在温室内进行，生产的鲜切花和观赏植物约占世界花卉市场的80%，每年出口总额占国际市场花卉贸易的60%，占欧洲市场的70%[19-20]。

1.3 栽培技术

一些发达国家，都有契合自己国家设施生产发展的特色设施栽培技术，其中荷兰主要是发展以岩棉栽培为主的无机基质营养液循环无土栽培，日本发展营养液土壤栽培和营养液膜栽培(FT栽培技术)，美国则发挥自己国家信息和计算机技术发达的条件，开发营养液智能反馈调节栽培系统和技术，能够根据植物吸收的水分和养分，营养液中剩余的养分以及预先制定的营养液配方，用计算机自动调整每次灌溉和施肥，提高无土栽培植物养分和水分的吸收利用效率。以色列则根据自己国家是一个沙漠化缺水的国家，大力发展以滴灌、微喷灌栽培为主的高效节水设施农业[21-22]。

2 国外设施农业发展的特点

2.1 集约化发展

一个产业的持续发展，必然离不开效益，而要获得效益，必须具备一定的规模。如果设施生产产值的增加低于设施生产土地、人力、运维和农资投入的增加，是难以实现设施生产的可持续发展。要的是设施农业的效益不断提升，发展大型化、规模化、集约化的设施农业是一个关键举措，只有这样，才能提高设施农业土地利用率、方便机械化作业、进行集约化生产，提升环境控制稳定性以及提升产品质量和产量。因此，农业生产技术发达的国家温室普遍趋向大型化、工厂化、集约化的方向发展，美国和荷兰新建的温室规模至少在1 hm2以上[19]。

2.2 植物生产工厂化

用工业生产的理念、管理和技术进行农业生产是近几年国外设施农业发展的一个重要特征。农业，特别是设施农业，已经不是那种靠天吃饭的传统农业，设施农业被赋予了“工业化技术+农作物生产”的内涵，通过类似于工业生产厂房的设施进行精准农业生产，集生物技术、工程技术和系统管理于一体，使农业生产从自然生态束缚中脱离出来，按计划周年性进行植物产品生产[23-24]。

2.3 设施生产智慧化

随着互联网、大数据、云平台等技术的普及以及传感器等硬件设备价格的下降和稳定性的提升，设施生产正在向智能化控制和网络化管理的方向发展。荷兰的花卉生产已经实现了生产管理、包装储运、自检自控的自动化控制，实现了鲜花生产的智能化[25-26]。日本在传统的精细化设施农业发展的基础上，近年来也着力于更先进的植物工厂的发展，截至2016年底，完全密闭的“完全人工光型”以及在玻璃温室基础上升级提升的“人工光与太阳光并用型”植物工厂已超过200家，能够实现农作物周年连续生产和产品供应[27]。

3 我国设施农业发展的特点

3.1 生产规模逐步扩大

我国是一个农业大国，近几年在绿色转型发展、节能减排增效思想的指导下，各地都在探究摸索效益农业的发展道路。设施农业在整个农业产业中，是属于相对“高投入” “高产出” “高效益” “高科技”的产业，各地发展效益农业和脱贫攻坚都把目标瞄准了设施农业，20世纪70年代，我国设施农业面积仅为0.7万hm2，随着时间的推移，到了20世纪末，我国设施农业进一步普及推广，设施面积已经达到了86.7万hm2。随着地域匹配型、气候适应性的农业设施及其相应栽培管理技术的研究开发和推广应用，资金支持和投入力度的增大，我国设施农业生产规模逐年扩大。截至2017年底，我国设施农业面积突破了370万hm2，在短短20年间体量翻了4～5倍，已成为世界设施农业生产大国，面积和产量都居世界第一[28-29]。

3.2 地域特色明显

因为我国幅员辽阔，自然条件差异巨大，所以我国不同的地域都结合各自的自然条件，因地制宜地发展符合地域条件的设施生产。“南大棚北日光”是我国设施农业发展的基本格局，南大棚是指在我国南方地区，包括华南、西南、华东、华中地区，以发展塑料大棚为主，塑料大棚也是这些地区设施生产的主要设施类型，当然这些年塑料大棚也朝着大型化、联栋化的方向发展[30]；我国北方地区，包括华北、东北、西北地区，则以发展日光温室为主，这些地区的绝大多数设施都是日光温室，北方日光温室也在不断地进行升级改造，形成具有鲜明特征的结构类型，如蓟春型、连栋型、阴阳型、寿光7代等新型温室[31-33]。

3.3 设施装备逐渐升级

我国设施农业发展，应该走一条外部引进吸收，内部创新提升相结合的道路。20世纪70年代，许多研究人员去荷兰、日本、美国、以色列等国家学习交流，又从这些国家引进了一些先进的设施设备，如荷兰的文洛型温室、普瑞瓦的温室控制系统和自动灌溉系统、日本的设施用小型农机具、美国的多层充气温室、以色列的水肥一体化设施设备。在学习和引进这些设施设备之后，我们的消化吸收、提升和创新的步伐一直没有停止，目前设施农业的各类温室、控制系统、栽培设备、专用农资都已经实现了国产化生产，并在生产过程中通过自我创新，逐步形成了一些具有自主知识产权的设施装备以及生产技术，并已经应用到了不同的设施作物生产中，带动了设施生产的技术提升，取得了良好的经济效益[34]。

4 我国设施农业发展对策与建议

4.1 市场先行

在我国农产品总体供大于求，优质农产品比重有待提升，市场营销相对滞后的前提条件下[35]，发展设施农业首先要认真调查、分析和研究总结市场信息，准确地研究定位重点发展生产什么农产品，采用设施农业生产这种农产品的优势在什么地方，农产品的销路在哪里、消费人群在哪里、营销方式是怎样的，才能有的放矢，做到生产和销售相匹配、资金和技术相匹配、投入和产出相匹配，不讲市场，只讲生产，这个产业是难以为继的。

4.2 人才建设

21世纪是世界经济发展的时期，是科学力量加强的时期，也是数字信息爆炸的时期。21世纪人才决定了产业的进步和发展。特别是农业领域，目前我国农业领域的人才“来不了，留不下，用不上，干不了”等问题尤其突出，高素质、高学历的人才不愿从事农业，不愿在基层一线农业生产企业，即使留下了，也不愿真正长久的从事这一行业。所以，一定要坚持把科教兴农、人才强农作为支撑设施农业发展的重大战略，鼓励各类涉农科研高校、职业教育学校大力培养设施农业人才，并用各种政策手段和经济杠杆鼓励这些学生去基层、去一线，让人才进得来、留得下、干得久。同时，针对目前设施农业从业者老龄化、低学历的特点，开展和生产实际紧密结合、因地制宜、形式多样，深入浅出的培训和教育，提升设施农业管理者和生产者的科技水平和实际应用能力[28，36]。

4.3 政策引导

政策扶持是促进设施发展的根本保证[37]。一是要制定并且保证落实实施相关的设施农业扶持政策，如土地、人员、服务、营销等方面的优惠政策。二是要加大财政支持力度，引导和撬动金融资金和社会资本进入设施农业领域，促进国家、地方政府、民间资本、金融资本等多渠道资本以不同的方式投入到设施农业产业中，并建立相应的资金保障机制。同时，还要注意政策的一贯性和连续性，避免政策的朝令夕改，使得基层和一线企业难以适应，也影响了其发展设施农业的积极性。

4.4 技术支撑

任何一个产业的发展，离不开科技进步，设施农业也同样如此。设施农业发展的主要动力还在于科技进步[26，28]。一方面要向国外发达国家学习，同时也要“洋为中用”充分结合我国的经济、地域、气候、生活特点和农业生产实际，发展适合我国国情的设施农业支撑技术，从实用化、可靠性、稳定性、性价比等方面着手，研发设施生产的控制系统和管理系统。从低成本、易操作、高可靠性的角度出发，研发和推广应用设施小型农耕机械、有机营养基质无土栽培等，使设施支撑技术向着实用、有效、简易的方向发展，便于推广应用，也能进一步提升设施生产效益。